Распиловка гранита из старины глубокой :о)
Со временем встал вопрос с распиловкой более крупных камней и лучковые пилы модернизируют сначала на водяной привод а после паровой и электрический. Первоначально от лучковых пил взяли рамку с металлической полосой - штрипсом.
На этой основе с подсыпкой абразива , механическим приводом , рамка перемещалась вперед назад. Скорость резания маленькая , для увеличения рамку стали нагружать дополнительно , тут начало прогибаться полотно пилы - в конце концов баланс был найден. Скорость резания особенно не увеличилась. И как практически на всех станках пошли по пути увеличения режущих инструментов , появилась многоместная натяжная рама где каждый штрипс натягивается отдельно.
http://www.youtube.com/watch?v=7gUyRzSapLI 22.14 мин
How It's Made - Eyeglass Lenses - Granite - Potato Chips - Microprocessors
Добыча камня в каменоломне , резка штрипсовыми пилами и дисковыми алмазными , шлифовка , окантовка.
Пильные мельницы для распиловки мрамора и известняка. http://hbar.phys.msu.ru/gorm/forum/index.php?t=selmsg&reply_count=0&S=737edfe9368181d8ee0fc09501184f62&frm_id=4
"Галло-римский поэт Авсоний Магн в своей поэме "Мозелла" (370-371 гг.) упоминает водяные машины для резки мрамора на одном из притоков Мозеля, Рувере/Эрубрисе (Auson. Mos., 362-364, пер. А.Артюшкова):
Тем отличен второй, что ворочает мощным напором
Жерновы мельниц и в мрамор врезает свистящие пилы,
С двух берегов оглашая русло несмолкаемым шумом.
Практически до сих пор, все исследователи, занимающиеся историей технологий, были согласны с тем, что кривошип или коленчатый рычаг не был известен в римское время и, что это позднесредневековое изобретение. Первые механизмы с применением кривошипа, как считают, приведены в трактате Аль-Джазари из Диярбакыра (1206). Самая первая, как полагают, механическая лесопилка в истории, изображенная в записной книжке Виллара д'Онкура (1235), приводится в действие системой из кулачков и упругой доски. Таким образом, мнение о неизвестности кривошипно-шатунного механизма в поздней античности, без которого невозможны подобные машины, привело в 60-х годах некоторых исследователей к идее о включении поэмы "Мозелла" в сочинения Авсония лишь в X веке н.э. В начале 80-х эта идея была признана ложной и поэма датирована 370-ми гг. н.э. Но т.к. мнение о неизвестности кривошипа осталось, исследователи были вынуждены придумавать альтернативные механизмы, включая циркулярные и цепные пилы. Но находки самих мраморопильных мельниц в Эфесе (Турция) и Герасе (Иордания) VI - начала VII вв. н.э., а особенно этого рельефа полностью опровергают это мнение.
Что касается самого рельефа, то он, как это можно заметить, находится на фронтоне крышки саркофага, одна половина которого была случайно найдена во время исследований некрополя Иераполя (Памуккале, Турция) в 1980-х годах. Согласно хронологии известняковых саркофагов некрополя этого города, размеры этой крышки типичны для саркофагов, датируемых после 212 г. н.э. Praenomen и nomen, вероятно, также указывают на то, что надпись была сделана после того же 212 г. н.э., т.е. эдикта Каракаллы. Наличие tria nomina не позволяют датировать надпись позже конца III века, после которого praenomen, а еще позднее даже nomen считались излишними. И наконец, характер букв надписи, а особенно форма "Ω" хорошо согласуется с датировкой 2-ой половиной или концом III века. Сейчас рельеф находится в музее Иераполя. Крышка саркофага, кроме рельефа, снабжена надписью: "Μ. Αυρ. Αμ[μι]α[ν]ος Ιεραπολειτης τροχοδε[δ]αλος (?) εποιησεν Δεδαλ(ου/εη)> τεχνη και νυν ωδε μενω", что значит примерно: "Марк Аврелий Аммиан, Иераполит, колеснодедальный (?), сделал с искусством Дедала. И теперь здесь пребывает". Прилагательные соединенные с -δαιδαλος широко известны - они обозначают либо нечто прекрасно исполненное, либо мастерство исполнителя. К слову, Дедалу античная традиция приписывает изобретение пилы по дереву (Sen. Ep., XC, 14; Plin. NH, VII, 56; Ov. Met., VIII, 246).
Иераполь был хорошо известен в античности (и сейчас) своими термальными источниками, а также "иераполитским" мрамором, который в т.ч. использовался в отделке Константинополя. К городу подходило два акведука. В городе существовала гильдия гидралетов (υδραλεται), водяных мельников. Ниже приведена реконструкция (© P.Kessener) водяной машины для пиления мрамора Аммиана из Иераполя.
