金刚石串珠绳锯技术的研究_黄国钦
一种新的金刚石绳锯系统的开发及其在建筑施工中的应用效果
0 引言
建筑 材料在 现代 人们 的生 活中 非常 重要 , 根据 在 建筑 物中 的特殊 应用 , 大 量具 有不 同性 能的材 料被 使 用. 由 于建 筑物 必要 的修 改 , 因 此, 必须 使用直 线工 具 来加 工这 些材料 . 在 精度 要求 不是 很重 要的 情况 下 , 绳锯 在金 属 , 石 材, 混 凝土 的切 割中 具有 广泛 的用 途 . 典型 的 应用 领 域是 石 材荒 料 的 开 采和 工 业 建筑 工 地 的各 种切 割任务 . 目 前, 工业建筑领域中使用的 设备通常尺寸较 大, 其不 利 于周 围 环境 的 改 善 , 特 别是 操 作 上还 不 够 理想 , 其原 因是 那些 不必 要的 笨重 的设 计 . 为 了解 决 这些 问题 , 本项 目的 主要 研究 目标 是开 发较小 的绳 锯 系统 . 为了 详 细 说明 对 设 备 , 工 具和 控 制 装置 的 要 求 , 我们 必须 对绳锯 的整 个应 用过 程进 行分 析 . 根 据不 同 的实 际 应用 情 况 , 绳锯 加 工 的 过程 也 随 之发 生 变 化 , 例如 : 可能 会同 时需 要垂 直切 割和 水平 切割 , 而且 , 切 割位 置和 切割方 法也 不同 , 一 些典 型的 绳锯应 用实 例 如图 1 所 示. 由 于这 些不 同应 用的 变化 , 因此 , 设备 必 须更 具 有通 用 性 , 并且 , 研 究 工 作 的重 点 放 在了 开 发 较小 的绳 锯系统 . 根 设 备 和工 具 的 要 求 , 就需 要 重 量轻 的 设 备 ,
1 . 2 进给 动力 系统 迄今 为止 , 绳锯 设备 只装 有液 压缸 以使绳 锯存 放 系统 运 转 , 这种 设 计模 式 的 明 显缺 点 是 : 需 要一 个 能 量足 够 大 , 并且 有 非柔 性 液 压 管的 单 独 的液 压 动 力 . 对于 进给 动力决 定采 用液 压解 决方 案 . 而对于 在绳 锯 锯切 过 程中 发 现不 利 情况 时 可 以 进行 纠 正 操作 的 电 进给 动 力还 没 有进 行 研 发 , 因 此, 需要 一 个 全新 的 研 究方 案 . 1 . 3 绳锯 存放 系统 在研 发的这 一阶 段 , 讨论 了各 种样 式的绳 锯存 放 系统 , 主 要 的问 题 是 , 驱 动 皮 带 轮转 动 1 是否 能 通 8 0 � 过摩 擦力 把转矩 的圆 周力 传送 给绳 索 , 由于锯 切绳 锯 和橡 胶 驱动 轮 之间 的 摩 擦 系数 还 不 十分 清 楚 , 因 此, 计算 是根 据现有 设备 已知 的力 和尺 寸 , 如图 2所示 . 从反 转 驱动 轮 ( 和 �� 开 =2 0 0 =1 8 0 � =5 6 0 � � ��, � �) 始计算 , 传 送的 额定 功率 �= 6 结果 , 绳锯 存 . 0 5 0 � �. 放系 统 这种 设 计 模式 必 须改 变 , 摩擦 系 的结果 ( � ) 只能 作为 一个参 考值 , 而 且实 际应 用中 较高 . 2 . 1 绳锯 设计 第 一 条 小 直 径金 刚 石 绳 锯 采 用 5 �� 的 金 刚 石串 珠 , 塑 料固 结 , 串珠之 间没 有弹 簧 , 在切 割试 验时 , 由于 固 结 材料 的破 损而 断裂 几次 . 对 于硬 度较 高 , 锯 切时 有 特 殊 要求 的 钢筋 混 凝 土 , 我 们重 新 制 作了 模 具 , 生产 了 新的 能承 受高 切削 力的 孕镶 金刚 石串 珠 . 经 过对 上述 设计 问题 的考 虑 , 提 出了 如图 4所 示 的( 主动 力 系统 , 进 给 动力 系 统 , 绳 锯的 存 放 系统 ) 第 一 套方 案是 可能 的 . 绳 锯存 放系 统的 某个 部分 必须 作 一 定的 倾斜 , 以确 保弯 曲部 分都 能通 过 . 设备 原型 由 进 给动 力系 统和 一个 薄金 属架 组成 .
《金刚石与磨料磨具工程》2007年总目次
《 刚石 与磨 料磨 具 工 程） ０ ７年 总 目次 金 ２０
２０ ０ ７年第 １ （ 期 总第 １７期 ） ５
渗硼 ＋两步处理硬质合金微米 一纳米金刚石复合涂层工具研究 …………………………………… 苗晋琦 金刚石 圆锯片水槽的结构优化 ………………… …………………………－ ………石超细粉体粒度 测试 中分散条件 的探索 ……………………………………………………………………… 张玉敏
刘桂华 （７ １）
Ｎ。 Ｈ Ｆ对 Ｌ ｉ Ｎ—ｈ Ｎ体系中合成 Ｃ Ｎ晶体 的影 响 …………………………………………… ……… 宫希亮 Ｂ Ｂ
准八面体 Ｃ Ｎ单晶合成研究 Ｂ ………………………………………………………………… …… … 杨旭新
采用不同含硼化合物合成 Ⅱｂ型金刚石 的试验研究
…………………………………………………… 李 和胜 孟
雪
李木森 （ ） ９
邓 春 岩 （ ４ １）
金 刚 石 表 面 镀 钛 及 界 面微 结 构 的研 究 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …… …… 李 国彬
王成彪 吕建国等（ ） １ 高军永 何 志坚等（ ） ６
李乐 国（０ １）
金刚石锯片失效分析和强化 方法 ………………………………………………………………… …… …………… 楼 白杨
金刚石工具金属结合 剂的磨损特性 ……………………………………………………………… …… 王凤荣 Ｃ Ｎ磨具 用玻璃结合剂 的结构与性能研究 …………………………………………………………… 吕 智 Ｂ
杨大鹏
杜勇慧 周智华 尹志民 谢志刚 唐霞辉 马 涛
杜勇慧等 （０ ２）
金刚石串珠锯的一项改进技术
金刚石串珠锯的一项改进技术
陈冀渝
【期刊名称】《石材》
【年(卷),期】2002(000)010
【摘要】@@ 金刚石串珠锯作为新一代切具已在石材、砼等硬脆预材料的切割加工中得到广泛应用 . 现用的金刚石串珠锯是由在基材上经电镀或金属烧结成的金刚石串珠 , 以一定间隔固定在钢丝绳芯上而制成 . 为了加固在串珠与钢丝绳间填充聚氨酯类的热塑性树脂材料 . 这一技术曾获得欧洲发明专利 . 但是 , 金刚石串珠锯 , 切割过程中对串珠冲击很大 , 在钢丝绳移动方向上 , 串珠顶端部位摩耗增大 , 产生龟裂或碎落 , 而串珠偏移固定位置或固定层从钢丝绳上松脱 , 使其转动 , 不能再固定串珠 , 产生异常的早期摩耗 , 或使钢丝绳与串珠内部接触而摩耗 , 导致切具磨损 . 针对这些技术问题 , 有必要对现用的金刚石串珠锯进行技术改进 . 对此 , 海外一公司的技术人员推出了一项技术小发明 . 该技术发明看似不起眼 , 但收效奇佳 .
