水泥混凝土切割机作业动力学及参数选取

为确保水泥混凝土切割机参数选取的科学性,对其应用效果进行研究。运用金刚石锯片切割机理对水泥混凝土切割机开展动力学分析,探究不同组成结构在实际切割作业中的动力学变化及其对切割效率的影响。通过借鉴同类旋转作业机械的研究成果,对水泥混凝土切割机的切割锯锯片功率、复合运动和锯切阻力的规律展开深入分析。结果表明,在不同工况下,水泥混凝土切割机的作业参数受到锯切深度、作业速度、金刚石锯片转速的影响,可通过控制变量的方式获得最佳作业参数。在水泥混凝土切割机的参数选取中,锯片直径的大小与锯切阻力之间存在正比关系,锯切阻力与锯片转速存在反比关系。在参数选取中要综合考虑作业参数、锯切材料、金刚石锯片等多重因素的影响,可运用有限元的分析方法对其运行参数进行科学计算。

进给电流对FeCuCo基结合剂金刚石绳锯性能影响

采用FeCuCo基结合剂为原料和优化的制作工艺,以金刚石参数设计理论为依据,根据被切割石材的基本特征,制作出金刚石绳锯并进行石材矿山切割实验,研究绳锯进给电流I对FeCuCo基结合剂金刚石绳锯锯切性能的影响规律。结果表明:在不同进给电流时,随着锯切的进行和串珠直径的逐渐消耗,绳锯锯切效率逐渐提高,而工具理论寿命逐渐降低;随着进给电流的增加,绳锯串珠表面单颗金刚石平均切削厚度h c值呈逐渐增加的趋势,表面完整态金刚石出刃高度平均值也呈逐渐增加的趋势,且进给电流越大,串珠表面金刚石出刃高度越大;随着进给电流的提高,岩屑D50粒度也呈现逐渐增大的趋势,且明显远大于单颗金刚石平均切削厚度h c值,这是由于金刚石颗粒的切削机理属于有裂纹扩展的“体积破碎”方式产生的。

金刚石框架锯锯切研究(1)—锯切加工运动学分析

金刚石水平式框架锯锯切是在大面积大理石板材加工中占主导地位的加工工艺。在金刚石框架锯锯切中的加工运动学锯切破碎过程、锯切力、锯切结块磨损、锯条张紧力调整、锯切可加工性评定等问题 ,均是实现高效率低成本地加工出高质量石材大板的关键。本文首先阐述了金刚石框架锯锯切过程中的运动学问题 ,提出了单颗粒金刚石在锯切加工过程中同石材接触的运动模型 ,以及结块和锯条平均切削厚度的概念 ;分析了金刚石结块同石材侧表面的接触面积和金刚石结块顶面同石材接触面积的变化特征 。

金刚石圆锯片基体及锯齿结构的特性分析(二)——干切削、抗冲击、低噪音的锯片结构

综合介绍了国内外优化金刚石圆锯片基体及锯齿结构的有关成果 ,分析了各种用于干切削、抗冲击和低噪音的锯片基体及锯齿结构的特点及存在问题 ,并探讨了优化基体及锯齿结构的研究方向。

干切花岗岩的金刚石小锯片试验研究

采用三种预合金粉末HF1、HF2、HF3混合作为锯片胎体材料,共设计了8种不同配方的金刚石小锯片进行干切花岗岩的试验,实现了金刚石小锯片在工作层高度范围内从开始到寿命结束全过程干切花岗岩。本文探讨了几种预合金胎体中金刚石参数设计的合理范围,分析了预合金粉末胎体对于干式切割锯片的作用。研究发现,铁基、铜基预合金胎体对金刚石能产生一定的冶金结合,能够提高胎体对金刚石的把持能力,使锯片在干切过程中,金刚石能够正常有效地刻取岩石。并对同一锯片做了干湿切对比,结果表明对于小尺寸金刚石锯片,干切的寿命明显高于湿切寿命,提高了锯片的利用价值。

金刚石锯片节块表面金刚石分布与单颗金刚石切削厚度的计算

通过分析金刚石圆锯片节块工作面上金刚石的分布状态和锯片工作时的运动特点 ,求出了节块工作面上出刃金刚石之间的距离和金刚石的运动轨迹 ,据此推导出单颗金刚石切削厚度的计算公式 。