Marmor Hierapolitanum, иераполитский мрамор, как писал Павел Силенциарий, был хорошо известен во времена Юстиниана. По его словам, иераполитским мрамором был отделан пол и цоколь полукруглой колоннады амвона храма Святой Софии. В Византийское время этот мрамор с розоватыми и желтоватыми крапинками очень высоко ценился. Константин Багрянородный в трактате "О церемониях" в т.н. каталоге гробниц (catalogus sepulchrorum) церкви Святых Апостолов (она же - мавзолей императоров) называет, среди прочих, саркофаги Феодоры, жены Юстиниана, и Ирины, жены Анастасия II Артемия, сделанные из него. Ранее Страбон (IX, 5, 16) пишет, что разноцветный скиросский мрамор не уступает каристийскому, докимитскому (синнадийскому) и иераполитскому, и сетует, что ценность белого мрамора понизилась, т.к. на общественные и частные средства Рим украшается разноцветным.
Мраморные карьеры располагались примерно в 20 км к северо-западу от города у деревни Thiounta. Они упоминаются в нескольких надписях северного некрополя. Считается, что цвет этого мрамора происходит от горячих источников, протекающих внутри его залежей. Во времена Империи в самом Иераполе применение собственного мрамора было ограничено общественными монументами и храмами, декорируемыми на средства города или местных благотворителей, а также домами зажиточных горожан. Лишь небольшое число известняковых гробниц имеют мраморные плиты. Большое количество мраморной облицовки было найдено на Агоре "N" II-го века н.э. Frons scenae театра (надпись времен Септимия Севера) и большие термы, построенные в начале III-го века н.э. также были декорированы мрамором. В середине IV-го века театр был отреставрирован, получив новую мраморную облицовку, согласно одной неопубликованной надписи.
В 2000 году в Герасе (город Декаполиса) была открыта каменная мраморопильная мельница. Она находилась в одном из помещений (8,65 х 6,65 м) в юго-восточном углу крытой галереи (криптопортика) храма Артемиды. Из резервуара, расположенного выше этого помещения и наполняемого из акведука, вода падала на водяное колесо шириной около полуметра и диаметром 4-4,5 м. Сохранилась стена с подводящим водоводом и остатки стенок ямы водяного колеса. В помещении были найдены два известняковых барабана более полутора метров длиной, диаметром 1 м и весом более 2 т каждый. Изначально барабаны располагались по сторонам отводящего водовода. Барабаны имеют серии из 4-х параллельных пропилов на одинаковую глубину, хотя сами они круглые. Никаких следов мельничных жерновов не обнаружилось. И вся конструкция помещения исключает возможность размещения там вертикальной зерновой мельницы. В сохранившихся стенках ямы водяного колеса видны прямоугольные пазы для установки подшипников его оси. На обоих внешних поверхностях стенок ямы остались круговые следы износа от трения какого-то круглого объекта. Предполагают, что это следы от кривошипных дисков, диаметром примерно 1 метр, присоединенных непосредственно к оси водяного колеса. Они были снабжены эксцентрическими шипами, к которым присоединялись шатуны, идущие вдоль отводящего водовода к вертикальным рамным пилам с 4-мя полотнами каждая. Ниже приведена реконструкция (© J.Seigne) мраморопильной мельницы в Герасе, общая фотография и план помещения, фотографии барабана с пропилами и каменного блока стенки ямы водяного колеса.
Ю.И. Сычев "Штрипсовая распиловка гранита: эволюция технологии" (цитаты)
Статья из журнала "Империя камня", №3-4, 2003
Распиливать камень штрипсовой пилой человек научился с древнейших времен. Так, в период I династии Древнего Египта (4 тыс. лет до н.э.) для распиловки различных горных пород применяли медные полосовые пилы, которые работали со свободным абразивом (кварцевым песком) или закрепленным абразивом, т.е. вчеканенными в корпус зернами твёрдых минералов; корунда, алмаза, берилла и т.п.
Таким образом, например, получены детали различных гранитных саркофагов и базальтовые плиты пола пирамиды Ху-Фу. Значительно позже человек стал применять многоштрипсовые конструкции рамных камнераспиловочных станков. В сборнике рисунков великого художника и учёного эпохи Возрождения Леонардо да Винчи "Кодекс Атлантикус», хранящемся в Милане, содержится первый технический чертёж штрипсового станка с кулисным приводом пильной рамы.
В 1801 г. российский мастер-изобретатель Филипп Стрижков модернизировал штрипсовые распиловочные станки Колыванской фабрики, заменив колеса большого диаметра и коленчатые валы главного привода кривошипно-шатунным механизмом, а канатные подвески пильной рамы на цепные, Перевод оборудоваиия на паровой, а затем на электрический привод существенно повлиял на конструкцию распиловочных станков, С 1880 г. на промышленных предприятиях наиболее развитых стран начали использовать электроприводы станков с групповым (через систему трансмиссий), а позже с индивидуальным приводом. К началу XX в. на камнеобрабатывающих заводах Италии, Франции, Германии вводятся в эксплуатацию рамные камнераспиловочные станки, снабжённые индивидуальным электроприводом. Эти станки, смонтированные вместе с приводом на общем фундаменте, составляли единое целое, благодаря чему отпадала необходимость в индивидуальной трансмиссии или контрприводе. Такие станки с полным основанием можно считать прототипом современного камнераспиловочного оборудования.
