新型金刚石链锯的链条受力分析
金刚石框架锯动态特性研究及关键结构优化
金刚石框架锯动态特性研究及关键结构优化金刚石框架锯具有加工效率高、加工质量好、环境污染小的优点,成为大理石大板最主要的加工设备之一。
目前金刚石框架锯技术有了长足进步,但也存在明显的整机结构较笨重、关键构件结构不合理、锯机设计缺少理论指导等问题。
同时大理石大板的应用量大,质量要求高,这对锯机性能提出了更高的要求。
因此需要深入分析锯机动态性能,并作优化设计。
本文对国内外主要金刚石框架锯结构与技术特点进行了系统分析,结合目前金刚石框架锯机的研究现状及存在问题,对锯机进行了模块化设计,建立了金刚石框架锯虚拟样机模型。
对已经生产出的金刚石框架锯样机进行动态运动学与动力学理论与仿真分析,并进行了对比,两种分析结果基本吻合,得到曲柄连杆机构主要部件的运动学规律,以及受力变化等动力学性能,明确了金刚石框架锯的动态特性。
运用ADAMS对金刚石框架锯曲柄连杆机构进行参数化建模,以部件受力最小为优化目标,分析了飞轮转速、曲柄长度及连杆长度等影响因素对目标函数的影响,并对它们进行了优化,得到了最佳的飞轮转速与连杆长度等技术参数。
对金刚石框架锯锯框、连杆及飞轮等部件进行了结构与尺寸优化。
利用ANSYS Workbench Environment (AWE)协同优化分析平台对部件强度及受力变形影响因素进行了分析,确定了优化方法,得到了优化结果。
对新结构进行了静动态性能分析,并进行了强度校核。
经过优化的部件质量减轻,运动过程中受力减小。
金刚石框架锯经过动态特性分析以及关键部件优化设计,最终得出新型锯机模型。
新型锯机总体质量减小,部件受力减小,可靠性更强。
锯机运动更加平稳,板材加工质量好。
新型锯机提高了市场竞争力,促进了大理石板材加工业的发展。
金刚石框架锯锯切研究_1_锯切加工运动学分析_王成勇.
国家自然科学基金、国家留学基金委员会、教育部留学回国人员启动基金资助(59675062金刚石框架锯锯切研究(1锯切加工运动学分析*510090 (广州广东工业大学机电工程学院王成勇樊晶明魏昕摘要金刚石水平式框架锯锯切是在大面积大理石板材加工中占主导地位的加工工艺。
在金刚石框架锯锯切中的加工运动学锯切破碎过程、锯切力、锯切结块磨损、锯条张紧力调整、锯切可加工性评定等问题,均是实现高效率低成本地加工出高质量石材大板的关键。
本文首先阐述了金刚石框架锯锯切过程中的运动学问题,提出了单颗粒金刚石在锯切加工过程中同石材接触的运动模型,以及结块和锯条平均切削厚度的概念;分析了金刚石结块同石材侧表面的接触面积和金刚石结块顶面同石材接触面积的变化特征,为研究锯切过程中的各种现象打下了理论基础。
主题词金刚石框架锯锯切加工中图分类号:TH33ABSTRAC T The frame sa wing move ment consists of horizontal cutting and vertical feed.The equations to describe this process are given.The models of cutting depth and cutting movement trace of single diamond grit,single segment and total blade are presented.The contact area between segment and stone is analyzed.Some factors that affect the contact area are also discussed.KEYW ORDS diamond,frame sa w blade,cutting 1 前言在天然石板材加工中,技术的进步带来的变革是巨大的。
金刚石串珠绳锯切混凝土的锯切力及串珠磨损研究
金刚石串珠绳锯切混凝土的锯切力及串珠磨损研究作为一种常用的现代工程结构建筑材料，混凝土在房屋、桥梁、隧道、机场、矿井等方面应用极其广泛。
随着混凝土的广泛应用，混凝土的切割也成为一个庞大的产业，特别是二战以后世界各国经济快速发展，在房屋建筑、道路桥梁等行业投入巨资建设，混凝土的切割技术也随之快速发展并逐渐成熟起来。
利用金刚石串珠绳切割混凝土是金刚石工具切割中的一种新技术。
金刚石串珠绳锯可根据工作场合任意调节切割方向和钢丝绳的长度，故切割的深度也是任意的。
采用该切割技术，使一些超大型的混凝土结构拆卸、特殊环境中的混凝土结构处理等难题迎刃而解。
因此该技术具有良好的应用前景，但是相对于圆盘锯加工混凝土的研究而言，对于金刚石串珠绳锯切混凝土的研究则并不多见。
本论文以烧结金刚石串珠绳为工具，以素混凝土及含钢筋混凝土为研究对象，首先研究了不同加工参数、锯切长度以及混凝土结构对锯切力的影响规律，在此基础上，跟踪研究了金刚石串珠随锯切过程的磨损变化规律。
全文主要研究结果概述如下：1、随着串珠绳进给速度Vf的增加，锯线线速度Vs的减小，切向锯切力Ft及法向锯切力Fn随之增大。
随着锯切长度W的增加，锯切力也随之增加。
锯切力经验公式表明，锯切长度W与进给速度Vf对锯切力为正影响，而线速度Vs为负影响。
三个因素中，线速度Vs对锯切力的影响程度最大。
2、钢筋的加入，对于串珠绳锯切过程中的锯切力影响并不太大，但是当串珠绳锯切到有钢筋的位置时，其锯切力会相应地有所减小。
3、金刚石串珠的直径，经过初期的快速磨损后，进入平稳磨损期。
串珠前端的直径磨损较串珠中端及末端的直径磨损会更快些。
整个串珠呈现为锥度化磨损。
4、经过开刃后，串珠表面的金刚石磨粒的出刃高度大约为80μm，约占磨粒粒径的20%。
