[发明专利]锯绳

说明书

技术领域

本发明涉及用于切割脆硬材料的锯绳。更具体地说，该锯绳不仅用于切割天然石材（例如石灰石、大理石、石灰华、花岗岩...），而且还用于切割人造材料例如混凝土、玻璃或陶瓷材料。

背景技术

利用钢丝绳柔韧性将金刚石砂的耐磨性组合在一起来制造柔性锯绳的构思可以追溯到上个世纪50年代。一些基础性专利有GB759505、US2679839、US2773495，这里没有全部列出。该技术围绕着其中多纤维钢丝绳穿有其中含有金刚石砂的“小珠”的基础设计发展。这些小珠通过间隔件间隔开，该间隔件可以为钢弹簧或聚合物套或两者的组合。从1970年开始，金刚石锯绳代替了松散的磨锯钢丝，其中钢丝或钢丝绳具有各种形状并且夹带着在其中具有磨料的水浆液。这种技术用于在采石场中进行石头开采。虽然金刚石钢丝绳仍然需要冷却剂，但是消除了对磨料（例如砂子或钢钻粒）的大量需求，并且该锯绳实现了高得多的锯切速度和使用寿命。

锯绳具有许多不同的用途：

它们可以用在用来将大块的天然石材锯切成用在建筑业中的石板的固定式机器上。虽然最初这些机器装配有单根锯绳，但是目前出现了多锯绳，这样通过在槽轮上平行地运行的多根锯绳从而在单次锯切道次中可以将整个石块锯切成多块石板。在市场上销售有具有52根钢丝的钢丝锯。

它们可以用在移动式锯切机上以从采石场开采出天然石块。引导穿过竖直孔和水平孔的单根钢丝绳封闭成环，由在轨道上行进的锯切机拉伸。该钢丝绳在切割石块时定期缩短。

各种其它重负荷工业用途有：

锯切钢筋混凝土立柱；以及

将沉船切段以分段拆除甲板；或者

在其使用寿命到期要拆除时，切割其上安装有海上石油钻机的支柱，

这些都可以采用锯绳成功地完成。

已经出现了专用于各种用途的多种锯绳设计。其上小珠通过螺旋弹簧分隔开的锯绳（如在前面的US2679839中所述一样）仍然被广泛用于切割更软的石头例如石灰岩和大理石。这些小珠在钢丝绳上滑行，但是以规则的间距固定在钢丝绳上，或者由夹紧的金属套代替以便防止在其中一个小珠卡住时出现压缩弹簧的累积。这种能量累积在钢丝绳卡住的情况下会使得小珠成为致命的子弹。

更硬的石头例如花岗岩需要具有带有或不带有封闭弹簧的塑料分隔件的锯绳。因此，这些小珠更好地固定在钢丝绳上。这些分隔件在其中一个小珠卡在切口中的情况下塑性变形。在塑性变形中吸收能量，但是所有随后的小珠按照被称为“线塌陷”的现象累积。对于最硬的材料例如陶瓷和钢筋混凝土而言，这些小珠通过弹性体例如橡胶分隔开。在US4907564中可以找到相关的说明。在橡胶和钢丝绳之间优异的粘接将在小珠上的力传递给钢丝绳，同时吸收冲击。粘接在采用与粘接橡胶结合的镀铜钢丝绳时是最佳的，该组合在轮胎制造中是非常常见的。

小珠由被粘接外层包围的金属套构成。外层可以直接电解沉积在金属套上，如在WO02/40207中所述一样，或者如US3847569所述一样可以将它烧结成环状，并且随后焊接或型锻到金属套上。该外层包含有嵌入在金属或金属合金中的耐磨砂砾，通常为金刚石。在电解沉积的情况下，这通常为镍或镍合金。在烧结环的情况下，它可以包括钴、铜、黄铜、铁、钨、碳化钨（例如参见EP0486238）。如在US7089925B1中所述一样，也可以将该外层直接铜焊接（没有烧结）在金属套上。

内部钢丝绳的当前尺寸标准为3.5至5mm。小珠的外径为7至11mm。因此，在切口中至少要损失7至11mm的材料。因此，存在朝着直径更小的锯绳的趋势，这减小了切口尺寸。这种更小的切口尺寸在切断方面是有益的，因为更薄的切口从单块石块中同时能够获得更多的石板。通常，每米长度存在25至40个小珠，这些小珠沿着锯绳规则地间隔开。与硬石材相比，软石材每单位长度需要的小珠数量更少。

生产锯绳的方法通常如下：

生产出小珠；

选择钢丝绳作为载体；

将小珠拧在钢丝绳上，并且在它们之间设有或不设有弹簧；

通过将钢丝绳和小珠安放在合适的模具中来将热塑性聚合物或弹性体注射模塑在小珠之间。

在使用之前还可能将这些小珠打磨以便使之从一开始就切割良好。由于模具只能包含数量有限的小珠，这种制造锯绳的方法费力并且耗时，并且因此必须逐步涂覆钢绳。虽然该方法可以自动进行，但是在制造直径更小的锯绳时在生产率方面存在挑战。

还提出有其它制造锯绳的方法：