TZK-3

SPSKS
1
Technologie ušlechtilého opracování kamene
Úvodem
Opracování kamenických výrobků vycházelo z řemeslných postupů
prověřovaných tisícíletou praxí. Současný vývoj ovšem vyžaduje plné nasazení
dostupných strojů. Z požadavků architektů vymizelo starší uplatnění kamene a
také mnoho jemností tvarů a tím i potřeby řemeslné manuální zručnosti.
Současnou technikou jsou ve výrobě schopni zvládnout většinu
požadovaných operací. Zvolené hmotě výrobku je třeba zpočátku vymezit hrubý
tvar. Postupně detailněji formujeme tvar. S prací na detailech dochází i k potřebě
upravit povrchy ploch upravených tvarů. Na viditelných plochách je možné volit
různé varianty opracování povrchu. Pro ostatní plochy vybíráme opracování
přizpůsobené podle umístění kamenného prvku i konečné úpravy.
Ušlechtilé úpravy kamenických prvků
K zušlechťujícím povrchovým úpravám UKV řadíme:
1. povrchy řezané
2. povrchy broušené a leštěné
3. povrchy upravené strojním opracováním (špičák, pemrlice)
4. povrchy upravené tepelným hořákem
5. povrchy upravené tryskáním
Kdo věnuje pozornost úpravám povrchu kamene, zjistí na plochách
změny výrazu. Podle stupně opracování líce pozorujeme proměny vzhledu.
Lámáním, špicováním, pemrlováním, řezáním, broušením a leštěním
dosahujeme různých zbarvení povrchu.
Dobrou vlastností ušlechtilých povrchů je zvýšení odolnosti proti
opotřebení u jemněji opracovaných povrchů oproti hrubým povrchům.
Podmínkou vyšší odolnosti kamenů je odpovídající volba materiálů. Musí
splňovat základní požadavky pevnosti, nasákavosti a mrazuvzdornosti.
Barva kamene je nejvýraznější po vyleštění povrchu. Podle zatřídění
materiálů do skupin jsou u magmatických hornin dostupné všechny odstíny
šedé, modrošedé, modravé, nazelenalé, žlutohnědé, červené až hnědočervené,
tmavošedé až černé. Jen výrazně bílých kamenů je málo. Bohatší je nabídka
sedimentárních hornin. Pokud došlo k metamorfóze obou skupin hornin, můžou
jejich barvy, struktury a textury vyniknout zejména při dokonalém vyleštění.
SPSKS
Suroviny tuzemské i zahraniční
Objem zásob hornin vhodných pro blokovou těžbu a současná těžba
nesplňuje požadavky tuzemského trhu. Současný stav těžby v ČR může
uspokojit potřebu trhu pouze u HKV.
Nabídka surovin pro náročné deskové stavební práce s ušlechtilou
povrchovou úpravou je nedostatečná. V ČR jsou malé zásoby granitoidních
2
hornin vhodných rozměrů (bloky 10-12 m3). Zcela nedostatečné jsou těžby
tmavých magmatických hornin. Výběr sedimentů klastických je pokryt těžbou
světlešedých až okrových odstínů, chybí zastoupení kvalitních červenohnědých
druhů. U vápenců a mramorů je podíl nabídky vzhledem k poptávce
nedostatečný.
Současná ušlechtilá kamenická výroba dováží surovinu z různých zemí
světa. Ročenka MŽP ČR v roce 2007 uvedla jako největší producenty světa
Čínu, Indii, Itálii, Irán a Turecko. Z těchto států jsou k nám realizovány dovozy.
Dodávky z dalších zemí jsou realizovány tranzitem většinou přes Itálii.
Omezil se dovoz cizích bloků. Kamiony se dováží upravené desky tl. 30 i
20 mm s vyleštěnou lícní plochou. Materiály problematické soudržnosti jsou na
rubu desky upraveny pryskyřicí a podlepeny pojistnou sítí.
Výběr dovážených kamenů je zaměřen na požadavky barevnosti a
struktury. U metamorfních hornin zákazníky udivuje neopakovatelnost barevné
sklady a proměnlivost textur. Pestrost jejich kreseb umožní vytvářet nádherné
sestavy kresby v kameni tzv. fládrování. Tyto druhy kamenů nejsou v republice
těženy.
Výrobní procesy s ušlechtilými úpravami kamene
SPSKS
Ušlechtilým opracováním vytváříme úpravu povrchů a tvaru v kameni
pomocí strojního zařízení. Jsou to:
1. stroje na řezání – pily
2. stroje na broušení a leštění – brusky
3. stroje na úpravu rotační plochy - vrtačky, soustruhy
4. stroje kopírovací
5. stroje na povrchové úpravy pneumatickými nástroji
6. termické zařízení pro úpravu desek
7. tryskací zařízení pro úpravu deskových i masivních prvků
8. stroje na sekání písma.
Řezání kamene pilami
Bloky kamene řežeme pilami, kterými dělíme kámen a vytváříme rovné
plochy k dalšímu opracování. Nástrojem pily vytváříme v kameni drážku.
Charakterizujeme tři způsoby tvorby drážky:
1) vybrušováním – drážku tvoří listem volně vnášená řezná masa
2) vyřezáváním – drážku tvoří nástroje s ozubením z vázaných diazrn
vysekáváním – drážku tvoří kmitající nástroj, sekáč s břity SK.
Pojem primární řezání se vztahuje na bloky suroviny, neopracované,
lomově hrubé kameny, vyhraněné těžební technikou.
3
Stroji pro primární řezání jsou listové pily, lanové pily, kotoučové
velkoprůměrové pily, i když to nevylučuje použití i malých kotoučových pil.
Sekundární řezání se uplatní na polotovarech upravovaných na řezané
desky – formátování desek a masivní prvky tvarované kotouči.
Stroje pro sekundární řezání jsou maloprůměrové kotoučové pily. U nich
dosahujeme nejpřesnější provádění řezaného tvaru.
Strojní řezání listovými pilami
Pro snadnou identifikaci různých konstrukcí listových pil sledujeme jejich
charakteristické znaky, které zásadně odlišují jednotlivé konstrukční typy.
Pohyb pilového rámu:
a) pilový rám se kývá, houpe
b) pilový rám se pohybuje přímočaře vratně
Charakteristika nástroje:
a) hladký pilový list
b) ozubený pilový list
Orientace pilového rámu :
a) vodorovný rám s napnutými pilami
b) svislý rám v podélném pohybu (dělička)
c) svislý rám s vertikálními listy propojený s vozíkem
Přítlak do řezu je vyvolán:
a) pilový rám klesá pomocí snižovacího mechanizmu
b) blok kamene je zvedán do řezu proti listům
SPSKS
Řezání na listových pilách s kývavým pohybem pilového rámu
Příprava kamene před řezáním
Blok suroviny má být vyhraněný, pravidelného tvaru s ohledem na co
nejmenší ztráty materiálu ze surovinového bloku. Poloha ukládaného bloku na
vozík pily se má shodovat s polohou bloku v lomu. Materiál řežeme „přes léta“
pokud to situace dovoluje. Vozík pily má na kovovou konstrukci přichyceny
dubové pražce, které zajišťují tlumení rázu od pily. Pražce udržují řezaný blok
v relativním klidu během řezání.
Blok usazujeme na dřevěné pražce (hranoly) a podle potřeby zajistíme
klíny. Polohu bloku urovnáme s podélníky rámu. Při výběru spodní ložné plochy
se dává přednost ploše plné a rovné. Nepravidelnosti a zakřivení ložné plochy
bloků snižují velikost řezaných desek. Bloky řežeme s ponecháním spodního
nedořezaného kraje, tzv. „nedořez“. Kontrolujeme tloušťku krajních řezů, tzv.
„krajin“. U velkých pil využijeme ložné plochy vozíku k uložení více bloků.
Volný prostor mezi bloky se snažíme dostatečně utěsnit.
Utěsňování zajistí lepší využití řezacího prostředku. Bloky navalené na
vozík pily musí respektovat vhodný výběr stejných druhů hornin.
4
Řezací prostředky
Ocelové pilové listy jsou hladké válcované plechy vyráběné v tloušťkách
6, 8 a 10 mm. Výšky listů mají 160, 180 a 200 mm. Podle tloušťky listu je
volena zrnitost litinové nebo ocelové drtě, litinového nebo ocelového granulátu.
Podle starší ON bylo číslování drtí vhodných drtí např. 18, 15, 13. Číslo zrnění
představuje desetinásobek průměrné velikosti zrn. Pro list tl. 8 mm byla vhodná
drť č. 15.
Nové řezací listy (tzv. italská technologie) jsou výrazně tenčí (4,5 ± 0,25
mm). Ocelový plech má svislé prolisy a řezací prostředek (drť nebo granulát) je
používán drobnější, s ohledem na úzkou dotykovou plochu listu s kamenem.
Druhy drtí a údaje o listech k této technologii ve zkratce:
obchodní značení drtě G 40, G 50 (SAE) nebo G 8, G 6 (ČSN)
obchodní značení granulátu SR 280, SR 230 (SAE) nebo S 9, S 7 (ČSN)
pro pilu PR 23 má list rozměry
3650*120*4,5 mm
pro pilu Carl Meyer a další cizí pily
3650*127*5,2 mm.
Počet listů v jednom rámu odpovídá konstrukci stroje. Běžné rámy jsou
pro 30 listů, ale robustní stroje se staví na počty vyšší, až do 120 listů.
SPSKS
Obr. 1. Zrnitostní složení z produktů granulátů Kovoabrasiv Mníšek pod Brdy
5
Obr. 2. Sortiment
ocelových granulátů firmy
Frymeta
Příprava řezacích listů
Zkontrolujeme
stav
napnutých listů v rámu pily po
předchozím řezání. Pro větší
využití ocelového plechu pilový
list otáčíme, aby se rovnoměrně
opotřeboval. List musí vydržet
řezání na celou výšku bloku bez
výměny.
Listy příliš zúžené na
výšku
a
zeslabené
od
předchozích řezů, včas vyřadíme
a nahradíme novým listem.
Vyhneme se časovým i hmotným
ztrátám. Roztržený list je
teoreticky možné během řezání
nahradit. Blok je možné dořezat
starším
zeslabeným
listem.
Přerušené řezání ovšem ovlivní
kvalitu všech souběžně řezaných
ploch. Plocha řezu vykazuje
vyšší nerovnost.
Nové pilové listy se před
osazením do rámu upraví v krajních polohách podle šablony vyřezáním
kyslíkovým řezákem. Konce listů mají vyvrtané otvory k zachycení táhel. Táhla
se protáhnou dutinou příčníku pilového rámu a zajistí se klínem. Vzájemnou
polohu mezi pilovými listy vymezujeme vložkami ve tvaru písmene „ I “ (dříve
používané dřevěné vložky; novější jsou ocelové a UH). Důležité je udržet
čistotu dotykových ploch. Po srovnání prvního listu jsou všechny listy i
s vymezovacími vložkami jsou staženy šroubem.