【总页数】1页(P34-34)
【作者】陈冀渝
【作者单位】四川建材科学研究院,四川,成都,610000
【正文语种】中文
【中图分类】TU754
【相关文献】
1.几款国内外金刚石多绳串珠锯的轮系张紧系统及外型设计
2.金刚石串珠锯的改进
3.金刚石串珠锯与臂式锯组合开采大理石工艺方法介绍
4.花岗石砂锯与多绳金刚石串珠锯主要技术性能比较
5.简易金刚石串珠锯的设计
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两轮多绳金刚石串珠锯创新设计与优化研究的开题报告
两轮多绳金刚石串珠锯创新设计与优化研究的开题报告一、研究背景金刚石串珠锯是广泛应用于石材加工行业的一种切割工具。
传统的金刚石串珠锯使用单轮设计，其切割效率较低，且易发生断珠等情况。
因此，设计一种高效、稳定、可靠的金刚石串珠锯具有重要的意义。
二、研究目的本研究旨在设计一种多轮多绳金刚石串珠锯，并对其进行优化，以提高其切割效率和稳定性，降低断珠风险，为石材加工行业的高效、精准切割提供技术支持。
三、研究内容及方法1. 设计多轮多绳金刚石串珠锯。
采用CAD软件进行图形设计，优化金刚石串珠的布置形式，提高金刚石的密度和均匀性，降低断珠风险。
2. 模拟分析多轮多绳金刚石串珠锯的切割性能。
采用ANSYS软件进行有限元仿真分析，优化多轮多绳的转速、张力等参数，提高切割效率和稳定性。
3. 制作样机并进行试验验证。
基于优化后的设计，制作多轮多绳金刚石串珠锯样机，并对其进行试验验证，评估其切割效率和稳定性。
四、预期成果本研究预期设计一种高效、稳定、可靠的多轮多绳金刚石串珠锯，并进行了模拟分析和试验验证，提高其切割效率和稳定性，减少断珠风险。
该设计可为石材加工行业提供创新的切割工具。
五、进度安排1. 设计多轮多绳金刚石串珠锯： 2个月2. 模拟分析多轮多绳金刚石串珠锯的切割性能：3个月3. 制作样机并进行试验验证： 2个月4. 成果总结和答辩：1个月六、参考文献1. Li, L., Li, X., & Li, J. (2019). Dynamic performance analysis of diamond wire sawing for silicon wafer processing. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 101(1-4), 363-375.2. Kannan, R., & Nagarajan, P. (2014). Multi layer diamond wire sawing for delicate processing of crystalline silicon wafers. Journal of Materials Research and Technology, 3(3), 229-234.3. Wang, J., & Chen, R. (2019). Optimization of wire saw parameters for crystalline silicon slicing. Journal of Materials Processing Technology, 270, 96-104.。
一种高同轴度的金刚石绳锯专利
５、积极推进 生产性配套服务业 项 目，包括人才 自然保护 区、饮水水源地保护区 、森林保护 区、基本
培训 、物流 运输 、施工 安装 、检验 检测 等项 目；
农 田保 护 区 、地 质 灾 害 防治 区 等相 关 区域 的衔 接 ，石
６、加 强重 点石 材 园 区基础 设施 建 设 。
材产 业发 展各 项 指标 与相关 专项 规 划统一 。
３、积 极 建 设 创 意 设 计 中 心 、交 易 博 览 中 心 项
２、与相 关专 项规 划 的衔接
目 ：
在 《规划 》编 制 中注 意 石 材开 发 利用 区域 与 主要
４、积极 发 展石 材 电子 商务 平 台项 目；
交 通 干线 、风景 名 胜 区 、旅 游 区 、地 质遗 产 保 护 区 、
程技 术研究 中心 ”获得 了年度 “科技创 新平 台”政府 奖励 。同
时 ，山东黑旋风公 司 自主研发 “ ６１０ １３００ｍｍ高性能硬质
合金锯片基体 ”项 目荣 获科技进 步三 等奖 。
（本刊 ）
《石材 突 出绿 色 矿 山建设 ；
查 ，开发 利 用 与保 护 ，矿 山地 质环 境 保 护 与恢 复治 理
２、石材加 工项 目要突 出发展精 深加工及高附加 及 土地 复 垦 ；石 材 资 源节 约 与 综合 利 用等 衔 接 和统 一
值产 品的发展方向；
协调 。
仅降耗一项 ，社会经济效益就十分可观 。
（本刊 ）
１一串珠 ；２－钢丝绳 ；３－固定套 ；３１一轴向通孑Ｌ；３２一定位环 （本 刊 ）
山东黑旋风公 司科 技创新再获殊荣
４月 １ １ Ｅｔ，在山东莱 芜市政 府召 开的２０１５年度 全市科 技创
探索金刚石串珠绳锯的锯切
探索金刚石串珠绳锯的锯切
唐存印
【期刊名称】《石材》
【年(卷),期】2004(000)012
【摘要】近年来金刚石串珠绳锯发展迅速,在石材加工中采用越来越广泛,促使人们更加重视其锯切机理和加工过程的研究.文章综述了绳锯加工石材的特点及其优越性,分析了锯切时的受力情况,在"锯切阻力与串珠绳对石材正压力成正比"及其它较为合理的假定下,推导出串珠绳的锯切力和其张力在锯切曲线上的分布公式,对锯切曲线的状态进行了讨论,认为在锯切进入稳定状态时,锯切曲线的内部不可能出现直线;并讨论了一些与锯切参数有关的具体问题.
