高速锯片锯切检测试验机的研究与开发

    树脂薄片切割砂轮(后文简称锯片)是磨具产品中常见的产品。目前国内的产品主要集中在低转速(不高于70~80m/s)、高磨耗行列,主要用于小尺寸结构件的快速切割。这类产品价格低廉、用途广泛,具有广阔的市场需求[1]。但在高转速工况下,这类锯片无论从质量上还是安全上均不能满足要求,产品多依赖进口。目前国内公司开始从事高转速高质量磨料磨具的生产与开发,如武汉的法山磨料磨具有限公司等。为保证锯片在高转速下稳定安全运转,产品从配方到用料、加工及检测都有较严格的规定,如欧洲标准EN 12413、中国标准GB 2494、国际标准ISO525等。其中锯片的检测包括平面度检测、静平衡检测、回转试验及锯切试验等。

    由于高速锯片在我国起步较晚,目前国内锯片及相配的锯切机械大多以国外产品为标准。高速锯片锯切检测试验机的研制还处于起步阶段,很多厂家直接用锯切机来代替锯切检测试验机进行锯片的锯切实验,其标准并不统一,如某公司生产的高速锯片主要供应铁路,其采用的锯切试验为:直接将试切锯片装入钢轨用锯切机上,每锯断一段钢轨,检查锯片的磨损程度及测量其磨损量,然后与以往的数据进行比对,从而分析锯片质量的好坏。该锯切试验方法虽能部分解决无专门的锯切试验机带来的问题,但还存在如下缺点:

    (1)通用性不够。一种型号的锯切机只适于某一型号的锯片,对不同型号、不同直径及孔径的锯片无法满足要求。

    (2)锯片作用在钢轨上力的大小与方向,及锯片与钢轨摩擦的线长度在此工况下属非可控因素,造成检测数据可信度不够,只能作为感观上判断锯片质量好坏的依据。

    (3)被用于锯切试验的材料单一。该锯切机是铁路专用手提式锯切机,在锯切钢轨时配有专用夹具,不能用于其它材料的装夹与切割。同时锯片的配方不同,适合其切割的材料也不同,研制锯切其它材料的锯片时,此试验方法的缺陷进一步凸显。

    (4)安全性不够。通用锯切机械适用于完全通过安检的锯片,当用其检测新配方生产的锯片时,该试验方法在安全性方面的缺陷进一步凸显。

    综上所述,通用性强、定工况、自带适普性夹具、安全性好成为设计高速锯片锯切检测试验机的主要实现目标。

    1　总体方案

    1.1　锯切原理

    图1为树脂砂轮薄片锯切机工作原理图,锯片高速旋转,在外力作用下与被切割工件接触,磨粒在高速运转下与工件表面产生摩擦,进而达到切断工件的目的。砂轮切割机的种类较多,依其磨削方式可分为手动式、直线式和摆动式[2],如图2所示。