Napínání listů mají starší pily jednoduché pomocí táhel a klínů. Moderní
stroje řešily napínání hydraulickým systémem. Napínací zařízení je instalované
na rámu stroje (u pily PR 23 s ruční obsluhou) nebo je napínání zajištěno z
tlakové jednotky pružnými hadicemi na rám pily.
U napnutého pilového listu zkontrolujeme:
1) svislou polohu listu - vodováhou
2) rovnoběžnost listu - odměřením polohy od rámu nebo přístrojem
3) napnutí listu – poklepem na hladký list a poslechem výšky tónu nebo
kontrolou manometrem u listů s hydraulickým napínáním.
SPSKS
6
Řezná směs
Současná technologie využívá řezné směsi ve složení:
A. abraziva (litinový granulát, litinovou drť, ocelový granulát, ocelovou drť)
B. vody ze zásobníku, přečištěná, bez vyšších chemických úprav, ale
s nízkým obsahem pevných látek
C. hašené vápno.
Složení směsi podle hmotnostních poměrů
(dle doporučení Kovoabrasiv Mníšek):
1. vápenné mléko 100 g/l
2. voda
600 g/l
3. ocelová drť
250 g/l
4. řezaný kámen
750 g/l
Průměrná hustota směsi ρ = 1,7 kg/l. Směs se dá zkontrolovat laboratorním
hustoměrem. Jiná pracná cesta (vymývání směsi, sušení, magnetická separace)
vyžaduje odebrat vzorek nad listem a úpravou vzorku získat výsledek zkoušky.
Celkový objem cirkulující směsi je cca 1,5 m3 (v závislosti na velikosti stroje).
Doporučuje se omezit dodávku drtě až 1 hodinu před koncem řezání.
SPSKS
Obr. 3. Listová pila s kývavým pohybem rámu.
Na obr. 3 je pod úrovní podlahy pily umístěna jímka s čerpacím zařízením a
kanálem přívod cirkulující směsi od řezacích listů.
7
Vápno
(hydroxid vápenatý)
snižuje riziko rezivění
kovové drti i řezaných
desek). Podíl vápna
upravuje pH. Správná
volba viskozity řezací
směsi je základní
podmínkou. Vápno má
velmi jemné částice
(okolo 10 mí), určuje
snad rozhodujícím
podílem viskozitu
směsi.
Stoupající
hodnoty viskozity
značí větší ztráty tlaku
v čerpadle, potrubí,
tryskách postřikovače,
nižší schopnost směsi
pronikat mezi list a
kámen, větší potíže při
spouštění čerpadla do
chodu při rozrušování
ustálené směsi
(střihové napětí),
drastické snížení
účinnosti odstřed.
separátoru (pokud by
se použil na odstředění
kamenné drti z kalu.
SPSKS
Obr. 4. Řez kalovým hospodářstvím listové pily
Průměrné hodnoty (zahr.):
spec.hmot. 1,45 – 1,50 g/cm3,
% tuhých podílů (hmot.) okolo 45 – 50 g sušiny/100 g směsi,
viskozita směsi
12 – 16 cpoisů.
Granulometrie směsi má
>70 % velmi malých částic do 100 µ a < 3 % zrna větší než 200 µ.
Značná část zrn je nesena v řezné směsi zbytečně a nepodílí se na
produktivní práci.
8
Postup řezání
Rám pily spustíme těsně nad blok a seřídíme přívod řeziva (litinová drť,
voda, vápno). Pilař kontroluje chod stroje (zatížení motoru, stabilitu bloků,
koloběh řeziva, hustotu řeziva). Při automatickém řízení zalévacího procesu je
upravována hustota směsi procesorem.
Rozběh motoru a pohyb pilového rámu musí být bez zatížení. Při plném
běhu stroje se spustí kalové čerpadlo s řeznou masou (ŘM). V době zařezávání
listů do bloku nastavíme sníženou rychlost. Listy namáháme na optimální výkon
až po zaříznutí na plnou výšku listů.
V průběhu řezání neměníme rychlost snižování rámu. Kontrolujeme
stabilitu bloku, zatížení ampérmetru a pravidelnost dodávky ŘM.
Koloběh řezné masy
představuje kompletní sestavu
zařízení - čerpadlo, soustavy
kohoutů pro přímé podávání
ŘM
na
listy,
regulaci
odkalování ŘM, a naplnění
zásobníku ŘM pro řezání
v následujícím
dni
a
podávacích hadic do rozvodu
ŘM do zásobníku nad pilou a
rozvodu ŘM nad listy.
Rozlévaná ŘM je splachovaná
do vedení kanalizace pod
strojem a končí ve sběrné
jímce.
Výškový
rozdíl
v koloběhu ŘM je různý, 5 až
6 m.
SPSKS
Obr. 5. Ukázka řezacích listů s ocelovou drtí (iron grit) a granulátem (iron shot)
Čerpadlo má kapacitu s dostatečnou rezervou pro podávání ŘM. Aktivní
zrna řeziva v ŘM se obrušují, úbytek je doplněn kontinuálním podavačem
řeziva. Úbytek vody vzniká při řízeném odkalování drobných částic kamene.
Ztráty vody jdou na vrub odpařování nebo vsakování vody do kamene, okolní
podlahy a podle potřeby ji doplňujeme. Na konci řezání vyčerpáváme ŘM do
zásobníku. Obsah zásobníku poslouží pro začátek nového řezání.
U nových konstrukcí má automatické zalévání řezné směsi tzv.„horké
body“. Ty sleduje elektronika pomocí integrovaných obvodů. Kontrolní systém
není ovlivněn působení vibrací nebo náhlých teplotních změn.
Krajní desky z bloku se při dořezávání zachycují kramlemi, stahováky.
Vozík je vybaven posunovatelnými klanicemi, o které se blok může vzepřít a
vyklínovat dřevěnými špalky a klíny.
9
Řezy nejsou dokončeny na dno, aby se udržela celistvost bloku. Blok se
dořezává na úroveň 30 až 50 mm nad spodní ložnou plochou bloku. Zastaví se
klesání rámu do řezu a rám bude zvednutý nad blok.
Vozík je vyvážen od pily elektrickým vrátkem a připraven k rozebrání
bloku a přeložení řezaných desek na paletu. Řezaný blok je postupně rozebírán.
Desky jsou uvolňovány klíny nebo sochůrkem. Plochy jsou pečlivě očištěny od
zbytků řeziva. Nedořez na desce je odsekán prýskačem. Každá deska má být
zbavena zbytků ocelové drti tlakovou myčkou.
Řezané desky odkládáme na nepatrně nakloněnou rovinu speciální kovové
palety. V závěru práce pilař uklízí prostor pod pilou, odstraňuje odpadlé
kamenné zbytky pod pilou, čistí síta, proplachuje kanály, opláchne vozík i očistí
koleje.
V současné době produkce listových pil s kývavým pohybem pilového
rámu zajišťuje převážnou většinu deskových polotovarů z magmatických i
metamorfovaných hornin, obecně nazývané z „tvrdých“ materiálů.
Výkon pily
Dosažitelné rozměry desek závisí na velikosti konstrukce pily.
Rozhodující je maximální výška řezaného bloku. Převažují stroje konstruované
pro běžné velikosti bloků, tj. do 3000*2000*1600 mm. Výjimkou jsou pily pro
řezání nadměrných bloků (do 3500*2200*2000 mm).
Rychlost snižování rámu s listy do řezu je vázána druh horniny i délky
řezaného bloku a počet osazených listů v rámu pily.
Granity nejtvrdší (s největším podílem křemene)
0,5 – 1,5 cm/hod
Granodiority střední tvrdosti
1,5 – 2,5 cm /hod
Syenity, gabra apod.
3 – 5 cm/hod
Sledujeme celkový výkon v nařezaných metrech čtverečních, tříděných
podle tloušťky desek. Spotřeba řeziva byla u starších strojů velmi proměnlivá a
dost závisela na stavu zalévacího systému a obsluze pily. Na 1 m3 zpracovaných
bloků na desky bylo použito 8 až 13 kg řeziva.
Spotřeba přepočítaná na plochu desek v závislosti na řezaném materiálu:
Žula měkká
1,4 – 2,0 kg/m2
Žula střední pevnosti
2,0 – 2,5 kg/m2
Žula vyšší pevnosti
2,4 – 4,0 kg/m2
Trvanlivost jednoho pilového listu (příkladně tl. 6 mm/200 mm výšky) 4 –
6 m výšky řezů. Spotřeba elektrické energie pro práci jedné směny je 40 až 50
kWh.
Během mnoha desítek let vznikaly úpravy pohybu rámu s převodem od
kývavého pohybu na přímočarý rovný. Některé stroje vyřešily převod pohybu
úpravou závěsu kyvadel (kleště) k prodloužení dráhy listu po kameni.
Jiný konstrukční problém řešili technici při posuzování poloh pilového
ránu na začátku řezání (vysoká poloha rámu) až po dořezání bloku.
SPSKS
10
Postupným snižováním
pilového rámu do bloku konají
listy rozdílné délky řezů. Tento
problém
řešila
plynule
prodlužovaná délka ojnice.
Obr. 6. Způsob prodloužení
dráhy listu na kameni
Existuje více řešení, např. firmy Gregori a podobný projekt byl realizován
i v Československu u firmy ČKD Blansko.
Konstrukce pily od firmy Carl
Meyer využila přímočarý vratný
pohyb s krátkým nadzdvižením rámu
v obou vratných polohách, aby řezivo
mohlo klesnout pod pilové listy. Pro
tyto stroje byly použity speciální
děrované listy (otvory průměru cca
30 mm tvořily prostor pro snadný
přístup řeziva pod list o řezu. Tyto
děrované pily se neobracely jako
hladké listy.
Obr. 7. Děrované listy pro přímočarý způsob pohybu listů
SPSKS
Obr. 8. Sestava více pil zvýší produkci řezání zkrácením manipulačních
časů
11
Obr. 9. Vizitkou dobré obsluhy je pečlivá údržba prostoru pod pilami, odstranění
všech zbytků kamene a řeziva
Pily jsou postaveny v hale se společným manipulačním prostorem. Nové
bloky se ukládají na vozík a manipulačním vrátkem zaváží pod pilu. V našich
provozech se ujal výraz „samohybná přesuvna“ a napojením elektrického
navijáku na nosnou konstrukci přesuvny obslouží celý prostor.
SPSKS
Obr. 10. Samohybná přesuvna
12
Řezání na listových pilách s přímočarým vratným pohybem rámu
Přehled listových pil s dialisty, obvykle nazývané diakatry:
1. listové pily pro 30 – 60 – 120 dialistů, kde klesá rám s listy
2. listové pily pro 20 dialistů, klecový rám se horizontálně pohybuje, listy
klesají v kleci
3. listová pila dělička pro jeden dialist, klesá rám s listem.
Tyto typy strojů dobře řežou mramory, travertiny a pískovce. Nejsou vhodné pro
řezání granitoidních surovin, protože dlouhé listy nelze dostatečně přitlačit do
řezaného kamene.
