Штрипсовая распиловка гранита

За свою многовековую историю гранит заслужил признание строителей и мастеров-камнерезов по всему миру. Этот природный камень обладает такими достоинствами, как надежность и прочность, он отлично подходит для возведения монументальных построек, создания уникальных интерьеров и экстерьеров. Однако строительство немыслимо без процесса камнеобработки, который позволяет получать заготовки определенных форм и размеров. Именно с этой целью на протяжении многих веков человек использует технологию штрипсовой распиловки гранитных блоков, об особенностях которой мы и расскажем в этой статье.

Добыча природного камня

Добыча натурального камня является трудоемким процессом, требующим не только наличия специального оборудования, но и точных знаний в области геологии. Так, добыча гранита происходит в несколько этапов:

1. Поиск месторождения. Первый этап добычи любой горной породы — это поиск месторождений. С этой целью учеными-геологами проводятся специальные исследования, которые позволяют определить объемы залежей, оценить качество камня и перспективы его добычи. Также геологи проводят экономическую оценку эффективности добычи ископаемых именно в этом месте.
2. Добыча природного камня. Второй этап этого трудоемкого процесса — непосредственная добыча камня. Конечной целью этого этапа является откол блока от цельной каменной глыбы. Полученные блоки разделяют на пильные — имеющие правильную форму блоки, и колотые — каменные блоки рваной формы. Размер полученных блоков зависит от прочностных характеристик камня, а также наличия от на нем мелких трещин. Таким образом, гранит чаще всего добывается крупными блоками, мрамор и известняк — более мелкими.

Существует несколько способов добычи природного камня:

• Метод воздушной подушки. Самым экономичным способом добычи натурального камня считается метод воздушного воздействия, или, как его еще называют, метод воздушной подушки. В горной породе создается специальное углубление, которое наполняется воздухом при высоком давлении, вследствие чего происходит щадящий взрыв и откол каменного блока. Данный метод не гарантирует точность разлома, однако не ведет к образованию микротрещин, а значит, повышает блочность.
• Взрывная отбойка. Наименее затратным, но в то же время и наименее щадящим способом добычи является взрыв горной породы. В отличие от воздушного метода, этот способ подразумевает закладку обыкновенной взрывчатки в горное углубление. В результате взрыва происходит откол каменных блоков различного размера. Данный способ сопряжен с появлением большого количества отходов, поэтому больше подходит для получения строительного щебня.
• Резка камня. Одним из наиболее популярных в наше время способов добычи является резка камня. Камень получают при помощи специального инструмента — камнереза, в роли которого могут выступать машины с дисковыми или канатными пилами с алмазными насадкам. Такой способ позволяет получить блоки правильной параллелепидальной формы. Отрезной метод — самый дорогостоящий, но в то же время самый эффективный.

Виды камнерезных станков

Строительство и изготовление изделий из натурального камня подразумевают его тщательную обработку. Важнейшим этапом обработки является распиловка каменного блока, которая осуществляется при помощи специальных камнерезных станков. Вот наиболее популярные виды станков:

• Штрипсовый станок. Это станок с полосовой (штрипсовой) пилой, которая закреплена на раме шарнирами. Сами штрипсы представляют собой металлические полосы длиной 3-4 метра, высотой несколько десятков миллиметров и толщиной 4-5 миллиметра. Такой тип камнерезных станков характеризуется высокой производительностью и возможностью распиловки каменных блоков самой различной прочности. Например, станки с криволинейным движением предназначены для работы с особо прочными материалами, в этом им помогает специальная системой подачи абразивной пульпы. Прямолинейные же станки больше подходят для работы с каменными блоками средней и низкой прочности.
• Дисковый станок. Дисковые камнерезные станки имеют в своем устройстве диски с металлическим корпусом и алмазными сегментами, напаянными по краям. Такие станки подразделяются на однопильные, оснащенные пилами большого размера (2000-3500 мм), и многопильные, имеющие в своей конструкции комплект дисковых пил диаметром 1250 мм. Преимуществом дисковой распиловки камня является возможность работы с породами любой прочности.
• Канатные пилы. Еще одним видом станков по камню являются канатные станки. Конструкция их состоит из стального каната с алмазными сегментами, приводной станции из направляющих шкивов, пильных стоек и натяжного устройства. Подтягиваясь на шкивах, канат приводится в движение и двигается со скоростью 5-8 метра в секунду. Такая высокая скорость позволяет не только увеличить производительность, но и снизить энергозатраты, повысить точность и качество распила. К тому же канатные системы позволяют распиливать блоки больших размеров, а сами алмазные канаты значительно дешевле пильных дисков.

