RU2441751C2 - Device for cutting hard materials and its durable working element - Google Patents
Device for cutting hard materials and its durable working element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441751C2 RU2441751C2 RU2010106519/03A RU2010106519A RU2441751C2 RU 2441751 C2 RU2441751 C2 RU 2441751C2 RU 2010106519/03 A RU2010106519/03 A RU 2010106519/03A RU 2010106519 A RU2010106519 A RU 2010106519A RU 2441751 C2 RU2441751 C2 RU 2441751C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting
- working body
- flexible endless
- rollers
- endless working
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
- B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
- B28D1/08—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with saw-blades of endless cutter-type, e.g. chain saws, i.e. saw chains, strap saws
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области добычи и обработки различных твердых материалов резанием при помощи гибкого бесконечного рабочего органа, например камнедобычи и камнеобработки.The invention relates to the field of extraction and processing of various solid materials by cutting using a flexible endless working body, for example, stone mining and stone processing.
Предшествующий уровень техникиState of the art
В настоящее время для добычи и обработки различных каменных материалов резанием широко используются станки с гибким бесконечным рабочим органом.Currently, machines with a flexible endless working body are widely used for the extraction and processing of various stone materials by cutting.
Известна установка для канатной распиловки камня, содержащая вертикальные направляющие, соединенные в верхней части балкой, на которых размещены суппорты с приводом перемещения, установленные на суппортах шкивы, один из которых соединен с электродвигателем, охватываемые бесконечным режущим органом в виде каната (авторское свидетельство SU 1065218 А, кл. B28D 1/08; 07.01.1984 г.; бюл. №1).A known installation for rope sawing of stone, containing vertical guides connected to the upper part of the beam, on which calipers with a displacement drive are placed, pulleys mounted on calipers, one of which is connected to an electric motor, covered by an endless cutting body in the form of a rope (copyright certificate SU 1065218 A , CL B28D 1/08; 01/07/1984; Bull. No. 1).
Во всех известных установках для осуществления технологического процесса резания необходимо создавать определенной величины контактное давление между гибким бесконечным рабочим органом и обрабатываемым материалом. Нормальное контактное давление создается при помощи натяжения гибкого бесконечного рабочего органа, который предварительно затягивается на приводных шкивах для передачи ему движения соответствующей мощности. Величина усилия предварительного натяжения соизмерима с рабочим усилием. Напряжения, возникающие от изгиба гибкого бесконечного рабочего органа на приводных шкивах, пропорциональны отношению диаметра поперечного сечения несущей части рабочего органа к диаметрам приводных шкивов. Уменьшение величин изгибных напряжений при помощи увеличения диаметров приводных шкивов приводит к тому, что увеличивается межосевое расстояние передачи и для осуществления технологического процесса приходится увеличивать предварительное натяжение гибкого бесконечного рабочего органа.In all known installations for the implementation of the technological process of cutting, it is necessary to create a certain value of the contact pressure between the flexible endless working body and the processed material. Normal contact pressure is created by tensioning a flexible endless working body, which is previously tightened on the drive pulleys to transmit to it the movement of the corresponding power. The magnitude of the pre-tension force is commensurate with the working force. Stresses arising from the bending of a flexible endless working body on the drive pulleys are proportional to the ratio of the cross-sectional diameter of the bearing part of the working body to the diameters of the drive pulleys. Reducing the values of bending stresses by increasing the diameters of the drive pulleys leads to an increase in the center distance of the transmission and for the implementation of the technological process it is necessary to increase the preliminary tension of a flexible endless working body.
Учитывая, что процесс резки осуществляется при скоростях 30÷40 м/сек, алмазные перлины, установленные периодически на несущей части гибкого бесконечного рабочего органа, претерпевают большие ударные нагрузки при входе в зону резания, что отрицательно влияет на прочность гибкого бесконечного рабочего органа.Given that the cutting process is carried out at speeds of 30 ÷ 40 m / s, diamond perlins installed periodically on the bearing part of the flexible endless working body undergo large shock loads at the entrance to the cutting zone, which negatively affects the strength of the flexible endless working body.
Неэффективное использование прочностных ресурсов гибкого бесконечного рабочего органа приводит к увеличению диаметра несущей части гибкого бесконечного рабочего органа, а сравнительно длинная зона резания затрудняет удаление продуктов процесса резания и создает условия для интенсивного износа рабочего органа.The inefficient use of the strength resources of a flexible endless working body leads to an increase in the diameter of the bearing part of the flexible endless working body, and the relatively long cutting zone makes it difficult to remove the products of the cutting process and creates conditions for intensive wear of the working body.
Ограничены технологические возможности при осуществлении реза в больших массивах или деталях строительных конструкций, подход к краевым элементам которых затруднен. Приходится заранее перфорировать технологические отверстия в зоне резки, через которые проводят ветвь гибкого бесконечного рабочего органа и после закрепления его концов переходят к процессу резания. Вспомогательные операции приводят к снижению производительности процесса резания.Technological capabilities are limited when cutting in large massifs or parts of building structures, the approach to the edge elements of which is difficult. It is necessary to pre-perforate the technological holes in the cutting zone, through which the branch of the flexible endless working body is passed and, after fixing its ends, proceed to the cutting process. Auxiliary operations lead to a decrease in productivity of the cutting process.
Часть приведенных недостатков устранена в предложенной нами конструкции устройства с гибким бесконечным рабочим органом (заявка №2006118034; 25.05.2006; опубликовано бюл. №35). Однако, как показали проведенные нами испытания, предложенная конструкция устройства с гибким бесконечным рабочим органом не может нормально функционировать с выпускающимися промышленностью гибкими бесконечными рабочими органами.Part of the above disadvantages was eliminated in our proposed device design with a flexible endless working body (application No. 2006118034; May 25, 2006; published bulletin No. 35). However, as our tests showed, the proposed device design with a flexible endless working body cannot function normally with flexible endless working bodies manufactured by the industry.
Известные конструкции гибкого бесконечного рабочего органа (US Patent "Cable variety stone cutting saw; №2679839; 01.06.1954") не обеспечивают необходимую гладкость траектории движения режущих втулок в зоне образования висячей открытой петли, что приводит к возникновению ударных нагрузок в зоне резания. При больших скоростях возникающие ударные нагрузки являются причиной появления беспорядочных колебаний висячей открытой петли гибкого бесконечного рабочего органа, что препятствует нормальному процессу резания. Контакт бесконечного рабочего органа с приводным роликом в зоне прижатия ременной передачи носит дискретный характер и является причиной его неравномерного движения. В зонах огибания гибкого бесконечного рабочего органа на направляющих роликах возникают большие изгибные деформации, которые являются причиной отсутствия непрерывного контакта гибкого бесконечного рабочего органа с роликами и уменьшения жесткости системы резания.Known designs of a flexible endless working tool (US Patent "Cable variety stone cutting saw; No. 2679839; 06/01/1954") do not provide the necessary smoothness of the path of the cutting bushings in the zone of formation of the hanging open loop, which leads to the occurrence of shock loads in the cutting zone. At high speeds, the occurring shock loads cause random fluctuations in the hanging open loop of a flexible endless working body, which impedes the normal cutting process. The contact of the endless working body with the drive roller in the zone of pressing the belt drive is discrete and is the reason for its uneven movement. In the envelope zones of the flexible endless working body, large bending deformations occur on the guide rollers, which are the reason for the lack of continuous contact of the flexible endless working body with the rollers and a decrease in the rigidity of the cutting system.
Следовательно, необходима конструкция гибкого бесконечного рабочего органа, способная функционировать с предлагаемой конструкцией устройства резания твердых материалов.Therefore, a design is needed for a flexible endless working body that can function with the proposed design of a device for cutting solid materials.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В основу настоящего изобретения положена задача создания устройства для резки при помощи гибкого бесконечного рабочего органа различных твердых материалов с таким конструкторским выполнением, которое позволило бы устранить указанные выше недостатки.The basis of the present invention is the creation of a device for cutting using a flexible endless working body of various solid materials with such a design that would eliminate the above disadvantages.
Эта задача решена созданием устройства резки твердых материалов, включающего, по меньшей мере, один гибкий бесконечный рабочий орган (его конструкция рассматривается ниже), оснащенный режущими втулками, корпус, на котором установлены механизм подачи на резание и направляющий приводной механизм. Механизм подачи на резание состоит, по меньшей мере, из одной пары роликов, снабженных периферийными кольцевыми пазами, в которых подвижно установлены ветви ремней ременных передач, а один из роликов оснащен приводом линейной подачи. Направляющий приводной механизм состоит из ременной передачи с затяжным механизмом, снабженным регулируемой тягой и, по меньшей мере, одной пары снабженных периферийными кольцевыми пазами роликов, один из которых является ведущим и кинематически связан с приводом устройства. Устройство отличается тем, что ветви гибкого бесконечного рабочего органа подвижно установлены в периферийные кольцевые пазы роликов механизма подачи на резание и, огибая ролики механизма подачи на резание, проходят через периферийные кольцевые пазы роликов направляюще приводного механизма таким образом, что за ними образуют открытую петлю, которая способна линейно перемещаться при перемещении подвижного ролика механизма подачи на резание, а ветви ремней ременных передач механизма подачи на резание и направляюще приводного механизма в зонах контакта гибкого бесконечного рабочего органа с периферийными кольцевыми пазами роликов обеспечивают прижатие гибкого бесконечного рабочего органа к контактным поверхностям периферийных кольцевых пазов роликов.This problem has been solved by creating a device for cutting solid materials, including at least one flexible endless working body (its design is discussed below), equipped with cutting bushings, a housing on which a cutting feed mechanism and a guiding drive mechanism are mounted. The cutting feed mechanism consists of at least one pair of rollers provided with peripheral ring grooves in which the branches of the belt transmission belts are movably mounted, and one of the rollers is equipped with a linear feed drive. The guiding drive mechanism consists of a belt drive with a tightening mechanism equipped with an adjustable traction and at least one pair of rollers provided with peripheral ring grooves, one of which is driving and kinematically connected to the drive of the device. The device is characterized in that the branches of the flexible endless working body are movably mounted in the peripheral annular grooves of the rollers of the feed mechanism for cutting and, enveloping the rollers of the feed mechanism for cutting, pass through the peripheral ring grooves of the rollers of the guide drive mechanism so that they form an open loop, which able to linearly move when moving the movable roller of the feed mechanism for cutting, and the branches of the belts of the belt gears of the feed mechanism for cutting and the guide drive mechanism and in the contact zones of the flexible endless working body with the peripheral annular grooves of the rollers, the flexible endless working body is pressed against the contact surfaces of the peripheral annular grooves of the rollers.
Основной принцип работы предложенного устройства заключается в том, что для натяжения гибкого бесконечного рабочего органа служат центробежные инерционный силы, возникающие в открытой петле при движении гибкого бесконечного рабочего органа по криволинейной траектории. В открытой петле гибкого бесконечного рабочего органа действуют инерционные центробежные силы, величина которых зависит от скорости движения гибкого бесконечного рабочего органа и его линейной массы (масса гибкого рабочего органа, деленная на его длину). В гибком бесконечном рабочем органе под действием центробежных сил возникают растягивающие усилия, придающие ему достаточной упругой жесткости для осуществления процесса резания. Учитывая, что резание твердых пород производят при больших скоростях при помощи предложенного устройства можно получить натяжение гибкого рабочего органа, вполне достаточное для осуществления процесса резания. Например, для часто применяемых в практике гибких рабочих органов, оснащенных алмазсодержащими перлинами диаметром 11-12 мм, при скорости резания 60 м/сек, сила натяжения бесконечного рабочего органа в зоне резания равно более 2500 Н. При этом, в отличие от существующих устройств, увеличение подачи на глубину резания приводит к уменьшению силы натяжения гибкого бесконечного рабочего органа. Следовательно, исключается разрыв несущего стального каната бесконечного рабочего органа в процессе резания.The main principle of the proposed device is that the centrifugal inertial forces that arise in the open loop when the flexible infinite working body moves along a curved path serve to tension a flexible infinite working body. Inert loop centrifugal forces act in the open loop of a flexible infinite working body, the magnitude of which depends on the speed of the flexible infinite working body and its linear mass (the mass of a flexible working body divided by its length). In a flexible endless working body under the action of centrifugal forces, tensile forces arise, giving it sufficient elastic stiffness to carry out the cutting process. Given that the cutting of hard rocks is carried out at high speeds with the help of the proposed device, you can get the tension of a flexible working body, quite sufficient for the implementation of the cutting process. For example, for flexible working bodies often used in practice, equipped with diamond-containing perlins with a diameter of 11-12 mm, at a cutting speed of 60 m / s, the tension force of the infinite working body in the cutting zone is more than 2500 N. Moreover, unlike existing devices, an increase in the feed to the depth of cut leads to a decrease in the tension force of the flexible endless working body. Therefore, rupture of the supporting steel rope of the endless working body during cutting is excluded.
Направляюще приводной механизм установлен в корпусе устройства для резки твердых материалов и служит для передачи движения и поддержания направления движения ветвей гибкого бесконечного рабочего органа. Направляюще приводной механизм состоит из снабженных кольцевыми пазами пары роликов, один из которых является приводным, и ременной передачи. Приводной ролик кинематически связан с приводом устройства резки твердых материалов. Ременная передача направляюще приводного механизма установлена в плоскости вращения роликов приводного механизма с противоположной стороны открытой петли гибкого бесконечного рабочего органа и в зонах контакта гибкого бесконечного рабочего органа с периферийными кольцевыми пазами роликов направляюще приводного механизма обеспечивает прижатие гибкого бесконечного рабочего органа к контактным поверхностям периферийных кольцевых пазов роликов. Предлагаемая конструкция позволяет передавать гибкому рабочему органу движение необходимой мощности при сравнительно небольшой величине его натяжения и отпадает необходимость создания предварительного натяжения гибкого бесконечного рабочего органа. Для обеспечения долговечности ремня и обеспечения высоких скоростей движения гибкого бесконечного рабочего органа удобно пользоваться плоскоременной передачей. Конструктивные элементы ременной передачи необходимо рассчитывать из условия обеспечения их прочности при создании необходимого контактного давления на гибкий бесконечный рабочий орган при помощи ремня. Величина контактного давления определяется из условия обеспечения контакта гибкого бесконечного рабочего органа с кольцевым пазом приводного ролика при максимальной скорости вращения приводного ролика. Диаметр ведущего ролика определяется из условия прочности гибкого рабочего органа при действии на него необходимого для резания натяжения и изгиба по радиусу ведущего ролика. Использование устройства передачи движения предложенной нами конструкции позволяет обеспечить минимальный диаметр ведущего ролика и независимо от величины скорости гибкого бесконечного рабочего органа обеспечить передачу необходимой для процесса резания приводной мощности. Для обеспечения необходимой долговечности ременной передачи и, исходя из удобства конструкторской компоновки устройства, следует диаметр ведомого ролика принимать равным диаметру ведущего ролика.The guiding drive mechanism is installed in the housing of the device for cutting solid materials and serves to transmit movement and maintain the direction of movement of the branches of a flexible endless working body. The guiding drive mechanism consists of a pair of rollers provided with annular grooves, one of which is a drive, and a belt drive. The drive roller is kinematically connected to the drive of the cutting device for solid materials. The belt drive of the guide drive mechanism is installed in the plane of rotation of the rollers of the drive mechanism on the opposite side of the open loop of the flexible endless working body and in the contact areas of the flexible endless working body with the peripheral ring grooves of the roller guide mechanism, the flexible endless working body is pressed against the contact surfaces of the peripheral ring grooves of the rollers . The proposed design allows the flexible working body to transmit the movement of the required power with a relatively small amount of tension and there is no need to create a preliminary tension of the flexible endless working body. To ensure the durability of the belt and ensure high speeds of the flexible endless working body, it is convenient to use a flat-belt transmission. The structural elements of a belt drive must be calculated from the condition of ensuring their strength when creating the necessary contact pressure on a flexible endless working body using a belt. The magnitude of the contact pressure is determined from the condition of contact of the flexible endless working body with the annular groove of the drive roller at a maximum speed of rotation of the drive roller. The diameter of the drive roller is determined from the strength condition of the flexible working body when it is exposed to the tension and bending necessary for cutting along the radius of the drive roller. Using the motion transmission device of our design allows us to ensure the minimum diameter of the drive roller and regardless of the speed of the flexible endless working body to ensure the transmission of the drive power necessary for the cutting process. To ensure the necessary durability of the belt drive and, based on the convenience of the design layout of the device, the diameter of the driven roller should be taken equal to the diameter of the driving roller.
При помощи механизма подачи на резание открытая петля гибкого бесконечного рабочего органа получает линейное перемещение по направлению ветвей рабочего органа, образующих открытую петлю, что обеспечивает необходимую глубину резания. Механизм подачи на резание состоит из одной пары роликов, оснащенных периферийными кольцевыми пазами, и ременных передач, установленных в плоскости вращения каждого ролика. Один из роликов механизма подачи на резание оснащен приводом и снабжен направляющими, что позволяет плавно менять расстояние между роликами механизма подачи на резание. Когда включается привод линейного перемещения ролика механизма подачи на резание, автоматически снижается величина усилия натяжения ремня ременной передачи (например, включается привод затяжного механизма ременной передачи приводного механизма) направляюще приводного механизма и инерционные центробежные силы, действующие в открытой петле гибкого бесконечного рабочего органа, сообщают перемещение открытой петле гибкого бесконечного рабочего органа. После достижения соответствующей глубины резания затягивается ремень ременной передачи направляюще приводного механизма, и устройство резки твердых материалов продолжает технологический процесс резания. Ременные передачи механизма подачи на резание установлены в плоскости вращения роликов механизма подачи на резание со стороны огибания роликов гибким бесконечным рабочим органом. Они в зонах контакта гибкого бесконечного рабочего органа с периферийными кольцевыми пазами роликов обеспечивают прижатие гибкого бесконечного рабочего органа к контактным поверхностям периферийных кольцевых пазов роликов и при уменьшении расстояния между роликами позволяют освобожденному отрезку рабочего органа под действием инерционных сил перемещаться к открытой петле.Using the feed mechanism for cutting, the open loop of a flexible endless working body receives linear movement in the direction of the branches of the working body forming an open loop, which provides the necessary depth of cut. The cutting feed mechanism consists of one pair of rollers equipped with peripheral ring grooves and belt drives mounted in the plane of rotation of each roller. One of the rollers of the cutting feed mechanism is equipped with a drive and is equipped with guides, which allows you to smoothly change the distance between the rollers of the cutting feed mechanism. When the linear drive of the roller of the feed mechanism for cutting is turned on, the tension value of the belt of the belt drive is automatically reduced (for example, the drive of the lagging mechanism of the belt drive of the drive mechanism is turned on) of the guide mechanism of the drive and the inertial centrifugal forces acting in the open loop of the flexible endless working body, report movement open loop flexible infinite working body. After reaching the appropriate depth of cut, the belt drive belt is guided by the guiding drive mechanism, and the solid material cutting device continues the cutting process. Belt drives of the cutting feed mechanism are installed in the plane of rotation of the rollers of the cutting feed mechanism from the side of the envelope of the rollers by a flexible endless working body. They in the contact zones of the flexible endless working body with the peripheral annular grooves of the rollers provide pressing the flexible endless working body to the contact surfaces of the peripheral annular grooves of the rollers and, when the distance between the rollers is reduced, allow the freed length of the working body to move to the open loop under the action of inertial forces.
Сравнительно небольшое натяжение каната и отсутствие возможности его роста в процессе резания, а также осуществление процесса реза дискообразным (форма открытой петли гибкого бесконечного рабочего органа) рабочим инструментом позволяет существенно увеличить долговечность гибкого рабочего органа, упростить технологический процесс резания и уменьшить энергоемкость технологического процесса.The relatively small tension of the rope and the absence of the possibility of its growth during the cutting process, as well as the implementation of the cutting process with a disk-shaped (open loop of a flexible endless working body) working tool, can significantly increase the durability of a flexible working body, simplify the cutting process and reduce the energy consumption of the technological process.
Устройство для резки твердых материалов можно использовать также для выполнения резки по известным методам. При этом отключаются затяжные механизмы ременных передач механизма подачи на резание, а открытая петля гибкого бесконечного рабочего органа обхватывает объект резания.A device for cutting solid materials can also be used to perform cutting according to known methods. In this case, the lingering mechanisms of the belt drives of the feeding mechanism for cutting are turned off, and the open loop of the flexible endless working body embraces the cutting object.
Для обеспечения необходимого контактного давления на гибкий бесконечный рабочий орган затяжные механизмы ременных передач направляюще приводного механизма и механизма подачи на резание снабжают приводом. Затяжные механизмы позволяют регулировать контактное давление со стороны ремней и обеспечить необходимое контактное давление на гибкий бесконечный рабочий орган в зависимости от выполняемой технологической операции.To ensure the necessary contact pressure on the flexible endless working body, the lingering mechanisms of the belt drives of the guiding drive mechanism and the cutting feed mechanism are provided with a drive. Tightening mechanisms allow you to adjust the contact pressure from the side of the belts and provide the necessary contact pressure on the flexible endless working body, depending on the process operation.
Можно ведомый ролик направляюще приводного механизма снабжать возможностью линейного перемещения, что позволит регулировать расстояние между приводным и ведомым роликом и, тем самим, регулировать кривизну открытой петли гибкого бесконечного рабочего органа, что позволит обеспечить необходимую интенсивность инерционных центробежных сил в зоне резания.It is possible to provide the driven roller of the guiding drive mechanism with the possibility of linear movement, which will allow you to adjust the distance between the drive and the driven roller and, thereby, adjust the curvature of the open loop of the flexible endless working body, which will ensure the necessary intensity of the inertial centrifugal forces in the cutting zone.
Можно периферийные кольцевые пазы роликов направляюще приводного механизма и механизма подачи на резание снабжать слоем фрикционного покрытия (например, пластик EPDM 80). Это позволит существенно повысить коэффициент трения между гибким бесконечным рабочим органом и роликами направляюще приводного механизма и, тем самым, не только увеличить приводную мощность, но и увеличить долговечность гибкого бесконечного рабочего органа, и уменьшить истирание алмазных зерен.You can provide the peripheral annular grooves of the rollers of the guide mechanism and the feed mechanism for cutting with a layer of friction coating (for example, plastic EPDM 80). This will significantly increase the coefficient of friction between the flexible endless working body and the rollers of the guiding drive mechanism, and thereby not only increase the drive power, but also increase the durability of the flexible endless working body and reduce the abrasion of diamond grains.
Можно устройство оснастить несколькими гибкими бесконечными рабочими органами, что позволит осуществить одновременный рез в нескольких параллельных плоскостях. При этом общее количество комплектов направляюще приводных механизмов и механизмов подачи на резание равно количеству используемых гибких бесконечных рабочих органов. Для упрощения установки толщин разрезаемых плит удобно комплекты установить смещенными в шахматном порядке. При этом, в отличие от существующих станков, в которых используются сложные механизмы натяжения, предлагаемая конструкция обеспечивает практически равномерное натяжение гибкого бесконечного рабочего органа.You can equip the device with several flexible endless working bodies, which will allow for simultaneous cutting in several parallel planes. Moreover, the total number of sets of guiding drive mechanisms and cutting feed mechanisms is equal to the number of flexible endless working bodies used. To simplify the installation of the thickness of the cut plates, it is convenient to set the kits staggered. Moreover, in contrast to existing machines that use complex tension mechanisms, the proposed design provides almost uniform tension of a flexible endless working body.
Можно устройство оснастить системой подачи воды в зону резания. Это позволит увеличить долговечность гибкого бесконечного рабочего органа.You can equip the device with a system for supplying water to the cutting zone. This will increase the durability of the flexible endless working body.
Для передвижения устройства для резки твердых материалов как во время технологического процесса резания, так и при транспортировке можно его оснастить механизмом передвижения. Установив под корпусом устройства для резки твердых материалов три колесные пары (по длине устройства) таким образом, чтобы обеспечить возможность качения установки относительно средних пар колес, можно не только облегчить его передвижение, но и обеспечить уклон открытой петли гибкого бесконечного рабочего органа относительно поверхности резания и, тем самим, облегчить процесс резания. При этом необходимо средние колесные пары установить у центра тяжести устройства для резки твердых материалов.To move the device for cutting solid materials both during the cutting process and during transportation, it can be equipped with a movement mechanism. By installing three wheel pairs under the body of the device for cutting solid materials (along the length of the device) in such a way as to allow the installation to roll relative to the middle pairs of wheels, it is possible not only to facilitate its movement, but also to provide an inclination of the open loop of the flexible endless working body relative to the cutting surface and thereby facilitating the cutting process. In this case, it is necessary to install the middle wheel pairs at the center of gravity of the device for cutting solid materials.
Основным звеном, осуществляющим непосредственно процесс резания, является гибкий бесконечный рабочий орган. Учитывая, что известные гибкие бесконечные рабочие органы не обеспечивают работоспособность предложенного устройства резки твердых материалов, нами разработана новая конструкция рабочего органа.The main link directly involved in the cutting process is a flexible endless working body. Given that the known flexible endless working bodies do not ensure the performance of the proposed device for cutting solid materials, we have developed a new design of the working body.
Гибкий бесконечный рабочий орган для резки твердых материалов, включающий стальной трос, на котором, по меньшей мере, через одну режущую втулку закреплены промежуточные втулки и замок для соединения концов стального троса, отличается тем, что между режущими втулками, промежуточными втулками и замком на стальной трос установлено, по меньшей мере, по одной пружинной шайбе, а промежуточные втулки и замок закреплены на стальном тросе таким образом, что обеспечивают непрерывный контакт пружинных шайб с торцевыми поверхностями промежуточных втулок, режущих втулок и замка при деформации гибкого бесконечного рабочего органа в зоне открытой петли.A flexible endless working element for cutting solid materials, including a steel cable, on which at least one intermediate sleeve is fixed through a cutting sleeve and a lock for connecting the ends of the steel cable, differs in that between the cutting sleeve, the intermediate sleeve and the lock on the steel cable at least one spring washer is installed, and the intermediate bushings and the lock are mounted on a steel cable in such a way that they provide continuous contact between the spring washers and the end surfaces of the intermediate tulok, cutting sleeves and lock upon deformation of the flexible endless working body in the open loop area.
Стальной трос является несущим элементом гибкого бесконечного рабочего органа, на котором установлены режущие и промежуточные втулки. Концы стального троса устанавливаются в замковую втулку (замок) и прессуются. Диаметр замка не должен превышать диаметр внутренних втулок, установленных в режущих втулках. Для обеспечения достаточной прочности соединения при прессовании необходимо обеспечить изостатическое сжатие втулки, что достигается ограничением ее осевой деформации при прессовании. Можно совместно с прессованием произвести пайку. Сначала производится прессование и потом только пайка. При этом для восстановления структурного состояния концов стального троса замковый узел необходимо подвергать температурному отпуску.A steel cable is a supporting element of a flexible endless working body on which cutting and intermediate bushings are mounted. The ends of the steel cable are installed in the locking sleeve (lock) and pressed. The diameter of the lock must not exceed the diameter of the inner bushings installed in the cutting bushings. To ensure sufficient strength of the joint during pressing, it is necessary to provide isostatic compression of the sleeve, which is achieved by limiting its axial deformation during pressing. It is possible to solder together with pressing. First, pressing is done and then only soldering. In this case, to restore the structural state of the ends of the steel cable, the locking assembly must be subjected to temperature tempering.