【总页数】6页(P20-25)
【作者】唐存印
【作者单位】桂林矿产地质研究院,广西,桂林,541004
【正文语种】中文
【中图分类】TG7
【相关文献】
1.烧结金刚石串珠绳锯切花岗石的锯切力研究 [J], 翁霏霏;黄国钦;黄辉;徐西鹏
2.金刚石串珠绳锯切割工艺在高炉大修炉缸残铁清理的应用 [J], 刘晓;闻一帆
3.金刚石串珠绳锯切割工艺在高炉大修炉缸残铁清理的应用 [J], 刘思佳[1];刘德峰[1];刘晓[1]
4.低渗透煤层金刚石串珠绳锯切割卸压增透机理及应用 [J], 李树清;汤铸;黄飞;李
波;蔡康旭;刘诚;段蓉;朱颜平;杨党震
5.金刚石串珠绳锯切缝煤层实验装置的研制 [J], 汤铸;李树清;黄飞;朱颜平;杨党震因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
金刚石串珠绳锯切割中的振动与变形仿真研究
金刚石串珠绳锯切割中的振动与变形仿真研究金刚石绳锯发明使用至今，因其锯切效率高、锯切质量好、使用灵活及成材率高等特点，在石材、建筑等领域中一直得到广泛应用。
然而在绳锯锯切过程中，由于其柔性加工的特点，振动是一个伴随其加工过程的显著现象。
过大的振动不仅带来巨大的噪音，同时严重影响着串珠绳的使用寿命。
这无论对于人们日益提高的环保要求，还是绳锯的进一步发展都是不允许的。
因此，研究串珠绳在锯切过程中的振动是非常有必要的。
本课题利用有限元软件，建立了金刚石串珠绳的简化模型，分析了金刚石串珠绳的固有频率，并通过实验以及解析计算，对所建立的串珠绳有限元模型进行了验证。
在此基础上仿真分析了串珠绳结构、张紧力以及导向轮对金刚石串珠绳固有频率的影响；并利用所获得的金刚石串珠绳有限元模型，仿真分析串珠绳实际使用过程中载荷以及不同加工参数对串珠绳变形和振动的影响。
所获得的主要结论如下：（1）建立了合理的金刚石串珠绳有限元模型，利用该模型所获得的串珠绳固有频率与实验结果可以很好地吻合。
（2）当固定其他参数时，增加串珠的长度、外径，串珠绳长度，每米串珠个数以及串珠绳内部钢丝绳直径，都会使得串珠绳的固有频率随之减小。
（3）张紧力变大或安装导向轮，都会使串珠绳的固有频率增加；而随着导向轮间距的增加，串珠绳的固有频率会减小。
（4）当受到不同大小的集中载荷、均布载荷以及梯度载荷时，串珠绳的变形量各有不同；并且随着载荷位置的变化，变形量也会随之改变；其中集中载荷引起的最大变形量最大，梯度载荷引起的最大变形量略大于均布载荷。
（5）由于受到串珠绳结构的影响，串珠绳运动会产生振动，其振动频率与串珠绳的线速度v以及单位长度上的串珠个数N有关，其相应关系可表述为：f=N*v（Hz）。
（6）通过仿真可以发现：影响金刚石串珠产生变形的主要原因是金刚石串珠绳加工过程所承受的载荷，而影响金刚石串珠绳振动频率的主要因素是串珠绳的运动速度及其串珠结构。
金刚石串珠绳锯切花岗岩的振动与磨损实验研究
金刚石串珠绳锯切花岗岩的振动与磨损实验研究同传统金刚石圆锯片相比，金刚石绳锯加工具有加工效率高，使用灵活方便，对环境的影响相对较小等一系列的优势，属于绿色加工。
金刚石绳锯的柔性结构使得金刚石绳锯在锯切过程中会产生振动现象，但金刚石串珠绳的振动与金刚石串珠磨损之间的关系尚还没有被研究。
本文针对此问题开展了研究。
本课题利用激光位移传感器测量金刚石串珠绳在锯切过程中的振动信号，同时利用视频系统跟踪了金刚石串珠的磨损。
首先研究了加工参量对金刚石串珠绳振动的影响，在此基础是选择了两组振动有明显差别的加工参数，跟踪观察了金刚石串珠在两种明显不同振动状态下的磨损规律。
得出了以下主要结论：1、线速度对锯切过程中的串珠绳的振动频率有明显的影响，锯切过程中的一阶振动主频为串珠绳线速度与单位长度串珠个数的乘积。
相比而言，进给速度，张紧力及导轮间距对锯切过程中的串珠绳振动频率几乎没有影响。
