用于将石材块切割成板坯的机器的制造方法

用于将石材块切割成板坯的机器的制造方法
【专利摘要】一种用于通过切割线（16）将石材块（14）切割成板坯的机器（12），其包括以下可旋转地安装在其上的框架（22）：一组主动带轮（18），其适合于由第一马达机构旋转；以及至少一组从动带轮（20），其安装在轴上。从动带轮（20）中的每一个独立地并可旋转地安装在轴上。该机器包括用于改变每个切割线（16）的张力的装置（36）和用于块和切割线（16）沿切割进给方向相对移动的装置。至少一组从动带轮（20）的轴（30）设计成在与从动带轮的旋转相同的旋转方向上旋转并且连接到第二马达机构（40）。
【专利说明】用于将石材块切割成板坯的机器
[0001]描述
[0002]本发明涉及一种将特别是花岗岩的石材块切割成板坯(slab)的机器。
[0003]特别地，本发明涉及其中切割通过金刚石线来进行的机器。已知的机器包括单线机器，即具有单一的金刚石线的机器；以及多线机器，即具有多根线的机器(最简单的具有6-8根线且最复杂的具有多达80根线或更多)。
[0004]金刚石线是连续的钢缆线(endless steel cable),适合于切割诸如花岗岩或大理石的石材的圆柱形金刚石珠子沿着该钢缆线以固定的距离布置。刚性地附接到该缆线的管状塑料元件具有将珠子固定到缆线，保持珠子隔开并防止珠子围绕缆线本身旋转的功能。通常缆线具有约3.0-3.5毫米的直径，而珠子的直径为6-7毫米，长度约8-10毫米。
[0005]现有的机器具有类似的支撑结构，实质上包括由在顶部通过连接横向件连接在一起的两个或四个柱组成的台架。滑动装置承载带轮(该带轮对于每根线至少有两个)包括金刚石线围绕其缠绕且沿着柱同步地行进的主动带轮和从动带轮。
[0006]待切割的块定位在柱之间且切割通过滑动装置与带轮同步地逐渐降低且因此金刚石线逐渐降低来进行。线的上段和线的形成切割段的下段之间的距离大于待切割的块的高度几十厘米。金刚石线通过在切割期间进入通过线形成的凹部的水射流来保持润滑和冷却；在这一点上，机器可设置有定位在待切割的块的上方的喷灌系统。
[0007]在其他机器中，带轮和线保持在设定的高度且切割动作通过该块的升高来进行。
[0008]为了进行切割，该线必须保持张紧，且每根线所需要的张力通常在100公斤和400公斤之间变化，取决于线和石头的类型。然而，设计张力的值必须实质上在所有的线上相同，以免不利地影响切割操作。
[0009]然而，每根线必须必要地独立于所有其它线而保持张紧。事实上，由于尽管轻微但不可避免地线的长度之间的差异，因此不可能使用单一的张紧系统以便同时张紧所有的线。
[0010]实际上，使用单一的张紧单元，较短的线将以更大的张紧力张紧，而较长的线将保持以将不足够的较低的张力张紧。
[0011]第二方面涉及到容纳线的带轮的槽的不同磨损。事实上，该线实际上围绕其缠绕的直径并且因此该线围绕带轮缠绕的长度是稍有不同的。因此，类似于上面所指出的，使用单一的张紧系统，将会有任两根线之间的不同的张力。此外，如上所述，线围绕单个从动带轮缠绕的直径可变化，并且考虑到线的移动速度实质上相同，带轮可以稍微不同于彼此的角速度旋转。
[0012]因此，有必要具有与机器的线的数量一样多的相互独立的张紧装置并且还有必要将单个的从动带轮独立于彼此地安装在主轴上(例如，通过滚珠轴承或滚柱轴承)，以便它们能够以不同的角速度旋转。
[0013]除了从动带轮，传动带轮或支撑带轮以同样的方式形成，即通过设置多个独立的带轮，该多个独立的带轮各自用与其相关联的轴承安装在传动带轮或支撑带轮的主轴上。
[0014]本领域现有技术已知的第一种类型的机器在于单线机器的通用设计，即机器包括与金刚石线的数目一样的带轮对或四个带轮的组，每个携带金刚石线并设置有其自己的气动或液压张紧系统。这些机器，虽然有效，不过由于各线的张紧装置的尺寸而有技术上的限制，使得它们通常配有不超过约6-8根线。实际上，各个线之间必须有足够的距离以接纳这些装置，使得线之间的最小距离和因此切割板坯的最小厚度为6-8cm。这些机器配备了用于改变带轮的相对距离的相当复杂和昂贵的装置，和相关的张紧系统，以便能够改变获得的板坯的厚度，然而其操作是费力和费时的。
