1前言金刚石圆盘锯与砂锯主要用途是把大理石和花岗石荒料锯切成为不同厚度的毛扳,然后经过研 磨,抛光截断成为各种不同规格的板材装饰产品。我国大理石、花岗岩资源丰富,花色品种繁多, 根据二十多个省市、自治区的统计,有1000多个矿点,储量大,开采条件好。仅就全国40多 个主要矿区统计,储量大约240亿立方米。随着我国国民经济的不断发展,人民生活水平的不断 提高,大理石、花岗石装饰板材的需求不断增加。为了满足人们的这种需求,从80年代初,我国 的石材加工业开始兴起,石材加工厂数量不断增加,生产规模不断扩大。各种大理石、花岗石板材 装饰产品不断进入市场。但目前我国有部分石材加工企业仍存在着一些问题和不足。主要体现在切 割设备的选型上不合理,没有因地制宜的根据自己的实际情况进行设备选购。出现了大马拉小车或 设备选型不当而造成的一些不必要的浪费,生产效率和经济效益受到了一定的影响。本文针对这一 现象,对金刚石圆盘锯和砂锯的生产效率及成本进行对比分析,对如何选用切割设备提出了一些看 法。2金刚石圆盘锯与砂锯的特点和区别目前石材切割设备主要分为两大类:一类是金刚石圆盘锯 ,另一类是砂锯。2.1金刚石圆盘锯金刚石圆盘锯又可分为框架式、龙门式和臂式等多种形式。 它们的共同特点是:使用金刚石圆锯片进行切割。把圆锯片安装在横梁上,可装单锯片,也可装多 锯片。在横梁的下方装有导轨和工作台,把荒料放在工作台上。锯片通过电机带动旋转,用推进油 缸推动工作台作往复运动(或锯片运动荒料不动),每推进(或返回)一次,锯片自动下降一进刀 量,实现往复切割。金刚石圆盘锯的主要特点:切割速度快,最适合于切割薄板(7mm以上)。 切割面比较光滑,板厚均匀。缺点:圆锯片直径不可能无限加大,受到一定的限制。最大也只能控 制在3米以内。如果锯片太大,刚性差,锯片的旋转摆动量增大。切割效率大大降低。锯片的成本 费用也很高。所以金刚石圆盘锯比较适合于中小型荒料的切割(2.5m3)和生产500mm以 下宽度的规格板材。2.2砂锯砂锯主要是采用框架摆式结构。以四立柱为主机体,在立柱中间安 装有锯条摆动框架。工作方式是锯条随锯框作往复运动,工作台上的荒料不动。在锯切过程中借助 水的压力,把特殊磨料——钢砂、红砂撒在荒料上,通过锯条的运动将磨料压入沟槽内进行磨削形 成锯路。因此,钢砂也就是砂锯切割的“刀具”。锯条在往复运动过程中逐渐下移,把荒料锯割成 为毛板。砂锯的主要特点是切割的荒料块度大(可达4m3),板材宽,不受限制。能很好地保证 板材所具有的天然花纹色泽。还可以同时拼2～3块荒料一起切割。切割成本较低。缺点是:装条 质量要求高。因为它对高产、优质、低消耗的实现起着决定性的作用。锯条装不好锯切时锯路容易 偏斜,产品报废。另外它的锯切速度较慢,成材率比金刚石圆盘锯低。切割板材厚度一般要在20 mm以上,切割板材的板面比较粗糙,板材厚度不均匀,研磨工作量较大。荒料固定要牢固,锯切 过程中不能有移动现象,否则会对整个生产带来严重影响。3切割效率为了便于对上述两种类形的 切割设备进行对比分析,现分别对生产效率进行计算。为了使计算数据具有可对比性,我们把切割 条件定为“五相同”:既切割荒料的规格尺寸相同(2000×1200×1200mm);荒料 硬度相同(HS=90,见表一);切割功率相同;操作人员数相同;研磨设备相同。有了上述条 件就能分别计算其切割效率:表一不同硬度进刀量表项目名称硬度(HS)圆盘锯切割速度(mm /min)砂锯往复次数(次/min)进刀量圆盘锯(mm/min)砂锯(mm/h)白虎涧 861000802035大黑白点871000802034花岗岩891000801732 花岗岩901000801630砻石941000801328笔山石97100080102 4日中石971000801024石山红1011000808203.1金刚石圆盘锯的切割 效率切割效率与荒料的硬度、进给速度、进刀量以及辅助时间等因素有关,不同的硬度有不同的进 给速度和进刀量(见表一)。操作过程中要适当进行调整,以获得最佳的切割效果。根据切割参数我们建立切割效率计算式如下:k1=60evgtηm2/班(3--1)式中e--单程进刀量e=0.016m(由表一查取)v--切割速度v=1m/mint--班工作时间t=8g--锯片数g=2η--辅助时间系数η=0.8现以LQ—14型龙门 式切割机为例:切割花岗石,硬度HS=90(由表一查得),荒料长度2000mm,圆锯片直 径Φ1400mm(双锯片),耗电42KW,耗水1.5m3/h,切割速度1000mm/m in,每次进刀量由表一查得为16mm。代入式(3-1)得:k1=60×0.016×2× 8×0.8=12.28m2/班3.2砂锯的锯割效率砂锯是以锯条加钢砂磨料进行磨削切割。 砂锯的生产效率主要取决于荒料的硬度,钢砂消耗,毛板表面平整度,毛板表面光滑度,毛板厚度 误差,锯条消耗,上砂是否均匀适当,水砂的比例是否适度等因素。这要靠人工进行判断;如泥浆 清澈,表明钢砂少;泥浆混浊程度适当,表明钢砂适量;锯路冒热气,表明严重缺砂。所以掌握好 钢砂的供给量是保证锯路正常下降,提高锯割效率的主要关键。对于一些硬度较低的花岗石,可以 要较快的下降速度,但钢砂消耗增加,毛板表面平整度与光滑度下降,厚度误差增大,锯条消耗加 快。因此,对一些中等硬度的花岗石,其切割下降速度可从表一选取。根据砂锯的切割原理和切割方法,得砂锯切割效率计算式如下:k2=Lebtηm2/班(3--2)L--切割荒料长度L=2me--每小时下降量e=0.030m/h(由表一查取)t--班工作时间t=8η--辅助时间 系数η=0.6b--锯条数量b=40现以LVG/S40钢砂排锯为例对其生产效率进行计算 :计算参数:锯框往复次数80次/min锯条数量40耗电量41.75kw耗水量2m2/h 钢砂消耗3.5～4kg/m2锯条寿命9m2/条下锯速度0.030～0.050m/h荒料 长度2m将上述数据代入(3-2)式得k2=2×0.03×40×8×0.6=11.52m 2/班3.3研磨效率研磨使用322G/8桥式磨光机,研磨毛板最大宽度1800mm,厚度 20～220mm,产量15m2/h。研磨效率与毛板尺寸的大小、厚度和板面的粗糙度等有关 。目前市场上对花岗石板材的厚度误差要求比较严格,其主要原因是薄板一般用于贴墙和铺地面, 为了不影响墙面的视觉效果,厚度误差必须控制在±1mm以内。金刚石圆盘锯切割的板材板面较 光滑,厚度误差小,研磨工作量小,效率高。而砂锯切割的板材板面粗糙,厚度误差大,研磨工作 量大,研磨成本也比金刚石圆盘锯切割的板材高出约20%(见表二)。表二研磨成本表荒料硬度 (HS)87909497101圆盘锯切割毛板(元/m2)3.84.14.44.85.1 砂锯切割的毛板(元/m2)4.64.95.35.86.2注:表二的成本包括耗电、人员工 资、各种材料消耗。4生产成本对比分析金刚石圆盘锯和砂锯主要是切割和研磨的直接成本差别较 大,其它工序的成本基本相等,所以,在以下的计算中只考虑切割和研磨的直接成本。4.1金刚 石圆盘锯切割和研磨成本金刚石圆盘锯的生产消耗主要是水电和锯片。它的直接生产成本看高这的 锯1算有(效的割格供所p=wjsgm1元/m2(4--1)式中w--耗电w=16.42 元/m2j--锯片损耗j=2.5元/m2s--水耗s=2.16元/m2g--人员工资g =3.25×2=6.4元/m2(按2人计)m1--研磨成本m1=4.1元/m2(由表2 查取)代入(4--1)得P=16.2+3.5+2.16+6.4=28.48元/m24. 2砂锯锯割和研磨成本ps=wksgm2q元/m2(4--2)式中w--耗电w=17.3 9元/m2k--锯条消耗k=3.8元/m2s--水耗s=2.4元/m2g--人员工资g =3.25×2=6.4元/m2(按2人计)m2--研磨成本m1=4.9元/m2(由表2 查取)q--钢砂消耗q=0.4元/m2代入(4--2)得ps=17.39+3.8+2. 4+6.4+4.9+0.4=35.29元/m24.3对比分析由式(3-1)、(3-2) 、(4-1)和(4-2)计算结果,我们可以看出,在同等条件下,金刚石圆盘锯的班产量要比 砂锯的班产量高出近1m2,而直接切割成本要比砂锯直接锯割成本低近20%。这是因为荒料比 较小(2000×1200×1200mm),是金刚石圆盘锯的理想切割尺寸,真实地反映了该 设备的实际切割能力。对于砂锯来说,荒料偏小(砂锯最大可切割荒料规格为3000×2500 ×1800mm),没有满负荷锯割,产量偏低。由(3-1)和(3-2)的计算公式得知:金 刚石圆盘锯的切割效率只与切割速度和进刀量有关,与荒料的大小无关。而砂锯的锯割效率则与荒 料的大小(L值)成正比关系,L值(荒料长度)越大锯割效率就越高。其效率系数η值亦大(见 图一)。所以,从图一中看出只有锯割大块荒料才能充分发挥砂锯的锯割效率。降低它的锯割成本 。5结论经过上述对比分析,金刚石圆盘锯只适合于中小块荒料切割和中小规格板材的生产。砂锯 则适合于锯割大块荒料和大规格板材的生产。因此在建厂和设备选型时,要根据本地区的荒料供应情况和主要生产板材规格来确定。才能提高生产效率,达到所需要的理想效果。金刚石圆盘锯与砂锯的切割效率及成本对比分析@麻胜荣$南华大学
@聂素华$南华大学
@李恒$南华大学
@王育峰$南华大学金刚石圆盘锯和砂锯都是石材切割的主要设备。本文主要是对这两种设备的特点 、生产效率和生产成本进行对比分析。总结了这两种设备各自的使用条件和范围,为石材切割设备的合理选型提供了依据。金刚石圆盘;;砂锯;;
花岗石;;
板材切割;;效率
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