转角度卧式金属带锯床的设计分析

梅兴坤 卢建飞 麻伟兴

摘要：如今金属生产加工不断提高工艺水平，对金属加工标准不断提高，金属带锯床生产的稳定性和质量决定了生产效率和经济利润。基于此，本文以转角度卧式金属带锯床为例，对其机械结构设计和传动设计展开分析。以期通过优化金属带锯床的设计，能够提高其稳定性，保证其稳定应用于金属加工中，能够保证加工企业取得良好的经济收益。

关键词：转角度卧式金属带锯床;机械结构设计;传动设计

分类号： TH122

引言：金属带锯床利用柔性金属锯带进行金属材料的切割，在金属加工生产中常见，其应用范围较广，能够实现较为精确的切割，满足生产需要。如今我国金属加工工艺不断升级，对于带锯床性能和工艺上提出更高的要求。为保证金属加工生产保证稳定的经济效益，切实保障带锯床高质量生产，需要在金属带锯床设计上不断优化，使用高品质机械结构，能够满足稳定运行需要。因此对金属带锯床设计的研究具有现实意义。

一、转角度卧式金属带锯床的机械结构设计

金属带锯床主要利用电机、液压系统以及导向柱进行锯架或者物料传统，在控制程序和感应器作用下，对锯条进行持续回转。根据进刀方向，可以将带锯床分为卧式和立式两种，立式带锯床是从水平方向上进刀，卧式带锯床是从垂直方向上进刀。金属带锯床在金属加工领域常见，应用范围广，性价比高。随着自动化水平提高，锯床元器件在数量和性能上逐渐提高，对结构设计不断优化。转角度卧式带锯床主要包括主机、传动系统、液压系统、电控系统、润滑系统以及安全保护系统构成。

1、主机设计

金属带锯床主机主要包括底座、夹紧装置、锯架以及导向装置，底座作为机床的支撑结构，在底座内安装水泵、线路以及油槽等配件，安装水槽作为冷却液的利用装置。锯架用于安装锯带，负责机床的主要运动，在锯架内部安装能够支持锯带持续回转的传动设备。导向装置是在锯架上安装导向头，导向头并排固定轴承，锯带穿过时随意扭转锯带至需要的角度，让导向头和工件垂直，锯带持续运转可以将工件切断。夹紧装置可以使用丝杠螺母结构，夹紧装置一头连接螺母，另一头连接导轨，实现夹紧功能。

2、液压系统设计

液压系统主要提供锯架提升和进给动力，进行剪刀式运动，使用YGS80*190的提升液压缸，使用YGS90*50夹紧液压缸，给夹紧机构提供夹紧力。夹紧机构具备足够的夹紧力度和刚度，保证加工过程中，不会受到自重和切削力的作用产生错位，具备自锁性能[1]。在夹紧时选择正确作用力，使夹紧时夹紧部件会产生过大变形问题。液压夹具包括定位和夹紧部分，定位部分使用螺钉在工作台上固定。

3、传统系统设计

传动系统设计使用电机提供动力，型号使用Y100L1-4，选择功率为2.79KW。电机通过传动带将动力传递给涡轮蜗杆机构，通过涡轮蜗杆转向将运动传递给锯盘，从而带动连续切割运动。电机转速选择1430r/min。由于转速高，通过带轮尺寸调节蜗杆转速，由蜗杆降低转速，达到理想转速。通过电机外带轮和蜗杆直径实现转速转换，让锯条速度转换。

4、電控系统设计

电控系统包含启动、急停以及停止程序，电控液压阀关闭实现液压缸夹紧功能和升高下降功能。电控系统为冷却系统提供动力，通过供电实现冷却液循环功能。

5、安装系统设计

机场运动部分外部安装壳体，避免作业人员不小心触碰到切割装置受伤，也能避免在机床运动过程中，异物进入机床中，保证机床的正常运行。避免由于碰撞出现，造成机床损坏，保证设备可以正常运转。在机床上安装急停设备，发生意外时能够立即制停，将损失控制在最小水平。

6、润滑系统设计

冷却系统使用5%乳化水溶液作为冷却液，让切削带被带走，达到良好的润滑效果，从而在切削时减少切削热的形成，减少工件受到的热量，并让精度得到保障。

二、转角度卧式金属带锯床的传动设计

1、带传动设计

金属带锯床的带传统属于中间挠性件传动，包括主动、从动带轮、传动带以及机架，运作过程中利用零件摩擦和啮合传递动力以及运动，在机床上广泛使用[2]。使用摩擦型带传动，具有较大挠性以及弹性，能够缓和和吸收振动和冲击，保证平稳传动。在过载时，带轮和传动带之间会出现相对滑动，不会对其他零件损伤。通过将带长度改变，能够改变两轴中心距，具有结构简单，安装方便的优势。

2、张紧力

金属带锯床张紧力必须要满足切削力的需要，在锯条张紧后，锯条和锯轮之间产生较大摩擦力，超过锯条切入横断面，同时参与锯削合力，最大尺寸为30vm圆截面。确定张紧力，锯削时会形成不夹锯切削间隙，减少锯带和断面摩擦，使用凸出形状，切削时切削齿数不均匀，会产生切削力的变化，使用量齿数表示参加切削锯齿，锯带为标准齿节，能够锯切30cm，当量齿数60的切削任务。确定蜗杆尺寸后，按照实际要求选择蜗杆传动，表面使用猝火处理材料，涡轮选择ZCuSn10P1，使用金属模进行铸造。

结论：综上所述，转角度卧式金属带锯床的机械结构主要包括主机、传动系统、液压系统、润滑系统、电控系统以及安全保护装置几个部分，在设计上需要保证部件之间稳定连接，使用高品质系统部件，能够满足生产需要，在运行过程中稳定运行。在传动设计上则需要提高弹性和强度，抗冲击和摩擦，能够保证带锯床的稳定传动，降低故障概率。

参考文献：

[1]于华.带锯床无死角锯切金属下料工艺探讨[J].机械管理开发，2020，35（10）：144-145.

[2]蔺用，陈功移.GZ4240卧式金属带锯床液压夹紧系统改进[J].机床与液压，2019，47（16）：83-86.

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