石材機械

石材機械

采石機械設備總稱
石材機械是指在對天然或人造石材進行勘探、開采、加工、維護、檢測、裝修、設計等使用的機械、工具、備件,以及制造石材加工工具、裝飾裝修等環節使用的設備、輔助材料、工具、零件的總稱。[1]在石材工藝過程中,都需要大量的石材機械及工具。
    中文名:石材機械 外文名: 所屬品牌: 工藝:石材開采、加工、裝修 包括:包括切機和鑽機 類型:機械設備

發展狀況

曆史

石材加工曆史悠久,地球上自有人類活動以來,就有石材加工,以至于考古學家把遠古人類生活的年代劃分為舊石器時代和新石器時代。在長達250萬年的舊石器時代,石器是人類的主要勞動工具。距今8000年前,人類開始以磨制的石斧、石锛、石鑿和石鏟,琢制的磨盤和打制的石錘、石片、石器為主要工具。後來,随着金屬工具的出現,人類逐漸掌握了各種石材的開采和加工的方法。

石材毛闆加工最初采用擺式砂鋸,鋸機框架采用繩索吊挂,進給系統靠重力配重完成。鋸條張緊機構靠楔形塊張緊。磨料主要采用河砂,由人工上砂和加水完成。鋸割的闆材尺寸小,厚度不均勻,表面粗糙度很大。加工工藝比較簡單、産品單一、勞動強度大、質量較差。

在工業革命以前,所有石材開采和加工都是用手工完成的。直到19世紀,歐洲才出現了第一台用于加工石材的機械,這給石材加工行業帶來了一場革命。石材機械發明以後,石材加工才從繁重的體力勞動中解脫出來。從此,石材加工開始從手工操作向機械化方向發展。

随着石材加工設備和加工工具的發展,出現了金剛石框架鋸機,用來對大理石荒料進行毛闆加工。其進給機構和張緊結構采用液壓式,同時鋸框采用平移式。花崗岩框架砂鋸采用同步絲杠進給結構,加砂系統采用自動混料噴砂及噴水系統,加工效率和加工質量得到較大提高。

石材加工設備随着新技術的出現而得到不斷發展,同時其加工工藝也得到不斷提高。石材加工從闆材向異型發展,随之出現圓弧闆切機、圓弧闆磨機、石線切機、數控雕刻機等一系列異型石材加工設備。石材加工設備也随科學技術的發展而不斷完善和更新,從簡單電氣控制向PLC控制和數控方向發展。加工方法也從機械加工向高壓磨料水加工、激光加工、火焰加工、噴砂加工等方向發展。輔助設備也從單一機械裝置向數控化和智能化方向發展。

20世紀中葉,石材機械化生産加工設備在德國、法國、西班牙等歐洲國家得到迅速發展,推動了石材加工機械的技術進步。20世紀80年代後期,憑借廉價優質的優勢,意大利成為世界石材機械制造業的發達國家。之後,亞洲的日本、中國台灣、中國大陸也誕生了很多優秀的石材裝備企業。

自1980年以後,中國石材機械制造業不斷引進學習先進國家技術,已初步形成了完整的石材加工機械制造體系,制造技術水平與國際先進水平的差距正在迅速縮短,中國正逐漸成為石材機械制造強國。

今後趨勢

石材機械今後将向多元化、高效率、精密化、自動化、流水線的方向發展。

石材開采機械向金剛石繩鋸機、大型桅杆吊、多頭鑽機等适應現代化石材荒料生産效率提高的方向發展;石材加工機械向連續化生産線發展;大型沙鋸、框架鋸、多刀切機、連續磨機及表面處理設備、異型加工機、雕刻機、加工中心等都将受到用戶的青睐;裝修機械呈現出向小型化、便攜化、多樣化的趨勢發展;

石材維護機械則向小型化、專用化、高效率化、便攜式發展;石材檢測儀器與設備向更加專業化、标準化、通用化、小型化、智能化方向發展;石材的裝飾裝修設計向計算機、數據庫、網絡化發展;其相應設備、儀器與使用技術的結合也将是未來石材軟件科學重要的發展部分等。

裝配

要保證石材機械産品的裝配的質量,必須按照規定的各種石材機械産品裝配技術要求去操作。不同的石材機械産品裝配技術要求雖不盡相同,但在裝配過程中有許多工作要點是必須共同遵守合同的。

1、做好零件的清理和清洗工作。清理工作包括去除殘留的鑄造型砂、鐵鏽、切屑等。特别是一些重要的零部件,例如龍門大切機、内腔應塗防鏽漆。零件上的油污、鐵鏽或附着的切屑可用柴油、煤油或汽油作為洗滌液進行清洗,然後用壓縮空氣吹幹。

2、相配表面在配合或連接前,一般都需加潤滑劑。尤其是主軸箱部件中的軸承部位,升降機構的絲杆螺母部位。

3、相配零件的配合尺寸要準确,裝配時對配合尺寸應進行複檢或抽檢。例如:主軸的軸頸與軸承配合部位,主軸箱與軸承配合的孔及其中心距。

4、輪的裝配,要求兩齒合輪軸心線必須在同一平面内,并且互相平行,應保證有正常的齒合間隙,同時軸向錯位≤2MM。

5、聯接的結合表面應檢查是否平整,有無變形,否則應修整,去除毛刺,保證接合面接觸緊密、平整、不歪斜。

6、密封件應平行壓入密封槽,不能扭曲變形,破損刮傷密封面。

7、皮帶輪的裝配要求是兩皮帶輪軸線必須平行,輪槽中心應以正,偏移過大會使皮帶輪張力不均勻,造成皮帶滑脫和加速磨損。同時三角皮帶裝配前應選配,長度應一緻,防止傳動中發生振動。

8、軸承裝配之前應清洗,洗除防鏽漆後才能裝配;清洗時應注意檢查滾道和滾動體有無鏽蝕,轉動是否靈活;軸承裝配時應在配合件表面塗一層潤滑油,裝配時如發現壓力相差太大,應停止裝配進行檢查;軸承裝配時,無型号的一端應朝裡,靠軸肩方向;套裝軸承時加力的大些,方向、位置應适當,不應使滾道這滾動體受力,應均勻對稱敲打,不可猛擊,保證端面與軸垂直,防止安裝傾斜。

9、螺紋連接應采用防松裝置,根據實際情況和設計要求選用以下常用防松裝置;雙螺母防松;彈簧墊圈防松;開口銷防松;止動墊圈防松圓螺母與花墊防松;對稱多個螺栓擰緊方法應采用對稱順序逐步擰緊,條形連接件應從中間向兩方向對稱逐步擰緊。螺栓連接的羅紋的尾部應突出螺母。

對石材的影響

石材礦山開采技術和裝備

中國仍然有不少石材礦山采用打眼放炮這種落後的方法來生産石材荒料,不但生産效率低而且作業不安全,特别是由于爆震引起岩體破裂,對石材資源破壞嚴重,生産出來的荒料尺寸不規矩,甚至由于出現裂紋而報廢,成材率很低。據估算,采用打眼放炮的方法開采荒料隻有5%到8%的開采量可以加工成材。上世紀80年代初,一些石材工業發達國家,已明令禁止采用炸藥爆破方法開采石材,而代之以金剛石串珠繩鋸等先進技術。

可以說這是石材礦山開采技術現代化的标志。而衡量石材礦山開采技術現代化程度的一個重要指标是:日人均開采荒料的立方米數。國際廳業界人士認為中國的石材礦山生産率低。原因是缺乏機械化設備,開采技術落後,生産管理不善。一些石材礦山的年均開采量隻有幾百到幾千立方米,少數幾個石材礦山的年開采量在1萬立方米以上,年人均産量為6m3。折合月人均産量隻有0.5m3,比印度還低。

衆所周知,印度也是個石材生産大國。但它的花崗石礦山規模小,無現代化裝備,因此石材荒料生産率很低。日人均隻有1m3。芬蘭是斯堪的納維亞國家中最大的石材輸出國。它的花崗石礦山生産系統是世界一流的,每年出口花崗石至少在25萬噸以上,礦山生産效率高達日人均40m3。南非石材礦山的生産率屬中等水平,日人均8—10m3。

石材加工機械設備

近十多年來中國石材機械設備的研制有了長足的進步,有的單機性能自動化程度已達到國際先進水平。但是在高端技術設備方面中國還沒有生産。從石材企業整體生産線的自動化程度來說,與國外相比仍有差距,某些生産環節仍靠人力操作,不但影響了生産效率,還由于員工素質不高緻使成品質量存在不穩定因素。

世界石材強國意大利的石材企業即使大多使用自動化程度很高的生産線,但仍然需要具有一定石材知識和經驗豐富的人員,來掌握加工過程的工藝參數才能生産出頂級的石材成品。

國外許多石材礦山,特别是花崗石礦山已全面采用金剛石串珠繩鋸開采荒料,而且在花崗石荒料的鋸切加工方面,也已推廣多線型金剛石串珠繩鋸。然而在中國許多石材企業仍舊使用老式的框架鋸。它的一個顯着優點是鋸切成本較低,但存在存在很多缺點:

①裝配費用高,大約為金剛石串珠繩鋸的四倍;

②操作人員多,至少需要兩個人操作。更換鋸條時還要更多的人共同操作;

③鋸切速度慢,老式框架鋸的鋸切速度隻有2cm/h。新式框架的鋸切速度也不過3.5-3.8cm/h.而金剛石串珠繩鋸的鋸切速度高達20cm/h,有可能提高到30cm/h;

金剛石鋸片對石材的影響

④框架鋸鋸切的闆材表面較粗糙,平面度也較差,因而磨光速度低,為100cm/min,而金剛石串珠繩鋸鋸切的闆材表面較平滑,磨光速度可高達160cm/min,因而減少磨抛加工時間;

⑤能源消耗和材料消耗都比較高;

⑥廢鋼砂漿的棄置和工作場地的粉塵造成嚴重環境污染。

石材成品的質量

國際石材業界人士認為,中國石材成品的質量不高,是因為所用的石材加工設備和工藝方法比其它國家落後。以生産花崗石飾面磚為例。從礦山開采出來的花崗石荒料大多形狀不規矩,而且尺寸大小不一;鋸切成花崗石闆材一般采用直徑1m和1.6m的金剛石圓鋸片,鋸片質量不高,鋸切下來的闆材通常用搖臂磨光磨抛,加工多為手工藝操作,即使用自動化程度較高的磨抛機,配套的磨頭所用磨料質量差;磨光後的闆材用普通橫切機鋸切成一定尺寸,生産過程自動化程度低。

上世紀90年代,歐洲很多國家已采用了先進的鋸切機和高質量的鋸片。花崗石飾面磚的生産幾乎是全自動化的。最新一代的鋸切機裝有多達80個直徑為1m的金剛石圓鋸片,由于采用的是優質金剛石,鋸片線速度可高達35m/s,進刀速度為17m/min,每個鋸片的鋸切率為1m2/h.相比之下中國用的鋸切機一般隻裝有5個直徑為1m或1.6m的鋸片,而且鋸片基體和金剛石質量均較差,所以鋸片線速度受到限制,為17m/s或27m/s,進刀速度慢,為5m/min每個鋸片的鋸切率約為/0.3m2/h。

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