對橋式圓盤鋸結構設（shè）計的幾點看法

圓（yuán）盤鋸石機是石材行業（yè）主要的加工設（shè）備（bèi）之一，主（zhǔ）要用於石材產品的粗加工。如切割板材、加工毛坯塊料等。目前國內市場現有的（de）圓盤鋸石機從結構（gòu）上劃分主要有三大類。第一類是單臂圓盤鋸石機，其主機的主要結構為橫梁（liáng）通過拖板安裝在立柱（zhù）上（shàng），由於其橫梁和主軸（zhóu）箱為（wéi）一（yī）體式結構，當拖板帶動橫梁上下運（yùn）行時便能帶（dài）動鋸片上下運動切割石材了，這類產品剛性差、精度低，主要用於加工石材坯（pī）料、路邊石（shí）、台階石等石材製品。第二類是龍門式圓盤（pán）鋸（jù）石機（jī），它的主要結構是由左右兩立柱、橫梁、滑箱等部件組成，采用橫梁上下運動（dòng）的（de）方法來帶動鋸片切割石材，此類產品剛（gāng）性好，但結構（gòu）複雜（zá），造價較高。第三類是橋式圓盤鋸石機，它的主要結構由橫梁和（hé）組合滑箱組成，采用滑板（bǎn）上下運行的方法帶動鋸（jù）片（piàn）來切割石材，此類產品（pǐn）結構（gòu）簡單、造價低，適用範圍廣。因此，市場的占有率很高。國內的很多石材設備生產商都生產此種產品。雖然各個廠（chǎng）家生（shēng）產（chǎn）的橋式（shì）圓盤鋸石機（jī）外（wài）形基（jī）本類（lèi）似（sì），但其（qí）結構設計（jì）上仍有不少差別，筆者以此類產品為（wéi）例，粗淺（qiǎn）地闡述對其結構設計的幾點看法。

　　一、橫梁及其相配拖板的設計

　　橫梁（liáng）和拖板是鋸（jù）石機的關鍵零件，它們（men）的結構設計和製造精度將直接影響到設備（bèi）的加（jiā）工（gōng）精度，在設計時應注（zhù）意以下幾點:

　　1.導向方式（shì）的選擇（zé）:橫梁和拖板的主要結構之一是其導向方式。目前國內廠商出（chū）產的鋸石機所采用的導向（xiàng）方式有兩種（zhǒng），一種為單v型槽和（hé）平軌相配合的導向方式;另一種為雙v型（xíng）槽的導（dǎo）向方式。前者加工簡便、定位精度一般，後（hòu）者加工複雜，但定位精（jīng）度較高。我建議采用雙v型槽的導（dǎo）向方式較（jiào）好。即便采用第一（yī）種方式也應將V型軌（guǐ）放置在鋸片的後端（duān）一側，將平軌放置在鋸片上方一側。因為當鋸片切割石材（cái）時將產生很大的切（qiē）削抗力，其（qí）向上的切削抗力將（jiāng）托起靠近（jìn）鋸片一側的導軌。若將V型（xíng）軌放置（zhì）鋸片一側（cè）勢必會影響到鋸片的運行精度，繼而影響到石材產品的質t。若采用雙V型軌導向這種影響便（biàn）不必考慮（lǜ）了。其次應該注意拖板的長度應大於兩導（dǎo）軌中心距的（de）2.5一3倍方能有良好的導向精度。

　　2.加工方法的（de）選擇:目前鋸石機橫梁導軌最終的加工方法也有兩種:一（yī）種為精刨;一種為精磨。磨削的橫梁導軌經過了表麵（miàn）的加工（gōng）強化，因而硬度有了一定的提高，在不經熱處理的條件下經過磨削的橫（héng）梁比不磨削的橫梁其壽（shòu）命要長二至三年。

　　3.潤滑結構的設計:在設計橫梁的結構形狀時，應注意其擋油槽（cáo）的高度應足夠，應做到使導向軌全部浸人油中而在拖板運行時油還不會滋出。有（yǒu）些廠家出產的設（shè）備其擋油槽高度較低，其V型軌沒有全部浸人（rén）油中，當（dāng）冬季天氣較冷時油的豁度變大，油的（de）流動速（sù）度遠遠小（xiǎo）於拖板的運（yùn）行速度，造成拖板在運行時有很大一段距離沒有潤滑油潤滑，不但會加速橫梁的磨損，還會因潤（rùn）滑不良引（yǐn）起組合滑箱的運行振動，從而影響所加工石材的質量。

