石材加工：石材生产设备选择及刀锯配备(一)

 一、锯切的结构形式目前石材行业使用的锯机型式，大至可分为单柱悬臂式锯机，双柱龙门式锯机和四柱框架式锯机三种类型1、单柱悬臂式锯机这种锯机因结构简单，价格低廉而被石板材厂广泛采用，这是单式锯机的最大优势。

    但是这种锯机因受结构型式的限制而存在如下问题。

    （1）升降行程受限滑轨在滑座内升降，滑轨受高度的限制升降行程一般都在800mm以内。而台车上的分片小车行程也较小，因而只能使用高度低、宽度窄的荒料。

    （2）悬臂限制锯切头固定于滑轨上，滑轨在滑座内作升降运动，而滑座水平外伸悬臂固定在水泥柱子上，当锯切头下锯时，下降越多，滑轨悬臂也越长，这与刀轴端悬垂的锯片共同形成三个受力的悬臂结构。悬臂的受力随着安装锯片的多少变化，锯片数量增多，悬垂重量增加，悬臂长度加大，悬臂受力件的变形量，尤其是刀轴的变形量也随之增加，这必将导致刀轴外端锯片较之里面锯片因刀轴变形而引起的偏摆幅度跟着加大，这也是单柱式锯机作为多片组合锯使用时外端锯片较易损坏的原因。

    （3）承力限制锯切时荒料对锯片的阻力可分解为对刀轴头部向上的顶托力和水平推力。在这个力的作用下对锯切头和滑轨则形成向上的顶托力矩和水平扭矩。这两个力矩最后都传至滑座上由滑座承受。单柱锯的滑座一般都做得较高，上推力矩的受力支点距离较大，因此承受上顶力矩的能力也大。而滑座导轨的宽度相对较窄，所以承受水平扭力的能力就差。随着台车上荒料的往复运动，这个扭力的方向也跟着不断变化。又因升降运动需要滑轨与滑座的配合存有间隙，有扭转力矩的作用下势必推动刀轴作来回摆动。同样因隙间的存在，锯切时上顶力矩将刀轴上抬，当锯片离开荒料时在锯片重荷作用下刀轴又下垂。这就是锯切过程中在锯切力作用下刀轴产生振摆的原因之一。间隙小摆动小，间隙大摆动也大，由此可见，若滑座导轨越长越宽，即对滑轨的支承面越大，锯机就越稳定。同样，滑座导轨与滑轨的间隙越小，上下运动的精度就越高，由此引起的振动也越小，反之锯机的振动就会加大。所以在使用过程中适时调整导轨镶嵌条与滑轨的间隙是保证锯机稳定运转的重要因素。

    （4）台车稳定性差台车两条轨道的长度一般都在6m左右，在全长范围内都要求较高的水平度和平行度以保证台车均匀稳定的运动。平整度的调整需要较长的平尺和水平仪，这个条件不是一般厂家都具备的。即使新安装时调整正确了，在使用过程中也因基础变形或不均匀磨损而影响其平整度。这时就应当予以调整校正，否则就会出现三个轮着地一个轮悬在空中的情况，影响其使用的稳定性。

    当锯完一刀需分片移位锯第二刀时，这类锯机的分片车均被置于台车之上，这样的两车重叠，也增加了台车的不稳定因素。

    锯切过程中台车在荒料的重压下，在石粉污水喷溅的条件下日夜不停的连续工作，台车轮和轴承极易损坏，如不及时调整更换，也将影响台车的正常运行。

    2、双柱龙门式锯机这类锯机的锯切头大都固定在溜板箱下面，溜板箱在横梁上作往复锯切运动。锯切过程中台车固定不动，这样就排除了台车因机械问题而造成的不
锯切过程中荒料的阻力对刀轴产生的扭力矩，如前所述，可分解为垂直向上的顶托力和水平方向的扭转力矩，两个力矩均通过刀轴，溜板作用于横梁上再传至两条立柱承受。因为溜板箱的滑轨大都设计得较长，承受水平扭力的承受力支点距离大，因此，对水平力矩的承受能力也大，横梁一般都较窄，横梁上两条轨道作为垂直上顶力矩的受力支点距离更窄，因而承受上顶力矩的能力就差。但这类锯机锯片头和溜板箱的重量较大，一般足以承受水平力和上托力矩的作用，为防止上顶，锯机溜板箱下面设有防顶托轮。一旦上顶力过大而且大于下压重量的总和时，溜板箱的滑轨如不受到托轮的限制，将被上顶脱离与横梁导轨面的接触，这样托轮就起到了防止上顶的作用，也就保证了滑轨的正常接触，从而能实现稳定的锯切。当这类锯机装上较多的组合锯片，如锯切时上顶力超过下压的重量产生上顶现象引起溜板振动时，就必须适时调整托输，须调至与横梁下导轨接触，托轮便随溜板箱的移动而转动。但又不能将托轮上的压力调得过紧，否则将增加滑轨的阻力。因此要恰当地调整托轮的顶力，使之既能随着滑轨的移动自如转动面又顶而不紧，顶而不死。