[0015]C0.F1.PLAST Srl的国际专利申请WO 03/004235描述了一系列大直径主动带轮的使用，该一系列大直径主动带轮等于线的数目(多达30)，在一侧上以槽之间3厘米或4厘米的距离彼此并排布置，而在相对端具有与线一样多的小直径的空转带轮。每根线围绕大直径的主动带轮缠绕并且在相对端围绕小直径的空转带轮缠绕。小直径的空转带轮定位在距离相应的大直径的主动带轮相当大的距离(约25-30米)，使得它们可以布置在不同的高度和与彼此分离几厘米。以这种方式，创建了足够的空间来容纳空转带轮之间的单独的张紧单元。然而，这种类型的机器具有拥有需要许多空间来容纳的相当大的体积的缺点；以及还有线的显著长度导致相当大的经济支出。
[0016]还存在这样的机器，该机器具有两个小尺寸的从动带轮，具有调整每根线的张力的传动辊的张紧系统布置在该从动带轮之间。
[0017]此外，还存在该后一类型的变型，其中使用较小尺寸的主动带轮和也是小尺寸的张紧带轮来代替大尺寸的主动带轮。四个带轮布置在四边形的4个顶点处。首先张紧带轮的位置被调整，使得所有线被以相同的方式张紧并且然后，使用该张紧装置，每根线被张紧到需要的值。提供在主动带轮和张紧带轮之间的第二张紧装置也是可能的。
[0018]描述了框架的结构的一些例子:
[0019]-Bidese 的西班牙专利 ES 2167228 和 ES 2188362 ；
[0020]-Micheletti的国际专利申请WO 0005021 ;以及
[0021]-Pellegrini 的意大利专利申请 VR1990A084958。
[0022]另一种类型的框架在Luca Toncelli的提交于2006年4月4日的意大利专利申请TV2006A000060中描述，其中每个线与一对带轮或一组四个带轮接合，并且适当地交错及间隔的张紧导轮设置在每根线的顶部侧上。
[0023]然而，现有技术也不是没有缺点。例如，所有这些框架基本上设想多槽主动带轮(或在任何情况下，连接在一起并全部刚性地用键固定到主动轴上的一系列相邻的带轮)和包括通过各自的滚动轴承独立地安装在固定的主轴上的多个带轮的各种空转带轮(从动带轮，传动带轮或支撑带轮)。
[0024]可以很容易地理解的是，在滚动轴承发生故障或磨损的情况下，用于维修的拆装操作和随后的重新组装操作是耗时耗力的并且因此是特别昂贵的。此外，需要大量轴承以构造机器并且因此构造时间和这样的框架的最终成本是相当大的。
[0025]由于磨损，轴承开发了游隙，使得单个的带轮倾向于在轴向方向上摆动，即振荡。鉴于涉及相当大的力，即使带轮最小的振荡也会负面地影响正确的操作。振荡随着时间增加得越来越多，直到它们产生故障，这种故障在短期的时间内不可挽回地破坏整个带轮，从而负面地影响切割质量。
[0026]因此，本发明的目的是通过提供一种多线机器来解决现有技术的缺点，该机器适合于切割薄板坯，即，具有2厘米或3厘米的厚度，其是简单的、廉价的、非常可靠并且几乎不需要维护，使得在错误或故障的情况下，介入或维修的时间减少到最小。
[0027]鉴于此目的，已经产生的想法是提供一种用于通过切割线将石材块切割成板坯的机器，其包括以下部件可旋转地安装在其上的框架:一组主动带轮，其适合于由第一马达机构旋转；以及至少一组从动带轮，其安装在轴上并包括独立地且可旋转地安装在轴上的从动带轮。该机器包括适合于改变每个切割线的张力的装置和用于块和切割线沿切割进给方向的相对移动的装置。机器的特征在于，至少一组从动带轮的轴被设计成在与从动带轮的旋转相同的方向上旋转并且连接到第二马达机构。
[0028]此外，已经考虑使用特定的系统来将从动带轮安装在轴上，该特定的系统是滑动轴承类型或摩擦(滑动扭矩)轴承类型，而不是滚动轴承类型。
[0029]通过应用本发明的原理设计的机器的性能特征以及优点将从通过非限制性例子提供的实施方式的多个例子的以下描述中参考附图更清楚地显现，在附图中:
[0030]图1以示意性形式示出了根据本发明的机器；
[0031]图2以示意性形式示出了根据本发明的多个从动带轮安装在其上的马达驱动的伸出轴；
[0032]图3以示意性形式示出了图2中所示的马达驱动的轴的一部分。
[0033]图4示出了图3中的细部A的放大图；
[0034]图5以示意性形式示出了图3中所示的马达驱动的轴的可选择的实施方式；
[0035]图6以示意性形式示出了根据本发明的用于将石材块切割成板坯的机器的可选择的实施方式；
[0036]图7以示意性形式示出了根据本发明的用于将石材块切割成板坯的机器的可选择的实施方式；
[0037]图8以示意性形式示出了设想使用的滚动轴承的本发明的一种变型；以及
[0038]图9示出了图8中的细部B的放大图。
[0039]在图1中示出了用于通过多个金刚石线16将石材块14切割成板坯的机器12。该机器具有框架22，该框架22包括固定部分24和沿切割进给方向可移动的部分26，使得被锯开的块14和多个金刚石线16有相对运动。在图1所示的实施方式中，框架22的固定部分包括两个柱24，而可移动部分包括连接成使得其可以沿切割进给方向移动的横向件26。
[0040]根据本发明的可选择的实施方式，可以提供用于在切割进给方向上朝向金刚石线16移动块14的装置。
[0041]带轮组18、带轮组20连接到横向件，并已经以本身已知的方式围绕带轮组18、带轮组20缠绕了多个闭环金刚石线16。
[0042]参照图1所示的实施方式，带轮组18、带轮组20包括:
[0043]-一组主动带轮18，其刚性地用键固定(key)到第一主动轴28上，第一主动轴28以本身已知的方式连接到第一马达机构(未示出)；以及
[0044]-至少一组从动带轮20，其空转地安装在轴30上。
[0045]该组主动带轮18可包括刚性地固定到主动轴28的多个带轮18，或者，可选择地，包括设置有多个槽的单个带轮18。
[0046]该组从动带轮20可以是一个，如在图1中所示的实施方式中，或者，根据例如在图6和图7中所示的可选择的实施方式，可提供多个从动带轮20，例如三个带轮。然而，本发明以将在下面变得明显的方式还适用于其中有多组从动带轮20的复杂机器，无论该从动带轮20是支撑带轮或传动带轮。
[0047]有利地，从动带轮20安装在其上的轴30连接到第二马达机构40，以便在与带轮20的旋转相同的方向上旋转。
[0048]根据本发明的在图2中示意性示出的可能的实施方式，第二马达机构包括电动马达40,以用于每一个至少一组从动带轮20的轴30。
[0049]有利地，第一马达机构和第二马达机构40可以重合，使得可能使用由单一的马达供应的动力，以便移动第一轴28和至少一个第二轴30两者。移动可以通过带传动、链传动等以本身已知的方式被传递。
[0050]根据本发明的可能的实施方式，每组从动带轮20的从动带轮20中的一个可以以不可移位的方式用键固定在相关联的轴30上，带轮20因此将旋转运动传递给轴30。在这种情况下，金刚石线16充当用于第一轴28和至少一个第二轴30之间的移动传动元件。
[0051]中间的解决方案也可以被设想，其中，第一轴28连接到独立的马达，而第二轴30通过带传动、链传动等连接到另一个马达。
[0052]有利地，还可以提供其中两组从动带轮20的轴被连接并接收来自单一的马达40的移动的实施方式。
[0053]根据本发明的可能的实施方式，安装在相同的柱24上的每组从动带轮20的轴被连接并接收来自单一的马达40的移动。
[0054]在图2所示的实施方式中描绘了马达驱动的轴30，该马达驱动的轴30伸出地安装并由一对轴承42、44支撑并且电动马达40连接在其一端，而在另一端，单一的从动带轮20通过挡块46、挡块48以本身已知的方式被插入并固定。
[0055]如从图3所看到的，其示出了带轮20连接到其的轴30的端部的放大图，图中可以看出，每个单一的带轮20通过滑动轴承或摩擦(滑动扭矩)轴承50有利地安装在马达驱动的轴30上，以便形成单一的带轮20和轴30之间的摩擦连接。
[0056]如可以从图4中放大地示出的图3中的细部A清楚地看到的，根据本发明的可能的实施方式，滑动轴承50具有L形径向截面，并且由自润滑性且抗磨的材料制成；有利地可使用塑料材料，如通常称为TEFLON K (杜邦公司的商标)的聚四氟乙烯(PTFE)，或通常称
为Nylonu (杜邦公司的商标)聚酰胺。滑动轴承50刚性地固定(用键固定)到每个单一的带轮20的轮毂52上并且然后安装在轴30上。
[0057]轴30适合于以一速度旋转，使得单一带轮20的圆周速度实质上与金刚石线16的行进速度相同。如上面已经描述的，单一的带轮20的角速度可以彼此稍有不同，但是，由于滑动轴承50在带轮20和轴30之间的构造，每个带轮20可相对于轴30滑动，并因此将其旋转速度调整到实际上需要的速度。
[0058]然而，速度调整是非常小的，因为带轮20均以与所需要的速度相一致或仅仅非常略微地不同于所需要的速度的速度旋转。
[0059]环形元件54有利地插入从动带轮20和下一个带轮之间，环形元件54由诸如钢的硬质材料制成，其作用是保护滑动轴承50的竖直侧，否则滑动轴承50的竖直侧将变得与带轮20直接接触。[0060]根据本发明的可能的实施方式，轴30是空心的，并设置有径向孔56，润滑流体通过该径向孔56被输送以便润滑滑动轴承50。
[0061]图5示出了马达驱动的轴30的有利的变型，其中滑动轴承50并且因此从动带轮20安装在其上的轴段29上具有比轴30的其余部分更大的直径。以这种方式，有利地可使用具有相同的外部直径，但是内部直径明显较大的从动带轮20。虽然因为滑动轴承50具有更大的尺寸而使滑动轴承50的成本增加，但是这种解决方案的总成本较低。
[0062]然而，最重要的优点是由于这一事实，S卩，由于从动带轮20的外部半径和内部半径之间的差值是小的，因此在机器12的操作期间影响它们的摆动本质上相当有限。这意味着有可能获得明显更精确的切割并且因此获得具有更规则的切断面的板坯。
[0063]所描述的技术解决方案可在现有技术的所有机器(其中具有由安装在各自的轴承上的多个带轮构成的至少一个带轮)中被采用并且因此实质上在上述现有技术的所有框架结构中被采用。特别地，也在具有数组从动带轮20的机器中被采用，该从动带轮20可以被移位以便将更大的张力施加到金刚石线16。
[0064]在图8和图9中示出了本发明的变型，其中设置了滚动轴承58而不是滑动轴承。
[0065]特别地，示出了马达驱动的轴30，该轴30由一对轴承42、44伸出地支撑，且在该轴30的自由端上安装有各自承载带轮20的多个轴承50。
[0066]应注意，利用滚动(滚珠或滚柱)轴承的解决方案与现有技术相比仍然提供优势。事实上，由于该轴承不再安装在固定的主轴上而是安装在旋转(马达驱动)的轴上的事实，在实践中轴承不会相对于轴旋转或在任何情况下以非常低的速度旋转。因此轴承没有受到与具有固定主轴的轴承经受的相同程度的磨损:因为它们更小地被加压力，因此它们具有比安装在现有技术的框架中的轴承更长的持续时间，使得更不经常地进行其更换，随之而来在成本和机器的停机时间方面均有优势。
[0067]在现有技术的机器中，使用的轴承的总数目是非常高的(通常在100和200之间)，使得这些轴承在磨损的情况下的更换产生了相当大的成本。因此，由于从动带轮轴通过马达的驱动，因此不管轴承是滑动类型或滚动类型，轴承的磨损是有限的并且因此机器的维修成本显著降低。
[0068]还考虑到滑动轴承比滚动轴承更少受到磨损并且因此具有更长的工作寿命，机器更可靠并且维护操作有限。出于同样的原因，该机器运行更加平稳和单一的带轮的所谓的摆动影响显著降低，从而有助于提高机器的可靠性。
[0069]机器12以本身已知的方式包括装置36,该装置36适合于独立于彼此地改变每个切割线16的张力。在操作期间的任何一个时刻，在金刚石线16上界定在操作期间进行石材块14的切割的作业段32和不进行切割的返回段34是可能的。
