带锯改进及其应用

结构改进

锯轮是实现安装带锯机的一对轮子，是实现主运动的主要部件。带锯机的下锯轮是主动轮，要具有较大的转动惯量，工作中能起到飞轮作用。上锯轮是被动的，由锯条带动，要求做的轻些，能与锯条尽可能保持同步，以便减少因启动制动和锯切阻力变化而引起的锯轮锯条之间剧烈的摩擦打滑，以防止锯条过分伸缩而断裂。

(1)对带锯轮表面进行淬火处理和冷作硬化处理以提高锯轮表面的强度，减少锯轮与锯条之间的摩擦。

(2)在锯轮表面覆贴 3－ 5mm 厚度的橡胶，能后有效地较低噪音。这种方法多用于家具厂的小型带锯机上。

(3)将上锯轮结构由辐条式改为辐板式，使其不易受激振动。辐板式上锯轮采用整体铸造结构，消除或降低了辐条式上锯轮转动产生的气流旋转噪声和涡流噪声，整机噪声降低 3d B(A)左右。

装置的改进

当前带锯机主要特点为进料速度大，锯机规格大，锯条稳定性差。锯解准确度低，而锯条稳定性取决于锯条张紧度、锯条外露长度、进料方向及导向装置等因素。锯卡是带锯机的导向装置，其作用在于缩短锯条工作边的自由长度，提高锯条的刚度，减小锯条横向振动的振幅，从而保持锯路平直。锯卡的安装位置应接近锯割的木材。锯卡有上锯卡和下锯卡。下锯卡固定于机座上，上锯卡安装于机身专设的导轨上，可随锯路高低不同而随时调节。

传统锯机中的锯卡一般采用双耐锯卡，它由两块硬木制成，与锯条留有一定间隙(一般控制在0.1～0.15mm，过紧则摩擦过大，锯条发热易产生弯曲，过松则会失去锯卡的作用) ，这种结构型式不能充分保证锯条在工作中不窜动，稳定性差。

为了解决锯卡内衬与锯条之间又有间隙又希望锯卡能起到一定的张紧锯条的作用，对锯卡做了如下的改进:

①压力锯卡:其工作原理是将锯条的工作边通过锯卡的侧向压力向外挤压，使锯条的工作边超过锯轮轮缘外侧一段距离(一般约 6—15mm) ，从而将锯条强制拉直。采用气动或液压缸式压力锯卡，可实现锯条自动退避，用它代替用的跑车自动退避装置，有利于摇尺精度的提高。

②将传统的锯卡改进为滚动式锯卡:锯条有一边抵住滚柱，降低了锯卡与锯条之间的摩擦。

自动处理系统

为使锯条适应木材的切削应力及其自身热应力变化，防止锯条窜动，达到稳定工作的目的，普通带锯机上的锯条须经常进行适张度处理，而适张度处理技术技术性较强，依赖经验及传统，技术保守，常会出现问题． 致使锯切不畅，锯解精度低，锯机操作工与修锯工之间产生矛盾等。因此许多国家都在研制各种能自动处理适张度的锯机。

①南京林业大学研制的适用于普通带锯机的适张度自动处理锯轮形式。经在生产中使用，无论是原来有适张度或新用的锯条都不需另作适张度处理，而能直接使用，且锯条工作平稳，锯背及锯齿齿根处摹本上不产生裂睬，锯材加工质量良好。由于该项技术对原有带锯机的基率结构不变，只进行锯轮轮辕面的车削加工，便于推广使用。

②轮缘上加工出凸棱欧洲一些现代化带锯机上普遍在轮缘上磨削出凸棱，主要有两种形式。一种把轮缘面加共成二个圆弧形，并使它们在离工作边沿约 1 /3 轮宽处形成凸棱;另一种轮缘面的前沿和背部均为直线，中间加工成圆弧并在靠近前沿处形成凸棱。

③锯轮轮缘表面开有环形槽这些槽可以顺利地排除锯条与轮缘表面之间由于挤入空气而可能形成的气垫，使锯条与锯轮更紧密地接触，以提高锯条的工作稳定性。同时这些槽使锯条表面在宽度方向形成多支撑点，有利于阻止锯条向后滑移。

④锯轮静轴结构锯轮轴在张紧力作用下的弯曲，会使锯轮回转时产生过大的径向跳动，引起锯条周期性伸缩、应力陡变和不稳定。为了解决这一问题，现代带锯机普遍采取静轴结构，这种结构刚度好，不易产生弯曲，有利于提高锯轮锯条运转的稳定性，能适应高张力带锯机的需要。同时静轴结构还可做成单支撑形式，便于在各种联锯上应用。