2、加工参量对串珠绳的振动幅度有明显的影响，振动幅值随着进给速度和线速度以及张紧力的增大而减小，但是随着导轮间距的增大而减小，其中张紧力的改变对串珠绳幅值的影响最大。
3、比较两组不同参数下串珠绳振动随加工过程的变化可以发现，串珠绳的振动频率几乎不随加工过程而发生变化，但是其振动幅值会随着加工过程的进行而随之增大。
4、两组不同参数下，串珠具有大致相同的磨损规律，串珠前端的磨损会大于其中后端，而串珠表面的金刚石磨粒的出露高度大致维持稳定，而串珠表面的金刚石磨粒的磨损状态在经过初期的剧烈后，也基本维持着稳定的状态。
5、比较两组不同参数下的串珠绳振动与串珠磨损情况，可以发现串珠绳振
动大，其串珠磨损也更为剧烈，串珠绳的切割寿命更少一些。
一种金刚石绳锯机获得专利
一种金刚石绳锯机获得专利
佚名
【期刊名称】《石材》
【年(卷),期】2014(0)11
【摘要】由长沙市德天冶金科技有限公司申请的一种金刚石绳锯机获得专利，申请号：201120536506，其机座通过滚轮支承于导轨上，该机座上面设置机体，在机体上安装行走装置、旋转装置、动力装置及导向装置，该旋转装置包括一连接套，该连接套一端同轴连接一蜗轮，该蜗轮经蜗杆连接旋转电机的输出端；连接套另一端设置有沿垂直其轴向延伸的滑槽，一绳锯架的移动梁活动配设于滑槽中，移动梁上设置有沿其长度方向延伸的丝杆，该丝杆的一端设有从传动链轮，该从传动链轮经主传动链轮连接移动电机，连接套上固定设置有与丝杆相配合的螺母；该动力装置的主电机安装于移动梁上，绕设绳锯的主飞轮安装于主电机输出轴上；该导向装置包括设置于绳锯架上且位于主飞轮前方上、下侧的上、下导向轮，上、下导向轮分别通过摆动杆与绳锯架连接。
【总页数】1页(P45-45)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种沟槽式金刚石串珠和金刚石绳锯获得专利
2.一种金刚石绳锯用注塑模具获得专利
3.一种山核桃脱脯机获得国家专利
4.一种双向止转绳锯串珠及金刚石绳锯获得专利
5.一种改进连接点结构的环形金刚石绳锯获得专利
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金刚石串珠绳锯橡胶保护套工作寿命的内因分析
金刚石串珠绳锯橡胶保护套工作寿命的内因分析彭锦雯;彭啸;邓卫星【摘要】金刚石串珠绳锯逐渐成为未来的主流切割工具,在矿山开采等领域具有广泛的应用.在大理石矿山切割中,橡胶保护套的工作寿命成为制约金刚石串珠绳锯寿命的重要因素.我们通过模型计算及实际生产,探讨了金刚石串珠与钢丝绳之间的粘接力及保护套的曲挠性能对金刚石串珠绳锯橡胶保护套工作寿命的影响.研究结果表明,提高金刚石串珠与钢丝绳的粘接力可以有效解决金刚石串珠脱落的问题,而改善橡胶的曲挠性能可防止串珠后端橡胶开裂的发生.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2016(028)004【总页数】5页(P15-19)【关键词】金刚石串珠绳锯;橡胶保护套;粘接力;曲挠【作者】彭锦雯;彭啸;邓卫星【作者单位】桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室,材料科学与工程学院,广西桂林541004;桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室,材料科学与工程学院,广西桂林541004;桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室,材料科学与工程学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TQ1641968年英国人浦劳斯提出将高硬度金刚石和高柔性钢丝绳相结合，制作新型的切割工具的设想。
