国内超薄天然石材切割机械设备结构分析

众所周知，冷却和排屑是切割石材很重要的技术问题，尤其是切割超薄板石材，这两个问题如解决不好，很容易使板材出现裂纹、甚至破裂。所以，更应充分研究冷却和排屑。

　　下面介绍的这种切割超薄板石材专用设备，由国外一家公司精心研制设计，其特点是：把石材浸在含有磨料的液体中切割，冷却和排屑方式与一般常见的有所不同。此专用设备由以下三部分组成。

　　一、切割机构

　　由示意图可知，电动机转动，经皮带传动减速，带动曲柄连杆，连杆带动滑杆在导管中作直线往复运动，使固定在滑杆上的框形刀架带动数条刀具切割。上述各零部件都固定在升降架上，通过定位杆的传动导向使刀具升降控制进刀切深量。

　　条形刀具的尺寸为：长200~ 600mm，宽10~30mm，厚0.1~1.Omm。刀具的材质为不锈钢。刀具的张力为60~ 300kg。多刀具间距小于4mm。

　　石材安置在切割槽里。槽中的液体内含有磨料，这种磨料液里有水、羧甲基纤维素水溶液、聚乙稀醇水溶液、阿拉伯树胶水溶液等;所含的磨料有碳化硅、氧化铝、金刚砂等硬质材料，其含量为5%~30%，磨料粒径是10~100 μm。为了保证液体产生良好的冷却和排屑效果，一方面将喷射液体的喷管安装在刀具的切口处，另一方面在切割槽里还装有两个搅拌器，用来加速液体在水平和垂直两个方向上的流动。槽中的液体经过泵的输送循环使用，液体的排出口设在槽体的上方，可使石材全部浸入液体中。

　　二、分离装置

　　该装置由可旋转的内筒和固定1的外套两大主体组成。

　　电动机驱动，经齿轮传动减速使内筒旋转。内筒是二级扩展型分离器，由上、下两个相接的漏斗构成，处在下方的为一级分离，其漏斗的锥顶角为400，高llcm，与上方漏斗相接处的口径为10cm，下端出口为导管，并装有流量调节阀，导管外装有齿轮和轴承。处在上方的为二级分离，其漏斗的锥顶角为800，高10cm，顶端口径为30cm，其周边设有突檐。内筒的旋转速度为1~ 30转/min，最好是调到3~10转/min。

　　外套的上端应高出内筒的突檐，其底为环形槽，槽底有出口与过滤装置接通。

　　从切割槽里流出来的液体内含有石粉，这种混合液先流入贮液罐再流进内筒进行二级分离。由于磨料的比重为石粉的2~3倍，所以，经旋转分离大量磨料沉到下部，控制出口的调节阀卸人调整槽。在调整槽里，按磨料液的配比调整后，用泵输送到切割槽循环使用。磨料液的循环速度由切割槽的体积和所切石材的整体尺寸而定，一般从理论上计算，切割槽全部循环液以2 ~10次/h交换为宜。

　　经二级分离，上层液体含有大量石粉，溢过内筒上端的突檐，流到外套底部的环形槽里，从出口流进过滤器。

　　三、过滤器

　　此过滤器内有上、中、下三层过滤板，成为四级过滤。过滤板上可安装不同孔径的过滤网。通过每层过滤后的液体，分别流人调整槽，最下层过滤网的孔径最细小，通过这一层过滤后的液体中石粉含量最多，从圆筒底部的出口排放。

　　现举出采用此专用设备所做的一次切割超薄板试验，其中一些主要参数如下：

　　切割石材：大理石，长20cm、宽13cm、高20cm;切出的超薄板厚度为2mm;采用多刀切割，每条刀具长40cm、宽15mm、厚0.2mm，其张紧力为120kg;切割率为lOc㎡/min;切割槽长50cm、宽40cm、高50cm;喷射注入金刚砂磨料液，磨料粒径为25~ 75μm;切割槽里的混合液体，从槽的上方以250L/h的速率先流到贮液槽;二级扩展旋转分离器的旋转速度为3~7转/min;采用陶瓷过滤器，滤网孔径分别为70μm、25μm、10μm。

　　切割效果：所切出的2mm超薄板，未发现裂纹、破裂，表面平滑度为10μm，精度在1%以内。

　　此专用设备具有如下优点：

　　1、切割中排屑通畅，不产生石粉堆积;

　　2、切割时冷却效果较好，切出的超薄板未见裂纹、破裂;

　　3、可同时切割出多块4mm以下的超薄板石材;

　　4、磨料可循环反复使用;

　　5、切割速度快，切割率高。

　　6、切割尺寸精度高，表面质量好。