浅谈石材加工设备排锯的结构设计

浅谈石材加工设备排锯的结构设计

摘要：石材加工设备与机械加工设备工作原理类似，但结构和加工方式有很大差异，机械加工可不用冷却液，即使用冷却液，它对机械无损害，而石材加工时要用大量冷却水，其水夹带石粉到处飞扬，对设备损坏很大，因此结构设计至关重要，直接关系到设备的使用寿命及生产加工成本，下面以市场上常见排锯的各种关键部位的结构来分析其优缺点

关键词： 锯框滑轨、连杆、

排锯的工作原理其实很简单,是将一组（几十至百根不等）排锯装在往复式锯框上，由马达带动曲柄连杆驱动锯框做往复运动，并对锯片施压，使金刚石锯片对石材做相对的切割运动，达到切割石材的目的(详见排锯的三视图)。而排锯的刀头是金刚石节块焊接在一长条钢板基体的一侧，两头用拉杆、液压张紧器与锯框连接并保证锯片处于绷紧状态（详见排锯及刀头图例）；

基于以上的结构原理，现就影响排锯结构的几个主要因素来分析其优缺点；

一、 影响排锯品质的最主要的因素应该是锯框的运动，而锯框的运动最关键设计要点是滑轨，现就几种滑轨的方式来分析：

1. 滚轮式：即一个方形轨道用三个滚轮定位，由于滚轮和轨道一定要有间隙，否则卡死，该结构上下、左右都有少量间隙，同时由于滚动面承受的压强大，滚动接触面会产生疲劳损伤，以致滚动时会有振动，间隙随着使用会越来越大。优点：滚动磨擦阻力小，新机调整好间隙，运转较平稳。缺点：滚轮外圆有磨损不均匀现象，易造成滚轮报废；滚轮由于浸在油中不是完全滚动，磨损后间隙调整不及时，锯解不平稳，所以该结构必须用双连杆来定位，四个导轨也需要技师细心调整，才能保证平行度；

2. 摆杆式：即利用上摆杆的拉力和下摆杆的支撑力，使中间摆杆的中点（作为锯框支撑点）在一个近似直线轨迹上运行，但此结构由于侧向承载能力很弱，只能配合双连杆使用。同时其各摆杆绞点的位置度和长度精度存在误差时，其锯框运行的直线度将产生直接的影响，由于排锯为框架式结构，安装和加工产生的误差轻易可达2mm以上，由此势必产生锯框扭摆运行，从结果上会产生板材出现锯痕，大小头，板厚偏小，严重的甚至产生断锯条，断拉杆的现象。优点：连杆机构平稳阻力小，运行平稳，上下由连杆定位，快速下刀抖动现象较轻。缺点：锯框运行近似直线，快速下刀会影响锯解质量，不利钻石刀头寿命；由于连杆机构较高，并安装在立柱内，立柱稳定性差; 由于连杆用球面承轴，侧方向定位不稳，精度较差，需双连杆来稳定锯框直线度，存在双连杆缺点

3. V型轨式：一边为V型轨一边为平轨类似机床滑轨。V轨使往下及左右定位，往上有压板，定位有间隙，由于单边定位，锯框两边安装即使不平行，不会影响锯框前后直线运行。优点：直线度高，运行平稳；缺点：阻力大。

4. 静压导轴式:即一个圆柱导轴作为支撑，一个铜制特殊滑套支撑锯框，铜滑套和导轴间隙很小。滑套内充入高压液压油，在滑套内形成一个环形高压油环，使得铜滑套悬浮在圆形导轴上，无摩擦接触。同时，在滑套形成的压力远远大于切割力，所以使用时滑动阻力小，360度定位。优点：直线度高，运行平稳；缺点：对加工和安装精度要求高。

二、 另一个影响排锯锯框运动是连杆，以连杆数量分类,有单连杆、双连杆之分。

1. 双连杆从连杆结构上可提高连杆钢性肯定有好处，但在制造时，永远保证不了两个曲柄两个连杆尺寸一致。更何况连杆内轴承及主轴轴承间隙都是人工调整的，永远保证不了两个连杆推动锯框在换向时同时受力。即先一连杆一一侧往回拉，相应锯框往这个连杆方向摆动，另一个连杆再受力时，锯框即往另一个连杆方向摆动，导致锯框每个往返都产生左右震动。通过用超薄锯条使用情况即可看出以上结构确实存在左右震动，锯条用2.5㎜以上，锯条可以承受双连杆震动。为了追求出材率，锯条往超薄方向发展，推出1.8及1.5㎜，甚至还要往1.2㎜冲刺，这样锯缝小了，出材率高了，同时切割阻力小了，切割更快，切割时振动更小，易碎的板也很少在切割时有拖板现象。但锯条材料使用到了极限，用在切割时有轻微振动的锯型很容易断锯条，即使放慢切割速度还是有锯条断裂。滑轨不带左右定位的一定要用双连杆,否则锯框左右摆动跑偏。

2. 单连杆，由于只有一件，不存在制造不准确导致因连杆产生振动，在结构上一个连杆要比两个连杆截面要大许多,但由于单连杆推动锯框时，切割石材时不可能完全对中，锯框在切割时会有左右扭动。这个力要由滑轨来承担。所以只有左右定位的滑轨才可以用单连杆。

三、 按荒料运动方式，可分为荒料固定式和荒料顶升式；锯框升降，荒料固定式，因效率太低（现已被淘汰），荒料升降式即常说的顶升式。该结构可把锯框在切割时固定牢固，为高速切割提供基础。现在绝大部分排锯都是按顶升式来设计；

四、 结束语：

综上所述，排锯的结构设计关键在运动部分锯框的设计，而其它的连杆、荒料的运动与锯框的运动也是息息相关的，在实际的结构设计过程中，综合以上各种结构的优缺点，取长补短，排锯的结构将会更完美！

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。