十年之后，1978年，意大利的APUAN石材矿山成功进行了第一条金刚石串珠绳锯切割实验[1-3]。
金刚石串珠绳锯具有全形貌切割、低能耗、切割效率高、不受尺寸约束、低声低尘、机械体积小而多变、组装方便等优点。
因此在矿山开采、板材切割、大型建筑构件拆迁、水下切割、管道切割等领域得到广泛的应用，并且成为当今世界主流的切割工具[4-5]。
金刚石绳锯主要由高强度钢丝绳、金刚石串珠以及保护套三部分组成。
随着金刚石产业的发展成熟，保护套材料成为制约金刚石串珠绳锯质量的技术短板[6-7]。
保护套主要有橡胶和塑料两种，塑料保护套主要用于石材在生产车间的切割，而橡胶保护套则主要用于户外切割，如矿山切割、老旧设备的拆除、钢筋混凝土切割等，因此工作环境更加恶劣，对其使用要求更高。
金刚石绳锯的研发与应用
采用金刚石绳锯开采石材的设想是英国人D.H.Prowse于1968年提出的。
第一台实用机由LuigMadrigali于1977年10月在意大利研制成功。
不到几年时间，生产数百台锯机，意大利200多个采石场全部推广使用绳锯，因此，金刚石串珠绳锯机在意大利首先使用，被称为“大理石矿山开采革命”。
在1969-1970年度的意大利VERONA的S.Ambrogio石材博览会上，首次展出了带电镀串珠的串珠绳和加工设备。
从此以后，这一深具潜力的工具得到了很快的发展。
经过二十年的研究与开发，金刚石绳锯不但广泛应用于大理石的开采，还可用于砂岩、花岗石等硬岩的分离切割；不但用于露天开采，还可用于地下窄矿脉及有爆炸危险的南非地下金矿的开采；不但用于异型石材制品的加工，还可用于建筑与道路工程的建筑和钢筋混凝土的拆除与修整。
金刚石串珠绳锯在采石与建筑工程中的创造性使用，使金刚石串珠绳锯从采石场到石材加工厂，从大块切割到修整成形，从板材切割到异型制品加工以及建筑工程中的应用越来越多。
金刚石绳锯作为金刚石工具发展过程中的第三代产品，经过20多年的研发与改进，目前广泛应用于各种工程。
这主要是它具有以下的优点：(1)设备简单、易于安装，不受场地与空问的限制，可进行水平、垂直与倾斜方向的切割，锯切面积可达200m2，加工质量好,石材损耗低，切割速度快，噪音低，震动小工作环境好，适应性强，可根据锯切对象与工作条件选用不同规格与尺寸的金刚石绳锯设备。
(2)显著提高石材开采的荒料率，保护珍贵的石材资源。
(3)可加工各种形状的花岗石和大理石异形制品，其附加值高，可显著提高经济效益。
(4)可开采出大尺寸的大块荒料，增加成材规格，进而增加先进石材加工设备的板材产品规格，提高切割效率与经济效益。
(5)上述金刚石串珠绳锯的优越性，无疑对解决我国石材工业中出现的荒料率低，大规格板材短缺，异形制品满足不了国内外要求的矛盾，能产生很大的推动。
积极开发与推广绳锯，是发展我国石材工业的重要环节。
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。
锯切功率采集及其载荷分布提取的程序设计
锯切功率采集及其载荷分布提取的程序设计
黄国钦;张美琴;徐西鹏
【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》
【年(卷),期】2012(032)006
【摘要】从锯切运动几何角度分析了切入、切出阶段接触弧线的变化规律及其与锯切功率变化特征的关系,建立了从切入、切出阶段的功率信号求解功率载荷分布密度的数学模型；进而采用LabVIEW图形化编程软件,编写了锯切功率采集及功率载荷分布密度的提取程序,并进行了实例试用.结果表明:所设计的程序可以实现功率载荷分布密度的提取；从弧区底部开始,锯切功率载荷密度随着接触弧线的延长而增大.
