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3527 陶瓷插芯自动切边机设计 陶瓷 自动 切边 设计

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板 石 切 边 机 理 及 切 边 机 设 计张拔川树玉秀(中国地质大学探矿与采矿工程系北京100083)提要论述了目前板石切边的基本方法,分析了切边作用的基本力学问题及切边机设计的基本问题。关键词板石切边机理切边机第一作者简介张拔川, 1957年生。1982年毕业于武汉地质学院探矿工程系, 1988年毕业于中国地质大学(北京),获硕士学位。 现主要从事地下工程的教学、 科研等工作。在板石生产中,切边是板石成品加工的最后工序,其切边质量的好坏直接影响到板石成品的质量及产品的销售。 板石的用户,特别是国外用户偏好成品板石的边缘采用剪切加工,使其周边的一定范围内形成贝壳面的板石,以尽展板石的自然特性。 板石的几何结构除长方形外还有各种不同需要的异形板石。生产厂家一般是根据用户的要求进行生产,按订单的规格和数量进行加工。 因此要求板石切边机械能在满足基本切边要求条件下适应各种规格的异形板石的切边要求。1常见的板石切边方法形成板石贝壳状切边的基本原理和方法是被切板石悬臂冲击剪切。 生产现场中常见的板石切边方法有:手工尖锤敲打剪切切边,铡刀冲击剪切切边,回转硬质合金齿盘冲击剪切切边等几种。1. 1手工尖锤敲打剪切切边法手工敲边是最原始的一种切边方法,其操作过程如下:板石由金刚石锯片切成比成品尺寸大些的毛坯,用专门的劈裂工具把板石劈裂成35 mm厚的薄板毛坯,再在薄板毛坯上定剪切边线,然后由硬质合金尖锤沿边线进行锤击,由于板石边缘线与下部垫板间有5mm左右的悬臂距离,敲击时便在板石敲击的背面形成剪切破坏的贝壳面。 其剪切切边原理见图1。这种方法制成的产品质量较差,不易稳定,一般为机械切边所取代。1. 2机械铡刀冲击剪切切边法铡刀冲击剪切切边的基本原理如图2所示,加工好的板石毛坯放置在剪切垫板上,且垫板的边缘与铡刀间有一定的水平距离。 工作时铡刀以一定的剪切速度与垫板之间作闭合运动。 由于板石处于部分悬臂状态,在铡刀逐渐闭合过程中被逐步进行悬臂剪切。 在冲击剪切的作用下被切板石的背面被剪切形成所需的贝壳状切口。图1剪切切边原理图2铡刀剪切原理由于是机械剪切,所以加工板石的成品质量稳定,一次操作可完成一个切边,故切边效率高。1. 3回转硬质合金齿盘冲击剪切切边法回转硬质合金齿盘冲击剪切切边方法如图3所示,硬质合金齿盘在电动机的驱动下以一定的回转速度回转,被切板石放置在可移动的垫板上,而垫板下部有沿切削作用方向上移动的导轨,切边时板石与垫板一起沿导轨作匀速移动,板石的一边便在硬质合金齿的冲击作用下逐步地被剪切,由于板石剪切线与垫板间有一段悬臂距离,板石在部分悬臂状态下被剪切,故在板石的背面形成贝壳状剪切面。这种切边机常做成平行双硬质合金齿盘,板石移动一次便被剪切出两个平行面,两盘的间隔可以根据产品的规格来调整,这种切边方法由于生产效率高而被广泛使用。硬质合金齿盘切边方法还适用于各种异形板石的加工,工作时只需改变板石及垫板的运行轨迹就可实现各种形状的板石切边加工,目前国内外用于加工异形板石的轨迹控制方法还只能由熟练工人手工控制。2悬臂冲击剪切的基本力学过程冲击剪切是一个动载破坏过程,其力学过程较为复杂。 一般岩石的抗压极限强度为200300 M Pa,其抗剪强度为抗压极限强度的1?81?12;抗拉强度为抗压强度的1?101?50,因此可以认为岩石的受力破坏主要为拉应力破坏。 为简化分析,有必要对冲击剪切破坏过程作一些假设:由于冲击作用区域范围较小,因此可以认为是一个静力过程。 