Способ обработки камня и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 534 А 5 В 2801/О К ПАТЕН ство. СССРО, 1982.ство СССР04, 1985.КИ КАМНЯ И УСТЩЕСТВЛЕНИЯ изготовлении облииловки блоков на Ог4 п2 т 9 Огтдагг 11идкости в г ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(21) .4944685/3 (22) 17.06,91 (46) 15.07.93. Б (76) Г,С,Конста (56) Авторское М 952616, кл,Авторское 1 Ф 1201161, кл. (54) СПОСОБ РОЙСТВО ДЛ (57) Использов цовочных иэд юл, %26нтопулосвидетелВ 28 0 1/ОсвидетелВ 2801ОБРАБОТЯ ЕГО ОСание приелий, рас Изобретение относится к камнеобрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении облицовочных изделий, распиловке блоков на плиты, окантовке плит и их последующей обработЦель изобретения - повышение производительности и снижение энергоемкости,На фиг,1 представлена схема к расчету предварительных напряжений; на фиг.2 представлена станочная тележка с установленным на ней блоком и устройствами для его фиксации и внецентренного сжатия; на фиг.З - принципиальная схема рычажной системы и ее взаимодействия с гидроприводом; на фиг,4 - сечение А-А на фиг,2.Конструкция и работа устройства,Подлежащий распиловке блок 1 устанавливают на станочную тележку, на раме 2 которой смонтированы опоры осей 3 вертикальных рычагов 4. Нижняя часть этих рычагов взаимодействует с распорными рычагами 5 гидропривода 6, Зазор между 2плиты, окантовке плит, их последующей обработке. Сущность изобретения в заготовке перед воздействием на нее рабочим инструментом создается предварительное напряжение растяжения,.что имеет решающее значение для практического осуществления способа, так как предел прочности природного камня на растяжение в 4060 раз меньше предела прочности этого же материала на сжатие, 2 с.п, и 3 з.п. ф-лы, 4 ил. верхними частями вертикальных рычагов 4 и боковыми поверхностями блока 1 полностью выбирают сдвоенными компенсирующими вкладышами клиньями 7,Выдвигаясь из гидроцилиндра шток 8 (фиг.З) посредством шарниров 9 поворачивает распорные рычаги. которые упираются в нижние части 10 вертикальных рычагов и поворачивают их, обеспечивая внецентренное сжатие блока заданными силами, величина которых связана с остальными параметрами привода следующими соотношениями; где Р - удельное давлен роцилиндре, кг/см (Па).0 - диаметр поршняп - число пар распорных рычагов(число мест приложения силз на длине и/или ширине бока с одной его стороны);Р 1 - сила, действующая на шарниры штока одной пары распорных рычагов, кг(Н);Р 2 - сила,. действующая на нижнюю часть вертикальных рычагов, кг(Н),а - угол наклона распорных рычагов, град,11 - длина нижнего плеча вертикального рычага, см (м),2-длина верхнего плеча вертикального рычага, см (м),Набор компенсирующих вкладышей- клиньев (фиг.4) позволяет обеспечить жесткий контакт вертикальных рь 1 чагов с блоком при различных значениях размера зазора С между ними, У клиньев угол фр, где р - угол трения материала клиньев.Предел прочности природного камня на растяжение в 40-60 раз меньше предела прочности этого же материала на сжатие, что имеет решающее значение для практического осуществления способа, особенно если учесть, что габаритные размеры блоков, предназначенных для распиловки на многодисковых или многоштрипсовых станках составляют порядка 2000 мм по длине, 1300 мм по шйрине и 1000 мм по высоте,На фиг,1 представлена схема к расчету предварительных напряжений, обеспечивающих необходимый эффект при подаче блока на тележке в распиловочный станок с верхним расположением штрипсовой рамы, Для получения максимальных напряжений растяжения в верхней зоне блока, в месте взаимодействия с ним рабочего инструмента, использован наиболее простой и эффективный в данном случае способ внецентренного сжатия блока силами Р, расположенными по алине и/или ширине блока ва участках б и смещенными относительно горизонтальной плоскости симметрии блока на величину. эксцентриситета е. Попутно силами Р блок надежно фиксируется на станочной тележке,При внецентренном сжатии блока в нем возникают напряжения сжатия (принимаемые со знаком "-"), определяемые по формулам:осж -Р бегде Р-ЬО, Ь " 100 см, д = 10 см, е = 44 см.Для данного примера получим: Усж . - з 6 44Ораст 1000 1001000 (" -2,64) стсж 1000 36гтраст = -(-1,64)/1000 Принимал предел прочности на растяжение для гранитаОЬ = 40 кг/см (4 МПа) и взяв 20% от этойвеличины получим 0,2 40 = -1,64 (-У)/1000,откуда У = 8 1000/1,64 = 4878 = 5000 кг(50 кН), При Ораст = 8 кГ/см (0,8 МПа), получим напряжения сжатия взятые со знакомминус и с учетом принятых параметров,- Осхс = 5000 3,64/1000 = 18,2 кГ/см (1,82МПа).При необходимости получить в растянутой зоне блока под рабочим инструментом(при рассматриваемых размерах) напряжения в 4060% предела прочности на растяжение сжимающие силы У также должныбыть увеличены до 1015 т (100150 кН),При распиловке блока штрипсовая рамапостепенно опускается,в результате чегоразмер монолитной части блока по высоте(Ь)а следовательно, и эксцентриситет (е),уменьшаются и для поддержания первоначального напряжения в месте контакта рабочего инструмента с материаломобрабатываемого блока постоянным необходимо регулировать (уменьшать) силу Ргидроприводом устройства. Однако практически проще, сохраняя силу сжатия постоянной, учитывать, что при этом напряжениярастяжения и сжатия постепенно возрастают, что наглядно видно из дальнейших расчетов, сведенных в таблицу,При врезании рабочего инструмента на40И =10 см получим Ь = 90 см, е =39 см.Грас 3 90090Осж 900 х (1 + 78/30) = 5000 (1 +5000+ 2,6)/900 = 5000 3,6/900 = 20 кГ/см (2 МПа). При Ь = 20; 30;.80 см получим соответствующие значения величин Ь,е и сг, приведенные в таблице при 20% и 40% предела прочности гранита на растлжение,Использование предлагаемого способаобработки камня обеспечивает, по сравнению с существующими способами следующие преимущества:а) резкое снижение сопротивления обрабатываемого материала воздействию на него рабочего инструмента, что в свою очередь значительно повышает производительность оборудования и существенно36,4/3.64( 40,0/4,0/ 44,4/4,44/ 49,8/4,98(56.6/5,66/ 65,6/6,56/ 775(7,75( 93,3/9,34/ 110,0/11,0/ 100 90 80 70 60 50 40 30 20 44 39 34 29 24 19 14 9 4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Недтыльначл.лосиост 6 снижает расход электроэнергии, инструмента, абразивных материалов и охлаждающей воды на единицу продукции,б) не требует коренной реконструкции станочного парка и может быть осуществлено посредством применения оригинального устройства, описанного выше.Формула изобретения 1. Способ обработки камня, включающий подготовку заготовки, установку ее на основание и обработку заготовки рабочим инструментом при создании в ней напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и снижения энергоемкости, в заготовке создают напряжение растяжения перед обработкой, при этом величина напряжения равна 20-70 процентам предела прочности на растяжение обрабатываемого материала.2,Способ поп.1, отл ичающийся тем, что для создания в заготовке необходимого предварительного напряжения, используют внецентренное сжатие заготовки.3. УстройСтво для обработки камня. содержащее основание для установки заготовки камня, средство создания напряжения и гидропривод, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения производительности и снижения энергоемкости, средство5 для создания предварительного напряжения растяжения выполнено в виде рычажной системы, состоящей из поворотныхвертикальных зажимных рычагов, расположенных по обе стороны заготовки, и соеди"0 ненных с ними горизонтальнф рычагов,вторые концы которых шарниро соединены со штоком гидроцилиндра Фдропривода.4, Устройство по п.З, о т л и ч а ю щ е е 15 ся тем,чтогоризонтальныерычагиустанов-лены так, что составляютс плоскостью, перпендикулярной к оси штока гидроцилиндра,угол, равный 6-12 О,5. Устройство по пп,З и 4, о т л и ч а ю 20 щ е е с я тем, что оно снабжено компенсирующими сдвоенными вкладышами-клиньями, размещенными между вертикальнымирычагами и заготовкой, при этом угол привершине клина меньше угла трения матери 25 ала клина.1828534 О г,9 Редактор Т.И оставитель Л.Логутенкоехред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова о Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2369 ВНИИПИ Тираж арственного комитет 113035, Москва, Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СС