专利名称：石材排锯机的制作方法
技术领域：
本发明涉及石材切割设备技术领域，尤其涉及一种石材排锯机。
背景技术：
石材排锯机是用于将石材大块荒料分切成薄板的专用设备。石材大块荒料通过提升驱动装置，竖直方向上作进给运动；锯框内装有多组相互平行的锯片，并沿平行于锯片的导轨作水平方向的往复运动；大块荒料连续上升时，锯框内的锯片即将石材大块荒料分切成规定厚度的薄板。薄板再经过磨削及切断等加工工序后，可以获得装饰效果良好的建筑用石材板。现有的石材排锯机一般只用于加工莫氏硬度小于5°的大理石、石灰石等石材，其锯缝可控制在4mm以内。目前，用于锯切莫氏硬度大于5°花岗石板材的工业化生产设备主要有三类第一类是花岗石摆式砂锯，其利用锯片与棱形钢砂对花岗石材料的冲击研磨来实现分切功能，这是全世界目前用量最多的花岗石板材切分工艺装备，由于摆式砂锯需要加注钢砂，并保持锯片承受冲击力时的必要刚性，因此锯片厚度大于5mm，锯切加工时，将产生大于8mm 的锯缝，导致产生大量废渣，并消耗较大能量，正常情况下需要72小时才能加工一组石料， 效率很低，且其使用成本较高，锯切成本约为40元/平方米，其在欧洲、美洲等地区已被限制使用。第二类加工装备是近年来欧美等发达国家推荐使用的钢丝绳串珠锯，即在环形钢丝绳上固定一定量的金刚石圆柱体刀具，利用钢丝绳的旋转来对石材进行分切，由于使用了非常锋利的金刚石刀具，这种工艺装备具有结构简单，切割效率高的优势，但是由于受到钢丝绳强度的限制，金刚石串珠最小直径只能做到7. 2mm，锯切石材时，锯缝仍然在8mm左右，所以仍然存在能耗高，废渣排放量大的缺陷，且其使用成本较高，一般加工成本约为50 元/平方米。第三类设备是圆盘刀片的锯切设备，其采用高速旋转的大直径金刚石圆锯片来对石料进行分切，由于受到锯片直径的限制，在使用最大直径为3000mm的锯片时，也只能加工宽度尺寸小于1200mm的板材，且板材表面质量较差，也同样存在锯缝大于8mm的问题。由上可见，若利用石材排锯机来加工花岗石板材，其锯缝必定可以小于4mm，因此大幅降低能耗，减少废渣排放，增加出材率的效果。但是，采用石材排锯机来切割花岗石材质存在以下两个问题第一，石材排锯机中的锯框通常重达十余吨，如图1、图2所示，锯框 202与曲柄连杆机构的连杆间通过滑块140进行铰接。锯框202在随曲柄连杆机构作往复运动时，将在换向的瞬间产生最大的加速度及冲击力。当锯框202速度达到飞轮102的外圆周线速度时，其动能最大而加速度最小，冲击力也最小；当锯框202运行到左、右极限位时，速度为0，加速度等于飞轮102的角加速度，此时锯框202的加速度也最大，其会对连杆 103产生巨大的冲击力。所以飞轮102转速的提高受到了曲柄连杆机构所能承受的最大冲击力的限制。现有技术的飞轮102转速大多只能达到80-90转/分钟之间，因此限制了石材排锯机切分效率的提升。第二，如图3所示，现有石材排锯机的锯框往复运动的导轨装置主要采用水平直线运动方式，包括两个对称设置的水平导轨2，水平导轨2上设置有水平支撑面3，水平支撑面3上对应滑动装配有导向滑块4，两个导向滑块4的上端与同一个锯框 202相连接。采用上述结构的石材排锯机工作时，由于锯片204运行轨迹7 (为直线)与石材荒料6的进给方向基本保持垂直状态，且整个切割过程保持这种方向不发生变化，锯片 204与石材荒料6的接触面始终与所加工石材荒料6长度相同，由于锯片204刚度和强度的限制，锯片刀具刃口所承受的单位压力有限，石材荒料6进给速度不能有效提高，影响了石材排锯机的切割效率；同时由于刀具接触面较长，冷却水进入量有限，锯片204运行中的摩擦发热较大，无效能耗较高，也不利于节能。