Příprava řezacích listů
Řezacím nástrojem je kvalitní ozubený ocelový plech - dialist. List má na
spodní hraně pájená řezací tělíska – diazuby (odborně pinsy). Diazuby tvoří
ozubení listu.
Dialist je napínán přes rybinové koncovky silou do 10 t/list. U dialistu pečlivě
proměříme
svislou
polohu;
povolená
odchylka svislosti je
0,03 mm. Pozornost je
věnována rovnoběžnosti
pohybu dialistu.
Za klidu stroje se
úchylkoměrem
měří
rovnoběžnost listu při
krajních polohách kliky
setrvačníku. Hodnota
odchylky je povolena
do
0,1 mm na délce
dvojkyvu (Hublänge).
SPSKS
1 – řezaný blok; 2 – dřevěné trámce; 3 – vozík pily; 4 – sádrové lože
Obr. 11. Uložení bloku pod diakatr
Po vyrovnání listů i s vložkami vymezujícími tloušťku desek jsou listy
spolu staženy šroubem. Každý list je svisle vychýlen v ose napínání o hodnotu
excentricity [e]. List je ustaven pod svoji vodorovnou osu. Podle druhu listu je
nastavena doporučená hodnota „e“ mezi 8 – 15 mm. Důsledkem excentrického
napínání jsou listy vyduté směrem ke kameni. Při plném zatížení stroje během
řezání jsou listy naopak urovnané do přímky. Tím dosáhneme maximálního
využití řezivosti všech diazubů.
13
SPSKS
Obr. 12. Ukázka proměřování napínaného dialistu
Prohnutí listu s pinsami závisí na posunu osy listu pod osu napínací síly
(na obr. 2 mm). Při zařezávání se roviny ozubení srovná a zuby mohou plně
zařezávat do bloku.
14
Obr. 13. Dialist s rybinovými úchyty pro táhla
SPSKS
Obr. 14 Pozice dialistu při napínání, při zatížení a nesprávném napnutí
Příprava bloků před řezáním
Vozíky pod bloky jsou upraveny tak, aby se mohly bloky dořezávat až na
plnou výšku. Na vozíku jsou betonové desky (speciálně připravené z písku o
velikosti zrn do 1 mm) nebo kamenné desky stejné nebo menší pevnosti než je
pevnost řezaného kamene (vhodný je pískovec, mramor).
Na takové desky uchycené na vozíku pily jsou bloky položeny do sádrového
nebo cementového lože. Celou plochu podlití může nahradit úspornější
podmazání bloku v pásech širokých 0,5 m. Pro podložku bloku stačí dvojice
dřevěných hranolů stejné šířky. Při dořezávání necháme pily řezat až na
podložku. Malta udrží řezané desky ve svislé poloze.
15
Při správném dokončení řezů nesmí na deskách zůstat nedořez. Po rozebrání
nařezaných desek zbývá očistit plochu vozíku od zbytků malty.
SPSKS
Obr. 15. Diakatr se zvihem vozíku do řezu šrouby (stálá poloha rámu s listy)
Postup řezání bloků diakatrem
První fáze je zařezávání listů. Pro zařezávání listů doporučují výrobci
nastavit rychlost na 75 % doporučené rychlosti snižování podle druhu kamene.
Postupně v krátkém intervalu, zvyšovat rychlost až po zaříznutí poloviny výšky
listů do bloku. Další fáze je řezání optimální rychlostí podle druhu kamene.
Během řezání se nedoporučuje neměnit zadanou rychlost. Řezání pokud možno
nepřerušovat!
Dialisty jsou intenzivně zalévané čistou vodou. Na každý dialist připadá 8 až
10 lt/min. Příkony elektromotorů diakatrů oproti strojům s kývavým pohybem
rámu větší. U pil střední velikosti jsou příkony mezi 50 až 80 kW. Dialisty jsou
neustále v přímém záběru v kameni. Efektivní práce diabortových tělísek je
zaručena při velkém tlaku řezného listu do kamene, přesném vedení listu,
rovnoměrném režimu práce (rychlost snižování do řezu) a dostatečném chlazení
listu čistou vodou.
16
SPSKS
Obr. 16. Diakatr se snižováním rámu šrouby
Příklad typu diakatru firmy TEMA typ Te-diam. Hlavní elektromotor
má příkon 59 kW. Do rámu pily se upne 44 listů pro řezání desek tl. 30 mm.
Max. velikost řezaného bloku je 2800/1500/1600 mm (L x B x H). Posuv do
řezu je volitelný v rozsahu 0-300 mm/hod. K napínání pilových listů se používá
hydraulických zařízení s napínací silou od 6 do 14 tun. Pro řezání mramorů se
používá 9 - 11 tun. Skutečný tlak se odečítá z manometru.
Dialisty firmy Diamant Boart (Belgie) mají rozměry 3910/180/3 mm.
Pinsy o rozměru 20/4,8/5 mm. Dialist má 29 pins. Složení pinsy se mění podle
druhu opracovávaného materiálu, pokud je výrobce o takovém požadavku
zákazníka informován. V současné situaci je možno objednat speciální řezná
tělíska podle konkrétního materiálu. V případě střídání řezaných materiálů jsou
možné počítat se s více variantami poměrů:
a) stále stejný druh kamenných bloků
1/0 100 %
b) dva druhy kamene v poměru
1/3 25/75 %
c) dva druhy kamene v poměru
1/1 50/50 %
Po nějaké době používání vykazují dialisty menší řezací schopnost. Tento
jev je způsoben zahlazováním diamantových zrn pinsy. Diazrna mají ve svém
okolí příliš tvrdou vazbu.
Nástroj s nevyhovující vazbou je možné „oživit“ řezy do zkušebního
betonového tělesa (cement a písek v poměru 1 : 7, písek frakce 0/1). Náhradní
17
variantou pro oživení diazrn bylo řezání do pískovcového bloku střední pevnosti
(pískovec Podhorní Újezd).
Zahlazování je možné zabránit také vhodným prostřídáním materiálů se
strukturou hrubě krystalickou a s jemně zrnitými druhy (např. supíkovický
mramor, vračanský vápenec, mušlový vápenec). Vazbu nástrojů mohou výrobci
upravit ze speciálních slitin kovů u všech diamantových nástrojů.
Dosažené výkony při řezání mramorů (v ČR malý podíl z vlastní těžby a z
dovozu) z let, kdy počet dovezených pil pokryl potřebu Československého
kamenoprůmyslu.
sledovaný rok
nařezáno desek
hodinový výkon (m2/hod)/
/posuv (cm/hod)
2
1976
54.200 m
13,21/18,02
2
1977
60.450 m
14,06/18,48
2
1978
52.590 m
Životnost dialistu 460 až 580 m2.
Výkonnost diakatrů
Diakatry jsou vhodné pro řezání všech typů karbonátových hornin a
klastických sedimentů. V České republice nejsou tyto typy pil užívány pro
řezání granitoidních hornin.
Důvodem jsou nepříznivé poměry při napínání dlouhých listů. Konstrukce
pil s vertikálním rámem řežou kratšími listy. Krátký list lépe odolává vyššímu
tlaku na ozubení při řezání granitoidních hornin. Tyto stroje jsou známy
z ciziny, ale dosud nebyl v ČR takový stroj instalován.
Informativní rychlosti snižování listů do řezu (podle doporučení výrobců):
Tvrdé mramory a vápence
15 – 20 cm/hod
Středně tvrdé mramory a vápence
20 – 30 cm/hod
Velmi tvrdé pískovce
20 – 30 cm/hod
Středně tvrdé pískovce
80 – 100 cm/hod
Granity, syenity (cizina)
8 – 18 cm/hod
SPSKS
Pro hodnocení práce frézaře je výkonnost obsluhy pil TEMA, MEYER
apod. podle „Výkonové normy 1973 Kamenoprůmysl - Řezání kamene na
pilách“ s detailováním určitých zpřesňujících podmínek pro diakatr.
Podle skupiny řezaných materiálů (mramory, travertiny), podle počtu listů
(do 20, 30, 40 listů), podle délky bloku (do 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 m).
Příklad výpočtu normočasu – hodnotíme m2 vyřezaných desek:
• materiál vračanský vápenec skupina II/2,
• počet listů do 30 ks,
• velikost bloku 2,8 m x 1,5 x 1,5m; délka bloku 2,8 m
18
• normočas podle VN za 1 m2 = 0,151 hod
• Výpočet: N x L x H x Nč = 38 ks x 2,75 x 1,47 x 0,151 = 10,73 hod;
tato časová hodnota zahrnuje veškeré nutné práce k provedení úkolu.
SPSKS
Obr. 17. Jednolistová pila s hydraulickým napínáním dialistu – dělička
Obr. 18. Systém napínání listu děličky
19
Moderní konstrukce diakatrů
Jednou z moderních konstrukcí je diakatr
s klecovým rámem. Přehledná konstrukce
klece se pohybuje po čtyřech valivých
ložiscích umístěných vedle nosných sloupů.
Klec je poháněna párem ojnic, kratší délky.
Výšková poloha ojnice se nemění, protože
uvnitř klece klesá do řezu pouze vnitřní rám
s dialisty. Celková délka pily může být
kratší. Pila vyhovuje pro řezání menších
bloků.
Obr. 19. Schéma pily klecového systému se stálou polohou ojnice
Dělička
Novější je konstrukce děličky, vhodná pro úpravu bloků rozdělením, úpravou
jedné ložné plochy, odřezávání tlustých desek. Pro napnutí dialistu není použito
tuhého rámu. Napínání je cyklicky zajišťováno hydraulickým systémem a
dialistem pohybuje malý setrvačník s ojnicí.
Vertikální katr
Vertikální listové pily mají svisle orientovaný rám, shodně s katry na
dřevo. Řezané bloky jsou omezeny na výšku. Použití kratšího listu dovolilo
zvýšit napětí listu i přítlak diazubů. Cílem bylo efektivně řezat dialisty granity a
podobné materiály. Obložení listu tl. 5 mm, segmety tl. 7 mm s roztečí 75 mm
při počtu 21-23 kusů, zrnitost 40/50 US Mesh, syntetický materiál. Pilový list
v délce 2,5 m je na čtyřech místech zavěšen a napnut, šířka listu min. 0,2 m,
max. 0,8 m.
Zdvih listu je veden po kruhovém
oblouku o průměru 5 m, který koná svislý
rám uchycený dvojicí vzpěr a opřený nosnou
konstrukci. Pohyb je vyvolán hnací jednotkou
se setrvačníkem (příkon 15 HP/20 kW).
Počet zdvihů 80/min, dráha 480 mm.
Chladící voda 15 l/min je postřikována
seshora. Předností je výborná rovinnost desek
(3,5*1,4m), v hodnotě 0,1 - 0,5 mm. Rychlost
posunu je podle tvrdosti žul 50-70 cm/hod,
tedy výkony 0,7 - 0,98 m2/hod. Lit.: 8 ČK,
SPSKS
VTEI, informace č. 273 (zdroj Steinmetz und
Bildhauer 1974/č.9).
Obr. 20. Schéma pily s vertikálními listy v rámu
20
Obr. 21. Diakatr s vertikálními listy fmy Mordenti, Itálie
Řezání dílenskými lanovými pilami
SPSKS
Lanová pila, v dílenském provedení, má dva stojany svrchu spojené
příčníkem. Na stojanech jsou vedena kola snižovacím mechanizmem pro vedení
dialana s hnací jednotkou. Řezné lano je napínáno hydraulicky.
Zalévání vodou a
zachycení řezného kalu je
součástí
jednoduchého
kalového
hospodářství.
Stroj je vybaven vozíkem
na uložení bloků.
Kamenické dílny
využívají lanových pil
k řezání všech druhů
surovin. Dílenské lanové
pily se hodí zvlášť k dílčím
operacím úpravy bloku
k dalšímu zpracování:
a) k úpravě ložné
plochy bloku
pomocí jednoho řezu
Obr. 22. Ukázka dvou typů tělisek s průmyslovými diamanty
21
b) k úpravě bloku na tloušťku před dalším opracováním, např. na kotoučem
c) k postupnému řezání bloku na desky atypické tloušťky.
Řezné nástroje
K řezání jsou používána lana s obložením průmyslovými diamanty. Běžně
užíváme výraz „dialano“, představující lano s průmyslovými diamanty. Nosný
systém lana je vícedrátkové kvalitní nosné lanko.
Na lanku jsou navléknuty kroužky, které nesou po obvodu masu
průmyslových diamantů v kovové vazbě. Rozteč mezi jednotlivými perlami je
vymezena distančními vložkami. Tloušťka lan se volí podle druhu řezaného
materiálu.
Parametry řezání
Výkon řezání lanovou pilou závisí na druhu materiálu, délce řezu, typu
řezacího lana, rychlosti pohybu dialana a napínací síle. Napínací síla je
ovlivněna rychlostí snižování do řezu a je nutno se přizpůsobit druhu řezaného
materiálu. Pružnost řezacího lana způsobí zakřivení řezné dráhy. Při snížení
rychlosti řezu se zakřivení vyrovnává.
SPSKS
Obr. 23. Dílenská lanová pila
Rychlost pohybu lana se pohybuje mezi 20 až 40 m/s (podle typu stroje).
Pohybující se lano kropíme vodou. Spotřeba vody postačí do 15 lt/min.
Vyhovuje recyklovaná průmyslová voda.
Pro plné využití dialana je důležité zajistit spirálovitý pohyb diaperel.
Aktivní řezací plocha lana s diabortovým obložením se při řezání postupně
protáčí. Při nasazení nového dialana zafixujeme rozpojené konce dialana. Jeden
konec lana opatrně předtáčíme až na 12 otáček. Konce lana spojíme, nasadíme
na vodící kola a hydralikou lano napneme. Tím je zajištěno rovnoměrné
opotřebení dialana.
22
Rozměry řezaného bloku jsou limitovány roztečí mezi koly (délka),
průměrem kol (výška) nebo jsou omezeny přídavnými vodiči lana. Takové
stabilizátory lana jsou nutné pro složitější typy lanových pil k vyřezávání
profilů.
SPSKS
Obr. 24. Programovatelná listová pila
23
Výhodu lanových pil představuje třetí rozměr bloku. Šířka kusu je
teoreticky i prakticky s nepatrným omezením. Na výšku bloku je řezání
omezeno průměrem vodících kol. Výjimkou jsou pily, které vedou řezací lana
soustavou menších kol a umožní vyšší řezy.
SPSKS
Obr. 25. Dílenská lanová pila s programovaným vedením řezů lana
Řezání dílenskou lanovou pilou
Přítlak lana na kámen a vozík je zanedbatelný. Blok stačí podložit trámy a
podklínovat. Přesto je důležité zajistit dobrou stabilizaci bloku. Kvalita řezaných
ploch je vyšší než po řezání hladkým listem klasického katru. Po řezání
dialanem uspoříme na ploše první operace broušení u tvrdých materiálů.
Při zavádění lana do řezu nepatrně snížíme rychlost klesání. Po zaříznutí
lana po déle bloku nastavíme konečnou rychlost klesání. Dořezáváme blok až na
podložku nebo betonovou plochu vozíku. Odváděný kal z řezu je splachován do
jímky pod pilou. Při předčasném uvolnění řezané části bloku, ukončíme řezání.
Modernější stroje, vybavené řídícím počítačem, lze naprogramovat a
použít na výrobu různých profilů. Vývoj lanových pil dosáhl až na tvarování
kamene lanem ve dvou osách. Vozík s blokem je elektromotorem posouván
horizontálně po ose X. Souběžně se svisle pohybuje řezací lano po ose Y.
Při doplnění lanové pily otáčivým vozíkem je možné tvarovat rotační i
tělesa větších průměrů.
Pohled do historie řezání lanem v kamenických dílnách.
Lanové pily dílenské s hladkým lanem byly v ČSR zaváděny od roku 1970, ale nepodařilo se
dosáhnout stejného stupně využití podle jiných zemí, jako např. v Itálii. První dovezená
dílenská pila jednolanová typ Alvenco, norské firmy Bergsli, byla podnětem k vývoji vlastní
pily typů LDP-1 a LDP-2.
Řezací lano průměru 5 nebo 6,5 mm může být splétáno ze dvou nebo tří ocelových
drátků, značně tuhých. Délka závitu má vliv na množství řeziva, které musí být řezem
24
dopravováno. Řezací směs tvořila směr zrn SiC a vody v poměru přibližně 1:1 (ev. 60% vody
a 40% SiC). Tato směs obíhala v uzavřeném cyklu - jímka s řezací směsí + kalové čerpadlo +
zásobník řeziva nad strojem a rozvod jednou i dvěma hadicemi přímo nad řez v kameni a
řezací lano. Po zahuštění směsi kalem z řezaného materiálu se řezací směs odkalovala v
jímkách nebo kruhových odkalovačích.
V USA byly lanové dílenské stroje vybaveny až deseti hladkými řezacími lany na
jednom stroji.
Původně bylo používáno této řezací techniky v lomech na těžbu bloků mramorů a
vápenců. Dnes tyto stroje dožívají nebo jsou nahražována pilami s dialany.
Strojní řezání kotoučovými pilami
Přehled řezací techniky s kotouči
Stručný přehled hledisek, která usnadní určování typů a jejich odlišností
kotoučových pil. Pro posuzování kotoučových pil jsou vybrány viditelné znaky
strojů:
o podle průměrů řezacího kotouče – maloprůměrové (< 1200 mm),
velkoprůměrové (> 1200 mm)
o podle počtu kotoučů – jednokotoučové, vícekotoučové
o podle počtu suportů – jednosuportové, vícesuportové
o podle nosné konstrukce – mostové s pevným mostem, mostové
s pohyblivým mostem, stojanové
o podle konstrukce pily – pevný betonový stůl, výškově stavitelná ocelový
stůl, vozík s hydraulickým pojezdem
o podle použité měřící techniky – starší pily bez měřidel, s vestavěnými
analogovými měřidly, s digitálním záznamem polohy řezu.
SPSKS
Příprava kamene před řezáním
Kameny připravené k řezání mohou vykazovat několik forem.
Surovinový blok
– velkokotoučová pila
polotovar s jednou upravenou plochou
– velkokotoučová pila
oboustranně řezaná deska
– maloprůměrová kotoučová pila
formátovaný tvar před dokončením
- maloprůměrová kotoučová pila
Bloky i polotovary musí být na pracovní ploše stabilizované. Pro stabilizaci je
využito dostatečně hmotnosti kamenů. Nerovnosti na spodní ložné ploše kamene
vyrovnáme klíny.
Stabilizace řezaných kamenů
Bloky ukládáme na pracovní plochu do sádrové nebo cementové malty.
Pouhé klínování není zárukou bezproblémového dořezání kamene na plnou
výšku a bez „nedořezu“. Deskové polotovary mají pracovní plochu pily,
vozíku/stolu, opatřenou dřevěnými prkny nebo fošnami. Kamenné desky
nepokládáme přímo na kovovou konstrukci pracovní plochy.
25
Pro maloprůměrové kotoučové pily jsou používané i dřevotřískové desky
(i přes jejich menší odolnost proti vodě) nebo hoblovaná prkna. Dřevěné
materiály mají dobrou přilnavost k upraveným plochám kamene. U deskové
produkce (tl. ≤ 50 mm) je přilnavost kamene k pracovní ploše dostatečná.
SPSKS
Obr. 26. Mostová kotoučová pila s hydraulickým zdvihem stolu
Měkčí druhy kamenů umožní připravit k řezání i několik desek na sobě.
Na upravený pracovní stůl je přesunuta kamenná deska. Pokládá-li se více desek
na sebe, při stejných formátech, musí k sobě desky dobře držet (např. u
pískovců).
Výjimečné opatření je třeba zajistit při řezání velmi malých pravoúhlých
kousků kamene (< 0,05 m2). Obvykle postačí přiložit k řezanému materiálu jiný
kus desky ve směru řezu. Volí se stejný druhu i tloušťka kamene pro
stabilizování polohy u krátkých řezů.
U drobných částí pro sestavu galanterních výrobků z kamene je řezání
podmíněno bezpečnou polohou nastaveného řezu. Části se při řezání stabilizují
sádrováním nebo lepením na vhodnou podkladní kamennou desku. U porézních
materiálů je vhodná předchozí úprava povrchu odstranitelnou látkou.
Parametry řezání velkým průměrem kotouče
Nasazený kotouč vykazuje povolené hodnoty axiální i radiální házivosti.
Stanovuje se vždy s ohledem na daný průměr kotouče, viz tab).
Rychlost otáčení nástroje - obvodová rychlost je v m/s podle doporučení
výrobců řezacích nástrojů.
26
Obecně, jsou pro tvrdé kameny doporučeny nižší hodnoty, pro měkké
kameny naopak vyšší. V tabulce jsou uvedeny i hodnoty z několika zemí.
Obvodová rychlost Obvodová rychlost Obvodová rychlost
m/s URDIAMANT m/s DIAMANT
m/s
/ČSSR)
BOARD
(SSSR – starší
(BELGIE)
doporučení)
Porfyr, křemenec
20 – 30
20 – 30
30 – 40
Granit, syenit
30 – 40
35 – 40
20 – 25
Granit
25 – 35
Mramor, travertin
45 – 50
45 – 50
35 – 40
Pískovec, šamot
50 – 60
50 – 60
35 – 40
Vápenec
35 – 50
Břidlice
30 – 40
Beton, cihla
50 – 70
Hornina
Chlazení kotouče
Podle jejich průměrů jsou tabulkové hodnoty vyjádřeny v lt/min. Kotouč
musí být intenzivně oplachován vodou ještě před vstupem do kamene. Při řezech
na plnou výšku kotouče (např. Ø 600 mm, hloubka řezu 220 mm) je chlazení a
hlavně vyplavování kalu z řezu horší. Kotouč má mít oplachování z obou stran.
SPSKS
Průměr řezného kotouče
Ø (mm)
300
400
450
500
550
600
625
650
750
800
1 000
1 200
2 000
2 500
2 700
3 000
3 500
Dávkování chladicí kapaliny
(l/min.)
10 – 15
15 – 20
15 – 20
20 - 30
15 - 20
20 - 30
20 - 30
20 - 30
30 - 40
35 - 45
40 - 50
50 - 60
70 - 80
80 - 100
80 - 100
80 - 100
100 - 120
27
Doporučené hloubky řezání – výkon řezání pro kotouč Ø 600 mm
řezaný materiál
hloubka řezu [mm]
řezná rychlost
[cm2/min]
Granit, ortoruly
10 – 15
300
Syenit, gabro
25 – 30
600
Mramor, leštitelný vápenec
Na plnou hloubku
600 – 700
Travertin
Na plnou hloubku
800
Pískovec střední [Podhorní Újezd]
Na plnou hloubku
1000
Pískovec tvrdý [Božanov]
30 – 50
600
Starší způsob hodnocení práce frézaře měřil výkonnost obsluhy kotoučové
pily PKM 6 (apod. typů mostových pil) podle Výkonové normy 1983
s detailováním určitých zpřesňujících podmínek.
Podle dvou skupin řezaných materiálů (tvrdé a měkké), podle tloušťky
desek (za každý cm hloubky řezu), podle velikosti vstupní suroviny (od 0,1 m2
až přes 1,5 m2).
Příklad výpočtu celkového normočasu (Nčc) pro 10 kusů výrobků:
• řezání pravoúhlé obkladové desky z granitu tl. 30 mm
• velikosti výrobku 0,9 x 1,2 m
• vstupní velikost řezané desky 2 m2
• činnost - řezání obvodových hran = (2 x 0,9)+(2 x 1,2) = 4,2 m
• normočas podle VN za 1 metr řezu = 0,040 hod
• výpočet Nčc: N x L x Nč = Nčc = 10 x 4,2 x 0,04 = 1,68 hod
• tato hodnota zahrnuje veškeré nutné práce k provedení úkolu.
SPSKS
Životnost řezacích diakotoučů
Kotouč Ø 600 mm
granit 20 až 100 m2
při hl. řezu 30 mm, volit rychlost 1,3 m/min
Kotouč Ø 3500 mm
granit (obvodová rychlost 25 – 30 m/s)
při hl. řezu 5 - 20 mm volit rychlost 2 - 3 m/min
řezná rychlost 1500 cm2/min
Řezací kotouče pro oprac. bloků o průměru 2500 až 3500 mm
Z [cm2/min] = aT [mm] x vT [m/min] x 10
Z = řezný výkon …plocha časového rozpětí
aT = hloubka řezu
vT = rychlost posuvu
Vývoj nových diakotoučů rozšířil nabídku o průměry vyšší než dosud
používané průměry 3 000 a 3 500 mm. Vystavované kotouče o průměru 5 000
mm lze instalovat jen na nové, dostatečně tuhé strojní konstrukce.
28
SPSKS
Obr. 27. Mostová kotoučová pila se stabilní výškou vozíku a suportem
Snahou výrobců diakotoučů je omezit nežádoucí vibrace a značný hluk při
řezání. V současné nabídce diakotoučů jsou tzv. „sendvičové disky“. Nosič
ozubení – disk - je vytvořen vrstvením speciálních plechů a u těchto nástrojů se
výrazně snížila hlučnost.
Dobrou organizací práce je možné zvýšit výkonnost stroje, např. při
manipulaci v přípravě bloků před řezáním. Použitím dvou vozíků se zkracují
časy mezi jednotlivými řezanými bloky.
Pro určení výkonnosti strojů sledujeme roční produkci nařezaných m2 nebo
běžných metrů řezů kotouči při určeném počtu směn. Stejně sledujeme
výkonnost nástroje statistickým sledováním celkového počtu odřezaných
jednotek za dobu aktivního provozu.
Pro dostatečné využití výkonných řezacích strojů je nutno organizovat
práci při přípravě polotovarů řezání na třísměnný provoz.
Dianástroje, pilní listy i kotouče jsou schopné obnovy funkce, tzv. repase.
Nosiče jsou vyrobeny z velmi kvalitních slitin ocelí. Jsou proto možné až tři
obnovy nástroje výměnou opotřebených diazubů, pins nebo segmentů.
Podmínkou je správné uskladnění použitých nástrojů. Pokud jsou nosiče příliš
deformované nebo obroušené repasi neprovádíme.
29
SPSKS
Obr. 28. Kotoučová pila s podřezávacím kotoučem pro vyřezávání desek z bloku
30
Broušení a leštění kamene
Úvod do principů broušení a leštění kamene
Broušení kamene je způsob úpravy povrchu materiálu na lícních
plochách. Spárové plochy na ušlechtilém kamenickém výrobku jsou řezané.
Plochy rovné, oblé a různě profilované broušením a leštěním vyniknou. Každé
ruční nebo strojní opracování mění výraz materiálu. Mění se barva, zvýrazňuje
struktura a hloubka kresby kamene. Krystalické struktury jsou více kontrastní.
Přírodní kámen je hmota složená z minerálů různé tvrdosti. Magmatické a
metamorfované horniny, podle podílu přítomného křemene, broušení velmi
odolávají. U sedimentárních hornin klastických hrají významnou roli různé
tmely, kterými jsou zrna základní horniny tmelena.
Broušení je efektivní při použití brusiva vyšší tvrdosti, než je mikrotvrdost
minerálů kamene a případného pojiva minerálů. Vysoká hodnota tvrdosti
brousících zrn zaručuje delší životností segmentů.
Vstupní plocha před operací broušení vyžaduje přípravu roviny strojním
řezáním.
Nejrovnější
a
nejkvalitnější
povrch
řezaného
kamene
dosahujeme
diakotoučem
nebo
dialistem.
Méně
kvalitní řezy jsou po řezu
dialanem. Nejhorší rovinnost
plochy je při řezání listem s
volným abrazivem.
Tvar brusného zrna
hodnotíme podle množství
hran a rohů. Řezný úhel
jednotlivých zrn v pevné
struktuře segmentu se stále
mění, podle pohybu nástroje.
Otupené hrany a rohy zrna je
nutné včas nahradit a obnovit
řezivost nástroje. Obnova
řezivosti nástrojů je závislá
na pevnosti vazby, kterou
volíme
podle
druhu
broušeného materiálu.
SPSKS
Obr. 29. Sestava tvarů vázaného brusiva SiC
31
Jednotlivá zrna abraziva během pohybu po broušeném kameni ztrácejí
účinnost a postupně se opotřebují. Pro dobrou funkci odplavování rozrušeného
materiálu z plochy jsou důležité také volné prostory mezi zrny a pojivem.
Brousící tělesa s velmi pevnou a hutnou strukturou dosahují menších objemů
odbroušené plochy, ale během broušení méně ubývají, brousí pomaleji.
Jiná situace je u brousících těles s velmi pórovitou strukturou. Volný
prostor dovoluje snadněji vyplavovat kal mezi aktivními zrny brusiva. Brousící
těleso ovšem rychleji ubývá a narůstá spotřeba nákladů na broušení.
Brusiva pro kámen
SiC – siliciumkarbid, T=9,5, syntetický materiál. Obchodní značení
výrobků Carborundum Elektrite a.s. (např. C 49 podle staré normy, 49 C podle
nové normy FEPA), má barevné varianty (šedá, zelená; existuje i bílá, a černá).
Při strojním broušení využíváme vázané brusivo. Brousek tvoří:
práškový SiC + pojivo + prvky korigující další vlastnosti brusiva.
Sledované vlastnosti brousícího tělesa - segmentu:
• zrnitost podle FEPA (velmi hrubá až extra jemná)
• tvrdost pojiva (velmi měkká až zvlášť tvrdá)
• sloh (velmi hutný až zvlášť pórovitý)
• typ pojiva (keramické, silikátové, magnezitové, šelakové, umělé
pryskyřice, syntetické)
Výrobci v zahraničí používají u brusiva vlastní kódovém značení, ale
v principech jsou jejich sestavy vázaných segmentů shodné s našimi výrobky.
Zrnitost SiC je vyjádřena čísly stupnice třídění (viz orientační tabulka č. )
Pevné pojivo zadržuje dlouho otupená brusná zrna. Málo pevné pojivo uvolní
brusná zrna předčasně, ještě před plným využitím. Hutné struktury hůře odvádějí
kal od broušení.
Výkon brousících těles ovlivňují všechny parametry. Rozhoduje přítlak,
rychlost otupení hran na zrnech, odplavení kalu z prostoru mezi zrny a čas
uvolnění otupeného zrna z vazby. Většina brusných zrn není plně spotřebována,
spláchne se vodou z plochy kamene.
Nástroje z přírodních diamantů jsou u brousících nástrojů nahrazeny
syntetickými diamanty. Označení zrnitostí je stanoveno podle FEPA (Federation
Eur…..). Název „diabortové nástroje“ užíváme pro použití průmyslových
diamantů horší kvality např. boartu. Diabortová zrna jsou vázána kovovým
pojivem. Diabortová zrna jsou rozptýlena v určené kovové vazbě v předepsané
koncentraci (v %).
Zrnitost a pevnost vazby určují výkonové parametry brousících nástrojů.
V minulosti se brousil kámen pouze s volným brusivem. Používaná abraziva
byla přírodního původu (např.: křemičitý písek, korund i smirek a přirozené
brusné kameny).
SPSKS
32
Z uměle vytvořených druhů abraziv dosud používáme litinový nebo
ocelový granulát a litinová i ocelová drť, pro řezání rámovými pilami s kývavým
pohybem listů.
SPSKS
Obr. 30. Různé druhy diamantových nástrojů pro strojní i ruční broušení
Obr. 31. Značení dovážených brousících segmentů podle zrnitosti i barev
33
Diamant přírodní byl od poloviny minulého století nahrazován
syntetickým diamantem. Pro broušení se uplatní menší zrnění. Výroba
syntetických diamantů se dařila v přípravě zrn malých velikostí (pod 315-ČSN,
D 301 FEPA). Naše republika patřila k sedmi státům, které zvládly jejich výrobu
(1965).
Od konce 19. stol. tradiční technologie používala k broušení litinovou
nebo ocelovou drť. Volná zrna brusiva byla přisypávaná na kámen pod litinové
kotouče. Dnes k broušení užíváme téměř výhradně brusivo ve vázaném stavu.
Zrnitost brusiva je určena podle frakcí, je vyjádřena jedním číslem (podle
spodního síta a jeho rozměru ok. Používalo se více stupnic zrnitosti; dle ČSN,
US-MESH a pro dianástroje norma FEPA. Skutečné rozložení zrnitosti frakcí
v brousícím tělese se neudává. Používáme často orientační značení, např. střední
rozměr zrn (F 60) nebo značení udává pouhé číslo v sestavě (např. 1 až 4).
Sada brusiva má zvolený počet operací od hrubého až po nejjemnější
broušení. Do sady brusiva o malém počtu operací (4 – 6) jsou namíchána zrna
široké frakce. Střední a drobná zrna jsou doplněna malým procentem větších
zrn. Počítá se s rychlejším rozbrušovacím účinkem těchto zrn a následně jejich
rychlejší destrukcí. Postup broušení každým stupněm je pomalejší.
Do sady brusiva o velkém počtu operací (7 – 10) jsou namíchána zrnění
úzké frakce. Počítá se s efektivním využitím každého stupně, aby rozbrušovací
účinek těchto zrn byl časově shodný se všemi stupni broušení. Takové sady
vyhovují
k použití
na
kontinuálních
brousících
strojích nebo linkách. Postup
broušení je rychlejší.
Vázané
brusivo
je
spojeno různými tmely. Tmel
musí vyhovovat pevností tlaku
i tahu za ohybu, odolností
k otěru. K dalším požadavkům
patří struktura tmelu.
Tvary brousících tělísek jsou
ovlivněny průměrem brousící
hlavy, způsobem uchycení
tělíska na nosič, zrnitostí
brusiva a pevností pojiva.
Tělíska mají tvary válce,
konického válce, segmentů,
hranolů.
SPSKS
Obr. 32. Brousící hlava s kloubem
34
Tvarování tělísek je dáno
typem brousící hlavy:
a) Planetová hlava - při
lepení jsou brousící tělesa
lepena tavným tmelem
(Glufema) nebo vhodným
pryskyřičným lepidlem na
pevný ocelový nosič
k našroubování na hlavu.
b) Hlava s výkyvnými
rameny – brousky jsou
nasazeny na klínovou
drážku (rybinu) ramen.
Takový brousek má dvě
části. Část nosnou (např.
rybinu ze silonu) a část
aktivního brousku.
SPSKS
Obr. 33. Planetová hlava se čtyřmi planetkami
Brousící hlavy
Součástmi brusek jsou díly, které přenášejí rotací energii motoru - vřeteno
a brousící hlavu. Bruska má vřeteno (brousící linky mají více vřeten), na které je
uchycena brousící hlava.
Základní typy brousících hlav:
1. Hladká plochá deska s úchytem na vřeteno – kulatý plech tl. 10/8 mm.
Slouží k nalepení brousících těles. Nerovnosti plochy vyrovnává kloub.
Byl používaný na ramenových bruskách.
2. Odpružená hladká plochá deska – pružiny po obvodu disku pomáhají
vyrovnat nerovnosti řezané roviny desky. Je používaný pro ramenové
brusky (nepotřebuje kloubový úchyt jako hlava podle bodu 1).
3. Planetová hlava – satelitní planetky obíhají po obvodu hlavy a to
v protipohybu rotující hlavy. Počet planetek 4 až 6. Planetka tvoří misku,
na kterou se lepí brousky tvaru mírně komolého kužele se středovým
otvorem pro přívod vody. Hlava je vhodná pro mostové brusky a linky.
4. Hlava s výkyvnými rameny – Wackelkopf. Během rotačního pohybu celé
hlavy jsou na bočních výstupech vykyvována 4 (ev. až 6) ramena
s nasazenými tvarovanými brousky. Hlava je vhodná pro mostové brusky
a brousící linky. Spodní plocha brousku je částí válce.
35
Obr. 34. Brousící hlava se čtyřmi výkyvnými rameny a spojovací deskou
Brousící stroje v přehledu (chronologicky dle vývoje)
SPSKS
Současná technologie využívá při broušení rovin tři skupiny strojů:
1 Brousící ramena (tradiční i v novém bohatším provedení) s jednou brousící
hlavou
2 brousící poloautomaty – typy mostových brusek – s jednou brousící hlavou
3 brousící linky – sestava vícehlavé brusky s počtem brousících hlav podle sady
brousících těles.
Obr. 35. Brousící rameno – pracovní dispozice stroje
36
Další typy strojního zařízení jsou po úpravu hran a boků, profilování stran
desek.
Brousící stroje při broušení kamene zajišťují rotační pohyb segmentů.
Současně s rotací segmentů musí být zajištěn jejich posuvný pohyb v rovině
broušeného materiálu. Tento pohyb je uplatňován u všech základních strojů pro
opracování kamene.
Přímočarým vratným pohybem pracuje pouze drobné elektrické oscilační
nářadí – vibrační bruska. Ručním broušením takto dokončujeme kouty a jiné
obtížně přístupné plošky.
Základní součásti brousících strojů:
1. nosná konstrukce
2. vřeteno s převodníkem
3. pohon vřetena elektromotorem
4. řešení změn otáček vřetene
5. přívod vody
6. řešení přítlaku na vřeteno.
Plocha na uložení broušeného materiálu závisí na konstrukci stroje:
a) volně nastavitelný pracovní stůl z kamenických koz nebo kovová
konstrukce s rovnou betonovou deskou (brousící rameno)
b) vozík jako součást stroje (mostové brusky)
c) válečková trať pro linky nebo gumový pás (brousící linky).
SPSKS
Přehled užívaných strojů
Ramenové brousící stroje – patří k nejstarším konstrukčním řešením.
Existují od druhé poloviny 19. století, ale jsou stále modernizované a
doplňované o další funkce. Činnost stroje vyžaduje přímé nasazení pracovníka.
Obsluha provádí rovnoměrné posouvání brousící hlavy a přiměřený přítlak
nástroje na kámen. Obsluha stroje je fyzicky namáhavá. Stroj má univerzální
použití. Oproti všem ostatním strojům není omezen na délce, šířce ani výšce
broušeného kamene. Stroj je přemístitelný, protože rameno se dá zavěsit na
libovolnou sloupovou nosnou konstrukci, např. sloup (viz z historie – broušení
žulového obelisku na 2. hradním nádvoří). Stroj není náročný na prostor i objem
v dílenském prostoru.
Mostové brusky – koncepce stroje s pevným mostem má vozík na uložení
polotovaru/desky a dovoluje brousit plochy desek běžných délek (3000 x 2000
mm). Pevná poloha mostu omezuje maximální tloušťku kusu. Stroj má jedno
vřeteno s brousící hlavou. Na hlavě je nutno postupně vyměňovat segmenty –
pro každý stupeň broušení samostatně. Vybavení stroje dovoluje automatické
řízení pohybu brousící hlavy po ploše kamene. Stroj je vhodný na broušení a
leštění velkých ploch, u masivních kusů se počítá s omezením tloušťky.
37
Obr. 36. Bruska horizontální mostová – BHM-p3
SPSKS
Brousící linky vývojově navazují na mostové brusky. Deskový materiál je
válečkovou tratí nebo pásem kontinuálně posouván pod jednotlivými brousícími
hlavami. Každá hlava zastupuje jednu operaci broušení. Počet hlav je různý,
závisí na připravené sadě segmentů. Některé operace může provádět dvojice
brousících hlav při stejné zrnitosti, aby se dosáhlo rychlejšího postupu a
dokonalého provedení. Vyšší počet hlav dovoluje nastavit vyšší rychlost
dopravního cyklu.
Obr. 37. Schéma práce brusky s jednou brousící hlavou pro více desek
Pro linky se řešily tři koncepce:
a) brousící linky pro broušení širokých ploch, brousící hlavy vykonávají
pohyb napříč broušené plochy za stálého podélného pohybu desek
38
b) brousící linky jako součást kontinuální výroby typizovaných dlažebních a
obkladových desek, které brousily upravené desky menší šířky
c) brousící linka na broušení, leštění a tvarování boků formátovaných desek
malé tloušťky, obvykle do 30 mm, sestava brusů je podobná sestavě na
brousící lince.
Obr. 38. Linka na broušení hran
Obráběcí centra byla vytvořena pro složitější zpracování jednotlivých
tvarovaných desek s individuálními požadavky. Obráběcí centra umožní
postupné provádění více operací. Režim práce byl na počátku s plnou obsluhou.
Současná centra již pracují podle programu v automatickém režimu. Vstupním
polotovarem je broušená nebo leštěná deska požadovaného opsaného formátu.
Vybavení centra umožní tyto operace - vrtat, frézovat vnější i vnitřní profily
desky, brousit i leštit povrchy po uvedených operacích.
SPSKS
Ruční nářadí:
1. elektrická úhlová bruska
2. Master – ručně vedená elektrická frézka
3. pneumatická bruska
Ruční nářadí je pro provedení drobných dodělávek na atypických výrobcích,
na úpravu hran a boků desek.
Povrchové úpravy kamene broušením a leštěním
Broušení tvrdých kamenů (obecně pro magmatické horniny) vyžadovalo
podle zvyklostí 6 stupňů broušení. Pro měkké kameny (vápence, mramory a
travertiny) postačily jen 4 stupně broušení. Pro sedimenty klastické postačily jen
dva stupně.
Na konci textů je informativní tabulka staršího označování stupňů
povrchové úpravy v technické dokumentaci i s mezními odchylkami. Stupně
broušení jsou uvedeny v normách výrobků ČSN EN.
39
Stupeň je definován použitím brusiva SiC dané zrnitosti a s označením F:
1. hrubě broušený povrch
brusivo SiC
F 60
2. středně broušený povrch
brusivo SiC
F 120
3. jemně broušený povrch
brusivo SiC
F 220
4. matově broušený povrch
brusivo SiC
F 400
5. leštěný povrch
leštící kotouč nebo plsť s leštícím práškem
Současná výroba broušených povrchů tvrdých kamenů využívá obvykle jen
tří stupňů:
1. Hrubě broušené povrchy, mají plochu drsnou. Jsou vhodné pro výrobky
do exteriéru na vnější horizontální plochy, např. dlažby, stupně.
2. Velmi jemně broušené plochy, tzv. „podlesk“ mají rovinu kamene
zahlazenou tak, že při kontrole proti světlu zrcadlí předměty. Jsou vhodné
pouze do interiérů pro vnitřní horizontální plochy. Tento stupeň je
prováděn před leštěním kamene. Rozhraní povrchových úprav mezi
hrubým (st. označení pro 1. stupeň) a „podleskem“ (st. označení pro 6.
stupeň) není zákazníky požadováno ani nabízeno výrobci.
3. Leštěné plochy zrcadlí okolí kontrolované roviny. Desky jsou přednostně
využívané pro svislé obklady. Pro vnitřní dlažby má smysl jejich použití
jen při vybavení vstupu do budovy dostatečně výkonnou čistící zónou.
Dále je důležité udržovat podlahy suché.
Při výrobě broušených povrchů měkkých kamenů jsou využité jen dva stupně
– matově broušené a leštěné povrchy.
Pro kamenné povrchy jsou možné i další úpravy. Úpravy ploch opalované
plamenem, tryskané pískem, drážkováním) jsou závislé na předchozí úpravě
prvním stupněm broušením (hrubě broušený povrch dle ČSN EN).