锯条检测

锯条裂口是锯条在使用中难以避免的常见现象。但它却给制材生产带来不良的影响。当锯条裂口超过规定长度时，就会造成事故，并威胁着操作人员的人身安全。所以修锯工人在修锯的同时尽管采取了不同的措施，锯条裂口虽避免了，往往因措施不当，又带来了锯条不好用，寿命短的弊病，而且锯出的木材质量明显下降。以前仅从满足使用要求出发，作了三项机械性能指标规定，即抗拉强度，伸长率及硬度，但从安全角度出发不够全面，特别是细木工带锯条的韧性指标，疲劳性能反映不明显。应用反复弯曲试验法为一项有效检测法，它具有试验装置简单、缺陷反映敏感、操作方便、试验周期短的优点。方法可参考国标GB235 － 33 金属反复弯曲试验机(型号 GWJ － 5)经适当改装，更换部分零件即可应用带材试验。可检测三方面缺陷:

a． 钢材内部缺陷(如细裂纹、夹尾等)。

b． 钢材含有的有害杂质 (如过量非金属夹杂物，有害元素的晶界富集等)。

c． 热处理缺陷 (如晶粒粗大、淬火裂纹、网状碳化物，回火脆性)。

经实践表明，能同时发现冷热加工出现缺陷，同拉伸、硬度试验配合使用，可反映良好的经济效果，较大程度上减少了带锯断裂事故发生率、促使带锯质量的提高 。

带锯机的锯机主体由机体、两个锯轮、张紧装置及锯轮升降俯仰装置、锯卡、安全罩等构成(见图)。带锯机的跑车由上原木装置、翻木装置、轨道及传动行走装置、跑车车体卡木装置、摇尺装置、车桩微调装置、车摆、卸料及接板装置等构成。小带锯的进料机构主要有侧向靠料辊筒、双上压辊、驱动辊台等。带锯机高速切削产量高，机动灵活、适应性强，锯口小出材率高，下锯灵活，制材质量高。中国制材常用带锯机主要技术参数：锯轮直径为1067～1 524毫米，锯带切削速度通常为2300～3000米/分，进料速度为15～60米/分，最大锯割原木直径为锯轮直径的0.71～0.83倍，跑车带锯平均产量15～20立方米/台班，电机功率跑车带锯30～80千瓦，台式带锯20～30千瓦。

按工艺要求分为原木带锯机和剖分带锯机两种。原木带锯机是带锯制材厂的主锯，用于原木剖料兼锯割板方材。通常采用跑车带锯机或双联原木带锯机。锯轮直径多为1067～1829毫米，最大可达3 658毫米。在通常单面锯齿锯机上跑车载原木作间歇式锯割，而双面锯齿的锯机往复锯割，可提高工作效率30%。跑车的传动，主要有摩擦轮绳索卷筒，可控硅整流直流电机、液压马达等3种无级变速传动方式。双联带锯机采用链式运输机、卡木臂等连续进料机构。

剖分带锯机又分为将毛方剖分为板方材的主力带锯机和将板皮剖分为薄板的板皮带锯机。

另外带锯机还有其他几种分类：①按锯轮直径及进料机构分为锯轮直径自1 524毫米以上重型跑车大带锯;1 067～1 372毫米轻型跑车大带锯;1 067～1 219毫米剖分带锯机;400～800毫米细木工带锯机。②按锯轮旋转方向分为顺时针方向旋转，木料从右侧进锯的右手式带锯机;逆时针方向旋转，木料从左侧进锯的左手式带锯机。③按锯条张紧装置分为双柱杠杆式普通张紧装置带锯机;液气压高张紧悬臂式带锯机，其张紧力为前者的2～3倍。④按两锯轮的相对位置方向分为立式带锯机;卧式带锯机;倾斜式带锯机。卧式带锯机在中国只用于将板皮剖分为毛边板，其他国家也用于锯剖珍贵阔叶树原木。⑤按锯机的组合分为单带锯机;双联带锯机;四联或多联带锯机。双联带锯机又分为原木用双联带锯机和毛方剖分板材用台式双联带锯机。它们多是左右手式各一台组合的对联带锯机，但也有两台都是右手式的串联带锯机，而四联带锯机均为对联带锯机。⑥按有无削片刀头可分为无削片刀头普通带锯机;装有单削片刀头的跑车带锯机;装有双圆盘削片刀头的双联和四联带锯机。

带锯机主要优点是，可以锯切特大径级原木和采用特殊下锯法锯切珍贵树种原木;通常锯屑损失比圆锯机减少 1 /2 ～ 2 /3，比框锯机减少 1 /3 ～1 /2，有助于减少锯屑损失，而且它的进料速度比框锯机高。

但带锯机也存在很多缺陷:加工精度低;操作危险，工作环境差振动;环境噪声高，大多数制材车间的环境噪声都超过了工业企业噪声标准。

随着科技的发展，针对带锯机的上述缺点，带锯机在结构和性能上发生了很大的变化。

1808 年英国人纽伯里(W·Newberry)发明了带锯机，由于当时锯齿的制作和焊接技术不过关，没有被采用。经过50 年后，法国最先成功地制作了生产用的木工带锯机，并被普遍推广应用。他从出现至今已有 170 多年的历史。虽然带锯机比圆锯机和框锯机出现的晚，但使用最为广泛。

木工带锯机是制材车间的主要噪声源。特别是锯轮直径在 l000mm 的木工带锯机噪声更高，达95 到105d B(A)。这严重地危害着操作工人的身心健康，影响生产效率，成为世界范围内迫切需要解决的公害之一。木工带锯机噪声产生的主要原因:辐条式上锯轮高速回转产生的空气动力性噪声，即辐条搅动空气产生的气流旋转噪声、涡流噪声和排气噪声;锯条与锯轮的接触、摩擦、冲击产生的摩擦噪声;锯条紧(工作边)、松边受力不均产生的锯条振动噪声。降低木工带锯机的噪声除了上文提到的将上锯轮有辐条式结构改为辐板式结构外可以采取以下措施:

带锯锯轮结构

1)在上锯轮侧表面粘贴或喷涂一层弹性阻尼材料(合成树脂等) ，使轮缘及辐板的振动衰减，可抑制噪声 5 ～ 6d B(A) ;

2)在锯轮上加工排气槽，减小排气速度，排气槽形状、深度、面积影响噪声;

3)在上锯轮进出气口安装小孔共振器，孔的大小与空气振波相应，借助共振吸声，消耗声能，减少低频噪声 2 ～ 3d B(A)。

带锯阻尼措施

将带锯机阻力边普遍使用的夹板导向式硬木锯卡更换为阻尼锯卡—毛毡、气力、磁力等形式的锯卡和运动导板，以使锯条上各点受力均匀，抑制锯条在激振力及弹性力下的振动，降低噪声 2 ～ 4d B(A) ;同时可使锯条与锯轮间滑动大大降低，提高锯机效率，节约动力。

带锯改进锯片

1)在锯片外侧底部用环氧树脂粘贴一层钢或铝箔，不仅能减弱锯片振动，且可保证振动快速衰减。

2)修整锯条焊缝，修锉齿形，改进锯条弓背度和适张度，降低锯条切削噪声 3 ～ 5d B(A)

随着科技的发展，带锯机的形式和性能有了很大的变化，针对带锯机的锯切精度低、带锯条的自由长度大、稳定性差的问题、易产生振动、引起跑锯等影响锯解质量的缺点，很多学者致力于提高带锯机锯条的刚性，研究生产新型锯卡、张紧装置等，我们还应该看到:

1)锯条的刚性随着锯条张紧力增加而增加，但随着锯条的厚度增加则刚好相反。主要原因是随着锯条的厚度增加，锯条在通过锯轮时的弯曲应力增加。在相同的锯条许用应力情况下，张紧力得不到应有的增加，影响到锯条的刚性增加。因此，适当减小锯条的厚度有利于增加锯条的刚性，从而提高锯条稳定性。

2)带锯条的受力极其复杂，工作时易产生横向抖动和扭振，并且当干扰频率与其固有频率相耦合时，会发生共振现象。因此，带锯条振动对锯木过程作用很大，将严重影响锯材表面质量和尺寸精度、原材料节约和带锯条寿命。

锯轮分有幅条式的上锯轮和幅板式的下锯轮；下锯轮为主动轮，上锯轮为从动轮，上锯轮的重量应比下锯轻2.5~5倍。带锯条的切削速度通常为30~60m/s。上锯轮升降装置用于装卸和调整带锯条的松紧；上锯轮仰俯装置用于防止带锯条在锯切时从锯轮上脱落。带锯条张紧装置则能赋予上锯轮以弹性，保证带锯条在运行中张紧度的稳定；旧式的采用弹簧或杠杆重锤机构，新式的则采用气压、液压张紧装置。导向装置俗称锯卡，用以防止锯切时带锯条的扭曲或摆动；下锯卡固定在床身下端，上锯卡则可沿垂直滑轨上下调节；锯 卡结构有滚轮式和滑块式，滑块式系用硬木或耐磨塑料制成。带锯机在木材工业中应用广泛，机型繁多，按工艺用途可分为：大带锯，再剖带锯机和细木工带锯机；按锯轮安置方位分：立式的，卧式的和倾斜式的，立式的又分：右式的和左式的；按带锯机安装方式分：固定式的和移动式的；按组合台数分：普通带锯机和多联带锯机等。一般的木工带锯机和木工跑车配套使用。