要明白鋸條拉桿的作用，請(qǐng)先看圖1。在圖1中，下部是一塊
花崗巖荒料，荒料的正上方是鋸條。鋸條拉桿把鋸條裝夾在鋸框當(dāng)中。電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)著鋸框做前后擺動(dòng)進(jìn)行作業(yè)，從而完成鋸切花崗石的工作。(因篇幅限制，圖1中
麻石荒料和鋸條未按比例畫出，僅做示意)。鋸條拉桿的作用不僅是把鋸條裝夾在鋸框當(dāng)中，而且要把鋸條張緊。這一點(diǎn)比較容易理解，只要想一想用鋸子切割木頭的過程就可以了，如果不用鋸弓把鋸條張緊是很難把木頭鋸斷的。
鋸條拉桿把鋸條張緊的過程是這樣的：首先把鋸條拉桿放置到鋸框里，然后用銷軸把鋸條連接到鋸條拉桿上，再用錘子敲打左側(cè)的楔鐵，見圖l左，對(duì)鋸條進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊的目的是把鋸條弄直，為下一步正式張緊做好準(zhǔn)備。正式張緊是由液壓系統(tǒng)完成的。液壓系統(tǒng)由液壓泵、液壓缸、液壓管和液壓閥組成。當(dāng)啟動(dòng)液壓泵時(shí)，液壓缸端部的活塞桿就把丁子形的主鋸條拉桿向右方推，于是就把鋸條張緊了，見圖1右。
二、鋸條拉桿的結(jié)構(gòu)
鋸條拉桿有兩種樣式：副鋸條拉桿和主鋸條拉桿。副鋸條拉桿是直的，主鋸條拉桿是丁子形的，見圖1右。不管是副鋸條拉桿還是主鋸條拉桿其主要部分都由兩塊鋼板組成，見圖2，此圖2所示為鋸條拉桿的局部。鋼板長(zhǎng)800mm到1 300mm不等，意大利各個(gè)公司所設(shè)計(jì)的鋸框尺寸不等，所配的鋸條拉桿的長(zhǎng)度也不等。不過其寬度和厚度都是差不多的。寬度為60mm，厚度為6mm。
三、鋸條拉桿的報(bào)廢
要對(duì)鋸條拉桿進(jìn)行革新，首先要分析它是怎樣報(bào)廢的。為此我們做如下一些討論和計(jì)算：以意大利葛斯巴里(GASPARI)公司的$350花崗石自動(dòng)砂鋸為例，這種大鋸配有121支鋸條，每支鋸條配有2支鋸條拉桿，共242支鋸條拉桿。其中121支副鋸條拉桿要配121條楔鐵；121支主鋸條拉桿要配液壓缸，每支主鋸條拉桿要配24"液壓缸，共242個(gè)液壓缸。花崗石自動(dòng)砂鋸張緊鋸條所用的液壓缸是推力雙作用差動(dòng)液壓缸。它的單缸大端截面積是Sa，經(jīng)計(jì)算面積sa=丌rD =丌402=1257mm2。
根據(jù)意大利葛斯巴里(GAsPARI)公司的資料，要把鋸條張緊最大需要300Bar(巴)的力(Bar~是意大利
石材業(yè)專用的壓強(qiáng)單位，約為1kg／cm2 。把首次裝夾的鋸條張緊，需要300Bar，把二次裝夾的鋸條張緊需要180Bar)。300Bar約為30MPa。當(dāng)啟動(dòng)液壓泵，使液壓缸內(nèi)的壓力達(dá)到30MPa時(shí)，單缸活塞桿受力為Fa。Fa：1257X 10-6×30×106= 37714N活塞桿推動(dòng)鋸條拉桿移動(dòng)，從而把體鋸條拉緊。
在把鋸條拉緊的過程中，鋸條拉桿也要承受一個(gè)相對(duì)的拉應(yīng)力。這個(gè)相對(duì)的拉應(yīng)力是多大呢?從圖1我們可以看出，因?yàn)槊恐т彈l拉桿要有2個(gè)活塞桿推動(dòng)，所以每支鋸條拉桿所承受的拉應(yīng)力為：2Fa=2×377 14=75428N (75428N約為7697kg力)。
從鋸條拉桿的幾何形狀看，每支鋸條拉桿是由2條長(zhǎng)約1000mm寬60mm厚6mm的鋼板、再加上一些輔助板組成。那末鋸條拉桿橫截面積則應(yīng)為60×6×2=720mm 。
知道以上數(shù)據(jù)，我們可以分析鋸條拉桿工作時(shí)單位截面積承受的拉應(yīng)力 。=75428N，720mm=104．76N／mm： 104 ．76×10 N／m：104 ．76×10 Pa= 1 04．76Mpa從以上計(jì)算可知：104 ．76 MPa<235 MPa<355 MPa< 410MPa這個(gè)不等式說明：在正常情況下無(wú)論使用碳素結(jié)構(gòu)鋼還是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或是較高含錳量?jī)?yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼來制做鋸條拉桿，都不會(huì)造成鋸條拉桿失效。見表1。
因?yàn)樘妓亟Y(jié)構(gòu)鋼Q235的屈服點(diǎn)盯 =235 MPa；優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45的屈服點(diǎn)盯 =355 MPa；較高含錳量?jī)?yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的屈服點(diǎn)or s=410MPa。
所謂鋸條拉桿失效是指所用的某種材料其單位截面積承受的拉應(yīng)力超過了這種材料的屈服點(diǎn)，再繼續(xù)施加拉力，鋸條拉桿就不是在發(fā)生彈性形變，而是要發(fā)生塑性形變。一旦發(fā)生塑性形變，即便外加的拉力撤除，鋸條拉桿也不會(huì)恢復(fù)到原來的形狀和長(zhǎng)度，那末這根鋸條拉桿就失效了。
讓我們計(jì)算一下各種鋼材的安全系數(shù)K：K1=235／104．76=2．24，K1為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235的安全系數(shù)。
K2=355／104．76=3．39，K2為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45的安全系數(shù)。
K =410／104．76=3．91，K3為較高含錳量?jī)?yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼60Mn的安全系數(shù)。
從以上計(jì)算可知，即使采用價(jià)格最低的碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235，其安全系數(shù)也足夠大，不會(huì)失效，更不用說斷裂了。
那末鋸條拉桿是怎樣失效的呢?讓我們看一下鋸條拉桿的最薄弱環(huán)節(jié)在哪里。鋸條拉桿的最薄弱環(huán)節(jié)在其端部的銷孔處見圖3。此處鉆孑L后，截面積變小，由60×6mm ，變成40×6mm 。在此截面，安全系數(shù)K卅算如下：17" =75428N／40 ×6×2ram=157．14N／mm=157．14×10 N／m=157．14×106pa= 157．14MPa當(dāng)采用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235的時(shí)候，其安全系數(shù)為Kr：Kr=：235，157．14=1．50Kr為1．50，安全系數(shù)比鉆空前降低了1／3，雖然鋸條拉桿不會(huì)很快失效和斷裂，但是在鋸框長(zhǎng)期反復(fù)前后擺動(dòng)的過程中，銷軸不停地對(duì)銷孔沖擊和摩擦，鋸條拉桿就會(huì)斷裂。
讓我們看圖3。圖3a是表示新鋸條拉桿的狀況，它的銷孔是圓的。圖3b是表示舊鋸條拉桿的狀況，也就是使用了多次的鋸條拉桿的狀況。從圖中可以看出它的銷孔已經(jīng)不圓了，變成近似橢圓的形狀了。不但銷孔變了形，銷孔上下也陸續(xù)地出現(xiàn)了裂紋，再繼續(xù)使用，裂紋便會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，最終鋸條拉桿在銷孑L處斷裂，鋸條拉桿就報(bào)廢了。即使不斷裂，由于銷孔變長(zhǎng)，也會(huì)加大鋸條拉桿的有效長(zhǎng)度，使活塞桿在有限的伸縮范圍內(nèi)不能把鋸條張緊到設(shè)定的壓強(qiáng)，鋸條拉桿也就提前報(bào)廢了。
知道了鋸條拉桿報(bào)廢的原因和過程，我們就可以進(jìn)行技術(shù)革新了。
四、鋸條拉桿的革新
青島華磊石業(yè)有限公司和青島甲林精密機(jī)械有限公司是這樣進(jìn)行技術(shù)革新的：首先我們對(duì)材料進(jìn)行選擇。如果選擇碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235其成本要低一些，使用壽命要短一些；如果選擇較高含錳量?jī)?yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)60Mn，其成本要高一些，使用壽命要長(zhǎng)一些。那末我們是否可以想一些辦法，既做到成本低又做到壽命長(zhǎng)呢?我們采用價(jià)格最低的碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235做鋸條拉桿的兩條長(zhǎng)板，采用強(qiáng)度最高的較高含錳量?jī)?yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼60Mn做一個(gè)加強(qiáng)環(huán)，這個(gè)加強(qiáng)環(huán)的厚度比長(zhǎng)板的厚度大3mm， (長(zhǎng)板厚6mm，加強(qiáng)環(huán)厚9mm。)見圖
4。這兩條長(zhǎng)板重約5．76kg，兩個(gè)加強(qiáng)環(huán)重約0．13kg。這樣就達(dá)到了成本低和壽命長(zhǎng)之目的。具體經(jīng)濟(jì)效益見表2。
從表2看，改革后因?yàn)樵阡彈l拉桿上鑲嵌了加強(qiáng)環(huán)，成本降了，使用壽命長(zhǎng)了。以GASPARI2~_S350花崗石自動(dòng)砂鋸為例，每臺(tái)砂鋸裝夾242支鋸條拉桿，改革后比改革前的最低成本降了(7550—6461)1089元。改革后比改革前的最長(zhǎng)壽命延長(zhǎng)了4個(gè)月。有兩點(diǎn)值得說明：第一，表2中所列成本只是主要材料之成本，不包含輔助材料之成本，也不包含制造加工成本。如果綜合考察成本，再加上輔助材料之成本、制造加工成本和拆卸安裝成本。對(duì)于一個(gè)具有八臺(tái)花崗石自動(dòng)砂鋸的中型廠家來說，經(jīng)濟(jì)效益那是相當(dāng)可觀的。
推薦閱讀：
天然石材超薄板的加工技術(shù)及設(shè)備
柱面石材的鋪貼步驟