随着加工过程的进行，磨粒的出刃高度逐渐从80μm减小并保持在60μm。
5、串珠表面金刚石磨粒可分为：初露、完整、磨平、微破碎、宏观破碎、脱落6种形态。
液压金刚石链条锯的介绍
液压金刚石链条锯标准配置
1、进口金刚石链条锯头； 2、液压动力站； 3、7.5米高压油管2根。
液压金刚石链条锯相关参数
额定主轴转速 r/min ≥5000； 岩石切缝宽度 mm ≤6mm； 切割深度 cm 33 cm； 压力 MPa ≤15； 冲洗水压力 MPa 0.2-0.56； 流量 L/min ≤30； 噪声 dB(A) ≤95； 工作油温 ℃ ≤85； 适用岩石硬度 F ≤8； 机重 kg ≤6。
切割范围：切割煤层、岩石、混凝土、钢筋混凝土、管道、砖石、木材、门。
液压金刚石链条锯产品介绍
液压金刚石链条锯是局部施工作业的万能工具。它安全、无尘、环保，是一项高科技的切 割机械。它以空气压缩机为动力，以带有金刚石刀头的锯链为切割载体，可应用于各种煤 矿和矿山岩石硬度≤12MPa的各种软硬岩切割，是切割煤层、岩石、混凝土、钢筋混凝土、 管道的理想工具。由于其操作的便捷性和超强的横向切割能力，又广泛扩展到了在消防应 急救援等作业中。它狭长有力的切割臂，能轻松完成在各种材质上浅孔辅助开挖及紧急情 况的开口开窗；并进行坑道局部施工中各种材质的切断和形状切割。
液压金刚石链条锯
2018
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• 山东天盾安防 液压金刚石链条锯
2018
液压金刚石链条锯
tdaf001
1 液压金刚石链条锯产品介绍
2 液压金刚石链条锯特点
content
3 液压金刚石链条锯作用
4 液压金刚石链条锯相关参数
5 液压金刚石链条锯标准配置
液压金刚石链条锯的使用范围
消防救援，岩石切割。简介
JYL-6/5000液压金刚石链条锯液压链条锯
液压金刚石链条锯给混凝土、煤层、岩石的切割开采带来新的革命。金刚石链条上有激光 焊接的金刚石块，链板上配备有水管在工作时起润滑作用，使得切割混凝土、煤层、岩石 变的简单。金刚石链条锯相对于金刚石圆盘锯而言，能切割出拐角，而不产生过切现象。
燕山大学在金刚石力学性能研究中取得新进展
(1)液压 驱 动 链 锯 切 割 C25 标 准 钢 筋 混 凝 土 楼 板 块 时 锯 链 切 割 紧 边 张 力 为 919.3N。 锯 链 所 受 动 载 荷对锯链张力影响 最 大,动 载 荷 与 链 轮 的 转 速、锯 链 节距、锯链每米重量 及 紧 边 长 度 成 正 比,其 中 链 轮 转 速 对 它 的 影 响 最 大 。 增 大 链 轮 直 径 ,在 保 证 锯 链 线 速 度 不 变 的 情 况 下 降 低 链 轮 转 速 ,从 而 减 小 锯 链 所 受 张 力 ,减 小 动 载 荷 ,能 提 高 锯 链 使 用 寿 命 。
团队在金刚石纳米针中实现了高达13.4%的可回复拉伸应变,对应的 拉 伸 强 度 达 125GPa,突 破 了 之 前 业 界 普遍认为的理论强度,刷新了实验获得 的 金 刚 石 最 高 强 度 值。如 此 大 的 弹 性 应 变 可 以 大 范 围 地 调 控 金 刚 石 的 带 隙,将进一步推动金刚石作为新一代理想半导体材料在柔性光电子器 件、生 物 传 感 器 和 纳 米 机 械 操 纵 器 等 方 面 的 应用研究。
的张力Si的 大 小 计 算 见 公 式 (17),工 作 面 法 向 作 用 力 Ni的大小计算见公式(18)。
Si
=F1×
( sinβ )i sin(β+γ)
(17)
Ni=F1×sins(βinγ+γ)× (sins(βinβ+γ))i (18)
经计算,得到主 动 链 轮 围 齿 上 各 链 节 受 力 大 小,
由 表 4 分 析 可 知 ,主 动 链 轮 围 齿 上 各 链 节 的 张 力
中 第 一 个 啮 合 齿 最 大 ,主 动 链 轮 围 齿 上 各 链 节 中 第 一 个链节受到的冲击 力 最 大,并 承 受 了 大 部 分 冲 击 力, 从 啮 入 点 数 起 ,链 节 受 力 呈 几 何 级 数 递 减 。 第 一 个 啮 合 齿 所 受 到 的 冲 击 力 最 大 ,并 承 受 了 大 部 分 冲 击 力 。
金刚石绳锯全面解析
金刚石绳锯全面解析1、前言金刚石绳锯作为一种柔性超硬材料切割工具，从面世至今，已有40多年的发展历史，从最初的电镀技术，发展到以烧结、钎焊技术为主流的制造技术；从只能切割软质石材到广泛应用于花岗岩矿山的荒料开采、钢筋混凝土或金属结构件的切割，在制造技术推陈出新的同时，应用范围也越来越广。
目前国产金刚石绳锯的综合性能已经接近国际先进水平，且造价低廉，完全能够满足国内石材矿山开采和板材加工业的需求，甚至有许多企业生产的绳锯产品已开始大量出口欧美等西方国家。
随着金刚石绳锯机械及金刚石绳锯切割技术的快速推广使用，我国石材荒料开采已进入金刚石绳锯时代，金刚石绳锯制造企业得到了空前的发展。
如国内某公司2007 年金刚石绳锯产量已达3万多米，产值1500万元，盈利300多万，相对上一年度，产量、产值、利润等指标都实现了翻番的目标。
国内金刚石绳锯制造企业通过自主创新，推动了国内金刚石绳锯技术的快速进步，为金刚石绳锯的进一步推广使用奠定了坚实的基础。
2、金刚石绳锯的制作新工艺随着金刚石绳锯使用量的增长和应用面的不断扩大，金刚石绳锯的生产技术也在不断地进步，为了顺应国内外市场急剧发展的形势，赶上国际先进水平，国内一些公司近几年不断引进新设备，研究应用新技术，在生产规模不断扩大的同时，产品质量、生产效率也大幅度提高，而制作成本却在不断下降。
2 1 制粒及容积式自动冷压工艺目前国内绳锯生产厂家普遍采用不制粒的粉末进行手工冷压串珠生产，生产效率低，产品质量易受人为因素影响，且工作环境粉尘多，不利于人体健康。
鉴于使用不制粒粉末进行冷压存在的诸多弊端，国内某公司首先将粉末制粒工艺及配套设备应用于生产实践。
粉末制粒工艺就是将粉料加入容器中靠搅拌器与切割刀的高速旋转作用并喷射雾化溶剂使粉末形成颗粒，20min可完成10kg粉料的制粒，制粒粉经烘干、筛选后，制成30～80目的球状颗粒，成型率在85%以上。
这种方法制作的粉料，流动性更好，金刚石经过包衣与制粒粉末混合后，金刚石在工作唇面上的分布更均匀；包衣后的金刚石表面被粉末包裹，在压制过程中避免了与模具表面直接接触，降低了模具的损耗。
新型金刚石链锯运转可行性研究(三)——链条磨损规律及链条寿命的求算
・—・ －—－ －－－ ・— －
Ｃａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈａ ｉ ｎ ＇ ｓ ｗｅ ａ ｒ ｒ ｕ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ
ｐ
ＬＩ Ｕ Ｚ ｈ ｉ — ｈ ｕ ａ ｎ．ＮＩ ＮＧ Ｃｈ ｕ ｎ － ｘ ｕ ．ＰＡＮ Ｘｉ ａ ｏ － ｙ ｉ （ １ ．Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｋ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｈ ａ ｒ ｄ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ － Ｇ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎ ５ ４ １ ０ ０ ４ 。 Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ：
３ ． 中 国有 色 桂 林 矿 产 地 质 研 究 院 。 广 西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４ ）
金刚石锯石机使用效率因素分析
金刚石锯石机使用效率因素分析影响金刚石锯石机圆锯片效率和寿命的因素有锯切工艺参数和金刚石的粒度、浓度、结合剂硬度等。
据切能数有锯片线速、锯切浓度和进刀速度。
一、锯切参数（1）锯片线速度：在实际工作中，金刚石锯石机圆锯片的线速度受到设备条件、锯片质量和被锯切石才性质的限制。
从最佳锯片使用寿命与锯切效率来说，应依据不同石材的性质选择锯片的线速度。
锯切花岗石时，锯片线速度可在25m～35m/s范围内选定。
对于石英含量高而难于锯切的花岗石，锯片线速度取下限值为宜。
在生产花岗石面砖时，使用的金刚石锯石机圆锯片直径较小，线速度可以达到35m/s。
（2）锯切深度：锯切深度是涉及金刚石磨耗、有效锯切、锯片受力情况和被锯切石材性质的紧要参数。
一般来讲，当金刚石锯石机圆锯片的线速度较高时，应选取小的切消深度，从目前技术来说，锯切金刚石的深度可在1mm～10mm之间选择。
通常用大直径锯片锯切花岗石荒料时，锯切深度可掌控在1mm～2mm之间，与此同时应降低进刀速度。
当金刚石圆锯片的线速度较大时，应选取大的切削深度。
但当在锯石机性能和刀具强度许可范围内，应尽量取较大的切削浓度进行切削，以提高切削效率。
当对加工表面有要求时，则应采纳小深度切削。
（3）进刀速度：进刀速度即被锯切石材的进给速度。
它的大小影响锯切率、锯片受力以及锯切区的散热诚况。
它的取值应依据被锯切石材的性质来选定。
一般来讲，锯切较软的石材，如大理石，可适当提高进刀速度，若进刀速度过低，更有利于提高锯切率。
锯切细粒结构的、比较均质的花岗石，可适当提高进刀速度，若进刀速度过低，金刚石刃简单被磨平。
但锯切粗粒结构而软硬不均的花岗石时，应降低进刀速度，否则会引起锯片振动导致金刚石碎裂而降低锯切率。
锯切花岗石的进刀速度一般在9m～12m/min范围内选定。
二、其他影响因素（1）金刚石粒度：常用的金刚石粒度在30/35～60/80范围内。
岩石愈坚硬，宜选取用较细的粒度。
由于在同等压力条件下，金刚石愈细愈锋利，有利于切入坚硬的岩石。
金刚石绳锯优势及技术难点
古老爆破式矿山开采，既环境破坏严重，而且造成资源浪费。
目前最被推广的矿山开采方式为金刚石绳锯开采矿山。
随着金刚石绳锯的国产化。
金刚石绳锯机的市场竞争突然变得激烈起来。
这一现象的出现预示着或者说是代表着中国石材矿山普及使用金刚石绳锯机的时代已经到来，这将给中国石材矿山开采水平的提高带来革命性的进步。
应用绳锯进行石材矿山开采的优势与传统的“爆破+火焰切割”开采法相比，用绳锯开采花岗岩具有以下优势：1、适应性广，绳锯适用于所有类型矿山，而火焰切割仅适用于石英含量高、裂隙少的花岗岩矿山。
2、功能强、效率高，首先开采深度深，能达到l0～20m甚至更深，火焰切割一般只在10m以内；其次切割速度快，一般能达到3～4m2/h，是火焰切割的2～3倍。
3、绳锯能进行垂直、水平、斜面等各个方向的切割，还能进行盲切，而火焰切割只能进行垂直面的切割。
4、成材率高、综合成本低，首先绳锯的切面非常平整且不会对荒料造成任何内伤，其次锯缝小，只有约11mm，不会造成资源浪费；而火焰切割切面粗糙不平，且对荒料造成一定内伤，而且锯缝大，一般为100～300mm，造成很大的资源浪费，且开采成本也高。
5、安全环保，绳锯开采无噪音无粉尘，不影响附近居民和其他作业面，且自动化程度高，分离式操控，工人劳强度低、安全性高；而火焰切割噪音和粉尘都非常大，严重影响附近居民和其他工人作业，且工人劳动强度大，安全性相对较低。
综上所述，在资源日益紧缺、油价飙升的今天，用绳锯开采花岗石有着显着的经济效益和社会效益。
与金刚石绳锯关联的多种因素包括：串珠的锯切寿命、串珠的锯切速度、串珠在绳锯上的间距、模具设计、正常工作情况下的钢绳的寿命等各种技术难点。
最常见的问题1、绳锯不能锯切与使用最常碰到的是不正确地选用金刚石（常常选用太好的金刚石）、胎体、串珠间距、模具设计或错误的应用参数。
例如，我们选用过高的金刚石密度或太好的金刚石，其锯切性能不是太好。
金刚石将不易碎裂，从而难以产生新的锐利的刃尖。
新型金刚石链锯的链条受力分析
试验装置切削功率消耗约为 2kW, 链锯所受切 削阻力大小为:
Fc =
10 00P v
=
1000 @ 30
2
=
66. 7N
d. 链条所受动载荷 Fd 参照苏联伏罗别耶夫著5链条传动6[ 3] , 因链条运
转不匀等引起之链条动载荷的最大值的计算公式为:
Fd =
9. 8n2 90
KRJ2 +
mp 2
W
其中: n 为链轮转速, n= 1000r/ m; K为一系数, 此系数考虑到链轮齿数、速比及链
非用于切割石材链条受力
F3 = F0 + Fl = 32. 5+ 675 = 707. 5N 对于大型设备, 以 52100mm 的两大轮传动为例, 其锯切石材长度为 2300mm, 其链轮齿数 z= 210 个, 其 它参数与试验机相同, 即 e= 0. 42cm, p = 3. 175cm, 链 条线速度为 v= 30m/ s, 则其张力大小为: a. 依靠螺杆推动给予链条之张力 F0
紧边 y 松边
松边 y 紧边
i
F 1i
N 1i
S 1i
j
1
1700
418. 2
1326
1
2
1326
326. 2
1034. 3
2
3
1034. 3
254. 4
806. 8
3
4
806. 8
198. 4
629. 3
4
5
629. 3
154. 8
490. 8
5
6
490. 8
120. 7
382. 8
6
7
382. 8
金刚石框架锯锯切研究(Ⅳ)—金刚石框架锯锯切力
ｗｅｄ ｄ ｗ ｔ ０ ｓｇ ｅ ｔ ．ｒ１ ｕｔｎ ｏ ｅ ｆｄ ａ ｎ ｌｄ ｅ ｅ ｄ ｏ ｅ ｃ ｔｉ ｇｆｅ ｌｅ ｈ ３ ｅ ｉ ｍ ｎ ｓ Ｉ ｅ ｃ ｔｉｇ ｆ ｒ ｓｏ ｉｍｏ ｄ ｂａ ｅ ｄ ｐ ｎ ｎ ｔ ｕｔｎ ｅ ｄ，ｃ ｔｉｇ １ ｃ ｈ ｕｔｎ ｓ ｇ ｎ ｎ ｂ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ａ ｎ ｇ ｅ ｔ ｄ ｓｏ ｅ． ｅ ｍｅ ｔ ｏ ｌｄ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｄｉｍｏ ｄ ｓ ｍ ｎ ａ ｔｎ ｓ ｎ ｈ ｅ ｆ ｅ ｓ ｎ ，ｔｅ ｄｉｔｉｕ ｉｎ ｏ ｈ ｓｒ ｔ ｆ ｂ ｏ
面积 ， 只能有 ５个 结块 同时 与 石 材 接触 。汉 诺 威 大 ］
学 Ｓｈ ｌ １７ ） ｃｕ ｚ（ ９９ 用三 根 锯 条 同时锯 切 石 板 ， 切 长 度 锯 约 ２ ｃ 用测力 仪测 量 了花 岗石和 大理石 小石板 的锯 ５ｍ，
切力 。
ｍｕ ｃ ｔｎ ｒｅ ｆａ ｄａ ｎ ｌｄ ｂ ｕ ５ ｋ ｈ ｎ ｔ ｅ ｃ ｔ ｎ ｅ ｓ３ ｃ ｄ ｄ ｔ ｅ ｂ ａ ｅ ｉ ｏ ｌｎ ｔ ｄ ｍ ｕｔ ｇ ｆｃｓ ｏ ｉ ｉ ｏ ｍｏ ｄ ｂ ａ ｅ ｉ ａ ｏ ｔ ｓ ３． Ｎ ｗ ｅ ｕ ｔ ｇ ｆ ｄ ｉ ０ ｒ ｈ ａ ｌｄ ｓ ｆ３ ｍ ｇｈ ａ ｈ ｉ ｅ ｒ ｎ ｈ ｅ ｎ
关 键词
金 刚石
金刚石锯片的组织结构及锯切力学分析
金刚石锯片的组织结构及锯切力学分析本文从影响金刚石锯片性能的若干因素(金刚石与胎体之间的结合强度、锯切过程中金刚石的受力及失效等问题)着手，比较深入地研究了金刚石与其表面镀钛层、钛与胎体的作用规律，揭示了镀钛金刚石的四层结构模型；借鉴复合材料的强度公式，提出了计算金刚石节块抗弯强度的公式；运用定量金相学的基本原理，提出了计算锯切弧区内参与切割过程的金刚石工作刃数量的数学模型；提出了锯片中金刚石参数的设计准则，比较详细地分析了锯片中金刚石失效的原因，主要工作包括： 1．通过镀钛金刚石的X-Ray衍射图谱，钛板与胎体之间扩散层的扫描电镜分析及各种金刚石的失重分析，研究了金刚石表面镀钛对金刚石锯片性能的影响。
从理论上分析了金刚石表面镀钛工艺及随后的热压工艺，对金刚石表面钛层及其与胎体之间相互作用的影响，提出了镀钛金刚石的四层结构模型，借用复合材料的强度公式，定量地描述了金刚石节块的抗弯强度与金刚石添加量及表面处理之间的关系，在此基础上，比较了化学复合镀镍和铜与添加混合稀土对锯片性能的影响。
2．用正交试验，揭示了铁、WC、铝、混合稀土、镍含量、金刚石粒度以及烧结温度和保温时间等参数对金刚石节块三点弯曲强度和切割性能的影响规律，从中优化出了一些适合Cu-10Sn基胎体的配方和烧结工艺，通过扫描电镜对锯片节块表面形貌的分析，分析了锯片性能差异产生的根源，并找到了胎体硬度与锯片寿命之间的对应关系。