发明内容
本发明提供一种石材排锯机，用以解决现有石材排锯机的锯框换向时对连杆冲击大，飞轮转速受限，进而限制了石材排锯机切分效率的提升的问题。本发明采用如下技术方案一种石材排锯机，包括锯框摆动导向装置和曲柄连杆机构，所述锯框摆动导向装置上连接有锯框，所述曲柄连杆机构与所述锯框以弹性连接结构传动连接。本发明实施例的石材排锯机，曲柄连杆机构与锯框以弹性连接结构传动连接，由于弹性连接结构具有缓冲作用，可以抵消掉一部分锯框运行到左右极限位时，对连杆产生的冲击力，在此冲击力降低的情况下，可以相应的提高曲柄连杆机构的飞轮的转速，进而提升了该石材排锯机的切分效率。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1为现有技术石材排锯机的主视图；图2为现有技术石材排锯机的锯框与连杆铰接处的局部视图；图3为现有技术石材排锯机的框摆动导向装置的结构示意图；图4为本发明石材排锯机的主视图；图5为图4的俯视图；图6为本发明石材排锯机的另一种弹性连接结构的局部视图；图7为本发明石材排锯机的锯框摆动导向装置的结构示意图；图8为图7的左视图；图9为本发明石材排锯机的锯框处于倾斜状态的结构示意图；图10为本发明石材排锯机的锯框摆动导向装置的另一结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图4为本发明石材排锯机的主视图，图5为图4的俯视图；如图4、图5所示，本发明石材排锯机的实施例，包括锯框摆动导向装置(图中未示出)和曲柄连杆机构，所述锯框摆动导向装置上连接有锯框202，所述曲柄连杆机构与所述锯框以弹性连接结构传动连接。本发明实施例的石材排锯机，曲柄连杆机构与锯框202以弹性连接结构传动连接，由于弹性连接结构具有缓冲作用，可以抵消掉一部分锯框202运行到左右极限位时，对连杆103产生的冲击力，在此冲击力降低的情况下，可以相应的提高曲柄连杆机构的飞轮 102的转速，进而提升了该石材排锯机的切分效率。具体地，该石材排锯机包括两个平行设置的支撑座，一根驱动轴穿在两支撑座之间，并与所述支撑座转动配合。在驱动轴的中部固定安装有一个飞轮102，该飞轮102通过皮带与电动机201连接。在驱动轴上还固定安装有一个曲柄101，曲柄101上铰接有一根连杆103，该连杆103远离曲柄101的一端以弹性连接结构与锯框202连接，以驱动锯框202 进行往复的运动。其中，弹性连接结构的包括弹簧105，弹簧105的一端与锯框202连接，另一端连接有一个滑块140，该滑块140铰接在连杆103上。上述实施例的石材排锯机的工作原理为电动机201通过皮带驱动飞轮102勻速旋转，飞轮102的直径远大于电动机201上皮带轮的直径，这样，飞轮102 —方面用于减速， 另一方面用于储能。飞轮102带动驱动轴转动，驱动轴又带动曲柄101同步的勻速旋转；曲柄101的旋转运动通过铰接点传递给连杆103，转换为连杆103带动滑块140作水平往复运动，该往复运动为变速运动。滑块140与锯框202之间连接有弹簧105，该弹簧105为压簧，在初始状态下其处于受压缩的状态。弹簧105带动锯框进行往复运动，同时，该石材排锯机的石材荒料的升降进给装置(图中未示出)在控制系统的驱动作用下，可按所需进给速度需要，带着石材荒料6沿竖直轨道上升，使得石材荒料6缓慢穿过上述锯框202，待石材荒料6上升到切透整块石材荒料6的设定位置时，即实现锯框202内锯片204将石材荒料分切成梳子状薄板的目的，然后，升降进给装置快速下降，退回到起始位置，所加工的石材薄板被取走后，可以装载另一组石材荒料，开始下一循环的切割。