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
感谢您的耐心观看
• 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

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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。
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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: