Способ обработки твердых пород камня

 

СОЮЗ СОВЕ ГСНИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (51)4 В 24 В 7!22

»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3864353/25-08 (22) 04 ° 03.85 (46) 30.08.86. Бюл. Р 32 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН УССР и Областное производственное объединение Киевнерудпром" (72) Д.М.Мифлиг, А.И.Шпигельман, А.И.Повзик, Г.С.Дубский, В.А.Мельник и В.А,Басанько (53) 621.941.1 (088.8) (56) Оборудование для добычи и обра. ботки природного камня. Каталогсправочник ЦНИИТЭстроймаш. M., 1980, с. 194-205, (54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТВЕРДЫХ

ПОРОД КАМНЯ, включающий подачу плит в зону обработки, поперечное возвратно-поступательное движение алмазно„„SU„„1253760 А 1 го круга в направлении, перпендикулярном подаче плит, и вращение круга, отличающийся тем, что, с целью устранения неплоскостности и разнотолщинности плит, обработку производят кругом с цилиндрической режущей поверхностью, образующая которой параллельна направлению скорости подачи плит, а ее длина в 2-20 раз меньше ширины плит, причем алмазному кругу при поперечном возвратно-поступательном перемещении сообщают дополнительное движение, совпадающее по направлению и скорости с подачей плит, а между сменой направлений поперечного перемещения сообщают движение по направлению обратное, а по скорости в 530 раз большее скорости подачи плит.

12537б0

Изобретение относится к технологии обработки облицовочных плит из природного камня, полученных, например, распиловкой блоков полосовыми пилами на рамных станках.

Цель изобретения — устранение ненлоскостности и разнотолщинности плит иэ твердых пород камня иа кон:вейерных линиях.

На фиг.1 изобра;кена траектория абсолютного движения инструмента относительно неподвижных элементов конвейера, на фиг.2 — траектория относительного движения относительно плиты, на фиг,3 — предлагаемое уст ройство, разрез, на фиг.4 — разрез

А-А на фиг.З; на фиг.5 — предлагаемое устройство, вид сверху.

Способ обработки твердых пород камня осуществляется следующим образом.

При движении инструмента в направлении, перпендикулярном направлению подачи плит, шпинделю придают основное дополнительное движение, скорость которого совпадает по направлению и величине со скоростью подачи плит. При этом абсолютное движение происходит по траектории 1-2 (фиг.1), относительное (относительно плиты) — по траектории 1 - 2 (фиг.2). В точке 2, когда инструмент выходит за габариты плиты, шпинделю (инструменту) придают дополнительное возвратное движение, скорость которого по направлению противоположна, а по скорости в 5-30 раз больше скорости подачи плит. На этом участке цикла абсолютное движение инструмента происходит яо траектории 2-3, относительное движение — по траекто1 рии 2 — 3. В точке 3 движение инструмента (кроме враг,ательного) останавливают и, когда обрабатываемая плита перемещает относительно положения 1 на величину заданной ширины сошлифовываемого слоя, включает погеречное и основное дополнительное движения. Абсолютное движение совершается по траектории 3-4, относительное — по траектории 3 — 4. В точке 4 шпинделю придают возвратное дВижение и цикл абсолютного движения оканчивается в точке 1 относительного — в точке 5. В процессе даль нейшего повторения циклов абсолютное движение инструмента совершается по траектории 1-2-3-4, а относительное по траектории 5 — 6 — 7 — 8 — 9 и т.д.

Таким образом инструмент обрабатывает всю поверхность плиты, причем

5 ширина сошлифовываемого слоя остает-! ся постоянной по всей ширине плиты.

Устройство, реализующее нредлагаемый способ (фиг.3 и 4),.состоит

10 из конвейера 1, лента 2 которого подает уложенные на ней плиты в зону обработки. На конвейере закреплен портал 3, на котором установлена ка» ретка 4 с возможностью перемещения

1s вдоль него. На каретке установлен шпиндель 5, соединенный с ней посредством вертикальной установочной пиноли б и направляющей 7, по которой шпиндель имеет возможность пере20 мещения относительно каретки в направлении, параллельном скорости подачи плит. Перемещение шпинделя в направлении скорости подачи плит осуществляется механизмом 8, закреп25 ленным на портале и соединенным с направляющей. Этот механизм состоит, например, из контактирующего с лентой конвейера ролика, редуктора, вариатора, муфты, механической передачи типа шестерня-рейка (не показаны). На каретке установлен также механизм возврата 9 шпинделя в исходное положение, представляющий собой, например, гидроцилиндр. При35 жимной ролик 10, установленный на конвейере, обеспечивает фиксацию обрабатываемых плит на ленте. Измере" ние величины перемещения ленты производится устройством 11, которое выдает команды на изменение направления возвратно-поступательного движения.каретки.

В качестве режущего инструмента в устройстве используют алмазный барабан 12, жестко закрепленный на

45 шпинделе. Длина образующей режущей поверхности барабана в 2-20 раз меньше ширины обрабатываемых плит.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом обработки включают вращение инструмента (барабана) и подачу плит (движение ленты).