金刚石框架锯锯切研究(Ⅲ)——单个金刚石结块锯切力的特征与影响因素分析

在对金刚石框架锯锯切加工动力学和锯切破碎机理模型的研究基础上,通过单颗粒金刚石划痕、单个金刚石结块切削石材的系列实验,测量并分析了金刚石框架锯锯切加工时的切削力特征及其影响因素。结果表明,单颗粒金刚石和单个金刚石结块以不同切削路径切削时的切削力不同的特征,反映了切削断裂过程性质的变化;金刚石浓度低和金刚石颗粒直径小时金刚石磨粒形状和切削方位对切削力有较大的影响。减小切削深度、使用切削液、在已切削表面上切削时,切削力下降。在框架锯锯切中,单颗粒金刚石承受载荷不高,考虑到磨粒切削干涉和重复切削的影响,单颗粒金刚石承载大约在5～15N之间。

金刚石框架锯锯切研究(2)──锯切破碎机理

在对金刚石框架锯锯切加工动力学研究的基础上 ,通过单颗粒划痕和单个金刚石结块切削大理石试验 ,模拟金刚石框架锯锯切过程中 ,金刚石颗粒和结块在不同加工条件下的切削过程 ;测量分析了切削力、表面沟槽轮廓和有效切削磨粒数 ;观察并分析了加工表面形貌 ;运用岩石脆性断裂力学理论 ,分析了单颗粒金刚石切削机理。通过金刚石框架锯锯切加工大理石的切屑粒度分布分析 ,指出了实际加工切削条件对锯切破碎机理的影响。研究结果证实了金刚石框架锯锯切加工动力学研究的一些基本结论 ,最后提出了金刚石框架锯锯切大理石破碎机理模型。

切割混凝土的金刚石锯片研究

本文通过对切割混凝土锯片磨损的理论分析,进行了分段式节块锯片、斜槽式节块锯片、三明治节块锯片、涡轮齿式节块锯片,三孔式节块锯片与传统标准扇形节块锯片切割对比试验研究,结果表明,上述特殊形状节块锯片利于冷却和排粉,切割效率和使用寿命优于传统标准扇形节块锯片。还进行了不同金刚石配方试验。认为,采用粗细粒度金刚石混合配方,结合采用利于冷却排粉的几何结构节块,可以显著提高混凝土切割锯片的切割效率和使用寿命。

消音型金刚石圆锯片的研究动态

金刚石圆锯片在切割时产生的噪声对周围环境产生相当大的污染和危害。本文阐述了金刚石圆锯片产生噪声的机理 ,讨论了几种常用的消音措施 ,同时比较了几种消音措施的利弊 。

金刚石框架锯锯切研究(Ⅳ)—金刚石框架锯锯切力

在对金刚石框架锯锯切加工动力学和锯切破碎机理模型的研究基础上 ,通过金刚石锯条切削石材的实验 ,测量并分析了金刚石框架锯锯切加工石材时的切削力特征以及切削力与进给速度、石材种类、金刚石结块性能、金刚石结块分布距离等因素的关系 ,提供了几种石材的切削力值 。

金刚石框架锯锯切研究(Ⅸ)-锯条张紧变形和应力的有限元分析

本文对国内外锯切张紧力的理论和测量研究结果、锯条的失稳倾斜进行了全面的综述,然后根据锯切力研究的数据,采用有限元法对不同加工条件下锯条锯齿焊接根部受力和锯条的变形等问题进行了研究。结果表明,在锯切过程中锯条与结块焊接边缘两侧出现应力最大值,因此较易产生疲劳裂纹;锯条的挠度随偏心力的增大而增大;不同结块位置上的锯条受到的力和变形是不同的;在通常的切削过程中,张紧力的存在可以保证锯条的刚性,但不可能因为锯条张紧力和切削力的抵消作用,使得锯条呈现直线状并切削。仅仅在合适的加工条件下,锯条在切削段的局部区域可能表现为相对较为平直和良好的切削接触状态。

金刚石框架锯锯切研究(Ⅷ)——计算机模拟框架锯锯切过程

计算机模拟了在框架锯锯切过程中石材和锯片的接触面积和有效切削刃数、单个金刚石颗粒、金刚石结块和整个金刚石锯条的切削力。结果表明 :在结块表面上出刃的金刚石颗粒中 ,只有半数金刚石颗粒在一个固定的切削区间内切削石材。金刚石在不同位置切削产生的断裂沟槽交错 ,形成了锯切沟槽的底部 ,切削力的试验结果与实际切削试验结果在数量级和变化趋势上是一致的。切削进给量和金刚石结块的切削性能是影响切削力和结块磨损的主要因素。石材和锯条结块间的最佳接触面积取决于结块间距、结块数目、结块尺寸 。