【总页数】5页(P20-24)
【作者】黄国钦;张美琴;徐西鹏
【作者单位】脆性材料加工技术教育部工程研究中心,华侨大学,厦门361021;厦门理工学院机械工程系,厦门361024;脆性材料加工技术教育部工程研究中心,华侨大学,厦门361021
【正文语种】中文
【中图分类】TG58;TG74
【相关文献】
1.无线传感器网络分布式数据采集功率控制研究 [J], 徐震;邵波;王云鹏;
2.基于LabVIEW软件的磨削力信号采集与提取程序设计 [J], 张美琴;易了
3.大功率采煤机截割部双列圆锥滚子轴承接触载荷分布 [J], 阚锦彪
4.提高分布式光伏用户全量数据采集成功率分析 [J], 姜庆林;孔丹军
5.基于锯切弧区切向力分布的功率消耗模型 [J], 黄国钦;徐西鹏
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143 17 Hua Qiu, Yan Li , Yanbin Li .A new method and device for
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Keywords:diamond , stone , wire saw, sintering , brazing , electroplate
1 金刚石串珠绳锯技术的发展
1978 年 , 在意 大利 APUAN 石 材矿山成功进 行 的第一条金刚石串珠绳(以下简称串珠绳)切 割试 验 , 标志了石材开采加工行业革命性变化的到来 , 石 材开采步入了现代化加工时代 。 到 1990 年 , 第一台 用于切割异型石材的数控绳锯机投入使用 , 串珠绳 锯技术开始进入高 技术含量的数 控时代 。 上 世纪 90 年代中期 , 多绳并排切割技术的成功应用 , 向传 统框架锯板材切割方式发起直接挑战 , 使大型或超
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金刚石串珠绳锯技术的研究 ＊
黄国钦 徐西鹏
华侨大学
摘 要 :简要回顾了金刚石串珠绳锯技术的发展历程 , 详细介绍了金刚石串珠 绳锯的制造 及应用 , 分析了金 刚 石串珠绳锯研究的现状和亟待解决的问题 , 并对 今后的发展趋势和研究重点进行了展望 。
关键词 :金刚石 , 石材 , 串珠绳锯 , 烧结 , 钎焊 , 电镀
大理石的开采和加工
大理石 、石灰石的开采
电镀注塑
10
32 ～ 39
大理 石开 采 、混凝 土 构 件拆除及其它特殊用途
烧结或电镀 压注橡胶
8 , 10 , 11
37 ～ 41
低温 下的 花 岗石 、大 理 石开采 、加工, 混凝土 构
件拆除
2.4 绳锯机设计 目前所有的绳锯机都是在图 2 的原理基础上再
2.2 金刚石串珠绳的制作工艺 (1)金刚石串珠 从金刚石串珠绳发明到现在 , 对串珠制作工艺 的改进从未停止过 。 目前金刚石串珠制造工艺还是 以电镀法和热压烧结法 为主 , 且后 者占主导地位 。 尽管台湾有学者利用钎焊方法成功地制造出钎焊金 刚石串珠 , 但目前尚未实现大规模工程应用 。 图 3 为分别采用这三种工艺制备的金刚石串珠样品 。
Technology of Sawing With Diamond Wire
Huang Guoqin Xu Xipeng
Abstract :The developing process of the technology of the diamond wire saw is briefly reviewed .The manufacture and application of the saw are discussed in detail and the present status and existing problems in study on the saw are also analyzed.Finally , the outlook of its developing trend and research emphasis is presented .
＊国家自然科学基金资助项目(项目编号 :50305006) 收稿日期 :2005 年 3 月
大型板材的高效 、低成本切割成为现实 。 近年来 , 金刚石串珠绳锯以其准备时间短 、切割
灵活 、低噪声 、低粉尘 、低污染 、节能等特点 , 在大型 建筑的构件拆迁工程中得到成功应用和推广 , 使其 成为 21 世纪“绿色”拆迁工具的首选 。
为了适应高硬度材质切割的需要 , 发展了注塑 式和注胶式隔离套 。注塑 、注胶式的隔离套是以耐 磨塑料 、橡胶充当串珠间的隔离垫 。 从图 4b 、4c 可 以看出 , 串 珠与钢丝绳之间完 全被塑料 、橡胶所充 填 , 从而避免了磨屑进入串珠与钢丝绳间而磨蚀钢 丝绳 。正是它的出现 , 使得串珠绳锯的应用范围拓 展到花岗石类高硬度材料的切割加工 。 其中 , 注塑 式应用最广 , 而以压注橡胶为隔离套的串珠绳锯则 主要用于摄氏零度以下 、比较寒冷地区的石材矿区 , 这是因为橡胶的低温性能比塑料好 , 在低温下仍能 保持较好的柔韧性和强度 , 不致脆裂 。
2 金刚石串珠绳锯的构成与制造
2.1 金刚石串珠绳锯的构成 串珠绳的结构如图 1 所示 :在一根多股钢丝绳 上面按比例穿套有一定数量的金刚石串珠颗粒 , 相 邻串珠间由起支撑固定作用的隔离套分隔(类似项 链)。
16 Kotaro kamahora .Development of a new artifact for the calibration of large scale instruments.M easurement , 2001, 30:139 ～
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(3)钢丝绳 由于串珠是定距固定在钢丝绳上并在其带动下 进行切割的 , 故钢丝绳可视为串珠绳的“脊粱” 。 串珠绳锯在使用过程中 , 钢丝绳经常会因疲劳 磨损 、磨屑磨蚀 、化学腐蚀等原因而出现断绳现象 , 特别是当加工面积达到一定量时 , 断绳现象更为频 繁 。断绳不仅影响生产 , 而且还带来甩珠伤人等不 安全隐患 , 因此钢丝绳的性能对串珠绳使用至关重 要 。除了钢丝本身性能外 , 钢丝绳的寿命还与加工 过程中的预紧拉力 、各导轮最小曲率 、加工过程中串 珠的轴向载荷以及冲击载荷等因素有关 , 故应选用 专业钢丝绳生产企业的产品 , 且使用时应参考钢丝 绳的相关说明 。 2.3 串珠绳的类型及用途 在选用串珠绳时 , 需遵循“以材择绳”的原则 , 以 充分发挥其潜在的性能 。 在石材加工业中 , 典型加 工对象是大理石和花岗岩 。大理石的基本成分是碳 酸钙 , 不含石英 , 其锯屑不会像花岗石中的石英那样 磨蚀钢丝绳和串珠胎体 。 所以大理石 、石灰石矿山 开采仍大量使用较易制作的电镀型串珠 , 而花岗岩 类开采则主要采用烧结型串珠 。表 1 列举了常用串 珠绳类型 、规格及其适用领域 , 以供参考 。
根据实际需要进行变异设计的 , 主要由一系列大小 轮系(主动轮 、被动轮 、导向轮 、张紧轮等)、动 力系 统 、控制系统和冷却系统组成(见图 5)。在 加工过 程中 , 主要通过对各组导轮空间位置的控制而实现 各加工参数(进给量和加工轨迹等)的改变 。 根据不 同用途 , 绳锯机可分为移动式和固定式两大类 。
与热压烧结串珠相比 , 电镀金刚石串珠制作工 艺相对简单 , 而且更有利于串珠小直径化 。由于金 刚石镀层较薄 , 胎体耐磨性较差 , 其镀覆金属对金刚 石磨粒的把持力有限 , 金刚石磨粒易提前脱落 , 故总 体性能不如烧结型串珠 , 不适合切割花岗石 , 目前主 要用于大理石等较软材质的切割 。
(2)隔离套 隔离套用于定距隔离和固定相邻串珠 。目前工 程中常用的隔离套有三种(见图 4)。
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工 具技 术
(a)串珠绳结构示意图
(b)实物照片 图 1 串珠绳的构成
金刚石串珠绳锯加工是由直接参与切割用的金 刚石串珠绳和驱动串珠绳运动的相应机械设备(即绳 锯机)共同完成 , 串珠绳锯的基本加工过程见图 2。
烧结型串珠具有较高的耐磨性 。 通过调整胎体 中各金属成份比例或选用不同品级 、粒度 、浓度的金 刚石磨料可以实现胎体磨耗速度和金刚石磨料磨损 速度的调控 , 从而制造出具有不同的出刃高度和空 间的串珠 , 以适应不同材质的切割 。
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偿的探讨 .天津大学博 士学位论文 , 1992, 8 25 洪迈生 , 苏 恒 等 .数控 机床 的 运动 精度 诊断 ——— 评 述
(a)电镀串珠 (b)热压烧结串珠
(c)钎焊串珠
图 3 不同工艺制造的金刚石串珠
(c)注橡胶式 图 4 隔离套
弹簧垫圈式(见图 4a)是最早使用的隔离套形 式 。由于弹簧垫圈式隔离套在加工时磨屑很容易从 串珠 、弹簧 、垫圈之间的间隙进入并在绳锯弯曲运动 作用下对钢丝绳进行磨蚀 , 从而造成串珠绳断绳失 效 。尤其在加工含石英成份较高的花岗石时 , 由于 石英硬度高 , 对钢丝绳磨蚀性相当严重 , 因此这种隔 离套适用于较软材质的切割 。目前已较少采用 。