论文部分内容阅读
金刚石串珠绳是由柔性的钢丝绳将包含金刚石磨粒的串珠依次等距间隔连接而成的,从而使其具有安装方便,工作灵活,环境污染小等特点,因此被应用于矿山、石材、建筑等多个领域。金刚石绳锯的柔性切割以及长加工弧区的特点,使得岩屑对加工过程的影响尤为突出。本文对金刚石串珠绳锯切花岗石过程中的岩屑产生机理及岩屑对串珠绳的磨损机理展开研究。论文选用了三种具有不同粒度的典型花岗石进行不同加工变量的绳锯切割实验,通过弧区开槽法实现了加工长弧区不同位置的岩屑采集;比较了筛分法及激光粒度分析法所获得的岩屑粒度分布结果;对花岗石锯切岩屑的粒度分布进行了拟合;利用拟合的数学分布定量研究了弧区位置及加工参量对岩屑粒度分布的影响规律;借助三维视频系统及扫描电子显微镜观察了所获得的岩屑,在此基础上分析了串珠绳锯切过程中岩屑的产生机理;利用串珠绳锯切岩屑实验,研究了岩屑对串珠绳的磨损规律。全文主要研究结果概括如下:(1)金刚石绳锯切割花岗石时所得到的岩屑粒度大多呈单峰分布,岩屑粒径主要集中在20~200μm,但也有少量400~600μm的大粒度岩屑。利用罗辛-拉姆勒分布可以较好的拟合岩屑的粒度分布。(2)对于三种不同粒度的花岗石,G603岩石的岩屑平均粒径及标准差最大,而G654岩石的岩屑平均粒径及标准差最小。在长锯切弧区中,弧区不同位置的岩屑平均粒径各不相同;随着线速度、进给速度、冷却液流量以及工件长度等加工参量变化,岩屑的平均粒径及标准差也有明显的变化,但与加工参量没有明显的线性关系。(3)对不同花岗石在各种加工条件下的岩屑进行微观观察,发现所有花岗石岩屑的矿物成分单一。矿物成分的形貌表明绳锯加工中花岗石主要以脆性去除为主。岩屑主要是由花岗石在金刚石磨粒的作用下产生沿晶、穿晶断裂所形成,所产生的岩屑在锯切弧区内会由于摩擦和碰撞产生二次破碎。(4)锯切过程中所产生的岩屑会对金刚石串珠产生磨损,使串珠略呈腰鼓状。由于岩屑对结合剂的磨蚀作用,使磨粒的脱落比例增加;另一方面,随着硬质岩屑对金刚石磨粒的撞击作用,导致金刚石磨粒的宏观破碎比例也随之增加。本论文的研究对深入理解金刚石绳锯的加工机理以及制备高性能的金刚石串珠提供了理论参考。