3．对锯切弧区内参与切割过程的金刚石切削刃数量进行了建模计算，得出了目前为止较为精确的工作刃数量的计算公式，为分析金刚石磨粒的真实受力提供了依据，从金刚石的静压强度角度出发，提出了锯片中金刚石三参数的设计准则，从锯片中金刚石的突出高度与磨粒的平均切入深度这一角度出发，系统地阐述了混装金刚石的工作原理，并分析了锯切工艺对砂浆浓度的影响。
4．用压电晶体测力仪和功率测量仪测量了金刚石锯片在锯切603#花岗岩时的受力及功率状况，从理论上探讨了F_x小于零所需的临界α角(或临界切深A_p)与锯切过程中摩擦系数的关系，并对金刚石磨粒的主要失效机制进行了分析。
金刚石串珠绳锯解过程中动力学特性及振动控制的研究
金刚石串珠绳锯解过程中动力学特性及振动控制的研究金刚石串珠绳(以下简称串珠绳)作为金刚石串珠锯机(以下简称串珠锯)加工工具,其动力学行为直接影响串珠绳使用寿命及加工质量。
在加工过程中,由于定位轮作用,串珠绳的切入角随着串珠绳弯曲程度不同而发生改变,而串珠对工件在时间和空间上存在着不同的冲击,必然引起串珠绳产生振动。
串珠绳“柔性”加工中所产生的振动存在着利与弊。
在加工过程中,如果串珠绳产生高频小幅振动,则有利于岩屑排出和降低串珠绳加工温度,减小串珠切入工件时所产生的冲击力,从而降低串珠的磨损,使串珠绳加工方式变为振动锯解加工；反之,则增加串珠绳冲击力,产生噪声,降低串珠绳的使用寿命,不利于锯解加工。
因此,本文在综合国内外研究基础上,提出了金刚石串珠绳锯解过程中动力学特性及振动控制的研究,借鉴轴向运动连续体的理论研究成果,依据串珠锯结构和工艺特点,从串珠绳振动诱因分析、加工区串珠绳自由和受迫振动特性、绳轮耦合振动及串珠绳横向振动控制四个方面对锯解过程中串珠绳动力学行为进行研究。
本文的主要工作有：(1)基于虚拟材料分形理论和赫兹接触理论,进行了结合部虚拟材料的弹性模量、泊松比理论分析,构建了结合部虚拟材料的等效参数模型。
依据多体动力学理论,建立了串珠绳锯解系统有限元模型,并把结合部虚拟材料的等效参数引入到串珠绳锯解系统有限元模型,分别进行了考虑结合面和不考虑结合面两种情况下串珠绳锯解系统关键零部件的模态分析,得到了系统固有频率和关键部件的振型。
采用ADAMS/Vibration振动模块,分析了串珠锯在受迫振动响应,获得了串珠绳锯解系统关键零部件的位移、速度、加速度与频率的关系曲线,给出了串珠绳横向振动的诱因。
(2)基于多体动力学基本原理,建立了串珠绳横向振动力学方程,采用拉格朗日方程求解了串珠绳振动力学模型。
分析了串珠绳长度、线密度、串珠长度等结构参数和串珠绳运动速度、串珠绳张力工艺参数变化对串珠绳自由振动的影响。
新型金刚石链锯的链条受力分析
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ３ １３ （０ ０Ｏ —０ １ —０ １ ７ — ４ ３ ２１ ）６ ０ ６ ４
Ｆｏ ｃ ｎ ｌ ｓｓｆ ｒ ｃ ｉ ｆｎ ｗ ａ ｏ ｈａ ｎ ｓ ｗ ｒ ｅａ ａ ｙ ｉ ｏ ｈａ ｎ ｏ ｅ ｄｉｍ ｎｄ ｃ ｉ ａ
第２ ２卷 第 ６期
２１ ０ ０年 １ ２月
超
硬
材 料 工
程
Ｖｏ ＿ Ｚ ｌ２
Ｄｅ ． ｃ ２０１ ０
Ｓ ＵＰ ＥＲＨＡＲＤ ＡＴＥＲＩ Ｍ ＡＬ ＥＮＧｌ ＥＲｌ ＮＥ ＮＧ
新 型 金 刚石 链锯 的 链 条 受 力分 析①
刘 志环 ， 王进 保 ， 肖乐银
（ 林矿 产地 质 研 究 院 。 西 桂 林 桂 广 ５ １０ ） ４ ０ ４
现有开 板 ＿ 具在 锯切 性 能 和 锯切 成 本 方 面具 有 明 Ｔ
１ 链锯 链 条 张 力 计 算
链 锯 在不 切 割石 材 时 ， 一 般链 传 动 一 样 ， 紧 与 有 边与 松边之 分 ， 紧边受 到依靠 螺 杆推 动链 轮给 予链条
的优势 。在 另一 篇 文 章 ［ 中 我们 介 绍 了 自己设 计 的 ２ ］
摘
要 ： 章 对 用 于 大 板切 割新 型金 刚石 链 锯 的链 条 张 力 进 行 了分 析 计 算 ， 计 算 结 果 可 知 ， 型 金 刚 石 文 由 新
链 锯 链 条 张 力在 试 验 装 置 条 件 下 紧边 张 力 为 １ ０ Ｎ， 边 张 力 为 １３ Ｎ， 张 力 随 着链 轮 直 径 的 增 加 而减 ７５ 松 ６９ 且 小 ； 由此 计 算 并 绘 出 了新 型金 刚石 链 锯 链 条 围 齿 区 整 体 受 力 分 布 图 ， 图 可 知 ， 轮 结 构 下 最 大 链 条 受 并 由 两
金刚石绳锯使用过程中一些常见问题原因分析及解决办法
⾦刚⽯绳锯使⽤过程中⼀些常见问题原因分析及解决办法⽬前不论国内还是国内，⾦刚⽯绳锯已被普遍使⽤。
这⼀技术的使⽤，确实显著提⾼⽯材开采的荒料率，减少了珍贵⽯材资源的浪费，同时还有利于环境保护。
但是⾦刚⽯绳锯在使⽤过程中出现的问题也不少，⼀些新⼿在刚接触⾦刚⽯绳锯及绳锯机操作时，⾯对出现的⼀些状况可能会⽐较慌忙，甚⾄不知所措，对此，以下列举了⼀些常出现的问题以及对策，望能给新⼿们带来点帮助。
⼀、断绳(⼀) 断绳现象较为普遍，主要由两种情形引起的：(⼆) 钢丝绳断裂；(三) 接头断开。
引起断绳的原因分析：(⼀) 机器没放平稳，或者转轮松了，导致绳锯运转不平稳，抖动频繁，致中间断绳及接头频繁断裂；(⼆) 客户⽚⾯追求切割效率，强⾏下⼑，导致绳锯运转弧度过⼤，张紧⼒过⼤，进⽽引起钢丝绳的断裂；(三) 注塑绳锯使⽤⼀定时间后，将会有部分冷却⽔及切屑注⼊塑料和钢丝绳之间，如果停放时间过长，将会导致钢丝绳⽣绣变脆，钢丝绳中间提前断裂；(四) 接头型号跟⾦刚绳不匹配，接头压不紧。
针对以上的原因分析，制作⽅和使⽤⽅应联⼿采⽤如下办法以解决钢丝绳提前断裂的解决办法：(⼀) 选⽤⾼精度机器，并在使⽤过程中维护保养好，以确保机器性能，增加绳锯运转平稳度，减少抖动；(⼆) 合理调节⾏绳锯机⾏⾛速度,在使⽤“⾃动”时，合理调节绳锯机主电机电流旋扭，不要过⼤，以免绳锯因张⼒过⼤断绳；(三) 不要将使⽤过的绳锯停放过长时间，⽐如半年以上；(四) 接头型号要与⾦刚绳匹配，避免过⼤或过⼩，此外压接头的压机不能有磨损，不然会造成压不紧的情况。
⼆、偏磨绳锯使⽤过程中，串珠没有沿园周⾯均匀磨损，⽽是仅磨损串珠某⼀⾯，导致串珠某⼀⾯磨损严重甚⾄磨⾄钢丝绳，⽽另⼀⾯则有较厚的⼯作层，这称为偏磨，从⽽导致绳锯寿命⼤⼤缩短，提前报废。
偏磨原因：(⼀) ⽤户使⽤前，根本没有扭转或者扭转圈数不够；(⼆) 下⼑量过⼤，绳锯对切割对象施压过⼤，导致串珠与切割对象摩擦⼒过⼤，从⽽阻碍了串动绕钢丝绳轴线转动；(三) 因橡胶的软硬度不同，不懂得要根据实际情况调整圈数，或者绳锯没拉紧。
液压驱动链锯之锯链受力分析
YANGShao-rong1,TIAN Li-quan1,YING Hong-lie1,YU Yue1, HU Xin-hua2,HUANG Wen-sheng3
(1.FacultyofEechanicalandElectronicEngineering,JinhuaPloytechnic,Jinhua321007,Chian; 2.KeyLaboratoryof MinistryofEducation & Zhejiang,specialpurposeEquipmentandAdvanced Machining
28
超硬材料工程
2020 年 2 月
混凝土是一种 主 要 由 水 泥、钢 筋、石 块 等 材 料 组 成的复 合 材 料,分 为 C10、C15、C20、……C100 共 19 个等级[1],是十分重要和普及的建筑材料。随着混 凝 土 的 广 泛 应 用 ,对 它 的 切 割 需 求 也 越 来 越 大 。 采 用 链 锯对混凝土进行切 割 有 明 显 优 势,如 切 割 速 度 快;能 较好地解决深度切 割、尖 角 切 割、不 规 则 形 状 切 割 等 问 题 ;等 等 。 以 液 压 泵 和 液 压 马 达 为 动 力 的 液 压 驱 动 链锯特别适合水下混凝土切割。链锯进行切割作业 时 ,切 割 链 条 (锯 链 )上 的 切 割 齿 (金 刚 石 刀 头 )高 速 移 动 ,挤 压 、磨 削 与 之 接 触 的 混 凝 土 ,从 而 达 到 快 速 切 割 的目的 。 [2] 本文根据液压驱动链锯的设计尺寸、使 用 条件,在理论和部分 试 验 数 据 的 基 础 上,对 锯 链 的 受 力情况进行分析计算。
金刚石锯绳切削钢基材料特性分析及实验研究
金刚石锯绳切削钢基材料特性分析及实验研究随着金刚石绳锯机的快速发展,已从最开始的石材开采领域向钢材切削领域快速发展,尤其是在切削金属及合成物质(如海底油气管道和核电站中的构件)中发挥着越来越重要的作用。
近年来,金刚石绳锯机在海底油气管道的切割作业方面得到了广泛应用,但由于金刚石锯绳切削钢基材料的相关研究还处在初期阶段,锯绳切削钢基材料效率较低且自身磨损严重,研究金刚石锯绳切削钢基材料的切削及磨损特性,找出最优切削参数组合,对于提高金刚石绳锯机切削钢基材料(如海底油气管道)的切削性能具有重要的工程实际意义。
本文是在教育部博士点基金项目:金刚石绳锯切削钢基材料的机理研究(20092304110005)的资助下,针对金刚石锯绳切削钢基材料研究匮乏的问题,建立金刚石锯绳切削钢基材料的切削模型,对金刚石锯绳受力、切削过程的振动特性、切削特性、磨损特性及切削性能等方面进行了详细的理论分析和实验研究。
本文综述了金刚石绳锯机的发展方向及应用前景,分析锯绳切削机理、金刚石磨粒磨损特性及切削工艺的现状及存在的问题,从锯绳的受力、振动等特性入手,分析锯绳的切削与磨损特性,根据测试与研究需要提出金刚石锯绳切削钢基材料实验平台的总体设计方案。
结合切削工作条件对金刚石锯绳的切削过程进行系统理论分析,建立金刚石锯绳切削钢基材料力学模型,对锯绳、钢套、金刚石磨粒进行受力分析,并对单磨粒切削材料的去除率进行理论分析;基于无磨损和有磨损两种情况,研究金刚石磨粒平均出刃高度、金刚石磨粒压入切削面深度和磨粒锥形面角度对金刚石磨粒磨损的影响。
根据金刚石锯绳切削钢基材料的实际切削过程,从考虑锯绳的刚度和忽略锯绳的刚度两种情况出发,研究了驱动轮轴的无阻尼自振特性和绳轮系统的无阻尼自振特性,分析了转速切换时轮绳系统的振动特性,建立了锯绳受迫振动的动力学方程;根据梁自振的振动模式,建立锯绳的振动模型,分别研究轮间距、锯绳直径、串珠直径和串珠密度对振动模态的影响。
新型金刚石链锯运转可行性研究(二)——链条最大容许运动速度的计算
新型金刚石链锯运转可行性研究(二)——链条最大容许运动速度的计算刘志环;宁春旭;潘晓毅【摘要】文章结合新型金刚石链锯运转特点,对其最大容许运行速度进行计算评估.通过链锯链条与链轮的啮合冲击运动进行计算,求得链条极限冲击速度.并通过单位冲击动能进一步进行推导计算出新型金刚石链锯最大线运行速度.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2013(025)004【总页数】2页(P22-23)【关键词】金刚石链锯;啮合冲击;冲击动能【作者】刘志环;宁春旭;潘晓毅【作者单位】广西超硬材料重点实验室,广西桂林541004;国家特种矿物材料工程技术研究中心,广西桂林541004;中国有色桂林矿产地质研究院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TQ164在过去的文章[1]中,我们介绍了我中心开发的一种采用齿形啮合做无导板化运转进行锯切的新型金刚石链锯,其应用于荒料开板时,比目前现有其它开板工具在锯切性能和经济成本方面均具有明显的优势。
本实验将结合数理推导对该新型金刚石链锯的链条最大容许运动速度进行计算,并对其性能特点进行[2]深入的了解,以分析该产品的推广可行性。
链条与链轮的啮合冲击力的大小与法向冲击速度有关,对于外接触齿形链,链板与链轮接触的部位为一条直线,所以在接触线上各点的冲击速度是不同的,最大冲击速度在最上部。
齿形链节与链轮的冲击速度大小可以通过转化图所示计算,根据相对运动原理,链条与链轮的啮合可以转化为链轮固定不动,铰链O1相对于铰链O2以角速度ω啮入,由此可推出:其中,ω为主动轮运转角速度,p为链条节距,a为齿形角,一般a=60°,因此:用图解法可求得齿形链啮入时的平均冲击速度为:由此可知,新型链锯链条在线速度为v=30m/s、链条节距为p=31.75mm时,链板将以平均速度1.29m/s连续冲击轮齿,因此工作条件是比较恶劣的。
另外,取啮入冲击速度系数,经试验研究,齿形链传动啮入冲击系数比滚子链传动低得多,这也是新型链锯采用齿形链啮合的原因之一。
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条紧边长度之影响, 其计算公式为 K =
i2
i2
1 tg
180b z
, 因本实验中速比 i=
0,
因而此项为 0,
因此不用
考虑此项。
m 为链条紧边的质量, m = 0. 75kg/ m @ 1. 111m
= 0. 83kg;
W为计及链条 伸缩性及垂度影 响之系数。W= 0. 5~ 0. 75, 视链条轴距而定, 轴距越大, W值越小, 取
i
Si = F1
s in
360b z
+
H
N i = F1
s in H
sin
360b + z
H
i
sin 360b
# s in
z
360b z
+
H
同样, 若从松边张力 F3开始分析, 也存在同样的
规律, 即在围齿范围内, 沿松边向紧边方向各链节的 力逐渐减小。
设 Sj为由松边处啮合点往紧边方向的第 j 个链
在以前的文章[ 1] 中曾介绍了一种新型金刚石链 锯, 这种金刚石链锯应用于荒料开板时, 较之于其它 现有开板工具在锯切性能和锯切成本方面具有明显 的优势。在另一篇文章[ 2] 中我们介绍了自己设计的 新型金刚石链锯专用试验装置, 并给出了相关尺寸参 数。本文则根据金刚石链锯的设计尺寸、使用条件, 在理论和试验结果分析的基础上, 对其受力情况进行 了分析计算。
种作用力的大小为:
图 2 链条工 作面受力计算图 Fig. 2 F orce calculat ion draw ing on chain's w or king side
S1 =
F1 # sin
s in H 360b +
z
H
=
0. 78F1
N1 =
F1
#
s
in
sin
360b z
360b + z
H
=
Force analysis for chain of new diamond chain saw
L IU Zh-i huan, WANG Jin- bao, XIAO L e- y in
( Guilin Resear ch I nstitute of Geology f or M iner al Resour ces , Guilin, Guangx i 541004, China)
命, 需要增大链轮直径, 在保证链条线速度的情况下 减小链轮转速, 减小动载荷。
综合以上计算, 可得出用于切割石材链条紧边受 力大小为:
F1 = F0 + F l + Fc + Fd
= 32. 5+ 675+ 66. 7+ 931. 1 = 1705N
用于切割石材链条松边受力
F2 = F0 + Fl + Fd = 32. 5+ 675+ 931. 1 = 1639N;
2
+
0. 75 @ 4. 4 2 2
= 128N
17
b. 因离心力作用而产生之链条张力 Fl Fl = qv 2 = 0. 75 @ 302 = 675N c. 切削阻力 F c
由于大型设备切削石材长度是试验机的 4 倍, 则
假设切削功率消耗为 2kW @ 4= 8kW, 链锯所受切削 阻力大小为:
2 链锯围齿区受力分析
图 2 所示为链条工作面受力情况图, 根据受力平
衡, F1 为紧边张力, N 1为轮齿作用于链条工作面上的
法向力, S1 为前一链节的张力, z 为链轮齿数, H为中
齿形链法向力的作用角, 对于实验 H=
B-
180b z
=
30b
- 360b = 22. 94b , 因此可得链条由主动轮啮进时, 各 z
1 链锯链条张力计算
链锯在不切割石材时, 与一般链传动一样, 有紧 边与松边之分, 紧边受到依靠螺杆推动链轮给予链条 的张紧力 F0 、因离心力作用而产生之链条张力 Fl 以 及链条因运转不匀而产生之动载荷 Fd; 松边则不受 动载荷的作用。而链锯以紧边切割石材时, 又有紧边
¹ 收稿日期: 2010- 12- 31 作者简介: 刘志环( 1981- ) , 男, 工学硕士, 从事超硬材料及制品科研开发工作。 基金项目: 广西区青年基金, 项目编号: 桂科青 0832086
Fc =
10 00P v
=
1000 @ 30
8
=
266. 8N
d. 链条所受动载荷 Fd
Fd =
9. 8n2 90
K J + mp R2 2
W
其中: n 为链轮转速,
n=
60 v zt
=
60 210 @
@ 0.
30 0317 5
=
270 r / m
m 为链条紧边的质量, m = 0. 75kg/ m @ 4. 4m =
节的张力, N j为此链节所受法向作用力, 则有:
s in H
j
S j = F3
sin
36 z
0b
+
H
N i = Sj
sin 360b
z
sin
36 0b z
+
H
逐个计算链节受力大小, 并列于表 1 中。由于围
齿两端至围齿中间受力都是逐渐减小, 因此, 在围齿 中间必定有一个齿节受力最小。
18
表 1 主动轮 围齿上各链节受力大小 ( 单位: N) T able 1 T he for ce o f chain unit sur ro unding the dr iv er ( unit: N)
3. 32kg ;
W为计及链 条伸缩性及垂 度影响之系数。W= 0. 5~ 0. 75, 由于视链条轴距而定, 轴距越大, W值越
小, 故取 W= 0. 5;
则有:
Fd =
9.
8
@ 2702 90
@
3.
32
@
0. 2
03175 @
0.
5=
2 09N
由此可得大型设备链条紧边受力大小为: F1 = F0 + Fl + Fc + Fd
= 128+ 675+ 266. 8+ 209 = 1279N 用于切割石材链条松边受力 F2 = F0 + Fl + Fd = 128+ 675+ 209 = 1012N ; 非用于切割石材链条受力
F3 = F0 + Fl = 128+ 675 = 803N 由此可知, 设备越大, 链轮直径越大, 在线速度不 变的条件下, 由于转速大为减小, 动载荷也大大减小, 所以链条受力反而越小。
2
+
0. 75 @ 1. 109 2 2
= 32. 5N
b. 因离心力作用而产生之链条张力 Fl Fl = qv 2 其中: q 为链锯每米质量( kg/ m ) ;
v 为链条工作时的线速度( m/ s) ; g 为重力加速度, g= 9. 8m/ s2;
设计链条线速度为 v= 30m / s, 则有: Fl = 0. 75 @ 302 = 675N c. 切削阻力 F c
第 22 卷 第 6 期 2010 年 12 月
超硬材料工程
SU P ERH AR D M A T ERIA L EN G IN EERI NG
V ol. 22 Dec. 2010
新型金刚石链锯的链条受力分析¹
刘志环, 王进保, 肖乐银
( 桂林矿产地质研究院, 广西 桂林 541004)
摘 要: 文章对用于大板切 割新型金刚石链锯的链条张力进 行了分析计 算, 由 计算结果 可知, 新型金 刚石 链锯链条张力在试验装置条件下紧边张力为 1705N , 松边张力为 1639N , 且张力随着链轮直径的增 加而减 小; 并由此计算并绘出了新 型金刚石链锯链条围齿区整体受 力分布图, 由图可 知, 两 轮结构下 最大链 条受 力点为链条紧边最先与主动链轮啮合处。 关键词: 金刚石; 链锯; 受力分析 中图分类号: T Q164 文献标识码: A 文章编号: 1673- 1433( 2010) 06- 0016- 04
W= 0. 6;
则有:
Fd =
9. 8
@ 10002 90
@
0. 83
@ 0. 03175 2
@
0. 6
= 931. 1N
由此可知链条所受动载荷对链条张力影响最大, 且由公式可知动载荷与链轮的转速、链条节距、链条
每米重量及紧边长度成正比, 且链轮转速对它的影响 最大。因此为了减小链条所受张力, 提高链条使用寿
试验装置切削功率消耗约为 2kW, 链锯所受切 削阻力大小为:
Fc =
10 00P v
=
1000 @ 30
2
=
66. 7N
d. 链条所受动载荷 Fd 参照苏联伏罗别耶夫著5链条传动6[ 3] , 因链条运
转不匀等引起之链条动载荷的最大值的计算公式为:
Fd =
9. 8n2 90
KRJ2 +
mp 2
W
其中: n 为链轮转速, n= 1000r/ m; K为一系数, 此系数考虑到链轮齿数、速比及链
F0 = 9. 8
ql 2 8f
2
+
ql 2 2
q= 0. 75kg/ m, l= 4. 4m, 为使链锯对石材施加相
同的下压力, 在试验机垂度为 35mm 时( 松 边跨度 l
= 1. 1m ) , 大型设备 链锯垂度 f 应设置为 4 @ 35 =
140m m, 则有: