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一 、前言
众所周知
,我国的石材资源雄居全球
。近年来
,随着建筑行业的高速发展和人们生活水平的提高
,石材以其独特的天然属性越来越受到人们的青睐
,市场的需求量日益增加
。同前我国的石材加工技术已经接近世界先进水平
,但石材的开采技术还远远落后于发达国家
。
以前我国的矿山开采主要有如下几种方式
:爆破作业
、火焰切割法
、膨胀剂法等
。其开采方法普通存在着劳动生产率低
,成材率低
,资源浪费严重
,安全性差等缺点
。近年来
,部分企业采用金刚石串珠绳锯
,金刚石链锯等进行矿山开采
,虽然取得了良好的效果
,但设备投入大
,开采成本高等
,目前尚无法大规模使用。如何提高石材的开采质量及效率
,尽量减少对环境的破坏
,降低工人的劳动强度等
,成为我国石材荒料开采迫切需要解决问题
。
二 、切割原理
针对以上情况 ,我国科技人员将板材切割机理巧妙应用于矿山开采中 ,取得了良好效果 。其基本原理为 :在矿山表而铺设轨道 ,通过主机带动超大型金刚石圆锯片(Ф2000~4200mm)高速旋转 ,实现在轨切割 。由于该方式投入少 、效率高 、安全 、环保、节能及开采成本低等优点 ,广泛受到矿山开采企业的青睐 。
三 、技术要求
此开采方法除要求锯机要有良好的精度外 ,超大型金刚石圆锯片的规格 、质量等是此项技术的关键 。众所周知 ,决定开采荒料的大小是由网锯片规格决定的 。目前 ,市场上要求板材的幅宽达到了1.5m左右 。因此 ,与之相配套的金刚石圆锯片的规格必须达到Ф3500以上 ,同时 ,野外作业环境如矿山作业而平整度,冷却排屑等相对板材切割 ,条件更加恶劣 。因此 ,对锯片基体的制造提出了更加严格的要求 。据市场的需求 ,从2003年开始开发了Ф2300mm以上矿山锯片基体 ,经过几年的探索 ,现已能生产Ф4200mm规格大型圆锯片基体 。
针对矿山切割的特点 ,主要有三方面技术突破 :
1.产品的热处理方法 :如此大规格锯片基体的热处理 ,目前国内尚无专用的设备 ,盈彩采用独特的热处理工艺 ,很好地解决了大规格 、薄厚度基体的热处理难题 ,硬度能较好的控制在HRC38±3的范围 ,提高了锯片基体的刚性 ,增加了产品的使用寿命 。
2.加工方式 :锯片基体端面的磨削也是产品加工的难点 。厂家开发了平面磨床和车床 ,很巧妙地解决了这一难题 ,产品的厚度公差均能达到国家标准的要求 ,大大提高了产品静平衡指标 ,同时由于去除了材料表面的氧化层与脱碳层 ,产品的疲劳寿命大为提高 。
3.针对矿山锯片在切割过程中排屑困难的实际 ,厂家在基体的外形上亦作了大胆探索 :采用在锯片基体适当部位加工数量不等的掏空孔 ,在不影响锯片整体强度的前提下 ,提高了冷却和排屑效率 ,延长了刀头的使用寿命 ,降低了能源 ,并且缩短了荒料开采时间 。
四 、与传统开采方式经济技术指标的对比
新开采方式的应用 ,提高了资源利用率和开采速度 ,由于开采质量的提高 ,相应增加了产品的附加值 。降低了生产成本 ,同时克服了传统的开采方式存在的安全性能差 ,对环境破坏严重等缺点 ,具有极大的经济效益和社会效益 。
五 、使用要求
1.安装前的准备
(1)锯机轨道的铺设要求枕木牢固平整 ,以免锯机在切割过程中的晃动 ,锯机轨道平行度公差要≤5mm ,水平度公差≤2mm 。
(2)为保证锯片在切割过程中的平整度和强度 ,装夹锯片用法兰盘直径>i280ram ,法兰盘的不平度直接影响锯片的端跳 。因此 ,用户在使用前要检查法兰盘的精度 ,一般Ф280mm的法兰盘其不平度<>
(3)经常检验锯机轴的精度 ,保证其主轴的径向跳动≤0.03mm ,以避免锯片在切割过程中产生抖动 ,影响锯片的使用寿命和材料的切割质量 。
(4)冷却水的大小直接影响锯片的冷却效果 ,排屑能力和刀头的切割寿命 。因此建议Ф2000(或Ф2200)冷却水量≥1001/min ,Ф2800(或Ф3000)冷却水量≥1601/rnin ,并充分注入到锯片切割缝内 。
2.使用的规范性
由于超大型金刚石网锯片价格昂贵 ,因此规范化使用能大大增加产品的使用寿命 ,降低生产成本 ,所以在产品的使用过程中要强调规范操作 。
(1)新基体在首次使用前应空转30min以上,使以锯片基体在首次使用中通过离心力的作用 ,应力分布更加均匀化 。
(2)有条件企业在新锯片使用前先开刃 ,否则新刀头开始使用时 ,要求下刀量≤l5mm/次 ,行走速度≤l000mm/min ,待刀头中金刚石完全出刃后,方可增大进刀量 。
(3)正常切割时 ,根据切割对象硬度的大小合理确定一次进刀量 ,(b2000(或Ф2200)规格锯片控制在30~50mm/次内 ,Ф2800(或Ф3000)锯片控制在20~30mm/次内 ,为不影响切割效率 ,尽量做到浅进刀 、快走刀的切割工艺 ,减少锯片基体由于法向力的过大而引起的变形 。(4)在矿山的切割中 ,由于在两端处下刀时,锯片参与切割的齿数大大增加 ,因而阻力亦相应增大 。因此 ,下刀时应采用点动往复的切割方式 ,每次点动下刀量不能超过2mm/次 。
(5)锯片在使用过程中 ,应严格监控切割时的状态和切割对象硬度的变化 ,遇到作业面凸出太多时 ,应及时调整切割深度和行走速度。
六 、结论
用超大型金刚石圆锯片开采荒料能降低开采成本20%以上
,荒料成材率可达到90%以上
。开采方法简单
,占地面积小
,对环境破坏少
,开采荒料规整。因此
,具有极大的推广价值
。
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