    这种锯机的刀轴也是悬臂的，随着锯片数量的增多悬垂重量和悬臂长度的增加，刀轴的变形也随之加大，将因此引起锯片偏摆而加大振动，影响锯切效果。所以，在这类锯机上组合锯片的数量同样受到限制。

    当然，这种机型做为单片锯或数量较少的大小锯片组合使用，锯切效果还是很好的，因此被板材厂和碑石厂广泛采用，这也是石材锯切最基本的一种机型。

    单柱式锯机与龙门式锯机相比，两种机型的承载能力各有所长，但刀轴的悬臂结构都是共同的特点。因而作为组合锯机使用并向多锯片组合方向发展都一样受到结构形式的限制。

    3、四柱框架式锯机这种结构的锯机多为组合锯机，特别是大型组合锯机几乎全都采用这种结构，因为四条立柱及其上下连接的框架形成了极为稳固的基础。而且立柱高，横梁长，纵梁宽，能放入大型荒料锯切。刀轴采用非悬臂的多支承结构，刀座纵横方向的承力点距离大，没有偏转力矩的作用，受力均匀，因而能装较多的锯片。如国外的大型组锯可装70片刀，国产机也可装置30片刀。这样大型荒料装入后即可高效率，高质量地进行多层次锯切，还可根据不同荒料规格和材质选择最佳的锯切参数。如采用变频调速能方便地改变锯片转速和走刀速度，可准确地控制进刀量和分片移位，主要的锯切参数都由电脑控制数字或屏幕显示，自动地完成锯切全部过程。

    作为组合锯机，可以说这类机型是最理想的，但昂贵的价格也是广大用户难以接受的。以30片锯为例，进口价格在150万元～200万元之间，国产机的价格也在20万元～30万元之间，所以这类机型多为外资、合资或大型出口板材厂家选用。

    二、设备的要求、调整和使用1、机器设备运行要平衡、振动要小金刚石锯片因振动而受到反复冲击将导致金刚石刀头的破损，脱落或非正常磨损。因此机械设备各连接部位的可紧固以及荒料装夹的可固定都至关重要，为此应力求减少锯切时的振动，以保证设备正常平稳地运行。

    2、刀轴精度和耐磨性刀轴是安装锯片的基准，其精度的高低大体上决定了锯片的安装精度。锯片装上卸下时，锯片在轴上推进拉出的反复磨擦极易造成刀轴的磨损或碰刮损伤，特别是设备经过长期使用之后。

因此要保证刀轴的精度不会有大的变化，除对刀轴的安装精度进行必要的检验调整外，对刀轴的选材、热处理及表面处理也很重要。我们生产的组锯刀轴采用合金钢制造，除进行调质处理以保证刀轴具备良好的刚度不易变形外，还对表面深层进行超音频淬火处理（较高频淬火硬层深）。然后外表面再进行镀硬铬处理，最后再经磨床磨削加工而成。用此法加工的刀轴表面光洁，不锈蚀，硬度高（HRC60以上），硬层厚，不易磨损和碰刮损伤，长期使用后仍能保证刀轴具有较高的精度。

    3、刀轴精度的检验调整（1）慢慢转动刀轴，用百分表检测，要求符合以下指标：

    刀轴的径向跳动A≤0.04mm；垫板外端面跳动B≤0.05mm（2）用框架水平仪检测刀轴的水平度在全长范围内C≤0.04mm（只许上偏），如超过比值可调整刀座支承（或锯切头）至刀轴水平度在允差范围内。

    （3）刀轴对横梁导轴或台车轨道的交*垂直度刀轴对横梁导轨的交*垂直度超差，即锯片相对于荒料锯切平面的偏角超差，会引起荒料上部锯缝超宽。超差较多时锯出的毛板出现上薄下厚的问题（俗称斧头板）便可断定是刀轴导轨交*垂直超差所致，须调整纠正。

    上述情况出现时，请将这层毛板下锯到要求的深度，升起锯片。然后将切过的荒料外表层去掉。在留下的竖直毛板上画出离锯缝等高的AB线，将百分表吸附于锯片下沿，旋转锯片将百分表触头转至等高线上的A、B两点，并升降锯片将A、B两检测点的距离调至1m以上，测出两点的差值应不大于0.05mm/1m，超过比值即应调整。调整时只需将锯切头固定镙栓稍作松动，轻敲锯切头使之作轻微摆动，调至所要求的位置后再将螺栓锁紧即可，为防止松动后位置又发生变化，调整完毕最好再加上定位销。如原来已有定位销，调整时须先将销钉卸下，待调整完后再另钻孔打销。

    4、垫板精度组合锯机装上大小锯片组合使用时，分片移位对锯缝的重合度要求高，除与移动距离有关外，还与锯片的偏摆量、刀头的宽度误差和焊接对称偏差及垫板的精度都有直接关系。

    垫板多由铸铁和铝合金制成，铝合金质轻、耐磨、易加工、不锈蚀是较理想的垫板材料，但价格较铸铁高出许多。为了提高精度，加工时应先把垫板一凹面及凹孔加工好。再以凹孔及凹面定位将其固定于专用工装上，一次装夹便捋另一凹面，两个侧面内孔及外圆加工完毕。这样加工的垫板两侧面的偏摆误差可控制在0.01～0.015mm以内，厚薄差在0.02mm以内，具有较高的精度，减少了垫板误差对锯片偏摆和锯缝重合度的影响。

    特点应注意垫板的存放，切勿乱扔造成撞刮损伤。安装时须仔细清除贴合面上的污物，确保锯片的安装精度。

    三、锯片的安装调整1、少数锯片的调整整组锯片中有时会出现一片、两片或几片锯片的偏摆超差，这时可将超差的锯片卸下，清除锯片和垫板的锈斑及沾着的污物后将这些锯片按卸下时的记号重新装于刀轴外端（尾座端），旋转检查如仍超差，可将锯片和锯片间的垫板转动一定角度后再锁紧检查，经多次转动后如有的锯片偏摆仍过大无法调整时，则应将其卸下进行整形处理。

    2、整组锯片的调整组合锯片的安装，有时会产生整组锯片同时向一方向偏摆的情况。这样的偏摆，旋转时因离心力的作用而产生循环作用的水平分力。

水平分力的大小随偏摆量的增加而加大。严重时会引起锯机的横向摇摆振动，以致根本无法正常工作。为此我们在刀轴的外端设置了可调整整组锯片偏摆量大小的调整盘（图3）。调整时须对锯片进行预锁紧，预紧的程度以调整盘上的调整螺丝起调整作用，而锯片又不致因锁紧过松而反弹为准。调整需在百分表的监测下进行，根据百分表的检测将偏摆量最大的点通过调整螺丝往回顶，一边调整一边检测，至符合要求止。然后将所有的调整螺丝锁紧，最后再将锯片锁紧，再经复检无误方可投入使用。这一调整方法简单易学，一般操作工人均能掌握。经正确调整后整组锯片的偏摆量可控制在0.3～0.5mm范围内，有较高的使用精度。

    3、锯片的安装位置锯片装于刀轴上，绕着刀轴的中心线旋转，刀轴的尺寸公差为100-0.036，如锯片孔的尺寸公差为100＋0.066。轴与孔的间隙在0.048～0.137范围内变化（见图5），锯片安装时刀轴停止不动，装上锯片后因重量的作用整组锯片与刀轴的间隙都出现在刀轴下方，形成锯片绕刀轴旋转的中心与锯片中心偏离0.048～0.137mm。锯片经研磨1～2小时之后，锯片刀头中的金刚砂露出并形成以刀轴为旋转中心的刃口（俗称开刃）。锯片之间的相对位置改变后即因旋转中心的改变而改变刃口方向。因此装好锯片并经开刃之后，若需要重新拆装锯片，拆卸时请务必作好下死点记号，重装时须按记号安装，不要改变锯片的旋转方向和位置。否则，因刃口方向的改变将影响锯切的效率和锯片寿命。