SPSKS
Příprava polotovarů před broušením
Před strojním broušením připravíme polotovary řezáním.
Bloky tvrdých kamenů rozřežeme na desky listovou pilou s kývavým
pohybem pilových listů. Před broušením při ukládání desky na plochu stolu
(vozíku) pečlivě kontrolujeme pozůstatky nedořezů pil na ložné ploše kamene.
Plocha desky má být ve vodorovné poloze.
Bloky měkkých kamenů řežeme rámovou pilou s dialisty (poskytnou
nejvyšší kvalitu roviny desek). Podobně lze využít k řezání lanovou pilu i
kotoučovou pilu.
Pro masivní výrobky řežeme z bloků základní hranoly na jmenovité
rozměry. Jen zcela výjimečně, při nedostupnosti řezací techniky, opracujeme
kvádr kamenicky. Na jmenovité rozměry přidáváme menší přemíru. Tato
přemíra je dána různá, např. 4 - 8 mm. Velikost přemíry je určena druhem
materiálu a požadavkem na konečnou úpravu líce, v návaznosti na další prvky.
Broušení odstraníme narušené struktury kamene po kamenickém opracování.
40
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Doporučený postup při strojním broušení kamene
Zkontrolujeme kvalitu materiálu a případně i rozměry.
Desku uložíme na pracovní plochu a zajistíme stabilitu i rovinu.
Připravíme na brousící hlavu segmenty předepsané zrnitosti.
Spustíme chladící vody na brousící hlavu.
Zapneme chod brousící hlavy.
Při broušení rovnoměrně postupujeme po ploše až do odstranění stop po
předchozí operaci.
U formátovaných ploch (f. p.) pečlivě přejíždíme přes hrany a rohy
plochy, tím je postup broušení náročnější.
Pravidelně kontrolujeme rovinnost plochy (rameno, bruska).
Při výměně sady segmentů řádně opláchnout plochu kamene.
Pozn.: f .p. = formátovaná plocha je plocha deskového výrobku upravená po obvodu desky
ořezáním kotoučovou pilou.
Zásady pro hodnocení kvality
Broušená a leštěná plocha musí splňovat tyto požadavky:
1. předepsanou rovinnost plochy u hran podélně i příčně
2. diagonálně proměřit konvexnost nebo konkávnost roviny
3. odstranit stopy po předchozím opracování
4. rovnoměrnost opracování povrchu celé plochy
5. u lesku hodnotit i úroveň a souvislost lesku.
SPSKS
Zkouška v praxi - stáhneme gumovou stěrkou z plochy kamene vodu
s kalem. Kontrolním ocelovým pravítkem kontroluje rovinnost stran podélně,
příčně a v obou úhlopříčkách. Opticky zhodnotíme stav plochy – rovnoměrné
zdrsnění, zahlazování stop po předchozím broušení. Každý další stupeň musí být
odlišný a jemnější. Zvlášť pozorně kontrolujeme úplnost broušení v rozích i na
hranách.
U deskových polotovarů bez hran sledujeme plné vybroušení desky. U
vyhraněných masivních výrobků naopak kontrolujeme stav hran a již před
prvním broušením musíme hrany dostatečně zbrousit pod úhlem 45°. Postačí
ploška o šíři 3 mm, kterou postupně upravujeme zbrušováním.
Při hodnocení kvality broušení je možné posoudit broušené plochy
s kontrolním etalonem (deska s normalizovanou úpravou plochy).
Broušení a leštění kamene navazuje na předchozí stupně úpravy hrubého
lámaného povrchu kamene řezáním. Na různé druhy řezaných povrchů může
navázat několik stupňů broušení a zakončit úpravu vyleštěním.
Řezaný povrch je po prvním stupni broušení vyrovnán a zbaven všech
nerovností po řezacím nástroji. Brousíme abrazivy až do „podlesku“. Barva
desek se postupně mění, nabírá hloubku, určité druhy kamenů tmavnou.
41
Úbytek tloušťky desek broušením je až 3 mm. Leštící prostředky uzavírají
plochu vyhlazením všech minerálních složek.
Technologické postupy opracování kamene - řezání, broušení a leštění
jsou mechanické postupy opracování, které spotřebují mnoho vody. Voda slouží
k chlazení nástrojů a kamene. Transportuje kamennou „měl“ oplachováním
nástroje a splavování z broušené plochy.
Znečištěná voda je suspenzí, roztok obsahuje rozplavené jemné pevné
částice, které se velmi těžce třídí. Podíl nejjemnějších pevných částic se neusadí
ani po více hodinách. Provozy opracovávající tvrdé kameny mají problémy s
odvodňováním kalů, protože se jemné částice velmi obtížně usazují ve vodě.
Proces leštění přírodních kamenů
K leštění jsou vhodné kameny celistvých struktur. U leštitelných druhů
kamene jsou dvě skupiny hornin, které se výrazně liší mineralogickým složením.
Horniny s obsahem silikátových minerálů jsou na povrchu broušených zrn
leštícími prostředky zahlazovány, rozhodující účinek má mechanické působení
leštících kotoučů.
Horniny obsahující karbonáty jsou leštícími prostředky, vzhledem k jejich
vyšší chemické aktivitě, účinněji naleptávány i za spolupůsobení vody a
mírného zahřívání plochy kamene.
Za nevhodné a neleštitelné se považují všechny druhy klastických
sedimentů např. pískovce, arkózy, opuky. Příčinou jsou málo pevné tmely mezi
zrny.
Leštící prostředky pro kámen se v minulosti vyráběly z látek mírně kyselé
povahy. Tomu odpovídaly různé oxidy ve formě jemně mletých a plavených
prášků, např. oxidů železa, manganu, cínu.
V dnešní praxi jsou stále používané tradiční sypké leštící prostředky např.
trupel (tripol, tripl), juveleta (spalováním hliníku) a cínový popel (oxid cíničitý).
Sypou se na plochu kamene a kropí vodou nebo se předem připraví leštící směs
kašovité konzistence.
Nové leštící prostředky nahrazují prášky leštícími tělísky ve formě
vázaného brusiva. Na linkách jsou nasazeny na závěr leštění kamene. Fáze
leštění se počítá k časově nejnáročnějším operacím, proto jsou nasazeny leštící
hlavy zdvojeně.
Při leštění spolupůsobí několik složek na konečnou fázi úpravy leštění.
Rozhodující je vliv kyselého prostředí naleptávající jednotlivé minerály.
Přítomná voda napomáhá narušování povrchu slabým hydrolytickým účinkem.
Plstěný kotouč rotuje a zahlazuje rovinu přítlakem za mírného zahřívání plochy.
SPSKS
Přítlak brousících a leštících nástrojů
Základním předpokladem kvalitního broušení, optimální výkonnosti
brusky, životnosti nástrojů je také přítlak.
42
Na strojích zahraniční i tuzemské výroby se užívá hydraulického systému.
Hydraulický obvod je napojen na hydroválce. Pro regulaci je používána:
a) regulace změnou tlaku na jedné straně pístu (Levimatic-Gregori/It.),
b) regulace změnou tlaku je na obou stranách pístu (Meyer 322/SRN,
Longinotti/It., SMR-13/USR).
Regulace přítlaku na hlavu se řídí vhodně sestavenými nomogramy pro
jednotlivé stroje, kde se počítá s hmotností brousící hlavy /G/, tlakem
v potrubí/Pc/ a maximální potřebnou sílou /PM/.
Příklad vybavení brusírny strojem pro individuální broušení ploch bruska horizontální mostová BHM-p3/ (a podobných horizontálních mostových
bruskách).
Brusivo: vázané - 4 stupně, čís. 1-4
Brousící hlava - planetová (4 kotoučky), celkový průměr 315 mm, leštící talíř
průměr 630 mm.
Otáčky: hlavního vřetene - 450 ot/min, kotoučky planetek 1570 ot/min
Přítlak je regulovatelný od 5 do 50 MPa
Spotřeba vody do 30 l/min.
Hodnocení rovinnosti broušení
SPSKS
Pro skupinu tvrdých materiálů šest stupňů broušení dle starší koncepce
používané u brousících ramen a mostových brusek
Zn. povrchu
2500
2501
2502
2503
2504
2505
Popis stupně
1. stupeň
2. stupeň
3. stupeň
4. stupeň
5. stupeň
6. stupeň
Zrnitost
13
16
55
100
280
500
MO (mm)
4
3
3
2
2
1
Poznánka: V normách TNSK se rovinnost ploch hodnotila mezní
odchylkou – MO - vyjádřenou v mm a vztaženou na délku jednoho metru
opracované plochy.
Pro skupinu vápenců a mramorů aj. čtyři stupně broušení.
Zn. povrchu
Popis stupně
Zrnitost
MO (mm)
2600
1. stupeň
16/30
4
2601
2. stupeň
80/120
3
2602
3. stupeň
150
2
2603
4. stupeň
600
1
43
Pro leštění všech druhů kamene platila jednotná hodnota MO rovinnosti 1 mm.
Pro pískovce apod. dva stupně broušení
Zn. povrchu
Popis stupně
Zrnitost
2700
1. stupeň
36
2701
2. stupeň
80
MO (mm)
4
2
Příklady hodnocení rovinnosti podle nově zaváděných norem:
Desky z přírodního kamene pro venkovní dlažby ČSN EN 1341.
Měření rovinnosti odlišuje na různých délkách nejdelší hrany výrobku (300 –
500 – 800 – 1 000 mm).
Výrobek má např. dva rozdílné povrchy desek:
1. hrubě opracovaná - opracování povrchu s větším rozdílem než 2 mm
mezi výstupky a prohlubněmi (např. opracovaná pemrlicí, obrobením,
pískováním nebo plamenem)
2. jemně opracovaná – opracování povrchu s největším rozdílem 0,5 mm
mezi výstupky a prohlubněmi (např. leštěná, broušená nebo řezaná
diamantovým kotoučem nebo břitem)
Hodnocení broušení u výrobků zahrnuje také stejnost broušení po celé
ploše kamene a posouzení shodnosti broušení s kontrolním etalonem. Viditelné
rozdíly vzniknou při použití jiného stupně zrnitosti brusiva.
SPSKS
Parametry zahraničních strojů pro kamenoprůmysl
Pracovní postupy při používání dováženého brusiva od zahraničních firem
(stav dle prospektů firem po roce 1990 a 2000).
Vázané brusivo na bázi SiC od firmy WEHA:
• Segmenty pro kyvnou hlavu, segmentový talíř, brusný kotouč
s fasetováním
• Průměry válcových tvarů – 100, 120, 150, 250, 300/250 mm
• Délky brousících těles – 90, 140, 170 mm
• Zrnitost – podle sestavy hlav v lince.