在连杆带动滑块140往复运动的过程中，弹性装置作为储能装置，在锯框202和滑块140达到最大加速度时，即锯框202处于左、右两个极限位置时，锯框202和滑块140传递给连杆103的一部分动能转换为弹簧105的弹性势能，则滑块140和锯框202之间的相互作用力得到一定程度的缓冲，相应的，滑块140沿着连杆103作用到曲柄101上的作用力也得到了缓冲。另外，由于弹簧105变形会产生一定位移，将直接降低锯框202和滑块140 的最大加速度，即降低了锯框202、滑块140对曲柄连杆机构的最大冲击力。由此可见，该技术方案的石材排锯机能有效减少锯框202和滑块140对曲柄连杆机构的冲击，从而可以有效提高曲柄101的旋转速度，增加锯框202单位时间内的往复频率，提高石材排锯机的切割效率，同时也提高了排锯机运行的稳定性及可靠性。经试验，在保持锯框202、滑块140对曲柄连杆机构的冲击力不变的条件下，飞轮102转速可以提高到100转/分钟。另外，在锯框202和滑块140的加速度逐渐减小时，弹簧105又能将其弹性势能转换为动能来驱动锯框202运动，因此也具备节能的优点。图6为本发明石材排锯机的另一种弹性连接结构的局部视图；参见图6，本发明石材排锯机的另一实施例，其与上述实施例的不同点在于，该实施例的弹性连接结构包括两根平行设置的滑动轴142，两根滑动轴142相同侧的端部均固定安装在锯框202上，另一端通过螺母安装封盖143。在两根滑动轴142的中部穿装有滑块140，该滑块140可以沿着滑动轴142进行滑动，且滑块140通过铰接块141铰接于连杆103的端部。同时，在滑块140 与封盖143之间压装有第一弹性件，在滑块140与锯框202之间压装有第二弹性件，且第一弹性件与第二弹性件均穿装于所述滑动轴上。第一弹性件和第二弹性件为蝶簧、螺旋式弹簧或环形弹簧中的至少一种。本实施例中，第一弹性件和第二弹性件采用的是蝶簧106。图7为本发明石材排锯机的锯框摆动导向装置的结构示意图，图8为图7的左视图；基于上述实施例，进一步地，如图7、图8所示，本发明石材排锯机的锯框摆动导向装置包括两个对称设置的锯框运动导轨11，所述各锯框运动导轨11的上部均具有倾斜的导向斜面12，且两个所述导向斜面的低端相对邻近设置，也即两个导向斜面12呈“正八字”形设置。在每个锯框运动导轨11的导向斜面12上均对应安装有一个导向滑块13，导向滑块13 可以沿着导向斜面12进行滑动。为了保证导向滑块与轨道运动导轨连接的可靠性及导向的准确性，导向滑块与轨道运动导轨之间可以通过燕尾键槽或T型键槽203等结构进行连接。其中，导向滑块的上部铰接锯框202，锯框202内固定安装有平行设置的锯片204。本发明的石材排锯机采用上述锯框摆动导向装置在工作时，锯框202的运动是一个复合运动，即其在做水平方向的往复运动的同时，也会在竖直平面内进行往复的摆动。如图9所示，即为锯框202位于倾斜状态时的一个瞬态图，当锯框202水平向左运动时，导向滑块13受到导向斜面12的作用，使得导向滑块13具有一个竖直向下的分运动，导向滑块 13又带动锯框202使其也具有一个竖直向下的分运动。同时，锯框202的右侧具有一个向上的分运动。这样锯框202具有了一定的斜度，在进行切割时，此斜度是连续变化的，致使在石材荒料6上形成了弧形的切割轨迹15。形成弧形的切割轨迹15后，锯片204与石材荒料6的接触变成了线接触，在同等进给速度下，锯片204刃口与石材荒料6接触处的单位接触压力较大，有利于石材荒料6的切割且锯切功率较低，同时，随着单位接触压力的增大， 使得该石材排锯机可以用于切割硬度很高的花岗石材质荒料。与锯片204仅作水平切割运动相比，在石材排锯机功率相同的情况下，采用该发明的导向装置的石材排锯机可以进行大进给量的切割，明显提高了切割效率。另外，由于锯片204与石材荒料6上的切割轨迹之间是线接触，它们之间的非接触部分存在间隙，使得切割过程中冷却水更容易进入锯缝内， 将切削废料从锯缝内冲出，减小了锯片204的摩擦发热，降低了无效能耗的损耗。进一步地，为了使石材荒料6上的切割轨迹线15的曲率半径不至于过小，因为切割轨迹线15的曲率半径过小时，锯框202在竖直面内的摆动幅度就会很大，不利于石材排锯机的结构布置及石材切割加工，因此，在此实施例中设定导向斜面12与水平面之间的夹角范围在0. 15° -0.6°之间。图10为本发明石材排锯机的锯框摆动导向装置的另一结构示意图，如图10所示， 本发明石材排锯机的另一实施例，其与上一实施例的不同点仅在于两个导向斜面12的低端背对远离设置，也即呈“倒八字”形设置。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种石材排锯机，包括锯框摆动导向装置和曲柄连杆机构，所述锯框摆动导向装置上连接有锯框，其特征在于，所述曲柄连杆机构与所述锯框以弹性连接结构传动连接。
2.根据权利要求1所述的石材排锯机，其特征在于，所述弹性连接结构包括弹簧，所述弹簧的一端与所述锯框连接、另一端连接有滑块，所述滑块与所述曲柄连杆机构的连杆铰接配合。
3.根据权利要求2所述的石材排锯机，其特征在于，所述弹簧为压簧。
4.根据权利要求1所述的石材排锯机，其特征在于，所述弹性连接结构包括滑动轴，所述滑动轴上滑动装配有滑块；所述滑动轴的一端与所述锯框固定连接、另一端设置有封盖， 所述滑块与所述封盖之间压装有第一弹性件，所述滑块与所述锯框之间压装有第二弹性件，所述第一弹性件与所述第二弹性件均穿装于所述滑动轴上。
5.根据权利要求4所述的石材排锯机，其特征在于，所述第一弹性件和所述第二弹性件为蝶簧、螺旋式弹簧或环形弹簧中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一所述的石材排锯机，其特征在于，所述锯框摆动导向装置，包括两个对称设置的锯框运动导轨，各所述锯框运动导轨的上部均具有倾斜的导向斜面，所述导向斜面上对应滑动设置有导向滑块，所述导向滑块的上部用于铰接所述锯框；两个所述导向斜面的低端相对邻近设置或背对远离设置。
7.根据权利要求6所述的石材排锯机，其特征在于，所述导向斜面与水平面之间的夹角范围在0. 15° -0.6°之间。
全文摘要
本发明公开了一种石材排锯机，包括锯框摆动导向装置和曲柄连杆机构，所述锯框摆动导向装置上连接有锯框，所述曲柄连杆机构与所述锯框以弹性连接结构传动连接。本发明实施例的石材排锯机，曲柄连杆机构与锯框以弹性连接结构传动连接，由于弹性连接结构具有缓冲作用，可以抵消掉一部分锯框运行到左右极限位时，对连杆产生的冲击力，在此冲击力降低的情况下，可以相应的提高曲柄连杆机构的飞轮的转速，进而提升了该石材排锯机的切分效率。
文档编号B28D1/06GK102275227SQ20111024272
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者吴跃飞, 李秀荣 申请人:佛山市科达石材机械有限公司