Режущие втулки (перлины) являются составными. Они состоят из двух соосных втулок. Внутренняя втулка, которая непосредственно контактирует со стальным тросом, изготавливается из мягкой стали, что позволяет исключить повреждение поверхности стального троса в процессе резки. Внешний режущий слой режущих втулок изготавливается методом термической прессовки алмазсодержащей металлической шихты на внутреннюю втулку или гальваническим насаждением алмазного порошка на поверхность внутренней втулки. Длина режущих втулок определяется из следующего условия: разность радиусов описанной и вписанной окружностей, проведенных по внешнему контуру режущих втулок в открытой петле гибкого бесконечного рабочего органа, не превосходит величину высоты средних выступов алмазных зерен режущих втулок. Это позволяет избежать появления ударных нагрузок при входе режущих втулок в зону резания. Для избежания возникновения ударных нагрузок в процессе резания необходимо также ограничивать расстояние между режущими втулками. Это расстояние не должно превышать длину режущих втулок.Cutting bushings (perlins) are integral. They consist of two coaxial bushings. The inner sleeve, which is in direct contact with the steel cable, is made of mild steel, which eliminates damage to the surface of the steel cable during the cutting process. The outer cutting layer of the cutting sleeves is made by thermal pressing of a diamond-containing metal charge on the inner sleeve or by galvanic deposition of diamond powder on the surface of the inner sleeve. The length of the cutting bushings is determined from the following condition: the difference in the radii of the circumscribed and inscribed circles drawn along the outer contour of the cutting bushings in the open loop of a flexible endless working body does not exceed the height of the middle protrusions of the diamond grains of the cutting bushings. This avoids the occurrence of shock loads upon entry of the cutting bushings into the cutting zone. To avoid the occurrence of shock loads during the cutting process, it is also necessary to limit the distance between the cutting bushings. This distance must not exceed the length of the cutting bushings.
Для плавного изменения нагрузки на режущие втулки при входе в зону резания, а также установления необходимого зазора как между режущими втулками, так и между режущими и промежуточными втулками, а также замком (для удаления отходов процесса резания), с обоих концов режущих втулок устанавливаются пружинные шайбы, которые обеспечивают необходимую жесткость деформации гибкого бесконечного рабочего органа при минимальной толщине пружинной шайбы. Для обеспечения работоспособности гибкого бесконечного рабочего органа при его повороте относительно своей геометрической оси необходимо использовать осесимметричные пружинные шайбы (например, тарельчатые, или зубчатые, или волнистые с четным количеством волн) или центрально-симметричные (например, волновые шайбы с нечетным числом волн). Если устанавливаются пружинные шайбы друг за другом (для обеспечения необходимой гибкости рабочего органа), то следует между ними устанавливать плоскую шайбу для обеспечения осесимметричности деформации гибкого бесконечного рабочего органа. Количество и жесткость устанавливаемых пружинных шайб определяется из условия необходимой гибкости гибкого бесконечного рабочего органа. Внешний диаметр пружинных шайб не должен превосходить диаметр внутренних втулок, установленных в режущих втулках.To smoothly change the load on the cutting sleeves at the entrance to the cutting zone, as well as to establish the necessary clearance both between the cutting sleeves and between the cutting and intermediate sleeves, as well as a lock (for removing waste from the cutting process), spring washers are installed on both ends of the cutting sleeves , which provide the necessary rigidity of the flexible endless working body with a minimum thickness of the spring washer. To ensure the operability of a flexible endless working body when it is rotated about its geometric axis, it is necessary to use axisymmetric spring washers (for example, disk or gear, or wavy with an even number of waves) or centrally symmetric (for example, wave washers with an odd number of waves). If spring washers are installed one after another (to ensure the necessary flexibility of the working body), then a flat washer should be installed between them to ensure axisymmetric deformation of the flexible endless working body. The number and rigidity of the installed spring washers is determined from the conditions of the necessary flexibility of a flexible endless working body. The outer diameter of the spring washers must not exceed the diameter of the inner bushings installed in the cutting bushings.
Для ограничения осевого перемещения режущих втулок по длине стального троса гибкого бесконечного рабочего органа предусмотрены промежуточные втулки, которые изготавливаются из мягких, но прочных материалов (например, латунь или мягкая сталь), и закрепляются на стальном тросе, по меньшей мере, через каждую режущую втулку. Количество режущих втулок, через которые закрепляются промежуточные втулки, вместе с жесткостью используемых пружинных шайб определяют статическую жесткость гибкого бесконечного рабочего органа. Практически промежуточные втулки удобно установить через 1-4 режущих втулок. Диаметр промежуточных втулок не должен превышать диаметр внутренних втулок, установленных в режущих втулках. Для обеспечения постоянства статической гибкости по длине гибкого бесконечного рабочего органа необходимо обеспечить предварительное сжатие пружинных шайб в процессе сборки гибкого бесконечного рабочего органа. Величина предварительного сжатия пружинных шайб определяется из условия обеспечения полного контакта пружинных шайб с торцевыми поверхностями промежуточных и режущих втулок при изгибной деформации гибкого бесконечного рабочего органа в зоне образования открытой петли.To limit the axial movement of the cutting bushings along the length of the steel cable of the flexible endless working body, intermediate bushes are provided that are made of soft but strong materials (for example, brass or mild steel) and are fixed on the steel cable through at least each cutting sleeve. The number of cutting bushings through which the intermediate bushings are fixed, together with the stiffness of the spring washers used, determine the static stiffness of the flexible endless working body. In practice, intermediate sleeves are conveniently installed through 1-4 cutting sleeves. The diameter of the intermediate bushings must not exceed the diameter of the internal bushings installed in the cutting bushings. To ensure constant static flexibility along the length of the flexible endless working body, it is necessary to provide preliminary compression of the spring washers during the assembly of the flexible endless working body. The amount of pre-compression of the spring washers is determined from the condition of ensuring full contact of the spring washers with the end surfaces of the intermediate and cutting bushings during bending deformation of a flexible endless working body in the zone of formation of an open loop.
