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罗马柱水钵 |
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石材机械部件横梁导轨的设计原则与加工工艺
随着石材行业产品深加工的需要，加工精度在不断提高，形成对石材机械性能的要求也在不断提高。为满足市场的需要，加强开发适应市场的新产品以满足需求。石材机械中具有代表性的产品桥式切石机以其加工精度高，故障率低，操作方便，适应范围广而深受广大用户的青睐。笔者就桥式切石机中影响加工石材精度关键机械部件横梁导轨的设计原则与加工工艺，提出一些个人看法，供同行参加。 石材机械横梁导轨常见的设计有两种组合：是双三解形导轨组合。这两种组合都是开式导轨组合，三角形导轨的导向性能随顶解α的大小而不同，α解越小导向性越好，但是当α角减小时导轨面的当量摩擦系数越大，通常限三角形导轨的顶角α为90°，对于重型、大型石材机械，由于载荷较大，可取α＝110°～120°。当三角形导轨面有了磨损时，工作台自动下沉，补偿磨损量，矩形导轨具有钢度高，加工、检验和维修都比较方便的特点，但导向性差。双三角形导轨的导向性和精度保持性都高，但是由于超定位，加工、检验和维修都比较困难。石材机械工作环境恶劣，石粉尘、水雾、金刚石颗粒在切削过程中容易飞溅在导轨表面上，由于锯切属于重载切削，使得导轨面磨损加剧。目前石材机械仍有部分横梁采用双三角导轨设计，目的是补偿导轨磨损，在设计加工导轨时应满足以下的要求。 1、导向精度 导轨在空载运动和切削条件下运动时，都应具有足够的导向精度，导轨运动的准确度，这是导轨工作质量的前提。影响导向精度的主要因素有：导轨的结构形式，导轨的几何精度和接触精度，导轨和基础件的刚度，导轨的油膜厚度和油膜刚度，导轨和基础件的热变形等。 （1）几何精度 直线运动导轨的几何精度一般包括：导轨在竖直平面内的直线度（简称A项精度），导轨在水平平面内的直线精度（简称B项精度），两导轨面间平行度也叫扭曲（简称C项精度），在A、B两项精度中都规定了导轨在每米长度上的直线度和导轨全长的直线度，在C项精度中，规定了导轨在每米长度上和导轨全长上，两导轨面间在横向每米长度上的扭曲值。上述A、B、C三项精度的公差，可参考有关机床精度检验标准。 （2）接触精度 精刨、磨削和刮研的导轨表面，接触精度按JB2278-78的规定，采用着色法进行检查，用接触面所占百分比或25×25（mm）面积内的接触点数来衡量。 2、精度保持性 精度保持性主要是由导轨的耐磨性决定的，它与导轨的摩擦性质、导轨和材料、工艺方法以及受力情况等有关。另外，导轨和基础件的残余应力也会使导轨发生蠕变而影响导轨的精度保持性。影响精度保持性的主要因素是磨损，提高耐磨性以保持精度是提高机床质量的主要内容之一，也是科学研究的一大课题。提高耐磨性的因素有很多，提高耐磨性应从设计、工艺、材料、热处理、使用等各方面综合考虑。这里主要从设计角度来进行分析。从设计的角度提高耐磨性的基本思路是：尽量争取无磨损；在无法避免的磨损时尽量争取少磨损、均匀磨损、以及磨损后能够补偿，以便提高使用期限。 1）先谈谈争取少磨损 （1）降低压强 降低压强可减少单位面积上承受的摩擦力，可采用加大接触面和减轻负荷来降低压强。例如：提高导轨面的直线度和细化表面粗糙度，可增强实际接触的面积，适当加宽导轨面和加长动导轨的长度，也可加大接触面，但与动导轨所在的支撑件的刚度相适应。否则受载后变形大，接触不均，增大局部压强，导轨虽宽虽长也不起作用。此外，导轨加长加宽也会增加工艺上的困难，减轻导轨的负荷还可采用卸荷的办法。 （2）降低摩擦系数 用滚动摩擦副代替滑动摩擦副，则摩擦系数大大降低，磨损可大为减少，但目前在石材机械中使用较少。在滑动副中，正确选择润滑油，使摩擦性质成为混合系数，也可减低摩擦系数。此外还要注意保持润滑油的清洁，不清洁的润滑油会导致过大的磨料磨损，循环润滑不仅能足够的润滑油而且还能起能冷却和冲洗作用。为了使润滑油在导轨面上均匀分布，充分的润滑效果，在导轨面上开出油沟。正确选择润滑油的黏度可有效地降低摩擦系数。导轨润滑油的黏度可根据导轨的工作条件和润滑方式选择，例如：低载花（压强〈0.1MPa）高，中速的中、小型石材机械进给导轨，可采用20＃机械油；中等载荷（压强〉0.2MPa）的中、低速机械导轨（大多数机械的进给导轨属此条件）可采用30＃机械油或40＃机械油；重型机械（压强〉0.4MPa）的低速导轨，可用40＃、50＃或70＃机械油；易被脏物污染的导轨，应采用黏度较低的润滑油，以免脏物聚集而损坏导轨。 （3）正确选择摩擦副的材料和热处理 适当选择摩擦副的材料可降低摩擦系数，热处理可提高抗磨损能力。 （4）加强防护 加强防护是提高摩擦副耐磨性的有效措施，可避免灰尘、磨料屑、水雾等进入摩擦副，防止或减少导轨副磨损的重要方法之一，就是对导轨进行防护。据统计，有可靠防护装置的导轨，比外露导轨的磨损量可减少60％左右。在设计和选定导轨的防护装置时，应考虑下列要求：好能使导轨面封闭起来，与各种磨料隔绝；如果不能封闭，防护装置应能将落在导轨上的尘屑较地排除，以防进入摩擦副；装置应有防冷却液浸蚀的能力；在结构上应便于装卸以清洗导轨方便，还应具有一定的强度和刚度，尤其是重型机械的导轨防护装置更应注意。此外，还要考虑制造容易，成本低，寿命长外形美观等因素，现介绍几种常用的防护方法。 刮板式 这种方法能刮除落在导轨上面上的尘屑，属于间接的防护装置。 盖板式 盖板式防护装置多数是将盖板固定在动导轨的两端，当工作台移动时，盖板把将要外露的导轨面盖住，以防止切屑掉在导轨面上，这种装置通常与刮板式防护装置同时采用。 伸缩式 当动导轨移到极限位置时，一侧的防护板全部拉开，另一侧全部迭起。这种装置可以把导轨面全部封闭，在两层盖板之间还有橡胶或塑料垫，因而防护可靠。还有一种手风琴式伸缩防护装置，一般用皮革，帆布或塑料（人造革）制成，结构较简单，防护效果好，但容易损坏寿命短，成本也较高。 2）其次是争取均匀磨损 磨损是否均匀对零部件的工作期限影响很大，例如横梁导轨，如果磨损是均匀的，则对加工精度一般影响不大，而且可以补偿。磨损不均匀的原因主要有两个：在摩擦面上压强分布不均，各个部分的使用机会不同。争取均匀磨损有如下措施：力求使摩擦面上的压强均匀分布，例如导轨的形状和尺寸要尽可能对集中载荷对称，尽量减少扭矩和颠覆力矩；支撑件有足够的刚度；回转运动导轨不宜太宽，以免线速度相差太大；摩擦副中全长上使用机会不均的那一件硬度应高一些。 3）还有一点是磨损后应能补偿磨损量 磨损后间隙变大了，设计时应考虑在构造上能补偿这个间隙，补偿方法可以是自动的连续补偿，也可以是定期的人工补偿。自动连续补偿可以靠自重，例如三角形和V形导轨，定期的人工补偿可用粘贴聚四氟乙烯塑料，闭式导轨靠调整压板等。 常见的磨损形式有以下几种： （1）磨料或硬粒的磨损
石材机械的发展总趋势
科学技术不但发展，其中机械工程发展的总趋势将是数字化、智能化、精密化、微型化、生命化和生态化。而石材机械作为机械工程学科的一个分支，经济的发展和社会的进步对其也将产生新的要求和期望，所以石材机械必将遵循这个发展的总趋势向着机器人化和智能化的方向发展。下面石材机械厂家浅谈石材机械的发展方向。 基于石材机械本身的特质，和计算机技术、网络技术综合的基础上形成了数字化发展趋势。其中石材机械水刀是技术含量和集成化很高的装备。我国水刀的整体水平与国际水平相比尚有差距。所以在迈向圆弧抛光机制造强国的征途中，机遇和挑战并存。而且在当下产品的创新设计能力已经成为决定企业在全球化竞争中地位的首要因素。大型石材机械的开发，没有成熟的经验可借鉴，因此借助多学科技术的融合，提高设计效率和设计质量，提升企业自主创新能力和市场竞争力。因此在多种条件的影响之下，石材机械势必要向智能化和机器人化的方向发展。
石材机械的种类区分
石材机械，是在石材开采、加工、装修等工艺过程中所需的机械及工具。此外，围绕着石材生产工艺过程还有相关的辅助工艺，它们使用的机械、备件、工具、辅助材料、仪器等构成了整个石材的生产工艺过程的全部机械。机械分类1. 按生产工艺过程分类石材机械可分为石材开采机械、石材加工机械、石材装修机械、石材维护机械、石材加工工具、石材检测机械等，另外还有一些工具和辅具，如金刚石锯片、磨具、磨料、石材化学防护用品、各类石材监测仪器等。2. 按加工工艺分类包括切机和钻机。如切机，在切割石材毛板，现场装修、检测时都会用到装有金刚石节块（或整边）圆锯片的切机；再如钻机，在矿山取样、加工钻孔、装修、艺术品雕刻时也会用上各类不同的钻机等。3. 按刀具材料分类如使用金刚石、立方氮化硼等作磨料制作的石材加工工具统称为超硬材料工具；使用石材碎料制作的合成石设备称为合成石生产线等。 实际运用【勘查与矿山设计阶段】地质钻机、地钻机、放射性检测仪、样品分析仪、裂石机等【石材开采阶段】凿岩机、金刚石绳锯、桅杆吊、顶石机、汽车吊、挖掘机、链式推机、空压机、链臂锯等。【石材加工阶段】砂锯、圆盘锯、框架锯、磨机、异型加工机、抹胶机、板材加工流水线、合成石流水线、金刚石工具等【石材装饰装修设计】CAD软件、数码相机、计算机、扫描仪、激光划线仪等【石材装饰装修阶段】墙锯、清洗机、翻新机、化学锚栓、干挂件、放线仪等【石材检测阶段】压力机、放射性检测仪、卡尺、钢直尺、耐磨仪等【石材维修与防护】石材翻新机、清洗机、吸水机、光泽度检测仪等【石材综合利用】合成石生产流水线、过滤机、净水机、石材冲压机、石材制砖机等
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