УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПИЛОВКИ КАМНЯ АЛМАЗНЫМ КАНАТОМ (ВАРИАНТЫ)
DEVICE FOR SAWING OF STONE WITH DIAMOND ROPE (VERSIONS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области обработки различных твердых нерудных материалов, в частности для распиловки камня в виде гранитных, мраморных, известняковых блоков и других твердых минеральных и искусственных блоков строительных материалов на плиты и слябы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время для обработки различных твердых строительных материалов на плиты и слябы, в частности при распиловке гранитных, мраморных, известняковых и других минеральных каменных блоков, широко используются станки с гибкими рабочими органами и с рабочим алмазным слоем в виде алмазных дисков, алмазной проволоки или алмазных канатов.
Известны дисковые станки для обработки камня, в частности известен дисковый станок для обработки твердых природных и синтетических материалов, который для улучшения качества обработки, повышения производительности, расширения технологических возможностей обработки и повышения КПД механизма рабочей подачи заготовок содержит две соосные горизонтально расположенные выдвижные режущие головки, смонтированные в корпусе станка, при этом осевое перемещение каждой головки осуществляется винтом, вынесенным за пределы внутреннего пространства станка [1]. Техническим недостатком данного рода станков является возможность обработки блоков высотой меньше радиуса рабочих дисков.
Известен станок, содержащий станину, на котором установлена катушка с проволокой, которая обмотана по внешним поверхностям четырех вращающихся цилиндров таким образом, что расстояние между обмотками равно толщине разрезаемых пластинок. На столе станка установлена заготовка, которая получает подачу на резание. В зону резания подается жидкость с абразивом [2].
Известно устройство для резки твердых материалов, содержащее станину с вертикальными направляющими, на которых установлен суппорт с ведущим и направляющими роликами, один из которых для установки бесконечной алмазной проволоки имеет возможность перемещаться. Заготовка установлена на столе станка на двух роликах, которые сообщают ей вращательное движение [3].
Известен станок для резки твердых материалов, включающий гибкий бесконечный рабочий орган, подвижно закрепленный при помощи направляющего аппарата и устройства передачи движения рабочему органу, и стол для заготовки, который снабжен дополнительным устройством передачи движения, по меньшей мере, одним гибким бесконечным рабочим органом и, по меньшей мере, двумя калибровочными роликами, установленными по траектории гибкого бесконечного рабочего органа, при этом их кольцевые пазы устанавливают расстояния между рабочими органами в зоне резания, а направляющий аппарат состоит из закрепленных на станине с возможностью вращения относительно своих осей роликов с кольцевыми пазами, причем устройства передачи движения имеют автономные приводы и закреплены на станине в противоположных сторонах от стола, при этом на столе, имеющем привод подачи на резание, герметично закреплена ванна, в которую установлена закрепленная на платформе стола заготовка, для обеспечения непрерывного снабжения зоны резания охлаждающе-смазочной жидкостью, при этом гибкие бесконечные рабочие органы подвижно закреплены в устройствах передачи движения под углом к горизонтальной плоскости [4].
Известны канатные камнерезные станки итальянкой фирмы «Pellegrini Meccanica S.p.A.» [проспект фирмы] и немецкой фирмы «Loffler Maschinenbau GmbH» [проспект фирмы] с ориентированным в вертикальной плоскости контуром алмазного каната, содержащие большого диаметра (1,5-2 м) ведущие и ведомые колеса, строго ориентированные в вертикальной плоскости с ориентированными в горизонтальной плоскости осями. Распил каменных блоков в подобных станках осуществляется только нижней ветвью контура алмазного каната, при этом скорость резания достигает величины до 30-40 м/с, что способствует вредным колебаниям нерабочей ветви алмазного каната.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является станок для канатной распиловки камня, содержащий вертикальные направляющие, соединенные в верхней части поперечной балкой, на которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения вертикальные каретки с ведущим и ведомым шкивами, режущий орган, охватывающий шкивы в виде бесконечного каната с алмазоносными элементами, расположенного в вертикальной плоскости, стол-тележку для горизонтального перемещения распиливаемого камня и приводы, который дополнительно содержит механизм поддержания режущего органа в зоне реза, который расположен на вертикальных каретках и выполнен в виде продольных кареток, установленных с возможностью автономного друг от друга возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости, снабженных поддерживающими трос шкивами, систему охлаждения рабочего органа, выполненную в виде двух пар сопел для подвода активизирующей среды, установленных за поддерживающими шкивами с противоположных сторон от режущего органа и направленных в зону распила камня, блок управления станком с ЧПУ, расположенный вне зоны станка и связанный с приводами перемещения вертикальных кареток и вращения ведущего шкива, стол-тележка при этом снабжена приводом для перемещения, связанным с блоком управления станка, а электродвигатель привода перемещения вертикальных кареток расположен на поперечной балке и дополнительно снабжен цилиндрическим редуктором [5, прототип]
Общими техническими недостатками известных камнерезных станков с алмазными канатами является их высокая стоимость, большие размеры, обусловленные необходимостью использования колес большого диаметра (диаметр ведущих и ведомых колес существующих станков обычно составляет 1,5-2 м), ограничение размеров распиливаемых блоков высотой расположенного в вертикальной плоскости контура алмазного каната, нестабильность движения каната и возникновение вредных колебаний свободной верхней не участвующей в распиле ветви контура алмазного каната.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Целью изобретения и достигаемым при его использовании техническим результатом является упрощение технологии и снижение стоимости изготовления камнерезного станка (устройства для распиловки камня алмазным канатом), обеспечение возможности распиливать блоки практически любой высоты, не зависящей от параметров контура алмазного каната, повышение стабильности, производительности и надежности работы, повышение длительности использования алмазного каната за счет снижения вредных нагрузок на канат и опорные узлы, сокращение затрат энергии при эксплуатации за счет снижения требуемой мощности привода, а также повышение производительности и соответствующего сокращения сроков его окупаемости.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются тем, что в устройстве для распиловки камня алмазным канатом, содержащем ведущее колесо с приводом, ведомое колесо и охватывающий ведущее и ведомое колеса замкнутый контур алмазного каната с расположенными между ведущим и ведомым колесами ведущей и ведомой ветвями контура алмазного каната, согласно изобретения
ведущая и ведомая ветви контура алмазного каната расположены преимущественно в горизонтальной плоскости с возможностью одновременного распила камня ведущей и ведомой ветвями контура алмазного каната в двух преимущественно вертикально ориентированных преимущественно параллельных плоскостях распила.
При этом ведущее колесо и/или ведомое колесо выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга с возможностью натяжения алмазного каната в контуре.
При этом над ведущей и ведомой ветвями контура алмазного каната установлены направляющие колеса, ведущее колесо установлено в суппорт ведущего колеса с направляющими колесами, а ведомое колесо установлено в суппорт ведомого колеса с направляющими колесами, при этом суппорт ведущего колеса и суппорт ведомого колеса выполнены с возможностью перемещения в вертикальном направлении, а суппорт ведущего колеса и суппорт ведомого колеса выполнены с возможностью синхронного перемещения в вертикальном направлении.
При этом оси направляющих колес в суппорте ведущего колеса и в суппорте ведомого колеса расположены преимущественно горизонтально с обеспечением плотного контакта ветвей алмазного каната с распиливаемым камнем.
При этом оси ведущего колеса и ведомого колеса расположены преимущественно вертикально с возможностью изменения положения осей под углом от 1 до 15 градусов, преимущественно 5-7 градусов, к вертикали.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что в устройстве для распиловки камня алмазным канатом, содержащем два колеса и охватывающий колеса замкнутый контур алмазного каната с расположенными между колесами ветвями контура алмазного каната, согласно изобретению оба колеса снабжены приводом и расположены так, что ветви контура алмазного каната расположены преимущественно в горизонтальной плоскости с возможностью одновременного распила камня ветвями контура алмазного каната.
При этом оба колеса снабжены приводом и расположены так, что ветви контура алмазного каната расположены преимущественно в горизонтальной плоскости с возможностью одновременного распила камня ветвями контура алмазного каната в двух преимущественно вертикально ориентированных параллельных плоскостях распила.
При этом одно из колес может быть выполнено или оба колеса могут быть выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга с возможностью натяжения контура алмазного каната.
При этом над ветвями контура алмазного каната установлены направляющие колеса, колеса установлены в суппорты с возможностью синхронного перемещения в вертикальном направлении или колеса установлены в суппорты с направляющими колесами с возможностью синхронного перемещения в вертикальном направлении.
При этом оси направляющих колес в суппортах расположены преимущественно горизонтально с обеспечением плотного контакта ветвей алмазного каната с распиливаемым камнем.
При этом оси колес расположены преимущественно вертикально с возможностью изменения положения осей под углом до 1 до 15 градусов к вертикали.
Особенности вариантов конструктивного исполнения станка по изобретению поясняется чертежами.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлено изображение устройства для распиловки камня алмазным канатом по изобретению, содержащее ведущее колесо 1 с приводом ведущего колеса 2, ведомое колесо 3 и охватывающий ведущее колесо 1 и ведомое колесо 3 замкнутый контур алмазного каната с ведущей ветвью контура алмазного каната 4 и ведомой ветвью контура алмазного каната 5, расположенные преимущественно в горизонтальной плоскости с возможностью одновременного распила блока камня 6 ведущей ветвью контура алмазного каната 4 и ведомой ветвью контура алмазного каната 5 в двух преимущественно вертикально ориентированных преимущественно параллельных плоскостях распила 7.
На фиг.2 показан вариант конструктивного исполнения устройства, в котором ведомое колесо 3 выполнено с возможностью перемещения относительно ведущего колеса 1 с возможностью натяжения алмазного каната в контуре.
На фиг.3 показан вариант конструктивного исполнения устройства с направляющими колесами 9 над ведущей ветвью контура алмазного каната 4 и над ведомой ветвями контура алмазного каната 5.
На фиг.4 показан вариант конструктивного исполнения устройства с направляющими колесами 9 над ведущей ветвью контура алмазного каната 4 и ведомой ветвями контура алмазного каната 5, в котором ось ведущего колеса 1 и ось ведомого колеса 3 расположены с возможностью изменения положения осей под углом от 1 до 15 градусов, преимущественно 5-7 градусов, к вертикали.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для распиловки камня алмазным канатом работает следующим образом.
На ведущее колесо 1 и ведомое колесо 3 в соответствующие желоба в них одевают предварительно замкнутый в непрерывный контур алмазный канат с образованием ведущей ветви контура алмазного каната 4 и ведомой ветви контура алмазного каната 5, а затем алмазный канат заправляют в соответствующие желоба направляющих колес 9.
Посредством устройства натяжения осуществляют предварительный натяг контура алмазного каната.
Вращение ведущего колеса 1, осуществляемое приводом 2, выполненным преимущественно в виде электродвигателя, передается алмазному канату.
Синхронное опускание суппортов ведущего и ведомого колеса из крайнего верхнего положения вниз с одновременным вращением алмазного каната обеспечивает распил блока камня одновременно и ведущей, и ведомой ветвями контура алмазного канта.
Так как в распиле блока участвуют одновременно обе ветви контура алмазного каната, то соответственно производительность устройства практически удваивается.
Отсутствие нерабочей ветви контура алмазного каната над блоком распиливаемого камня практически позволяет строить машины для распила блоков камня неограниченной высоты, одновременно устраняется возможность возникновения разрушительных колебаний свободной неработающей ветви контура алмазного канта и обычно связанных с этим обрывов алмазного каната.
Настоящее изобретение может быть использовано при резке различных твердых материалов с достижением требуемого технического результата.
Отдельные детали и узлы устройства по изобретению могут быть изготовлены из обычно применяемых в камнеобрабатывающей промышленности материалов по обычным технологиям.
Конкретные размеры и отдельные особенности конструктивного исполнения отдельных узлов могут быть выбраны из стандартных типоразмеров и стандартов камнеобрабатывающей техники и промышленного машиностроения.
Совокупности существенных признаков вариантов изобретения и достигаемого при их использовании одного технического результата показывают наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между изобретениями группы, что позволяет объединить их в одной заявке.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент RU 2310559, B28D 1/04, опубл. 2007.11.20.
2. Патент США 5099820, кл. 125/16.0 от 31.03.1992.
3. Патент США 6065462, кл. 125/21; 23.05.2000.
4. Патент RU 2193486, B28D 1/08, опубл. 2007.11.20.
5. Патент RU 7933, B28D 1/08, опубл. 1998.10.16 (прототип).