　　4.耐磨材料的使（shǐ）用:拖板在橫梁上滑動時摩擦力較（jiào）大，因此不少廠家采用了在拖拉機板的導軌上粘貼聚四氟乙烯耐磨膠帶的方法來減小摩擦力。這樣不但可以減小（xiǎo）摩擦力在潤滑不良的條件（jiàn）下工作（zuò），也不會對導軌造成大的損害，從而延長了設備的使用壽命。由於摩擦係數變小了，拖板運行時潤滑油易於形成（chéng）較厚的（de）油（yóu）膜，從而將拖板浮起。當拖運行（háng）速度發生變化時，其位置（zhì）也隨之發生（shēng）改變。實驗證明減速機帶動拖（tuō）板勻速運行時此其靜止的位置（zhì）約高了（le）0.15-0.2mmo鋸（jù）石機切割石（shí）材時進出鋸的（de）速度較慢而前進時的速度較快，加之切削抗力的變化對此（cǐ）種摩擦狀態的影響（xiǎng）加劇，從而造成鋸片位!的變化，這種變化（huà）易造（zào）成鋸片（piàn）進出石料時發生“掃道子”現象。因此設計時應綜合考慮（lǜ）以上問題。

　　5.齒輪、齒（chǐ）條在橫梁上齧合位（wèi）置的確定:鋸石機在切割石材時兩導向（xiàng）所承受（shòu）的正壓力不同，因（yīn）而其（qí）摩擦力（lì）的大小也不一致，當兩摩擦力相對於齒條的齧合位置不平衡時（shí），在鋸片換向時摩擦力的方向也隨之發生變化，從而使（shǐ）鋸片相對於原位置發生了偏擺，這種現象會使所加（jiā）工石材鋸路（lù）變寬，鋸片產生微量的扭曲變形（xíng），這樣的狀態（tài）將導致金剛石的過早（zǎo）脫落和鋸片基體的過早疲勞破壞。這種情況雙V型軌比單V型軌加平軌的導（dǎo）向（xiàng）方式要好得（dé）多，這（zhè）也是我為什麽（me）推（tuī）薦采用雙（shuāng）V型軌導向的原因。在設計時（shí）應大致估算出兩（liǎng）摩擦麵所（suǒ）產生的摩擦力的大小從而（ér）正確確定齒（chǐ）輪、齒條在橫（héng）梁（liáng）上的齧合位置。

　　二、齒輪、齒條的結構（gòu）設計

　　鋸片的往複行走是由減速機（jī）帶動齒輪（lún），通過齒輪和齒條的齧合來實現的。齒輪、齒條的設（shè）計除了（le）以上提到的齧（niè）合位置要（yào）正確外，還（hái）應注意的（de）齒條強度足夠的條件下模數盡量（liàng）取小（xiǎo）值。實踐證明（míng）小模數齒條比大模數齒條（tiáo）的齧合平穩性要好。齒條的模數（shù）一般可在3}4之間選取，鋼製齒條取（qǔ）下限，球墨鑄鐵齒條取上限。齒輪的齒數及模數的選擇除依據齒條外也可參考（kǎo）鋸石機（jī）工作時的切割速度，目（mù）前各個廠家大多采用變頻率為工頻或稍高為宜，因為電機頻（pín）率過高或過低均會引起變頻器輸出不穩定，使齒輪、齒（chǐ）條的齧合產生振動，工作時易導致金剛石切頭的過速磨損，影（yǐng）響刀具的（de）耐用度。此外齒輪和齒條的接觸精度也應保持良好接觸麵積過小也會（huì）因受力不均引起齧合振動，因此（cǐ）齒輪、齒條（tiáo）的（de）製造精度應比普通零件高一級。

　　三、前後滑板的結構設計

　　前後滑板也是橋式鋸石機的關鍵零件之一。前後滑板的長寬之比可達1:4，屬於細長件之列，除了（le）應合（hé）理設計其形狀，合理排布肋（lèi）筋的位置外，還應（yīng）對其毛坯實行時效處理，從而使加工（gōng）後的零件長時間保持良好的精度。前後滑板的（de）材質采用HT200(材質（zhì）一定（dìng）要（yào）達標)。因為（wéi）石材加工屬於斷續切削)振動很大，而灰口鑄鐵具有良（liáng）好的吸展（zhǎn）性能，可以吸（xī）收振動提高石材產品的質t。有的廠家采用球墨（mò）鑄鐵生產前後（hòu）滑板，筆（bǐ）者認為不可取（qǔ），雖然（rán）提高了強度，但吸展性太差，而且製造成本也大大增（zēng）加了。

　　四、主（zhǔ）軸箱的設計

　　主軸箱是鋸（jù）石機的核心部件，它的精度和耐用度將直接影響到設備的精（jīng）度，在設計時應注意以下幾（jǐ）點。

　　1.結構型式的選取:現有鋸石機（jī）主（zhǔ）軸箱的結構有兩（liǎng）種，一種為分體式，一種為整體式。我認為主軸箱的結（jié）構采用整體式結（jié）構，因為（wéi）分體式結（jié）構勢必會存在間接誤差的累積，從而影響主軸箱的裝配精度。

