花岗石大板新型锯解设备设计与动态特性研究
发布时间：2021-01-09 12:16
花岗石大板凭借稳定的物理化学特性被广泛应用于建筑装饰、精密仪器制造及工艺制品生产等领域,近年来花岗石大板需求缺口持续扩大,其需求量的增加对框架锯的锯解性能提出了更严格的要求。金刚石框架锯存在整机尺寸大、锯条易跑偏等问题,导致板材加工质量不稳定,造成了一定的资源浪费。本文基于正交试验及有限元仿真分析完成了花岗石大板新型锯解设备设计,实现了锯机轻量化设计,提高了锯解稳定性。基于功能分析理论系统分析了设备结构特点、功能需求,合理确定了相关技术指标,应用模块化设计技术规划了锯机功能模块及其结构关系。通过对比不同框架锯之间存在的优缺点,设计了新型金刚石框架锯的整体方案,并确定了关键部件的设计参数,为锯齿锯解特性研究奠定了基础。通过分析新型框架锯锯解加工过程,建立了锯框运动学模型,探究了锯解参数对锯齿运动轨迹的影响规律,从运动学角度出发,对锯厚、锯解力在锯解行程极限位置发生突变的原因展开研究。以有限元仿真为基础,分析了新型导向支撑结构在实际工况下的变形与锯厚、锯解力变化规律之间的关系,验证了结构设计的合理性。基于锯条张紧力的传递路线,对影响锯框结构综合性能的因素进行了分析,通过设计正交试验,就端框...
【文章来源】： 司卫卫 山东大学
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１石材大板制品??
设备??我国石材种类多，分布广，储量大，花岗石、大理石储量分别达到了?３６０８８７??万立方米与３９７９２万立方米，并且成分及含量千差万别，所以石材加工存在多样??性与复杂性。石材制品加工按制品形状划分主要包括板材加工与异型加工两大类，??本文主要就花岗石大幅面板材锯解加工展开研宄。??１．２．１花岗石大幅面板材加工工艺介绍??板材加工主要分定型板材、薄板以及拉毛板三种，对于每种板材加工，大理??石与花岗石工序大致相同。花岗石大幅面板材作为定型板材的一个重要分支，其??加工工艺如图１－２所示。??花岗石荒料?ｙｒ—锯解毛板?冲洗检验??｜??包装入库／出厂＜ｊ￣￣Ｔ?修补检验?切断?＜丨二２?研磨??图１－２花岗石大板加工工艺流程图??花岗石大幅面板材加工时，通过辅助起重设备将荒料吊装固定在荒料车上，??然后经摆渡车将荒料车与荒料一起推入金刚石框架式锯机或者圆盘式锯机下锯??解成一定厚度的毛板，将毛板冲洗检验后送至多磨头连续磨抛机、切断机进行研??磨抛光与切断工序，最后将切断得到的大板进行破损修补检验板材成品，入库或??者出厂前只需包装即可。??２??
幅面板材加工设备概述??随着锯解机理与制造技术等研宄的不断深入，石材装备已经从传统锯切磨加??工发展到现在的全自动生产线加工，从单一功能向多功能方向发展；加工方法也??从传统的锯片锯条加工发展到现在的串珠绳锯加工、高压水加工［７］。??金刚石圆盘锯、框架式砂锯、多绳金刚石串珠锯、金刚石框架锯作为花岗石??板材锯解加工的主要设备。现对以上四种设备优缺点作简单概述：??（１）金刚石圆盘锯??金刚石圆盘锯主要用于将花岗石荒料锯解成一定厚度的毛板，也承担一定的??石材荒料边幅修正工作，如图１－３所示。根据不同划分标准，圆盘锯机具有不??同的划分类别。将圆盘锯可安装最大锯片直径尺寸小于１６００ｍｍ的锯机定义为中??切机，安装最大直径尺寸大于１６００ｍｍ的锯机定义为大切机，该种定义方式是以??锯片直径尺寸作为标准的。若根据最多可安装锯片数量进行锯机划分，又可将圆??盘锯划分为单锯片圆盘锯与多锯片圆盘锯。大直径圆盘锯机具有很高的自动化程??度，能够联网控制，进而实现无人操作，可以将生产过程标准化，但其加工成本??较高，只能作为加工花岗石大板的补充设备。??圆盘锯机具有设备结构简单、占地面积孝加工效率较高（锯解速度可达??３０－４５ｍ／ｓ）、自动化程度高等优点。但待加工荒料尺寸受锯片直径尺寸限制，锯??片锯解荒料的最大深度不能大于其直径的４０％；加工过程中圆锯片具有线速度、??噪声大，扬尘严重，工人工作环境有很大的健康隐患等缺点。??＿??图１－３塔式组合圆盘锯??（２）框架式砂锯??框架式砂锯作为早期锯解花岗石荒料的主要设备，主要分为纯钟摆式、平移??式、复摆式三种，经过实践证明，纯钟摆式是最理想的运动形式［８１。锯解花岗石?
【参考文献】：
期刊论文
[1]金刚石串珠绳锯技术的研究[J]. 赵亮,张辽远. 南方农机. 2019(24)
[2]基于DOE的金刚石框架锯机架轻量化设计[J]. 胡吉博,张进生,方金岩,孟祥陆,孙蓬勃. 组合机床与自动化加工技术. 2018(06)
[3]金刚石框架锯锯框模态试验分析与轻量化设计[J]. 方金岩,张进生,王志,张恒,孙芹. 组合机床与自动化加工技术. 2017(02)
[4]基于DOE的大型下架体铸钢件铸造工艺优化研究[J]. 向青春,张伟,邱克强,孙治国,孙爱新,杨桂星. 机械工程学报. 2017(06)
[5]近十年中国石材加工装备与技术评述[J]. 赵民. 石材. 2016(02)
[6]花岗石高效、绿色锯切用金刚石框架锯概述[J]. 张进生,王志,陈涛,袁一江,陶玉航,高克祥,姬伟,袁健,陈祥国. 石材. 2014(10)
[7]金刚石串珠绳锯锯切技术研究现状与发展[J]. 王飞,张进生,王志. 金刚石与磨料磨具工程. 2013(01)
[8]花岗岩在机械产品中部分取代钢铁的环境影响与技术分析[J]. 梅怡. 现代制造工程. 2012(06)
[9]轻型卡车车架模态试验及有限元模拟分析[J]. 陈健,周福庚,袁创. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2009(S1)
[10]一种新的模块化设计方法及其应用[J]. 张世华,杨晓光. 组合机床与自动化加工技术. 2009(04)
博士论文
[1]硬质石材框架式锯机单行程锯解机理及其可锯解加工性研究[D]. 孙芹.山东大学 2018
[2]花岗石超大切深锯切机理与技术研究[D]. 李远.华侨大学 2004
硕士论文
[1]宏宏双驱差动伺服系统低速特性研究[D]. 孙德鹏.山东大学 2019
[2]框架锯锯条系统静动态特性与锯解能力研究[D]. 孙蓬勃.山东大学 2019
[3]石材研磨设备运动特性分析与结构优化设计[D]. 王书达.山东大学 2019
[4]基于缓冲式阻尼机构的大惯量往复锯解设备主运动系统设计与仿真研究[D]. 孟祥陆.山东大学 2018
[5]新型框架式锯解设备总体方案设计及其导向机构研究[D]. 方金岩.山东大学 2017
[6]锯解花岗石用小型金刚石框架锯机进给系统创新设计与结构优化[D]. 杨子江.山东大学 2016
[7]立式加工中心立柱的有限元分析及优化设计[D]. 王立春.兰州理工大学 2012
[8]基于拓扑优化的重型机床立柱轻量化设计[D]. 唐朋飞.苏州大学 2012
[9]砂锯多体系统虚拟样机建模及动态性能研究[D]. 杨哲.山东大学 2010
[10]金刚石框架锯结构优化及其关键技术研究[D]. 王培磊.山东大学 2009
本文编号：2966635
【文章来源】： 司卫卫 山东大学
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１石材大板制品??
设备??我国石材种类多，分布广，储量大，花岗石、大理石储量分别达到了?３６０８８７??万立方米与３９７９２万立方米，并且成分及含量千差万别，所以石材加工存在多样??性与复杂性。石材制品加工按制品形状划分主要包括板材加工与异型加工两大类，??本文主要就花岗石大幅面板材锯解加工展开研宄。??１．２．１花岗石大幅面板材加工工艺介绍??板材加工主要分定型板材、薄板以及拉毛板三种，对于每种板材加工，大理??石与花岗石工序大致相同。花岗石大幅面板材作为定型板材的一个重要分支，其??加工工艺如图１－２所示。??花岗石荒料?ｙｒ—锯解毛板?冲洗检验??｜??包装入库／出厂＜ｊ￣￣Ｔ?修补检验?切断?＜丨二２?研磨??图１－２花岗石大板加工工艺流程图??花岗石大幅面板材加工时，通过辅助起重设备将荒料吊装固定在荒料车上，??然后经摆渡车将荒料车与荒料一起推入金刚石框架式锯机或者圆盘式锯机下锯??解成一定厚度的毛板，将毛板冲洗检验后送至多磨头连续磨抛机、切断机进行研??磨抛光与切断工序，最后将切断得到的大板进行破损修补检验板材成品，入库或??者出厂前只需包装即可。??２??
幅面板材加工设备概述??随着锯解机理与制造技术等研宄的不断深入，石材装备已经从传统锯切磨加??工发展到现在的全自动生产线加工，从单一功能向多功能方向发展；加工方法也??从传统的锯片锯条加工发展到现在的串珠绳锯加工、高压水加工［７］。??金刚石圆盘锯、框架式砂锯、多绳金刚石串珠锯、金刚石框架锯作为花岗石??板材锯解加工的主要设备。现对以上四种设备优缺点作简单概述：??（１）金刚石圆盘锯??金刚石圆盘锯主要用于将花岗石荒料锯解成一定厚度的毛板，也承担一定的??石材荒料边幅修正工作，如图１－３所示。根据不同划分标准，圆盘锯机具有不??同的划分类别。将圆盘锯可安装最大锯片直径尺寸小于１６００ｍｍ的锯机定义为中??切机，安装最大直径尺寸大于１６００ｍｍ的锯机定义为大切机，该种定义方式是以??锯片直径尺寸作为标准的。若根据最多可安装锯片数量进行锯机划分，又可将圆??盘锯划分为单锯片圆盘锯与多锯片圆盘锯。大直径圆盘锯机具有很高的自动化程??度，能够联网控制，进而实现无人操作，可以将生产过程标准化，但其加工成本??较高，只能作为加工花岗石大板的补充设备。??圆盘锯机具有设备结构简单、占地面积孝加工效率较高（锯解速度可达??３０－４５ｍ／ｓ）、自动化程度高等优点。但待加工荒料尺寸受锯片直径尺寸限制，锯??片锯解荒料的最大深度不能大于其直径的４０％；加工过程中圆锯片具有线速度、??噪声大，扬尘严重，工人工作环境有很大的健康隐患等缺点。??＿??图１－３塔式组合圆盘锯??（２）框架式砂锯??框架式砂锯作为早期锯解花岗石荒料的主要设备，主要分为纯钟摆式、平移??式、复摆式三种，经过实践证明，纯钟摆式是最理想的运动形式［８１。锯解花岗石?
【参考文献】：
期刊论文
[1]金刚石串珠绳锯技术的研究[J]. 赵亮,张辽远. 南方农机. 2019(24)
[2]基于DOE的金刚石框架锯机架轻量化设计[J]. 胡吉博,张进生,方金岩,孟祥陆,孙蓬勃. 组合机床与自动化加工技术. 2018(06)
[3]金刚石框架锯锯框模态试验分析与轻量化设计[J]. 方金岩,张进生,王志,张恒,孙芹. 组合机床与自动化加工技术. 2017(02)
[4]基于DOE的大型下架体铸钢件铸造工艺优化研究[J]. 向青春,张伟,邱克强,孙治国,孙爱新,杨桂星. 机械工程学报. 2017(06)
[5]近十年中国石材加工装备与技术评述[J]. 赵民. 石材. 2016(02)
[6]花岗石高效、绿色锯切用金刚石框架锯概述[J]. 张进生,王志,陈涛,袁一江,陶玉航,高克祥,姬伟,袁健,陈祥国. 石材. 2014(10)
[7]金刚石串珠绳锯锯切技术研究现状与发展[J]. 王飞,张进生,王志. 金刚石与磨料磨具工程. 2013(01)
[8]花岗岩在机械产品中部分取代钢铁的环境影响与技术分析[J]. 梅怡. 现代制造工程. 2012(06)
[9]轻型卡车车架模态试验及有限元模拟分析[J]. 陈健,周福庚,袁创. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2009(S1)
[10]一种新的模块化设计方法及其应用[J]. 张世华,杨晓光. 组合机床与自动化加工技术. 2009(04)
博士论文
[1]硬质石材框架式锯机单行程锯解机理及其可锯解加工性研究[D]. 孙芹.山东大学 2018
[2]花岗石超大切深锯切机理与技术研究[D]. 李远.华侨大学 2004
硕士论文
[1]宏宏双驱差动伺服系统低速特性研究[D]. 孙德鹏.山东大学 2019
[2]框架锯锯条系统静动态特性与锯解能力研究[D]. 孙蓬勃.山东大学 2019
[3]石材研磨设备运动特性分析与结构优化设计[D]. 王书达.山东大学 2019
[4]基于缓冲式阻尼机构的大惯量往复锯解设备主运动系统设计与仿真研究[D]. 孟祥陆.山东大学 2018
[5]新型框架式锯解设备总体方案设计及其导向机构研究[D]. 方金岩.山东大学 2017
[6]锯解花岗石用小型金刚石框架锯机进给系统创新设计与结构优化[D]. 杨子江.山东大学 2016
[7]立式加工中心立柱的有限元分析及优化设计[D]. 王立春.兰州理工大学 2012
[8]基于拓扑优化的重型机床立柱轻量化设计[D]. 唐朋飞.苏州大学 2012
[9]砂锯多体系统虚拟样机建模及动态性能研究[D]. 杨哲.山东大学 2010
[10]金刚石框架锯结构优化及其关键技术研究[D]. 王培磊.山东大学 2009
本文编号：2966635
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