Для увеличения гибкости гибкого бесконечного рабочего органа между режущими втулками устанавливаются две и более пружинные шайбы. При этом для обеспечения осесимметричности передаваемых усилий, возникающих в процессе резания, между пружинными шайбами устанавливаются прямые шайбы.To increase the flexibility of a flexible endless working element between the cutting bushings two or more spring washers are installed. At the same time, to ensure the axisymmetricity of the transmitted forces arising during the cutting process, straight washers are installed between the spring washers.
Можно перед сборкой бесконечного рабочего органа на поверхность стального троса под давлением нанести слой пластика (например, десмопан), что позволит исключить смятие и контактный износ проволок стального троса. Для обеспечения прочности гибкого бесконечного органа перед закреплением концов стального троса необходимо его подзамковые поверхности очищать от пластика.Before assembling an endless working tool, a plastic layer (for example, desmopan) can be applied to the surface of a steel cable under pressure, which will eliminate wrinkling and contact wear of the steel cable wires. To ensure the strength of the flexible endless organ before fixing the ends of the steel cable, it is necessary to clean its sub-castle surfaces from plastic.
Удобно использовать зубчатые пружинные шайбы с внешними зубьями, внешний диаметр которых равняется внешнему диаметру режущих втулок. При этом в начальной стадии работы, когда еще концы режущих втулок не изношены (округлены) и ударная нагрузка, действующая на режущие втулки при входе в зону резания, большая, гибкость зубчатых пружинных шайб бывает высокой. Со временем изнашиваются как концы режущих втулок, так и зубья зубчатых пружинных шайб, что увеличивает их жесткость.It is convenient to use toothed spring washers with external teeth, the outer diameter of which is equal to the outer diameter of the cutting bushings. At the same time, at the initial stage of work, when the ends of the cutting bushings are still not worn (rounded) and the impact load acting on the cutting bushings at the entrance to the cutting zone is large, the flexibility of the gear spring washers is high. Over time, both the ends of the cutting bushings and the teeth of the toothed spring washers wear out, which increases their rigidity.
При резке материалов не высокой прочности режущие втулки можно изготовить из твердого сплава. Учитывая, что твердые сплавы обладают высоким удельным весом, натяжение гибкого бесконечного рабочего органа можно будет обеспечить при сравнительно низких скоростях резания.When cutting materials of low strength, the cutting bushings can be made of hard alloy. Given that hard alloys have a high specific gravity, the tension of a flexible endless working body can be ensured at relatively low cutting speeds.
Для лучшего понимания предлагаемого изобретения приведены схематичные изображения предлагаемого устройства и гибкого бесконечного рабочего органа.For a better understanding of the invention, schematic images of the device and flexible endless working body are shown.
Фиг.1 схематично изображает конструкцию устройства для резки твердых материалов с гибким бесконечным рабочим органом согласно изобретению;Figure 1 schematically depicts the design of a device for cutting solid materials with a flexible endless working body according to the invention;
Фиг.2 схематично изображает гибкий бесконечный рабочий орган предлагаемого устройства для резки твердых материалов;Figure 2 schematically depicts a flexible endless working body of the proposed device for cutting solid materials;
Фиг.3 изображает в увеличенном масштабе отрезок гибкого бесконечного рабочего органа, приведенного на Фиг.2;Figure 3 depicts on an enlarged scale a segment of a flexible endless working body shown in Figure 2;
Фиг.4 схематично изображает отрезок гибкого бесконечного рабочего органа с установленными по две пружинными шайбами.Figure 4 schematically depicts a segment of a flexible endless working body with two spring washers installed.
Предлагаемое устройство для резания твердых материалов с гибким бесконечным рабочим органом (фиг.1) состоит из корпуса (2), на котором установлены направляюще приводной механизм с приводом (12) и механизм подачи на резание. Направляюще приводной механизм состоит из одной пары снабженных периферийными кольцевыми пазами роликов (3, 4) и ременной передачи (5). Один из роликов является ведущим (3) и кинематически связан с приводом устройства (12). Для обеспечения прижатия гибкого бесконечного рабочего органа (1) к периферийным кольцевым пазам роликов (3, 4) направляюще приводного механизма ременная передача (5) снабжена регулируемым затяжным механизмом (6).The proposed device for cutting solid materials with a flexible endless working body (Fig. 1) consists of a housing (2) on which a guiding drive mechanism with a drive (12) and a cutting feed mechanism are mounted. The guiding drive mechanism consists of one pair of rollers (3, 4) equipped with peripheral annular grooves and a belt drive (5). One of the rollers is the leading one (3) and kinematically connected with the drive of the device (12). To ensure that the flexible endless working body (1) is pressed against the peripheral annular grooves of the rollers (3, 4), the guide-drive mechanism, the belt drive (5) is equipped with an adjustable tightening mechanism (6).
Механизм подачи на резание состоит из ролика (7), установленного на неподвижной оси, и подвижного ролика (9), который снабжен механизмом линейной подачи (11). На обоих роликах установлены ременные передачи (8) и (10), которые прижимают ветви гибкого бесконечного рабочего органа (1) к периферийным пазам роликов (7 и 9) механизма подачи.The cutting feed mechanism consists of a roller (7) mounted on a fixed axis and a movable roller (9), which is equipped with a linear feed mechanism (11). On both rollers, belt drives (8) and (10) are installed, which press the branches of the flexible endless working body (1) to the peripheral grooves of the rollers (7 and 9) of the feed mechanism.
На Фиг.2 показано схематичное изображение гибкого бесконечного рабочего органа, предназначенного для работы в предлагаемом устройстве по резке твердых материалов согласно формуле изобретения. На стальном тросе (18) (Фиг.3) через одну установленную режущую втулку (13) закреплены промежуточные втулки (14). Концы стального троса (18) соединены при помощи замка (16). Между промежуточными втулками (14), режущими втулками (13) и замком установлены прижатые ими пружинные шайбы (15).Figure 2 shows a schematic representation of a flexible endless working body, designed to work in the proposed device for cutting solid materials according to the claims. On a steel cable (18) (FIG. 3), intermediate sleeves (14) are fixed through one mounted cutting sleeve (13). The ends of the steel cable (18) are connected using a lock (16). Between the intermediate bushings (14), the cutting bushings (13) and the lock, spring washers pressed by them (15) are installed.
На Фиг.4 приведен в увеличенном масштабе отрезок гибкого бесконечного рабочего органа, в котором между закрепленными промежуточными втулками (14) установлены по четыре режущие втулки (13). Между режущими втулками (13) установлены по две пружинные шайбы (15), разъединенные прямой шайбой (17).Figure 4 shows, on an enlarged scale, a segment of a flexible endless working body, in which four cutting bushings (13) are installed between the fixed intermediate bushings (14). Between the cutting bushings (13), two spring washers (15) are installed, separated by a straight washer (17).
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Включается главный привод устройства. При помощи приводного механизма гибкому бесконечному рабочему органу сообщается рабочее движение. После достижения контакта бесконечного рабочего органа с обрабатываемым материалом начинается процесс резки.The main drive of the device turns on. By means of a drive mechanism, a flexible endless working body is communicated with a working movement. After reaching the contact of the endless working body with the processed material, the cutting process begins.
Настоящее изобретение может быть использовано при добыче и обработке различных каменных материалов.The present invention can be used in the extraction and processing of various stone materials.
Claims (14)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010106519/03A RU2441751C2 (en) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | Device for cutting hard materials and its durable working element |
| PCT/RU2011/000073 WO2011105930A1 (en) | 2010-02-26 | 2011-02-09 | Device for cutting hard materials and endless working member thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010106519/03A RU2441751C2 (en) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | Device for cutting hard materials and its durable working element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010106519A RU2010106519A (en) | 2011-09-10 |
| RU2441751C2 true RU2441751C2 (en) | 2012-02-10 |
Family
ID=44507079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010106519/03A RU2441751C2 (en) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | Device for cutting hard materials and its durable working element |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2441751C2 (en) |
| WO (1) | WO2011105930A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112140360B (en) * | 2020-08-17 | 2022-04-29 | 河南升旭建设科技有限公司 | Stone slabbing machine |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2679839A (en) * | 1952-09-05 | 1954-06-01 | Super Cut | Cable variety stone cutting saw |
| SU1065218A1 (en) * | 1982-05-10 | 1984-01-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Изыскательский Институт По Проблемам Добычи,Транспорта И Переработки Минерального Сырья В Промышленности Строительных Материалов | Unit for rope-type sawing of stone |
| SU1620311A1 (en) * | 1989-01-09 | 1991-01-15 | Научно-производственное объединение по природным и искусственным алмазам и алмазному инструменту | Diamond-rope saw |
| RU2020071C1 (en) * | 1991-06-13 | 1994-09-30 | Владислав Васильевич Бородин | Rope saw |
| RU7933U1 (en) * | 1998-02-03 | 1998-10-16 | Владимир Николаевич Пашнин | STONE CUTTING MACHINE |
| RU2323822C2 (en) * | 2006-05-25 | 2008-05-10 | Левон Мурадович Мурадян | Device with flexible endless operating element |
-
2010
- 2010-02-26 RU RU2010106519/03A patent/RU2441751C2/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-02-09 WO PCT/RU2011/000073 patent/WO2011105930A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011105930A1 (en) | 2011-09-01 |
| RU2010106519A (en) | 2011-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1169256B1 (en) | Improved sheave design | |
| JP4323357B2 (en) | Pulley manufacturing method | |
| CN110430958B (en) | Wire saw, wire guide roller and method for simultaneously cutting a plurality of wafers from a material ingot | |
| CN104097269B (en) | A kind of multi-wire saw guide wheel customizing grooved and preparation method thereof | |
| US5287774A (en) | Method and device for producing seamless ribbon and wire loops, and their use as cuttings tools in ribbon and wire saws | |
| JP2006242361A (en) | Belt transmission device | |
| EP1024314A1 (en) | Device for tensioning flexible elements wound onto pulleys | |
| RU2441751C2 (en) | Device for cutting hard materials and its durable working element | |
| US2860862A (en) | Methods and apparatus for wire sawing | |
| US4453392A (en) | Method of hardening shaped surfaces by plastic deformation | |
| RU2323822C2 (en) | Device with flexible endless operating element | |
| KR20160123996A (en) | Device for Guiding and Conveying Wire- or Strand-Shaped Products | |
| CN103753719B (en) | Combined rope saw | |
| CN203266962U (en) | Fret saw cutting semiconductor work piece | |
| KR20180025241A (en) | Belt sheave and method of imprinting | |
| RU2178080C1 (en) | Machine with endless flexible working member | |
| CN101016136A (en) | Elevator device | |
| JP6574741B2 (en) | Sheave surface polishing equipment | |
| CN105142836A (en) | Wire saw with slotted pulleys | |
| CN111670088A (en) | Method for cutting workpiece and wire saw | |
| RU2719822C1 (en) | Method for treatment of shaped surfaces of rotation | |
| WO2019042604A1 (en) | A cutting machine with diamond pearls wires for cutting blocks of natural or artificial stone | |
| RU2063281C1 (en) | Process of machining metal strip | |
| RU2193486C1 (en) | Machine for hard material cutting | |
| KR20030054729A (en) | Saw wire making superior slicing surfaces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130227 |