实际观察冲击剪力作用与531998年第4期探矿工程板石是点接触(或者是小区域的接触),其破坏断口实际上趋近于以冲击点为顶点的圆锥面,这个圆锥面就是所谓的 “贝壳面” 。 冲击剪切破坏在破坏面上是一系列的圆锥切面(贝壳面)的组合。从剪切区内取出一单元体,其受力情况如图4所示,为一纯剪切状态,单元体的应力为:x= 0;y= 0;xy=yx= - 。图3回转硬质合金齿切边方法图4单元体应力图由主应力解析式:1= (x+y)?2+(x+y)?22+xy2;3= (x+y)?2-(x+y)?22+xy2。得:1=;3= -从 x到 1方向的转角 0是逆时针,则:tg(20)= 2xy?(x-y);20= 90;= 45。由于岩石的主要破坏形式是拉力破坏,当主应力1大于岩石抗拉强度时,岩石将沿着A B连线进行破坏。 由此可看出板石的悬臂冲击剪切破坏实质是冲击剪切应力所产生的拉应力拉伸破坏,这与实际相符合。3板石切边机械设计的基本问题根据生产的实际要求,板石的切边机械应满足以下几点: (1)设备简单,工作可靠,能适用于现有的生产环境,并能适用于各种异形板石的切边加工; (2)加工精度高,以保证产品的加工质量; (3)切口要平整,无缺边、 掉角现象。3. 1切边机械的动力适应性问题板石生产的现场一般条件较差。 动力供应困难时可设计使用人力驱动的切边方法,其中采用铡刀式切边原理可以实现,它主要由固定钻刀和活动铡刀相互闭合来工作,活动铡刀一般设计成人工踏板连杆机构,由人工踏板通过连杆带动铡刀实现铡合剪切工作。有动力供应时可考虑设计使用电动或内燃机驱动的切边机械,其工作部分可以由回转硬质合金齿盘冲击剪切方法来实现。 硬质合金齿盘的回转速度常见有3000 r?m in和1500 r?m in两种,硬质合金齿对板石的冲击线速度一般要大于015 m?s。3. 2切边机械的板石定位问题为使机械切边的板石产品具有足够的精度,切边机一般都应有定位装置,如是矩形板石,除要保证两个平行面平行外,还要保证相邻切边的垂直度,因此要设置横向定位器和纵向定位器进行同时定位。对于异形板石的切边目前尚无可行的有效定位方法和装置,国内外对异形板的加工一般是人工画上剪切边线,手持推进切边,或单由熟练工人目测手持推进切边,因此加工精度较低,未能满足用户的需要,由于存在上述问题,用户常降低供货标准。 在板石出口贸易中常因为不能加工相应的异形板石而失掉大量订单。如能够有效地解决这个问题,将能够对我国的板石加工和出口起到很大的促进作用。收稿日期: 1996年12月27日Principle of Slabstone Edge Shearing and Design of ShearingM achineZhang B achuanS hu Yux iu(China U niversity of GeosciencesBeijing100083)AbstractThe paper discusses basic ways of slabstone edge shearing at present and analyses the basic me2chanics in the edge shearing action, and the design of the shearing machine.Key wordsslabstone, principle of edge shearing, shearing machine钢筋防腐新技术研讨会在京召开全国岩土钻凿工程信息网与香港宏利工业公司于1998年6月18日在北京联合召开了 “钢筋防腐新技术研讨会” 。钢筋和钢管材的腐蚀问题将严重影响到桥梁、 公路、 隧道、 地基加固和管线等结构工程和岩土工程的工程质量,特别是工程的使用年限。 因此已愈来愈引起国内外管理、 设计和施工部门的重视。 本次研讨会主要由美国混凝土学会副