Штрипсовая распиловка в древности

Технология штрипсовой распиловки известна человечеству с древних времен. Первые прототипы штрипсовых пил использовались строителями еще во времена Первой древнеегипетской династии (3060—2864 гг. до н. э.). Тогда египетские строители использовали медные пилы со свободным абразивом из кварцевого песка, а также пилы с закрепленным абразивом (на инструменте закреплялись маленькие кусочки минералов). Так древним строителям удавалось создавать детали гранитных саркофагов и плиты для постройки пирамид.

Штрипсовая технология распиловки применялась и в средневековой Европе. До X века европейцы использовали лучковые пилы, имеющие схожие со штрипсовыми режущие элементы (металлические полосы), но отличающиеся по конструкции. Однако с развитием промышленности лучковые пилы постепенно модернизировались. Со временем появилась многоместная натяжная рама, где каждый штрипс натягивался отдельно. Аналогичный принцип работы используется в основе штрипсовых станков и в наши дни.

Современные штрипсовые станки

Несмотря на то что штрипсовая технология имеет столь древние корни, современные станки лишь отдаленно напоминают своих предшественников. Вот основные изменения, которые произошли со штрипсовыми станками за последние столетия:

1. Размер станков. Увеличение габаритов станков позволило также увеличить объем распиливаемых ставок и количество пил. Таким образом удалось повысить производительность штрипсовых станков.
2. Увеличение жесткости конструкции. Более жесткие конструкции позволяют выдерживать общее натяжение пил до 1200−1400 тонн.
3. Повышение мощности привода. В процессе модернизации повысилась мощность как главного электропривода станка, так и привода насоса, отвечающего за подачу абразивной пульпы.
4. Смена чугунной дроби на стальную. В отличие от своей предшественницы, стальная дробь при работе образует гораздо меньше пыли. Также она значительно повышает производительность, придает поверхности более однородную шероховатость, медленнее изнашивается и уменьшает расход абразива.
5. 

Технология распиловки

Штрипсовая распиловка гранита является технологически сложным процессом. Основу процесса разрушения горной породы составляют два явления — абразивное ударно-вибрационное воздействие дроби на камень и гидроударное воздействие абразивной пульпы на камень.

Касаясь камня, штрипсовая пила совершает удар по имеющим неправильную форму дробям. Таким образом, дроби прижимаются ко дну камня, как бы перекатываясь по нему. Именно это явление и называется абразивным ударно-вибрационным воздействием. В результате такого воздействия на камне появляются борозды, вызывающие появление трещин в глубине камня.

Гидроударное воздействие пульпы, в свою очередь, добавляет и усиливает действие штрипсовой пилы. Абразивная пульпа, имеющая определенную вязкость, повторяет движения пилы и, находясь в пространстве между штрипсом и дном пропила, провоцирует изменение давления, что, в свою очередь, приводит к гидравлическому удару. Такой эффект усиливает разрушение камня и выдавливает разрушенные частицы со дна пропила.

Техника безопасности

Как и любая другая работа на камнеобрабатывающих станках, распиловка гранита на штрипсовом станке является процессом повышенной опасности и требует соблюдения определенных правил безопасности.

1. Категорически запрещается работа штрипсового станка в помещениях повышенной влажности, а также в помещениях с токопроводящим половым покрытием.
2. Необходимо исключить прикосновения мастера к токопроводящим элементам станка.
3. Разборка или чистка штрипсового станка может быть произведена только при условии выключенной из электросети вилки станка.
4. Станок необходимо располагать на сухой, ровной, токонепроводящей поверхности.
5. Во время работы на штрипсовом станке мастер должен быть одет в прорезиненный фартук, использовать защитные очки и резиновые перчатки.

Автоматизация процессов распиловки

Современные станки имеют высокий уровень автоматизации и снабжены «умным» программным обеспечением. Автоматика полностью управляет станком и осуществляет мониторинг процесса распиловки горных пород; оператору необходимо лишь ввести исходные данные в систему станка. Отметим, что в систему вводятся не только данные распиловки (количество используемых пил, размеры готовых блоков, класс пилимости и пр.), но и параметры пульпы — ее плотность, вязкость и содержание дроби. Система автоматизации позволяет фиксировать количество расходных материалов, электроэнергии и количество распиленных рабочих поверхностей, а также регулировать скорость работы станков, подачу в пульпу новой дроби и режим очистки пульпы.

17.01.2022, 3218 просмотров.

Все статьи