Технология распиловки
Физическая сущность процесса.
Несмотря на внешнюю кажущуюся простоту, процесс штрипсовой распиловки гранита является одним из наиболее сложных и наименее изученных в камнеобрабатывающем производстве. В представлении большинства современных исследователей механизм направленного разрушения камня складывается из двух видов явлений, протекающих на дне пропила и приводящих к разрушению горной породы:
- абразивное ударно-вибрационное воздействие дроби на камень;
- гидроударное воздействие абразивной пульпы на камень.
Основное давление в
процессе распиловки будут воспринимать зерна,
находящиеся непосредственно под нижней рабочей
кромкой пилы (2, 1, 2). Зерна, располагаемые в
следующих рядах (3,3), подвергаются в заданном
направлении разрушения меньшему давлению. Зерна,
лежащие за ними (4 и далее), давления пильного
полотна не воспринимают и работы резания не со
вершают; они являются резервом, вступающим в
работу впоследствии.
http://techfak.masu.ru/elib/dob.htm
Абразивное ударно-вибрационное воздействие происходит только в момент контакта штрипсовой пилы (через дробь) с дном пропила в нижнем положении пил (рис. 1). В момент касания с камнем пила наносит удар по частичкам дроби, а затем вызывает перекатывание по дну пропила прижатых к нему дробинок, частота вращения которых при перекатывании достигает 20 - 30 тыс. об/мин. Неправильная форма дроби (даже литая дробь по форме отклоняется от сферической) приводит а этом случае к передаче на забой вибрационных нагрузок. В результате таких воздействий на дне пропила образуются вначале вмятины - борозды с развитием трещин вглубь камня; происходит выдавливание его разрушенной части и скалывание небольших элементов горной породы.
Гидроударное воздействие пульпы дополняет вышеописанные явления и протекает в момент, когда пила не находится в контакте с камнем.
Благодаря определенной вязкости и тексотропным свойствам абразивная пульпа увлекается штрипсовой пилой и как бы повторяет её движение по закону гармоники, несколько отставая по скорости и площади охвата пропила. Это приводит к тому, что в пульпе, находящейся в пространстве между рабочей поверхностью штрипса и дном пропила, происходит резкое знакопеременное изменение давления (компрессия-декомпрессия), приводящее к гидравлическому удару. Гидроударное воздействие пульпы по существу дополняет вибрационно-абразивный эффект, как бы продолжая разрушение породы, произведенное дробью и способствуя выносу частиц камня со дна пролила.
Как уже отмечалось, оба описанных явления, происходящих на дне пропила, в своей совокупности обеспечивают направленное разрушение породы, т.е. пиление.
Считают, что абразивный эффект играет превалирующую роль при распиловке пород повышенной прочности, а также при распиловке в условиях длительного контакта инструмента с камнем (например, при спрямленной траектории движения пил). В то же время роль гидроударных явлений наиболее значительна при распиловке пористых гранитов пониженной прочности со слабой межминеральной связью, а также при коротком контакте пил с камнем (например, на станках с короткими маятниковыми подвесками).
РАСПИЛÓВОЧНЫЙ CTAHÓK (a. sawing machine; н. Sägemaschine; ф. machine à scier; и. máquina para asserar) - предназначен гл. обр. для распиловки каменных блоков на плиты-заготовки; пассировки блоков и т.п. Oдна из первых конструкций детально разработана в кон. 15 в. Леонардо да Bинчи. Cовр. P. c. отличаются большим разнообразием и классифицируются по виду используемого рабочего инструмента, траектории его движения, направлению перемещения исполнит. органа и распиливаемой заготовки и др. B зависимости от вида рабочего инструмента P. c. подразделяются на 3 осн. класса: штрипсовые, дисковые и станки c гибким рабочим органом. У штрипсовых P. c. (рис. 1) рабочим инструментом служат штрипсовые пилы (получили наибольшее распространение в камнеобработке).
Cтанки подразделяются на рамные и спец. конструкций. B свою очередь, выделяют штрипсовые P. c. c криволинейным и c прямолинейным движением пил. Cтанки c первой траекторией движения инструмента применяют для распиловки блоков прочного камня. Bыполняют эту операцию гладкими (неармированными) пилами co свободным абразивом. Cтанки c прямолинейным движением пил используются гл. обр. для распиловки блоков камня средней и низкой прочности алмазным штрипсовым инструментом, реже для дробовой распиловки блоков прочного камня неармированным перфорированным. B зависимости от ориентации пил последний вид P. c. подразделяется на горизонтально- распиловочные и вертикально-распиловочные станки.
(Cычев Ю. И., Берлин Ю. Я., Шалаев И. Я., Oборудование для распиловки камня, Л., 1983.)
Pис. 1. Штрипсовый рамный распиловочный станок: 1 - пильная рама c комплектом пил; 2 - колонны; 3 - станочная тележка; 4 - распиливаемый блок; 5 - привод механизма рабочей подачи; 6 - система охлаждения; 7 - шатун; 8 - электродвигатель привода качания пильной рамы; 9 - маховик.
Штрипсовый станок, работающий на чугунной дроби:
