DIAMANTOVÉ KOTOUČE V KAMENOPRUMYSLU A JEJICH POUŽITÍ

Typy diamantových kotoučů a segmentů a jejich správné používání

Kovové nosiče můžeme rozdělit do tří druhů podle hlučnosti :

1. Standardní plný ocelový kotouč z vysokopevnostního ocelového plechu

2. Kotouč z vysokopevnostní oceli s vyřezávanými protihlukovými prvky (detenso)

3. Sendvičový ocelový, který je vyroben sválcováním a svařením dvou ocelových plechů mezi které je vložen tenký měděný plech.

Tvar zubů případně počet je dán použitím kotouče. Platí, že delší segment a menší mezera je vhodnější pro nižší řezy a kvalitní řezy s nevýhodou o něco nižší rychlosti řezání a naopak větší mezery a více kratších segmentů je varianta vhodnější pro hlubší a rychlejší řezy s nevýhodou horší kvality řezu. Někteří výrobci kotoučů používají různé typy zubů pro odlišení se od ostatních výrobců nebo pro kotouče se speciálním použitím.

Pro kvalitní řezání je kromě boční házivosti kotouče (plechu) nutné i udržet jeho rovinnost a správné napětí (tuhost).

Také uchycení kotouče je poměrně důležité. Platí, že velikost příruby by se měla pohybovat cca 1/3 velikosti kotouče. Neplatí to pro větší kotouče nad 600 mm. V praxi se ale u běžných kotoučových pil (350 – 600 mm) používá jen jeden průměr příruby. Platí, že průměr příruby okolo 200 mm je nejběžnější. U menších průměrů pak dovoluje takováto příruba pevné uchycení kotouče a tudíž menší náchylnost na vybočování například při šikmých řezech.

Nejvíce důležitým na kotouči je ale vlastní řezný segment, který určuje svým složením a tvarem výkonnost a kvalitu řezání.

Vlastní segment se skládá ze směsi umělých diamantových zrn o přesném množství a granulometrii a směsi převážně kovových prvků. Složení segmentů bývá dosti často střeženým tajemstvím výrobců.

Princip řezání. Segment, který vchází do řezu má na svém vrcholku obnažená diamantová zrna, která svými ostrými hranami rýpou (řežou) kámen. Za optimálních podmínek tedy dochází k uvolňování kamene jednotlivými vrypy případně drobnými výlomky . Pokud je diamant vystouplý, ostrý a pevně drží v kovovém pojivu segmentu, je vše vpořádku a kotouč bude řezat. Při optimálním způsobu řezání bude docházet k tomu, že opotřebovaným , kulatým a obroušeným diamantovým zrnům stoupne řezný odpor natolik, že dojde k jejich vypadnutí z pojiva a pojivo je natolik správně navržené, že dovolí dalšímu diamantu se obnažit a vystoupit a tím začít řezat .

Ale toto platí pouze do určité doby než nastanou dva stavy .

• První stav je takový , že diamantové zrno v segmentu drží, ale je již otupené (kulaté ) a ztrácí tím schopnost řezat.
• Druhý stav je takový, že diamantové zrno vypadlo ze svého držení v pojivu, ale nedošlo k dostatečnému obnažení dalšího diamantového zrna a tudíž nemá co řezat.

V obou případech má tento stav za následek špatné (pomalé, nekvalitní,křivé) řezání.

Podle směru „kometek“ je také možné vždy určit jakým směrem by kotouč měl správně řezat. Tedy ve směru takovém, že nejdříve řeže diamant a za ním se opírá ocas kometky.

Parametry ovlivňující správné řezání:

Složení segmentu

Věřte, že většina dobrých výrobců má své segmenty odzkoušeny a mají správně navržen poměr diamantů, jejich velikost, pravidelné rozmístění, tvrdosti pojiva, jeho složení at.. Většinou se chybuje v nesprávném použití takových segmentů (kotoučů) či nesprávném způsobu řezání . Navržení správného segmentu je převážně prací výrobců a prodejců kotoučů, kteří by měli znát způsob jejich použití ( stroj, materiál ……atd.). Pro kvalitní řezání je také dobré rovnoměrné rozložení diamantů hlavně uvnitř segmentu. Toto se dá provést také tak zvaným systémem „ústřice“, kdy jednotlivá zrna diamantu jsou nejprve obalena v pojivu do kuliček a až pak jsou následně spečena.

Tvary segmentů

Tvar ovlivňuje většinou celkový řezný odpor kotouče a má to vliv na snížení spotřeby a nebo z druhé strany to umožňuje zvýšení řezné rychlosti. Kónickým či pagodovým tvarem je docíleno menšího bočního tření a možnost tím použít tenčí segment a tím opět snížit řezný odpor. Zajímavostí jsou sendvičové segmenty, kdy středová část segmentu je navržena z měkčí a tím i řezivější směsi a venkovní část segmentu je navržena z tvrdší směsi . Efektem je pak stabilnější boční opotřebení a tvar „brusle“ má příznivý vliv na rovinnost řezu.

Obvodová (řezná) rychlost

Každý dodavatel pro daný typ segmentu navrhuje i optimální řeznou rychlost. Udává se převážně v běžných metrech za sekundu. Vzorec pro výpočet obvodové rychlosti je :

Kde:
v - obvodová rychlost m/s
D - průměr kotouče mm
ot - otáčky vřetene ot/min
π - pí (Ludolfovo číslo) 3,14

Obvodová rychlost je velmi důležitá a rozhodně neplatí, že čím je vyšší tím lépe bude kotouč řezat. Spíše naopak, jelikož se vzrůstající obvodovou rychlostí se kotouč stává tvrdší a má to za následek tzv. „zamydlení“ … tedy jeden stav kotouče ze dvou již dříve zmíněných

Optimální obvodové rychlosti pro základní druhy materiálů:

Žula 30 ÷ 35 m/s
Mramor 45 ÷ 55 m/s
Pískovce 50 ÷ 60 m/s

Každý výrobce a prodejce by měl znát optimální obvodovou rychlost a podle toho - pokud to stroj umožňuje - je upravit.

Příkon motoru

K tomu, aby bylo možné zvolit optimální řezání je nutné také zvolit správný příkon na motoru. Je logické, že čím větší kotouč (míněno průměr) tím větší příkon motoru je třeba. Optimální zatížení kotouče je velmi nutné, jelikož jenom správným zatížením bude docházet k optimálnímu obrušování pojiva a tedy kvalitního a rychlého řezání. Nízké zatížení má vliv na časté „zamydlení“ kotouče. Vysoké zatížení má vliv na rovinnost řezání . Proto je také potřeba pečlivě sledovat spotřebu na ampérmetru stroje.

U základních kotoučů je doporučeno toto ampérové zatížení:

Ø 400 mm 3 ÷ 4 A oproti motoru naprázdno
Ø 500 mm 4 ÷ 5 A oproti motoru naprázdno
Ø 600 mm 6 ÷ 7 A oproti motoru naprázdno

V praxi by optimální trvalé zatížení kotouče Ø 500 mělo vypadat asi takto.

Kotouč naprázdno (bez zatížení) spotřeba 6 A + optimální zatížení 5 A, výsledný stav na ampérmetru stroje by tedy měl být 11 A .

Optimálního stavu je možné docílit dvěma způsoby : Vyšší řeznou hloubkou nebo vyšší řeznou rychlostí.

Řezná rychlost a řezná hloubka

Tyto dva parametry spolu velice úzce souvisí.

Jedná se o parametr, ve kterém se asi nejvíce chybuje při správném řezání. Pocit obsluhy , že kotouč neřeže, tak pojedu raději pomalu je nejběžnější. Takto dojde jenom ke zhoršení řezání. Samozřejmě se nyní bavíme o běžném produkčním řezání a ne řezání výřezů, či malých prvků nebo jemných detailů. Ale pro řezání masivních prvků nebo formátování je třeba upravit parametry na optimum , aby se kotouč takzvaně opět dostal do kondice. Řezná rychlost by se tedy měla stanovovat zároveň s parametrem hloubky řezu. Všeobecně by se takto dalo tedy mluvit o odřezaném množství za určitý čas. Jestliže hloubku v cm vynásobíme rychlostí v cm/min dostaneme číslo které určuje řezný výkon.

Tedy příklad : Hloubka řezu 2 cm rychlost řezání 400 cm/min nám dává řezný výkon 800 cm2/min

Toto číslo (800 cm2/min ) je na žule asi nejoptimálnější zatížení . Ne vždy samozřejmě je v praxi možné toto dodržet , ale hrubý odhad je takto možné udělat . Jestliže vám ale příkon (zatížení kotouče) nedovolí zvýšit parametr rychlosti či hloubky , rozhodně volte raději nižší výšku a vyšší rychlost.

Důvod je poměrně logický. Jestliže kotouč nechce řezat znamená to že nemá čím řezat z již zmíněných dvou důvodů. K tomu, aby se obnažily ostré diamanty je třeba na kotouč vyvinout vyšší tlak a tím dojde k vymetení tupých zrn nebo k rychlému obrusu pojiva. Vyšší tlak se vyvine zvýšením rychlosti, ale příkon motoru dle ampér nám již nedovolí zvýšit rychlost, proto je třeba ubrat výšku a tím kotouči odlehčit. Takto je možné kotouč dostat do správné kondice i při zamydlení. Extrémně pro nabroušení kotouče je možné řezat i rychlostí 10 m/s ale s výškou třeba jen 2 mm. Tím je na kotouč vyvinut správný tlak a po určitém čase kotouč nabere zpátky řezivost a začnou klesat ampéry (spotřeba). Tím je možno začít pomalu dávat kotouč zpět na standartní parametry tedy cca řezná rychlost 3 – 5 m/min při průměrné hloubce 20 mm.

Ostření kotouče brusnými kameny nebo speciálními brusy. Jedná se o rychlé řešení jak dostat neřezající kotouč do lepší řezné kondice. Jedná se o to odbrousit z kotouče vrchní nefunkční vrstvu (kulaté zrno nebo tvrdé pojivo) . Ale pozor…. jestliže neprovedeme změnu v našem dosavadním řezání, dojde záhy ke stejnému efektu , kvůli kterému jsme toto přebroušení prováděli. Vyjímkou jsou případy, kdy se řeže abnormálně měkký kámen s velice nízkou abrazivitou a dochází k zalepování či napékání materiálu na kotouč. V takovém případě je potřeba používat speciální brusivo určené na vyčištění a oživení kotouče a stačí jen velice krátce.

Chlazení

Je třeba si uvědomit, že voda slouží ne jenom ke chlazení nástroje, ale také k lepšímu vyplachování řezu. Proto je třeba ji přivést v dostatečné množství do správného místa . Ideální je co nejvíce ji přivést do místa, kde kotouč vniká do materiálu. Hlavně u hlubokých řezů je třeba toto hlídat . Její množství se řídí pravidlem, že na Ø kotouče 600 mm je potřeba cca 20 litrů /min.

Věříme, že při dodržování výše uvedených zásad a principů vám budou diamantové řezné kotouče sloužit k vaši plné spokojenosti .