稀土对切玻璃金刚石锯片切削性能的影响

金刚石圆锯片可以用于切割玻璃和水晶制品。为了提高切割玻璃金刚石圆锯片的切割寿命和玻璃的切割质量,对切割玻璃金刚石圆锯片的胎体成分进行了优化设计,并在胎体材料中加入稀土化合物La2O3,同时对金刚石表面实施镀钛。本文从胎体材料对金刚石的把持力系数、实际切割的金刚石的脱落度以及锯片的切割速度方面,研究了稀土化合物在金刚石刀头胎体中的作用。结果表明:在胎体金属粉中加入适量的稀土化合物,胎体对金刚石的把持力系数有所改善,同时,增加了刀头胎体材料的脆性,实现了金刚石与胎体的同步磨损,金刚石的脱落度明显减小;切割速度比参比片提高了21.6％。

金刚石有序排列锯片制备及切割性能研究

介绍了金刚石有序排列在锯片中的应用和实现锯片中金刚石有序排列的方法。采用两种常规锯片和一种有序排列锯片切割钢筋混凝土,通过实验可知:同等条件(同胎体、同金刚石品级和浓度)下,有序排列金刚石锯片较常规锯片切割速度提高23.6%,使用寿命提高31.5%;不仅如此,有序排列锯片与同胎体、金刚石浓度高5%的常规锯片相比切割速度仍能提高18.8%,寿命提高21.9%;金刚石有序排列锯片在节省金刚石用量、减少锯片成本的基础上,仍能提高锯片的效率和寿命,体现了有序排列金刚石锯片的优越性。

金刚石锯片切割工程陶瓷的切削力影响因素分析

在用金刚石锯片切割工程陶瓷材料的切削试验基础上 ,对影响切削力的各种因素进行了分析。

金刚石框架锯锯切研究(VII)━计算机模拟框架锯锯切过程基础

基于框架锯锯切加工运动学分析、单颗粒和单结块切削力试验结果 ,讨论了采用计算机模拟框架锯锯切过程中所需的运动学、金刚石结块磨损和金刚石颗粒切削力模型 ,以及模拟过程图。采用简化方法计算了金刚石结块表面的理论金刚石颗粒数 ;结合对金刚石结块磨损的研究结果 ,用MontoCarlo方法生成了结块表面的金刚石颗粒的出刃高度、分布位置和磨损形态 ,生成了数字化的金刚石锯条 ,为计算机模拟框架锯锯切加工过程 ,提供了基础数据。

干切混凝土时金刚石锯片振动及噪声的研究

干切混凝土时,金刚石锯片在实际工作过程中产生的振动和噪声是非常严重的。文章从理论上分析了混凝土锯切过程中的强振动、高噪音的原因。通过改变锯切速度、进给速度、切深以及通过采用两种不同的基体结构的锯片,研究了不同的切削参数以及锯片的结构对锯片振动和噪声的影响。在不同的锯切工艺参数和锯片结构下,测量了噪声值、噪声功率、噪声电压、振动功率和振动幅值,并对其进行频谱分析。可以从锯片的基体结构、金刚石节块的结构、锯切工艺以及锯机的整体性能等方面来进行改进,从而达到降低噪声与振动的目的。本文在理论分析和实验的基础上提出了一些降低噪声和振动的方法。

金刚石浓度对金刚石锯片切割性能的影响研究

文中制做了Φ180、Φ230、Φ350mm的Cu-Ni-Fe基刀头型激光焊通用锯片和Φ180、Φ250、Φ350mm的Cu基热压陶瓷片。通过切割花岗石、水泥和瓷砖,考察了锯片中金刚石浓度对锯片的锋利度和切割寿命的影响。指出:在锯片能正常运转的情况下,金刚石浓度越高,锯片寿命越长;而锯片的最大切割速度则随着金刚石浓度的增加而呈抛物线规则变化,先增后减,有一最大值,并且对应这个最大切割速度的金刚石浓度随锯片直径、被加工材料的不同而不同。文中结论对于配方设计具有指导意义。

CeO_2在铜基胎体金刚石锯片中的应用

本文研究了CeO2在Cu基胎体金刚石锯片中与Al、Mg作用的机理。热力学计算和X-射线衍射分析表明,烧结条件下,胎体中的Al、Mg与CeO2发生反应:3CeO2+4Al→2Al2O3+3[Ce],CeO2+2Mg→2MgO+[Ce],生成活性[Ce]、Al2O3和MgO。活性[Ce]降低金刚石与胎体间的界面能,实现胎体材料对金刚石的牢固粘结。在Cu-Al胎体和Cu-Mg胎体中,CeO2的最佳添加量分别为:0.4%和0.6%。切割石材试验表明:CeO2的加入,可以提高金刚石锯片的切割速度,降低脱落度;但切割寿命略有下降。