Добыча и обработка природного камня

Дисковые распиловочные станки

Длительное время при распиловке средних и твердых пород природного камня не повышалась производительность обра­ботки. В силу существенных недостатков штрипсовой и канат­ной распиловки эти способы обработки на данном техническом уровне не могли привести к радикальным изменениям., В связи с этим исследования были направлены на разработку станков, основанных на применении наиболее производительных алмаз­ных инструментов— Дисковых пил.

В настоящее время принцип алмазно-дисковой распиловки получил широкое применение благодаря высокой скорости ре­зания. у

Станки, оснащенные алмазными дисковыми пилами, осуще­ствляют следующие технологические операции: распиловка блоков на плиты, пассировка блоков для получения блоков-за­готовок, окантовка (обрезка) кромок облицовочных плит.

К основным преимуществам данного типа распиловочного оборудования, следует отнести высокую производительность, конструктивную простоту и малую металлоемкость, обеспечи­вающую относительно невысокую их стоимость.

Недостатками дисковых распиловочных станков являются низкий коэффициент использования инструмента (до 0,35), зна­чительная мощность электропривода и Большой шум станков В процессе их работы.

Все виды дисковых распиловочных станков независимо от конструктивных особенностей можно разделить на две группы в зависимости от способа подачи. К первой группе относятся станки, подача в которых осуществляется подъемом рабочего

Дисковые распиловочные станки

Рис. 8.20. Схемы дисковой распиловки: а — по подаче; б — против подачи

Стола с блоком. У станков второй группы рабочий стол с бло­ком неподвижны, а подачу получает шпиндельный узел с вра­щающимся > диском. Движение подачи осуществляется различ­ными механизмами: винтовой передачей, гидравлически, кана­том, цепной передачей, реечной парой и их различными комбинациями. Подача бывает как прямолинейная, так и по замкнутой цепи (непрерывная подача при конвейерной системе).

. Процесс дисковой распиловки в зависимости от направления подачи может быть встречным (против подачи) и попутным (по подаче), Причем каждый из этих вариантов имеет свои пре­имущества и недостатки (рис. 8.20). При попутном резании обеспечиваются лучшие условия охлаждения инструмента и сохранность кромок от повреждений. Его недостатком является неравномерность процесса резания. При встречном резании ров­ному протеканию процесса способствует постепенное увеличе­ние толщины среза от нуля до максимума, что повышает стой­кость алмазных дисков, хотя'.несколько ухудшаются условия их охлаждения. При попутном резании толщина среза изменяется в обратном направлении, т. е. от максимальной величины в на­чальный период до нуля при выходе из контакта с камнем. Большинство дисковых распиловочных станков работает по принципу попутного резания. Вследствие значительной глубины резания камня и высоких скоростей вращения алмазные диски Нагреваются, поэтому особая роль в таких станках отводится ■ системе охлаждения.

Дисковые распиловочные станки подразделяются по числу установленного на них инструмента на две группы: однодиско - afcie # многодисковые.

Ьднодисковые распиловочные станки по конструктивному, исжмрдаию могут быть подразделены на две основные группы: *' портальные и мостовые. Существует еще целый ряд конструк - - тивных. особенностей станков: число шпиндельных головок, вид;| подачи стола, поворотность головок и др. |

У портальных станков станина выполнена в виде портала*-|

Зоо..& а размещенный на ней исполнительный орган имеет только по­перечные перемещения. Рабочая подача у таких станков дости­гается вследствие движения рабочего стола с блоком камня под действием механизма подачи. Наиболее характерным пред­ставителем станков этой группы является станок 277 фирмы «Карл Майер» (ФРГ).

Для мостовых станков, например модель ТЗО фирмы «Тер - цаго» (Италия), характерно наличие у станины мощного длин­ного моста, по направляющим которого с помощью механизма подачи осуществляется движение рабочей головки с дисковой пилой и приводом резания, обеспечивающие рабочую подачу. Рабочий стол у таких станков обычно неподвижен или имеет привод поперечного niepумещения.

К однодисковым ■ распиловочным станкам отечественного производства относятся модель СМР-005, разработанная Киев­ским СКБ Строммашина и модель Р-612, разработанная ВНИИнерудом. Эти станки не нашли широкого применения из-за своих конструктивных недостатков.

Технические характеристик!? основных моделей однодиско­вых станков приведены в табл. 8.10.

Многодисковые распиловочные станки. В настоящее время широкое распространение получили многодисковые распиловоч­ные станки, дающие возможность увеличить высоту распиловки благодаря использованию дисков средних размеров и обеспечи­вающие высокую производительность процесса.

Многодисковые станки подразделяются на одновальные, многовальные и ортогональные.

Многодисковые одновальные станки предназначены для рас­пиловки малогабаритных блоков природного камня IV—V групп и брусков заготовок на плиты. Эти станки конструктивно про­сты и неметаллоемки. Основными недостатками станков этой группы являются ограниченная глубина реза и повышенная энергоемкость.

Отличительная особенность одновальных станков— наличие удлиненного рабочего вала с комплектом установленных на него дисковых пил. В зависимости от крепления рабочего вала в опорах качения одновальные станки подразделяются на пор­тальные (крепление с двух сторон) и консольные (крепление с одной стороны).

По характеру обеспечения подачи одновальные станки под­разделяются на позиционные и конвейерные. Позиционные станки имеют подвижный рабочий стол, осуществляющий чел­ночные движения с блоком относительно неподвижного испол­нительного органа.

Конвейерные станки имеют рабочий стол, выполненный в виде транспортера и обеспечивающий непрерывную. йодачу распиливаемых заготовок. Этот способ подачи наиболее про-

Т а б лица' 8,10 ’

Техническая хараКтеристнка однодисковых станков

— ................................................................

Максимальные размеры4*, мм

Модель ставка

Длина

Ширина

Высота

СМР-005

И 150

6100

3650

■ .. ^

1 300.

2000

1000

«А» фирмы «Карл Майер» (ФРГ):

9 000

7000

3000

277А

3 000

1500

1000

277Б

9 000

7000

3000

3 000

1500

1200

«Г» фирмы «Карл Майер» (ФРГ):

8 000

7000

3000

2000Г

3 500

1500

800

2500Г

8 000

7000

3000

3500

1500

1025

2500/2700Г

8 000

7000

3000

3 500

1500

1125

3000Г

10 000

6450

3600

3 500

1500

1235

Модель ТЗО фирмы «Терцаго» (Ита­лия)

2 580

5000

1250

• В числителе — станка, в знаменателе — ставки.

Грессивен, так как повышает коэффициент использования станка во времени, а, следовательно, и его производитель ноет*.

Типичным представителем многодисковых одновальных стан­ков является станок СМР-059.

Станок Предназначен для распиловки заготовок из мягких и средней крепости пород природного камня и состоит из пиль - йЬго вала в сборе, пластинчатого конвейера, системы охлажде­ния, рольганга и электро - и гидрооборудования (рис. '8.21) .

Привод конвейера осуществляется от гидродвигателя и ре­дуктора через цепную передачу на звездочку цепи конвейера.

Ролики цепи перекатываются по направляющим рамы. На цепи; крепятся листовые бортики, не допускающие попадания воды и шлама на цепь и внутрь конвейера.

Гидравлический привод конвейера обеспечивает бесступен­чатое изменение скоростей подачи, что дает возможность вы­брать оптия&льную подачу резания.

Пр9«зводитель - ность. »эксплуата­ционная), м*/ч

Диаметр дисковой пилы, мм

Частота вращевня пилы, об/м и к

Скорость рабочей подачи, м/мин

Мощность

Главного

Привода,

КВт

Масса

Станка,

М

По

Мрамору

По

Граниту

1100—2500

260

0,2

55

10,3

2—3

2500

270

0-10

35

7,5

2,5-3,5

3000

220

0—10

42

8,0

0,8—1,1

2000

300

0,1—11

42

12,4

0,9—1,3

2500

260

0,1—11

56,5

15,9

0,9—1,3

2700

260

ОД—11

56,5

17,0

0,9—1,4

3000

210

0—10

75

.22,6

0,9—1,3

2000—3000

0—10

45

12,0

На станине конвейера установлены две направляющие: одна — неподвижная — по всей длине конвейера, а другая по­движная— на конце стола, предназначенные для предотвраще­ния опрокидывания распиленных плит на конвейер.

Заготовки и готовые плиты устанавливаются и снимаются с конвейера при помощи специального захвата.

Рабочий вал с инструментом приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу.

Питание силовых цепей станка осуществляется от сети трех­фазного переменного тока напряжением 380 В. Питание цепи управления — током напряжением 110 В.

Техническая характеристика многодисковых одно&альных станков приведена в табл. 8.11.

Многовальные дисковые распиловочные станки характеризу­ются наличием нескольких автономных,'параллельно между со­бой установленных рабочих валов (обычно двух) с инструмент

Т а б л и ц а 8.11

Техническая характеристика многодисковых одновальних станков

Модель станка

Максимальные размеры *, мм

Производя тел ьиость ционвая).

Длина

Ширина

Высота

По мрамору

СМР-004

8600

5275

2430

15—25

1200

1000

. 400

3360

10900

4550

‘2380

12-18

1 800

1000

400

БКС-ЗМ/7

4 800

3000

1935

N

10—12

900

600

400

СМР-056А

5 400

2200

2300

15—22

1 200

400

450

СМР-062

8 500

5000

3500

1 200

1000

400

СМР-059

5 700

3300

2200

15—25

1 000

400

400

3970 А (опытный)

5 100.

4425

2530

1 000

1000

400

* В числителе —- Станка, в знаменателе — блока

Том, размещенных так, что каждая дисковая пила первого вала находится в одной плоскости с соответствующими дисковыми пилами других валов.

: В зависимости от схемы размещения исполнительных орга­

Нов многовальные станки подразделяются на три. основных типа.

1. Рабочие валы расположены на одном уровне с увеличе - ^

Нием диаметра дисковых пил каждого последующего вала. I Обеспечивают высокую производительность при относительно невысокой энергоемкости процесс;а. £

2. Рабочие валы расположены с последовательным пониже-

Наем их уровня и оснащены дисковыми пилами одного диа-Л метра. Дакая схема обеспечивает непрерывную поточную рас - ^ тшовку пород природного камня. м

3. Рабочие валы расположены друг над другом (двухярус-]! ные), «ипр повышает коэффициент использования инструмента*^! Конструкция станков, как правило, обеспечивает распиловку'Ц блоков высотой до 1 м* Непрерывность линии резания и совпа - * денне верхнего и нижнего пропилов гарантируется при этом не- |

(эксплуата­

Нт

По граниту

Диаметр дисковых пил. мм

Число

Дисковых

Пил

Скорость рабочей подачи, м/мик

Мощность

Главного

Привода,

КВт

Масса станка, т

1250

20

0,1—1,5

200

13,0

'■ —

1100

■ 11

0,1— 0,5

160

12,2

■ “ ’

1100

7 .

0,1—0,7

100

3,7

_

1250

7

0,1—2,5

55

5,5

3—5

1250

20

Сч

I

О

160

—'

1250

9

1,0-™* 115

110

9,0

2-3

1100

12

©

Т

О

160

.6,5

Которым смещением центров установки дисковых пил в горизон­тальней ПЛОСКОСТИ.

Аналогичная схема реализована в двухярусном многодиско­вом распиловочном станке отечественного производства СМР - 017, который оснащен двумя группами алмазных дисковых пил диаметром 1400 (1600) мм из четырех единиц в каждой и рас­положенных на различных уровнях.

Привод вращения исполнительных органов многовальных станков аналогичен приводу одновальных станков, вследствие чего аналогично им подразделяются на портальные и кон­сольные.

Большинство многовальных станков имеет конвейерный при* вод подачи и лишь отдельные модели —позиционное исполне­ние СМР-017 (рис. 8.22).

Техническая характеристика многодисковых многовальных станков приведена в табл. 8.12.

Ортогональные многодисковые станки получили применение при выпиливании из крупных блоков природного камня плит ограниченной ширины (обычно не свыше 400 мм). Станки этой

Дисковые распиловочные станки

Рис. 8.21. Станок СМР-059:

/ — рольганг для подачи камня; 2 — электрооборудование; 3 — сйнстема охлаждения 4 — гидрооборудовакие; 5 — пильный вал в сборе; 6 — конвейер; 7 — пульт управлення

Группы имеют два взаимно перпендикулярных вала: горизон­тальный с комплектом - отрезных дисковых пил и вертикальный с одной подрезной пилой. Процесс распилозки в вертикальной плоскости осуществляется с одновременной подрезкой выпили­ваемых плит горизонтально расположенной дисковой пилой, ко­торая крепится без выхода крепежного конца пильного вала за нижнюю плоскость диска, что позволяет производить подрезку : по всей плоскости блока независимо от его ширины.

Привод горизонтального вала ортогональных станков анало­гичен приводу одновальных, поэтому ортогональные станки подразделяются на, мостовые, портальные и консольные.

Наибольшее распространение получили мостовые ортого­нальные станки с рабочей подачей исполнительного органа,: Перемещающегося по направляющим моста под действием гид­равлического или электромеханического привода подачи. В кон­струкциях портальных и консольных ортогональных станков^ подачу осуществляется перемещением подвижного рабочеп$| стола* |

Достоинством станков этого типа является возможности распиловка камня дисковыми пилами небольшого диаметрам

Дисковые распиловочные станки

Рис. 8.22. Станок СМР-017:

/ — привод; 2 —■ промежуточный вал; 3 — пильный верхний вал; 4 — пильный нижний вал; 5 — тележка,; 6 — рама рольганга

В результате этого достигается относительно низкая энергоем­кость распиловки при незначительных потерях на пропил. ,

Техническая характеристика ортогональных станков приве­дена в табл. 8.13.

Кинематика и динамика алмазно-дисковой распиловки. В на­стоящее время накоплено достаточно много экспериментальных данных о толщине среза А, как об основном кинематическом параметре процесса распиловки. Установлено, что при обра­ботке различных материалов при небольших значениях А и больших значениях радиуса диска г в процессе взаимодействия происходит их пластическое деформирование с большими энер­гозатратами. По мере увеличения А изменяется характер на­пряженного состояния в контактной зоне и при' достижении определенного соотношения А /г происходит хрупкое разрушение с соответствующим уменьшением его энергоемкости. Поэтому большое значение имеет установление оптимального значения толщины среза, при котором процесс распиловки осущест­влялся бы с минимальным износом инструмента и затратами энергии.

При алмазно-дисковой распиловке скорость рабочей подачи значительно меньше скорости резания, что позволяет с незна­чительной погрешностью принять траекторию главного движе-

Таблица 8.12

Техническая характеристика многодисковых многовальных станков

Модель станка

Максимальные размеры *, мм

Производи­тельность (эксплуата* ционная) по мрамору, м*/ч

Число

Рабочих

Валов

Длина

Ширина

Высота

СМР-017

12 700

6230

2870

9—15

2

2 000

1300

850

СЦМ40/2

7 500

1500

2300

8—* 10

2

2 000

200

40tf

СЦМ40/3

7 500

1500

2300

9—12

3

2 000

200

400

СЦМ60/3

_7_500^

1500

2300

9—12

3

2 000

200

600

* В числителе — станка, в знаменателе — блока,

Ния инструмента за окружность. Тогда толщина среза за один оборот дисковой пилы

Л = г>п ьт ф, (8.23)

Где гп' — подача на один оборот пилы, м^; д> — угол дуги кон­такта пилы с камнем, градус;

' _ У„ _ УипР

(8.24)

60у

П — частота вращения дисковой пилы, соответствующая скоро­сти резания г»р, об/мин; £>-—диаметр дисковой пилы» мм.

Выразив sin ф через диаметр пилы D и глубину резания Нр + и произведя соответствующую подстановку, получим выражение;; для толщины среза за один оборот пилы (см. рис. 8.21)

(8.25І

подпись: (8.25іЛуг л/dhv — Яр

.Д =■

30tv

Тогда толщина среза за один оборот, снимаемая одним ре-| жущнм элементом определится из выражения

Li%t

подпись: li%tДх = л/^^р

Где t 308

подпись: где t 30830t)p D

Шаг режущих элементов, мм.

' ч

Число дисковых

Диаметр дисковых

Пил, мм

Скорость

Рабочей

Мощность

Главного

Масса,

Пил на каж­дом валу

На 1-м валу

На 2'М валу

Ка 3-м валу

Подача,

М/мин

Привода,

КВт

Станка

Т

4

1400

1400

_

ОД—0,5

220

19,2

3

1000

1200

0—2,0

108

4,5

4

725

900

1200

0

1

Ю

О

225

6,5

4

1000

1400

1800

0

1

О

7,0

Приведенные аналитические зависимости не в полной мере отражают все факторы, влияющие на режим распиловки (кон­центрация алмазов, их зернистость и др.), однако определяют изменение толщины среза от технологических параметров про­цесса (иа, 1>р), глубины резания и диаметра инструмента. Для каждого вида обрабатываемого камня необходимо устанавли­вать свои рациональные значения А, соответствующие Макси­мальной износостойкости инструмента, что достигается выбором соотношения Уп/^р-

Работоспособность и эксплуатационная прочность конструк­тивных элементов алмазного инструмента в значительной сте­пени зависят от силовых показателей процесса разрушения.

Равнодействующую силу резания Рр (см. рис. 8.21) можно разложить на составляющие по касательной в направлении ско­рости резания Рк и по нормали к центру диска, перпендику­лярно скорости резания Ри. Нормальная составляющая обес - *“ печивает внедрение режущих элементов в камень, а касательная совершает работу резания. Так же, как и при штрипсовой рас­пиловке соотношение Рн/Рк не является постоянным и возрас­тает с увеличением твердости распиливаемого камня.

В соответствии с рекомендациями К. С. Варданяна эмпири­чески можно определить касательные и нормальные силы реза­ния из выражений:

Т а б л и ц а 8.13

Техническая характеристика ортогональных станков

Модель стайка

Максимальные размеры *, мм

Производи­тельность (эксплуата­ционная) по мрамору, м*/ч

Длина

Ширина

Высота

СМР-072

13 080

7060

5000

15—20

2 800

1800

1800

ВР/66 «Универсал»:

А

8 000

5000

4500

6—8,5

4 200

2000 ,

2000

Б

8 000

5000

4500

7—9 :

3 500

2000

2000

Мпжз

7 250

4880

4500

6—8,5

3 000,

2000

2000

МГТЖ4

7 250

4880

_ 4500

7,5—10

3 000

2000

2000

Т12Ж

6 700

5800

3900

2,5—3,5

3700

2800

2000

Т12Н

6 700

5800

3900

6—8,5

3 700

2000

2000

Т12Л

6 700

6600

4200

6-8,5

3 700

2800

2000

Б К-1200 1

10 500

4100

5200

6—8

3 500

1500

1600

БК-1200 2

10 500

4100

5200

6,5—8,5

3 500

1500

1600

Б К-1200 3

10 500

4100

5200

7-9

3 500

1500

1600

* В числителе — станка, в знаменателе — блока

R. mT>bvnh

(8.28),

подпись: (8.28),Рц = ■----------- 1- Штро/эЗГк}

Hz

Где Ар, тр, ттр —эмпирические коэффициенты, аналогичные | коэффициентам в формулах (8.21) и (8.22); г — число режущих | элементов дисковой пилы; гк— число режущих элементов на-

Мощность

Главного

Привода.

КВт

Масса станка, т

Диаметр дисковых пил (максимальный), мм

 

Скорость

Рабочей

Подачи,

М/мин

 

Дисковые распиловочные станки

Число верти­кальных дисковых пил

 

Горизон­

Тальный

 

Вертикаль­

Ный

 

0—6

 

1250

1200 1600 1200 1200 1100 1200 1200 „ 1200 1200 1200

 

500

500

500

600

600

350

400

400

600

600

600

 

90

75

100

60

120

55

80

80

22

30

30

 

18,0

20,0

20,0

13.0 13,8 И,1

11.1 12,0 24,0

 

1; 2 1; 2 1 2 8 1; 2 1; 2 1 2 3

 

0—10

0—13

0—13

0,2—11,0

0,2—11,0

0,2—11,0

 

Ходящихся в контакте с камнем; U — длина режущего элемента, мм; h = r (1—cos ф); b -— ширина диска, мм.

Формулы (8.27) и (8.28) распространяются на нормальные условия резания, при нарушении этих условий вводятся допол­нительные коэффициенты.

На практике приходится определять горизонтальную и вер­тикальную составляющие усилия резания, представляющие со­ответственно проекцию Рр на горизонтальную и вертикальную ось.

Значения эмпирических коэффициентов при алмазно»дисковой распиловке для различных видов обрабатываемого камня

Коэффициент.......... . , . . . . , ftp mp ftTp mTp

TOC o "1-5" h z Туф артикского типа. . . ......................................... 10 20 0,002 0,003

Туф фельэктовый..................................................... 35 60 0,004 0,012

Мрамор коелгинскнй 90 185 0,005 0,018

Базальт паракарский. . . 65 260 0,004 0,02

Гранит ково-даниловский.......... 185 560 0,006 0,03

Гранит янцевыфй..................................................... 210 635 0,007 0,04

При попутной распиловке:

Яг — sin ф—Рк cos<p; (8.29)

Рв — Рк sin ф-f Рн cos (р.

При встречной распиловке:

Рт = Рк sin <р + Рк cos <р; (8.30)

Рв— PKsin<p— PHcosq>. J

При попутной схеме распиловки сила Рв направлена вниз, прижимая заготовку к поверхности рабочего стола. При встреч­ной схеме распиловки сила Р„ имеет отрицательное значение, направлена вверх и отжимает заготовку от поверхности стола.

Добыча и обработка природного камня

Долговечные памятники из мрамора и гранита

Гранит и мрамор - натуральные каменные породы, которые вне конкуренции. Они славятся разнообразием расцветок, устойчивостью к неблагоприятным условиям внешней среды. Очень ценятся и мраморные памятники, подробнее о которых можно узнать …

ШЛАМОВОЕ ХОЗЯЙСТВО И ОБОРОТНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Расход воды на охлаждение камнеобрабатывающего инстру­мента принимается по техническим характеристикам оборудо­вания. Например, на распиловочный станок—48 м3/ч воды с напором 60 м и содержанием взвесей не более 2000 мг/л; для шлифовально-полировочных …

Контроль качества готовой продукции

При обработке камня под воздействием соответствующего оборудования и инструмента изделиям придаются определен­ные размеры, форма и фактура лицевой поверхности. Поэтому для получения качественной продукции на каждой операции следует обеспечить соблюдение ряда …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua