將花崗石荒料加工成大板的首道工序是鋸切加工，不論是光面花崗石大板制品加工，亞光面花崗石大板制品加工，還是粗糙面花崗石大板制品加工，鋸切加工工序都是必不可少的。根據生產規模的不同，所選用的鋸切設備可以分成使用多個刀具的大批量鋸切設備(多鋸條框架鋸機和多繩金剛石串珠鋸)、使用單個刀具的特殊規格板材加工或整形加工用鋸機(金剛石串珠整形機、鏈臂擺動式龍門鋸機和大直徑圓盤鋸機)。本文將討論國內外花崗石大板加工設備的基本情況。

    一、花崗石砂鋸
    框架鋸機是大批量生產石材http://www.stonebuy.com/大板的鋸切加工設備，使用鋼帶和鋼砂磨料砂漿作為切割花崗石板材的框架鋸機(以下簡稱砂鋸)，是目前大批量生產花崗石的主要鋸切設備。

    目前花崗石大板鋸切加工的主要設備，仍是使用以鋼砂為磨料、依靠一組帶鋼鋸條作為鋸切刀具。為了適應大批量生產和自動化控制的需要，國外砂鋸的結構和控制系統已日臻完善，并逐步朝著高效率、大型化、自動化方向發展。目前砂鋸的最大加工寬度可達5.3m、可以安裝150～180根鋸條、安放荒料的最大總體積可達40m3。

    砂鋸由鋸框、連桿、立柱框架、動力、升降、荒料車、供砂系統、砂漿噴淋、鋸條張緊、電控和基礎等機構和部件組成。

    1、鋸框部件
    作為鋸條的支承框架，在鋸框上最多可能要安裝150～180根鋸條，如果對每根鋸條平均施加7噸的張緊力，那么，鋸框所承受的彎曲載荷將達到1000～1300噸，每個端面要承受500～600噸的載荷。所以在現代砂鋸上，鋸框支承鋸條的端部部位，都采用厚達80mm的鋼板焊接而成。并與直徑300～350mm厚壁鋼管或邊長300mm正方形厚壁鋼管制成的側面框架，焊接成為一個堅實的整體結構件。以承受鋸切時，作用在鋸條上巨大的張緊力和切割阻力，有些鋸框的重量達到10噸以上。鋸框的有效加工寬度與安裝鋸條的數量、可加工荒料的寬度有關，砂鋸常用的有效加工寬度3～3.5m，可以安裝100～130根鋸條(加工2cm厚度板材)。目前使用單根連桿的砂鋸，最大加工寬度可達4.8m。對于有效加工寬度達到5.3m、可以安裝150根鋸條的超寬砂鋸，由于采用了雙連桿結構，所以才保證了鋸框受力均勻，運動平穩。

    絕大多數砂鋸只配備一個鋸框，有些砂鋸采用可以更換鋸框的結構，為每臺或幾臺砂鋸另外再配備1～2個備用鋸框，當鋸條磨損需更換時，可以用裝有新鋸條的備用鋸框快速替換出需要更換鋸條的鋸框，使框架鋸機隨時處于待鋸切狀態，而將占用鋸機有效工作時間的更換鋸條工序安排在另外的場地進行，因此提高了鋸機的利用率。

    2、鋸框懸吊機構和鋸條運動軌跡

    鋸框的懸吊機構支承著往復運動的鋸框，并決定著鋸框的往復運動軌跡。擺式鋸和復擺式鋸的吊臂多采用鑄鐵制成的∏形整體結構，也有使用焊接結構件的。

    目前鋸框和鋸條的往復運動軌跡仍然是擺式、復擺式并存，擺式為主，而平移式已很少采用。擺式鋸的鋸條運動軌跡為圓弧曲線，復擺式鋸的鋸條運動軌跡為兩端圓弧曲線與中間直線的結合，平移鋸的鋸條運動軌跡是一條直線。表1是同種加工規格、三種運動方式的砂鋸，電機機率、加工效率和鋸縫寬度等參數的比較。

    由于擺式鋸的結構簡單，機件磨損小、使用壽命長，故障率低，維修成本少，所以到目前為止，大量的砂鋸一直是以擺式運動作為鋸條的往復運動軌跡。國外有些廠家已經對擺式砂鋸的懸吊機構進行了多次改進，擺臂長度已經從最初機型的0.7～0.8m增至目前的1.4～1.5m。為了解決由此帶來的鋸機整體結構過高的問題，有些砂鋸采用了擺臂與鋸框的連接鉸鏈安裝在鋸框下面的結構，不僅可以將擺臂長度增至1.6m，使鋸條擺動的曲率半徑增大，有效切割行程增長，而且提高鋸切效率。與相同擺臂長度、連接鉸鏈上置結構的砂鋸相比，鉸鏈下置結構的鋸機高度降低1～1.2m，使鋸機在鋸過程中的穩定性大大提高，落鋸速度相應增加20％以上，基本接近復擺式鋸的落鋸速度。這也是擺式鋸仍然流行的一個原因。
  
    從砂漿的流動性和鋼砂磨料的補充、鋸條與荒料接觸時間等因素看，鋸條復擺式結構是擺式、平移式兩種運動方式最理想的結合，其運動軌跡是非常合理的。與擺式鋸相比，復擺式鋸的切割速度有所提高，但復擺式鋸的最大缺陷是，形成鋸條曲線加直線運動軌跡的復擺式機構受到的磨損比較嚴重，故障率和維修成本較高。

    雖然平移式鋸的鋸切速度較快，但需要較大功率的主電機驅動，而且鋸縫寬、石材http://www.stonebuy.com/消耗大。以安裝130根鋸條為例，鋸切每車荒料，平移式鋸鋸出的板材數量比擺式或復擺式鋸要少4.4～6.7％，損失是很大的。所以最近幾年，加工花崗石的平移式鋸幾乎銷聲匿跡了。

    3、鋸條的張緊機構

    現代砂鋸對鋸條的張緊都采用獨立泵站、可實施單根鋸條液壓張緊的機構，其特點是可以對鋸條施加均勻、恒定、大小一致、調節方便的張緊力，節省裝卸鋸條的時間。鋸機使用的鋸條規格通常為厚度4.2～4.8mm、寬度100～140mm、長度4000～5000mm。新更換的、而且未磨損的鋸條，每根鋸條的張緊力可以達到6～8噸。隨著鋸切荒料數量的增加，鋸條寬度將被磨損減小，這時的張緊力也應適當減小，使用液壓張緊器可以方便地調節鋸條張緊力的變化。液壓張緊器還可以使砂鋸切割最小厚度11mm的薄板成為可能。液壓張緊器在預置的使用壓力范圍內的壓力補充是自動完成的，并配有低壓或過壓報警裝置和意外事故自動停機裝置。

    4、主動力機構
    砂鋸的主動力機構包括主電機、飛輪、曲柄、主軸支座和傳動機構。主電機與飛輪之間通常采用一級三角帶傳動形式。

    現代砂鋸飛輪的最大直徑可達3.6m直徑、重量11t，這時飛輪的轉動慣量達到19200kg－m2，當它以70～90rpm的速度轉動時，其動能儲備足以維持總重近30噸、裝有全部鋸條的運動部件的平穩運動，降低了電力消耗。為了降低飛輪的轉速，降低鋸框往復運動產生巨大慣性力對鋸機部件的有害沖擊，新型砂鋸都采用飛輪低轉速(70～75rpm)、鋸框大往復行程(500～600mm)的設計參數。鋸框的行程由曲柄軸的偏心距離決定，該偏心距離已經由過去的150～200mm，改進為目前的250～300mm，鋸框行程達到500～600mm。由于飛輪軸和曲柄每年要重復承受3～3.8×107次巨大的交變載荷作用，工作條件非常惡劣，所以主軸與曲柄的結構是至關重要的，使用高強度鋼材，采用鍛造工藝整體制造的主軸和曲柄，使該件的機械http://www.stonebuy.com/machine/性能大大提高，延長了主軸壽命，降低了設備維修費用。

     5、連桿及其調節機構
    目前砂鋸的連桿長度都在6～8m之間，已經很少有砂鋸采用短連桿結構。因為鋼制結構件的縱向、橫向變形量比木材小3.5～4倍，鋼材的比重比木材大9倍，彈性系數大14倍，所以現代砂鋸都使用型鋼焊接的結構件鋼制連桿，其剛性、強度、壽命較傳統的木制連桿大大提高。同時還改善了支承軸承的工作狀況，有利于快速鋸切的實現。但為了減輕沉重的鋼制連桿對連桿與鋸框連接部位鉸鏈的磨損，在該連接鉸鏈部位，都使用了特制的由無噪音橡膠制成的緩沖套。

    為了保持鋸條自鋸切開始位于荒料最高位置、到鋸切結束運動到荒料最低位置的升降變化過程中，鋸條往復運動的中心點相對于荒料的中心位置始終不變，先進的砂鋸都配備有不需要中途停機即可調節連桿長度的自動調節機構，以消除因鋸條與荒料相對位置變化和鋸條磨損后出現的臺階對荒料的沖擊，減少有害震動對鋸機壽命的影響，提高加工板材的質量和加工效率。連桿長度的機械http://www.stonebuy.com/machine/式調節機構通常為偏心輪調節方式、偏心輪的轉動靠與其連接的棘輪棘爪或蝸輪蝸桿系統驅動、編碼器和傳感器控制偏心輪的啟動和停止。有的砂鋸采用圓弧導軌用于鋸框升降支承和導向，無須連桿長度調節機構，是目前理想、先進機型的砂鋸。

    6、混合砂漿的循環系統和砂漿噴淋機構
    砂漿泵是該循環系統的核心，一臺大型砂鋸，其砂泵的流量可達450～4500L/min，驅動電機的功率30～36kW，砂漿揚程7.5～12.5m，每小時可以將砂漿池中的砂漿混合液完成100次以上的徹底循環。一些大寬度砂鋸，砂泵電機功率和流量更大。在砂泵的內腔、葉輪外表面、輸送閥門內腔、輸送管路內表面都襯有超強耐磨的可更換橡膠襯墊，以承受快速流動的砂漿對這些部位的磨蝕，便于維修。

    位于鋸機頂部的砂漿噴淋器多采用往復移動和擺動式結構，旋轉式噴淋器已很少使用。往復移動式噴淋器的噴淋軌跡是一個寬度可以調節的矩形，噴淋寬度可隨鋸切荒料寬度的改變而調節，結構簡單。但相當于曲柄滑塊運動方式的噴淋小車，其運動速度是不均勻的，所以砂漿的噴灑均勻性的差別。擺動式噴淋器可以彌補上述缺陷，但結構較復雜，維修費用高。

    7、鋼砂分離、鋼砂投放和石灰混合裝置

    電控式鋼砂投放器，是任何加工花崗石砂鋸不可缺少的機構。其作用是在鋸切過程中，以精確、恒定的數量將新鋼砂補充加入到混合砂漿中，保持切割用砂漿混合液具有恒定的磨削能力。使用連桿、棘輪等機構的老式控制機構已經過時。新型裝置采用也與帶電機的減速直連、固定在耐磨鋼砂漏斗上的供料盤，鋼砂供應量有600公斤和900公斤兩種形式供選擇。鋼砂供應量的調整(調整范圍大約是1～60kg/h)完全是由砂鋸的電控柜自動控制完成的，如果需要，也可以由安裝在電控柜內的人工控制裝置完成。這種新型的鋼砂投放器完全適合于現代機型全自動供應鋼砂的需求，也可以安裝在傳統機型上，改進提高生產效率。

    與現代砂鋸配套的石灰裝填、混合裝置，必須具備保持石灰恒定的百分比。石灰的濃度是由裝填器內粉狀石灰的投放劑量控制器保證的，液位傳感器向石灰裝填器發出裝填信號、氣動閥門開啟、加入石灰，加石灰的時間等都是由時間繼電器預先調定、可以自動工作的。

    鋼砂分離器又稱鋼砂回收器，其作用作用是回收砂漿混合液中可用的鋼砂，排除粒徑很小(通常小于0.4mm)已經不能再參與切割或切割效果很差的鋼砂。雖然其工作過程是自動完成的，但砂漿分離成功與否是由合理的砂漿排放時間和排放間隔時間決定的，這兩個時間需要憑操作人員不斷的摸索、試驗、檢測得出的，經驗公式只起輔助計算作用。不論采用什么形式的分離元件，目前的鋼砂分離器都可以準確無誤地按照指令工作。
  
   8、立柱、框架和鋸框升降機構
    砂鋸的立柱和框架的鋸框、吊臂、噴淋和升降等機構的安裝基礎，上小、下大的錐形鑄鐵立柱具有剛性、強度和穩定性俱佳的特性，與焊接結構件框架組成立體空間支架。

    鋸框升降螺桿的直徑70～90mm，上傳動軸系統與電機驅動的減速器、變速器直聯，分快速和慢速進給兩個速度檔，慢速檔的速度可以調節，以適應不同落鋸速度的要求。
    不銹鋼板制成的導軌密封和鋸機密閉裝置，確保了砂鋸導軌防塵和砂漿向外噴濺效果。

    9、控制系統
    砂鋸控制系統包括鋸機運行控制、報警控制。先進的砂鋸控制柜裝有液晶或電子顯示屏和新型PLC可編程序控制器的強電和弱電控制系統，可以自動控制鋸機整個的生產過程，并從鋸框升降傳動、鋸框擺動、砂漿噴淋器、鋼砂供應器、連桿及連桿自動調節等部件的傳感器、編碼器直接接收脈沖信號，從液壓張緊器、主電機等部位接收電訊號，監控鋸機各個部位的工作情況，一旦出現問題立即停機報警，在屏幕上顯示故障部位和排除故障的方法。可以分段設定鋸切工藝參數，以適應在同一車上加工不同高度荒料等要求。
   
    10、荒料車
    隨著鋸機加工寬度的增加，每車荒料體積不斷增大，有時滿載荒料的重量甚至超過50噸，傳統的兩排6個車輪的荒料車顯得單薄了。所以許多砂鋸的荒料車中間部位在增加2～3個車輪，提高荒料車的承載能力，減少變形。
  
   二、多繩金剛石串珠鋸

   多繩串珠鋸是一種利用多根金剛石串珠繩鋸切花崗石大板的新型設備，雖然正式投入使用僅有短短幾年時間，但機型和結構已經有了很大的更新和改進。新型多繩串珠鋸的結構和工作原理與串珠整形機相似，在主、從動飛輪上有多個溝槽，限制和導引串珠繩的運動；每根串珠繩的長度已經由最初的70m，縮短到20m左右，串珠繩的張緊機構也由單根重力張緊改進為整體液壓張緊，設備占地面積縮小，結構緊湊，配備機械http://www.stonebuy.com/machine/手式自動卸板機后，設備的自動化水平更高。
  
   單從鋸切加工的直接成本看，多繩串珠鋸切花崗石板材的成本稍高于框架鋸機，但從整個輔料供應、消耗，廢渣排放、清運，鋸機管理等方面綜合考慮，多繩式串珠鋸加工花崗石的成本略低于框架鋸機。這種新型鋸切設備是否像有些人認為的那樣，最終取代傳統砂鋸加工花崗石大板，還需經過時間的考驗。

    三、大直徑圓盤鋸機

    安裝直徑2.5～5m金剛石鋸片的圓盤鋸機也可以切割花崗石大板，特別適合加工不同厚度的板材。例如直徑5m的鋸片可以鋸切高度2.2m的花崗石大板。鋸片直徑3m以下的圓盤鋸機通常采用鋸片升降或橫梁升降、荒料車固定式結構。鋸片直徑超過3m的圓盤鋸機則采用鋸片升降、荒料隨荒料車運動的單柱式結構。理論上講，在荒料車導軌長度足夠的條件下，多長的荒料都可以鋸切。
    大直徑圓盤鋸機自動化程度很高，配有自動分片、加工過程的自動循環控制、故障檢測系統，可以聯網控制，實現無人操作，一旦出現問題，與鋸機控制系統聯網的個人電腦立即顯示出設備出現故障的排除方法。從加工成本方面考慮，這種圓盤鋸機只能作為加工花崗石大板補充設備，不能取代框架鋸機。
     
    四、鏈臂式花崗石大板切割機
    加工花崗石或其它硬質石材http://www.stonebuy.com/的鏈臂式鋸機采用鏈臂擺動的門結構，是專門加工條石、整形荒料或切割石材http://www.stonebuy.com/大板的設備。其整機結構與單鋸條整形機相似，切割刀具與開采大理石的鏈臂式鋸機相同，加工花崗石時，采用結塊金剛石切割刃。加工時，鏈臂兩端的支承座沿立柱交替升降，形成鏈臂相對于石料的擺動運動，擺動半徑25m，這相當于一個直徑50m的金剛石鋸片在切割石材http://www.stonebuy.com/。因此允許裝有金剛石結塊的切割鏈以較低的運動速度，滿足加工花崗石的要求。該機切割花崗石時，可以達到250mm/h的落鋸速度。與大直徑圓盤鋸機一樣，鏈臂擺動式龍門鋸機適用于鋸切不同厚度的花崗石板材或整形荒料用。
     
    上面介紹的是國外先進砂鋸和其它花崗石大板加工設備的基本概況。國內生產的加工花崗石大板的砂鋸，加工寬度一般在3.3m之內，連桿也多為木制結構，液壓張緊器處于試制階段，鋸機總體性能只相當與國外80年代末或90年代初水平。因為受到直徑超過2.5m金剛石鋸片基體制造水平的限制，國內生產的圓盤鋸機，可安裝的鋸片的最大直徑2.5m。國內已經有企業http://www.stonebuy.com/enterprise/準備開發鏈臂擺動式龍門鋸機，而多繩金剛石串珠鋸國內還未見生產。