[0070]在图1所示的实施方式中，适合于改变每根线16的张力的装置36包括金刚石线16在其上行进的空转的带轮38。带轮38设计成以一种方式沿切割方向移动以便增加或减少金刚石线16的张力。相同的张紧系统也可被应用到更复杂的机器12，即配备有数组从动带轮20的机器，如在图6和图7所示的机器。
[0071]关于上面描述的实施方式，本领域技术人员可为了满足特定的需要而进行修改和/或以等效的元件替换所描述的元件，而没有从而脱离所附权利要求的范围。
【权利要求】
1.一种用于通过切割线(16)将石材块(14)切割成板坯的机器(12)，所述机器(12)包括: -框架(22 )，以下部件可旋转地安装在所述框架(22 )上: 一组主动带轮(18)，其适合于由第一马达机构旋转， 至少一组从动带轮(20)，其安装在轴(30)上，所述组从动带轮(20)包括独立地并可旋转地安装在所述轴(30)上的从动带轮或空转带轮(20)， -用于改变每根切割线(16)的张力的装置(36)，其包括所述切割线(16)在其上行进的空转带轮(38);以及 -用于所述块和所述切割线(16)在切割进给方向上的相对移动的装置； 所述机器(12)特征在于，所述至少一组从动带轮(20)的所述轴(30)设计成在与所述从动带轮(20)的旋转相同的方向上旋转并且连接到第二马达机构(40)。
2.根据权利要求1所述的机器(12)，其特征在于，所述第二马达机构包括电动马达(40),以用于所述至少一组从动带轮(20)的每个轴(30)。
3.根据权利要求1所述的机器(12)，其特征在于，所述第二马达机构(40)和所述第一马达机构包括仅一个马达，所述一个马达设计成移动所述一组主动带轮(18)的第一轴(28 )和每个至少一组从动带轮(20 )的所述轴(30 )两者。
4.根据权利要求3所述的机器(12)，其特征在于，每个至少一组从动带轮(20)的从动带轮(20)中的一个用键固定到所述轴(30)上，以便相对于所述轴(30)不滑动，所述从动带轮(20)设计成将旋转运动传递到所述轴(30)，所述切割线(16)设计成传送所述第一轴(28)和每个至少一组从动带轮(20)的所述轴(30)之间的运动。
5.根据权利要求3所述的机器(12)，其特征在于，第一轴(28)和所述至少一组从动带轮(20)的每个第二轴(30)之间的旋转运动通过驱动带传递。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机器(12)，其特征在于，至少一个第二轴(30)以一速度旋转，使得单个的从动带轮(20)的圆周速度实质上与所述金刚石线(16)的行进速度相问。
7.根据前述权利要求中任一项所述的机器(12)，其特征在于，所述从动带轮(20)通过滑动轴承(50 )安装在所述轴(30 )上。
8.根据前一权利要求所述的机器(12)，其特征在于，所述滑动轴承(50)由塑料材料制成。
9.根据权利要求7和8中任一项所述的机器(12)，其特征在于，所述滑动轴承(50)具有L形径向截面。
10.根据前述权利要求中任一项所述的机器(12)，其特征在于，所述从动带轮(20)通过摩擦轴承安装在所述轴(30)上。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的机器(12)，其特征在于，所述至少一组从动带轮(20)的所述轴(30)是中空的并且具有径向孔(56)，以用于轴(30)的内部和所述滑动轴承(50 )之间的流体连通。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的机器(12)，其特征在于，所述从动带轮(20)通过滚动轴承(58 )安装在所述轴(30 )上。
【文档编号】B28D1/08GK103717338SQ201280038973
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年8月3日 优先权日:2011年8月10日
【发明者】卢卡·通切利 申请人:卢卡·通切利