Когда плита входит в зону обработки по сигналу управляющей системы (не

55 показана), вклю- ается привод движения каретки по порталу (начало первой половины цикла). Одновременно включается муфта механизма 8, пос1 253760

50

На практике ширина плит гранита, обрабатываемых на конвейерных линиях равна 300-2000 мм . Рациональная ширина барабана составляет примерно

100-150 мм, что в 2-20 раз меньше ширины обрабатываемых плит. При меньшем соотношении вертикальная составляющая силы резания может редством которого движение от ленты конвейера передается шпинделю, перемещающемуся в направлении подачи плит по направляющей 7. Скорость этого перемещения равна скорости по- 5 дачи плит . Уравнивание скоростей ленты и шпинделя производится при помощи вариатора механизма 8. Когда инструмент перемещается на всю ширину плиты и выходит из контакта с ней (точка 2, фиг.1), муфта отключается, механизм возврата шпинделя в исходное положение осуществляется со скоростью, превышающей скорость ленты в

5-30 раз. В исходном положении шпин- <5 дель находится до момента, когда лента перемещается от положения, в котором она находится 8 момент начала цикла, на величину, равную заданной ширине обработки за один проход инст- 20 румента и близкую ширине барабана (задание величины перемещения, его .измерение и выдача управляющих команд производится устройством 11). После этого включается поперечное переме- 25 щение каретки, муфта включает продольное перемещение шпинделя, начинается вторая половина цикла. Работа устройства во второй половине никла аналогична первой. 30

В процессе работы барабан производит резание материала на глубину, равную, например, половине срезаемого припуска и составляющей на практике 2,0-2,5 мм. Рациональная ско-.

35 рость подачи барабана при поперечном перемещении шпинделя составляет

2-3 м/мии. Производительность резания при указанных режимных параметрак составляет 4g 75 см /мин, что обеспечивает эффективное резание породы, низкий уровень энергоемкости разрушения, силы шлифования и износа инструмента. Длина дуги контакта составляет 25-30 мм при диаметре

45 барабана 320-400 мм, что значительно уменьшает длительность тепловых ьмнульсов по сравнению с их длительностью, имеющей место при работе прототипа.

Гранит

Новоданиловского месторо:кдения

Характеристика алмазоносного слоя инструмента:

Марка алмазов АЗ

Зернистость 800/630

Связка М50

Конструктивные параметры:

Барабана (0), мм 400

Ширина .барабана (8), мм 150

Длина поперечного перемещения шпинделя (барабана)(Г), мм

Количество шпинделей (), шт 2

Режим работы:

700 стать больше допускаемой с точки зрения прочности плит, при большем соотношении производительность обработки снижается до нерациональной величины.

При укаэанных режимных параметрах (глубина резания 2,0 — 2,5 мм, скорость подачи 2-3 м/мин) и ширине барабана вертикальная составляющая силы резания равна 4000-8000 Н и превышает допускаемую с точки зрения прочности гранитных плит толщину (2О мм и выше).

Производительность устройства, оснащенного двумя инструментами (шпинделями), составляет 1 0-20 м /ч, что превышает производительность инструментов на последующих, операциях шлифования и полирования и дает возможность осуществлять процесс устранения неплоскостностн и разнотолщинности плит нз гранита на конвейерных линиях при непрерывной их подаче.

Пример обработки на конвейере с непрерывной подачей плит шириной

L = 600 ьм.

Исходные данные:

Производительность обработки (II), м /ч 15

Допускаемая неплоскостность и разнотолщинность плит, мм необработанных (Н„) 4 обработанных (Но) 0,7

Допускаемое вертикальаое усилие (P„> ),Н

Обрабатываемый материал

60.0 l5

214с

0,42

Р У

2,5

5

Скорость резания (V ), р У и/с

Скорость подачи барабана (V„ ), м/мин (поперечного перемещения каретки)

Скорость возврата шпинделя в исходное положение (V ), в м/мин

Глубина резания (b), мм

Экспериментальные данные:

Мощность резания (N), квт

Вертикальная составляющая усилия резания (Г„), Н!

253760 б где 60 — количество минут в часе.

Требуемое время одного полуцикла: где 60 — -..оличество секунд в минуте.

Время одного рабочего хода (пере-, мещения каретки в одном направлении)i

Е --- -с — — )бас, 0 7.60

2ь5

Время возврата шпинделя в исходt5 ное положение: с =- — - - - — — -) 4с.

S - t О 42 l6 8 в 7 в

20 Суммарное время перемещений инструмента:

Неплоскостность и разиотолщинность обработанных плит (H), мм Î,5

Экспериментальные данные получены 25 йа специальном стенде, предназначенном для исследования энергетических и силовых параметров обработки в зависимости от режимов работы инструмента. Неплоскостность плит измерялась путем измерения щупом зазора под металлической слесарной линейкой, уложенной на обработанную поверхность, разнотолщииность — штангенциркулем. Покажем, что при указан35 ных режимах работы инструмента возможно достижение заданной производи.тельности. Для этого рассчитываем следующие параметры.

Скорость подачи плит:

+14

П 15

-" 0,42 м/мин, Как видно иэ расчетов, суммарное время перемещений инструмента на

3,2 с меньше требуемого времени одного полуцикла. Времени 3,2 с вполне достаточно для переключения направлений движения инструмента. Таким образом, заданная производительность обработки обеспечивается при использовании в устройствах двух инструментов (шпинделей), что вполне приемлемо для создания конвейерных линий.

Из сказанного следует, что но предлагаемому способу может быть осуществлено устранение неплоскостности и раэнотолщинности плит из твердых пород камня на конвейерных линиях с высокой производительностью.

)253760

Г

Й.

Clue.1 ,) I

Ю ь е — в

1253760

Составитель Е.Щеславская

Техред 8.Кадар

Редактор Т.Иитейко

Корректор Л. Патай

Заказ 4668/17

Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4