　　2.軸承的選擇:主軸箱（xiāng）中軸承的組合方式應采用前端固定後端遊動的方式。目前主軸前（qián）端的軸承大多采用輕窄係列圓錐滾子軸承，我建議采用輕寬係列（liè）的圓錐（zhuī）滾子（zǐ）軸承，經多年的使用證明輕寬係列軸承不易損壞，且主軸的精度可長期保持較好的狀態，雖然成本高了，但使用壽命也大大提高。

　　3.內夾盤結構型式的（de）選擇:安（ān）裝鋸片（piàn）的內夾盤和主軸的聯接應設計為可拆卸聯接。實踐證明內夾盤和主（zhǔ）軸的製造（zào）精度（dù）達標的情況（kuàng）下（xià），采用可拆卸聯接不僅不影響設備的性（xìng）能，且（qiě）對設（shè）備的維（wéi）修有（yǒu）著很大的（de）便利（lì）。因為夾盤經常裝卸鋸片，長期使用易發生變形，加上鋸石（shí）機的工作條件惡劣，主軸箱中的油封損壞繃繁，如果夾盤和主軸為（wéi）一體，那麽維修夾盤（pán）或更換油封均要拆下主軸箱卸下主軸後方能進行費工費時而分體式結（jié）構（gòu）就方便多。4.齒輪型式的選擇:主軸箱內的減速齒輪，采（cǎi）用斜齒齒輪，因為斜齒輪（lún）重（chóng）合係數大，承載能力強，不易發生崩齒、打（dǎ）齒（chǐ）的現象，且運行（háng）平穩、無雜音。設計時應注意使兩斜齒輪的軸（zhóu）向力分別指向主軸和副軸的後（hòu）端，這樣不僅消除（chú）了軸向力，還預緊了軸承。實踐證明斜齒齒輪的壽命比直齒（chǐ）齒輪要長1-2年。

　　五、結構設計（jì）上的其他問題

　　1.絲母的設計:鋸石機（jī）的升降的絲母（mǔ）一般采用ZQSn6-6-3的（de）材質，其前後絲母采用大小組合的（de）方式來設計。因為鋸石機工作時屬（shǔ）於斷續切削對前端絲母有微動磨損的情況，加之前端絲母要隨大部（bù）分的切削力，因此磨損較後側絲（sī）母要快。設計絲母（mǔ）時前端絲母應比後側絲母稍（shāo）長，其比例約為1:1.2為宜，這樣可使前後絲母同步磨損，再者在絲母（mǔ）的上端應留儲油槽，便於儲存潤滑（huá）油從（cóng）而延長絲杠（gàng）絲（sī）母（mǔ）的壽命。

　　2.帶輪中心距的調節方法:由於不（bú）少石材廠設備較少，因此很多廠商均希望設備能一機多用，希望鋸石機既能（néng）安裝Ø1.6m的鋸片，還（hái）能安裝Ø2.2m甚至Ø 2.5m的鋸片（piàn）。由於鋸片直徑相差較大，為保證（zhèng）鋸片在工作時（shí）有合適的線速度就應相應改變主軸的轉速而改變主軸轉速的辦法目前一般是采用更換主電機帶（dài）輪的辦法。更換帶輪後需重新調節兩帶（dài）輪之間的距離，現有鋸石機采用的是直接（jiē）調工電機支柱的辦法，這樣的方法因受電機結構的（de）限製（zhì）調節範圍小（xiǎo），有時往往需要更換三角帶後才可以滿足工作要求。不如（rú）將電機安裝到輔板上采用調節輔板的辦法來改變兩帶輪的中心距，這（zhè）種方法調節（jiē）範（fàn）圍大，一種型號的三角帶便可配合多個大小不等的帶輪，而且操作方便，快捷（jié）。

　　3.潤滑係統的（de）改進:目（mù）前市場上的鋸石機其潤滑係統很不完善，有的則（zé）根本未配有潤（rùn）滑裝t，這樣容易造成設備的潤滑不及時和潤（rùn）滑（huá）不良的（de）現象。筆者認為應在（zài）設備上增加一套自動潤（rùn）滑係統，在設備運行前和設備有較大（dà）行程的升降時(如鋸切完一張（zhāng）板材（cái）升（shēng）鋸時)油泵便自（zì）動向各潤滑部位（wèi）定（dìng）時供油，從而避免了潤滑的不及時和潤滑不良的現象，從而能限度的延長設備的使用壽命。