Vázané brusivo na bázi SiC od firmy Terzago – pro žulu – průměr těles 125
mm, rychloupínací systém, zrnitosti – podle sestav
K0 N…K1 W…K2 N…K3 N…K4 N…K5 N…leštící = celkem 7 stupňů
Vázané brusivo na bázi SiC od firmy Fickert – pro žulu – segment pro kyvnou
hlavu 140 mm délka
K0/30 H 1 K1/46 H 1 K2/120 H K2/220 H K3/320 N1 K4/800 N
K5/1200 N leštící = celkem 8 stupňů
44
Obr. 39. Brousící a leštící linka fmy Breton
Vázané brusivo na bázi SiC od firmy Fickert-Winterling:
Brousící automat linka – pro žulu – pro kyvnou hlavu 140 mm
K0 14/16 K1 24/80 K2 120/220
K3/320
K4 400/600
K5 800/1200
leštící = celkem 7 stupňů
SPSKS
Broušení diamantovými nástroji pro stroje s více hlavami např.
Breton – 17 hlav – rychlost posouvání desek 45 cm/min, značení:
C24 / D1 / D2 / C60 /C80 / C120 / C220 /C320 / C400 /
C600 /C800 / C1000 / C1200 /LUX / LUX / LUX
Vázané brusivo pro žulu a další tvrdé kameny
Pro brousící automaty BHM-p3 s brousící hlavou planetovou se užívají
tvary kotoučků s mírně konickým tvarem s průměrem 100/110 mm a s vnitřním
otvorem pro přívod vody (Ø 30/20 mm).
Základní složení obsahuje silicium karbid, tmelící a lepící složky BT tmel a
Fural. Vývoj se ustálil na čtyřech stupních brousků označovaných č. 1 až č. 4
Vybavení brusírny s brousícími rameny
Stůl pod rameno velikosti cca 2 x 1,5 m, pracovní výška podle
převažujících výrobků k broušení (0,8 – 1,0 m). Materiál stolu - dřevo, betonová
deska nebo kamenná deska tl. 150 mm. Podstavce – kamenické kozy nebo
kovové kozy, umožní výměnu podstavců při broušení masivních výrobků.
Pracovní plocha stolu se uloží do vodorovné roviny.
Pracoviště musí být dostatečně osvětleno (denní světlo). Podlaha pod
brusičem má být dobře odvodněna a opatřena dřevěnými rohožemi. Poblíž stroje
45
je prostor pro ukládání a výměnu brousících nástrojů a pomůcek (klínky,
gumová stěrka, kladivo, prýskač, rovná pravítka, sádra, špachtle, gumová miska,
truhlářské svěrky pro stabilizaci drobných předmětů….).
Využívání brousícího ramene v provozu závisí na kapacitě a celkové
vybavenosti. Malé provozy řeší kompletaci zakázek speciálními brusičskými
pracemi z dodaných polotovarů.
Postup broušení na brousícím rameny
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Základní úkony brusiče při broušení kamene na brousícím rameni:
kontrola zadaného úkolu
kontrola rozměrů a odhalení závad u vybraného materiálu
uložení kamene na pracovní stůl
výběr vhodného brusiva na brousící hlavu
otevření přívodu vody a spuštění stroje nízkými otáčkami
rukojetí vedeme rameno postupně po obvodu plochy
brousící hlava může až 1/3 průměru přes hranu kamene
vystřídáme příčný pohyb přes plochu s překrýváním stopy kotouče
postup opakujeme podle potřeby
při přerušení očistíme gumovou stěrkou část plochy
pravítkem kontrolujeme rovinu plochy podélně, příčně i diagonálně
plocha je dobře broušená, když zmizí stopy po předešlé povrchové úpravě
plochu opláchneme a připravíme druhý stupeň broušení.
SPSKS
Broušení malých a úzkých ploch
Tato problematika je řešena několika způsoby, podle charakteru činnosti:
1. při tloušťce úzkých ploch (do 50 mm, > 50 mm)
2. při velikosti malých ploch (do 0,1 m2) i ve vztahu k jejich délce
3. podle druhu opracovávaného materiálu (skupina granitoidů).
Úzké rovné plochy se brousí ruční elektrickou úhlovou bruskou. Používají
se brousící kotoučky lepené nasazované na rychloupínací hlavu nebo brousící
disky na suchý zip. Brusivo je snadno vyměnitelné.
Širší plochy desek tl. > 50 mm jsou náročné na pravoúhlé opracování
roviny. Dají se brousit:
• na ve speciálních brousících linkách
• stranovými bruskami
• na brousících ramenech
• ručními elektrickými nebo pneumatickými úhlovými bruskami.
Přesnějším řešením je opracování plochy na stranové brusce. Hodí se pro
prvky hřbitovní architektury a masivní prvky (přes 100 mm).
46
U stranové brusky a brousícího ramene je možné sesadit více desek,
sešroubovat truhlářskými svěrkami a brousit vcelku. Podmínkou jsou stejné
rozměry opracovaných kamenů.
Pro dokončení velmi malých ploch je rychlým řešením postup broušení
elektrickou úhlovou bruskou. Nově se ve vybavených provozech vrací k použití
pneumatických brusek.
Broušení profilovaných kamenických výrobků
Jednoduché úpravy profilu na kamenných deskách zlepšují funkci
výrobků, zvyšují jejich estetickou hodnotu. Provádí se zešikmení hrany,
zaoblení hran, tvarování vydutých nebo vypouklých článků.
Profilování
masivních kamenů
vyžaduje náročnou
přípravu, provedení
dokumentace se
šablonami, řešit
kamenořez včetně
obratů profilů.
Opracování ploch
před broušením je
nutné pečlivě
připravit a
kontrolovat
přesnost profilů.
Obr. 40. Ručně vedený profilovací nářadí MASTER
SPSKS
Profilování rovných hran na deskách je řešeno podle náročnosti úpravy,
materiálu desek a množství profilových prací za období (např. rok).
Pro jednoduché úpravy hran je upravena elektrickou úhlovou bruskou
s hrubým
kotoučem
požadovaná
rovina.
Postupně
brousíme
jemnějšími kotoučky za
stálé kontroly roviny i
jakosti
broušení.
Leštícím
plstěným
kotoučem
dokončíme
úpravu.
Obr. 41. Několik ukázek tvarů fréz pro brusku MASTER
47
Tvarově složitější profilování boků desek je možné provádět pomocí
přístroje Master. Jedná se o ruční přenosný přístroj, který vedeme po rovině
plochy desky. Pracovním nástrojem jsou výměnné frézy různých tvarů. Profily
fréz mají diabortové obložení. Fréza hrubovací je složena z vrstev aktivně
brousících s vloženým pasivním kotoučkem, který nebrousí. Rotující fréza je
postupně přitlačována do boku řezané desky. Hrubé profilování profilu je
ukončeno, jakmile je pasivní část frézy (volně rotující a nebrousící) dotlačena
k řezanému boku. Dále jsou vyměňovány frézy jemnějších zrnění až ke stupni
leštění.
Postupy broušení kamene na brousících linkách
Brousící stroje mají charakter linky a jsou strojním zařízením, které
dosahují výrazně vyšší produktivity práce. Současná orientace výrobních linek
opustila zaměření na materiálovou skupinu – pro tvrdé a měkké kameny. Pro
každý materiál se použije doporučený počet stupňů brusivo na potřebný počet
brousících hlav.
Moderní linka k opracování desek z přírodního kamene je zaměřena:
1. broušení a leštění velkých ploch řezaných deskových polotovarů
2. broušení a leštění boků formátovaných desek
3. profilování, broušení a leštění tvarů formátovaných desek s doplňujícími
úpravami podřezáváním desek.
SPSKS
K bodu 1. Pro opracování velkých ploch desek potřebují linky dostatečný
stavební, manipulační a skladovací prostor. Linky jsou vybaveny:
a) podávacím stolem s manipulačním zařízením
b) širokou pracovní plochou s dopravní tratí
c) konstrukcí s příčným pohybem nad pracovní plochou
d) brousícími hlavami na konstrukci
e) manipulačním stolem k odebírání hotových broušených nebo
vyleštěných desek.
Polotovary k broušení mají požadovanou rovinnost od předchozího řezání
a nesmí mít nedořezy. Pohyb desek v lince je nastaven na hodnoty optimální
rychlosti, kdy brousící hlava přebrušuje dílčí úsek vlastní předchozí jednou
čtvrtinou až jednou třetinou. Brousící hlavy mají stejné průměry nosičů.
Brousící hlavy s kyvnými rameny (4 – 6) nebo starší planetové hlavy mají
výměnné brousící tělíska. Jejich opotřebení je třeba včas kontrolovat.
Počty brousících hlav jsou závislé na délce konstrukce. Velikosti linky
jsou přizpůsobené počty brousících stupňů. Kvalita dokončené operace
(broušení nebo leštění) musí být pod stálou kontrolou. Nedostatky v kvalitě
mohou mít více příčin a je nutné chyby najít a odstranit.
48
K bodu 2. Linka na úpravu boků desek zpracovává formátované
polotovary nebo téměř hotové výrobky. Předpokládá se velmi omezená tloušťka
desek. Většina deskových stavebních výrobků má tloušťku 30 mm; výjimkou
jsou 40 až 50 mm tlusté desky. Brousící zařízení je upraveno na brusivo SiC
nebo brusivo diabortové. Náročněji vybavené zařízení umožní tvarovat profil
desky, vyřezávat drážky nebo podkosit plošky pod daným úhlem.
SPSKS
Obr. 42. Programovatelné centrum na obrábění desek
K bodu 3. Ke zhotovení složitých tvarovaných a profilovaných výrobků
jsou integrální centra. K základnímu vybavení patří programovatelná jednotka
řízená počítačem. Podle programu je možné robotem postupně vykonávat
všechny operace bez zásahu obsluhy. Pro každou operaci je připravena sestava
nástrojů – výhradně diabortových. Jsou to vrtáky na uvolnění vstupních otvorů,
frézy na vyřezávání plošných tvarů vnějších i vnitřních obvodů, tvarové frézy na
úpravu hran. Připravený polotovar je vakuovým manipulátorem usazen na
přísavné podložky, kde drží desku až do ukončení všech operací. Současné
využití náročných center se soustřeďuje na vybavení kuchyňských linek.
Vrtání kamene při výrobě ušlechtilých výrobků
Vrtání kamene provádíme vrtákem na plný profil vrtu – těleso vrtáku
rozrušuje kámen břity či roubíky SK. Při použití válcového vrtáků je vrták
tvořen kvalitní ocelovou trubkou a vyvrtáváme do kamene volné mezikruží. Na
konci vrtáku byly použity zuby ze SK, novější vrtáky osazují výhradně
diabortovými zuby. Rozdíly jsou patrné v údržbě (zub SK se musí brousit) i ve
výkonu vrtání. V nedávných dobách se vrtalo trubkou bez ozubení „šrotem“
(litinovou drtí, sic nebo i křemičitým pískem).
49
Během všech druhů vrtání nástroje intenzivně chladíme vodou.
Intenzivním postřikem nástroje současně z vrtu vyplachujeme vrtnou měl.
SPSKS
Obr. 43. Vrtací zařízení pro plné i trubkové vrtáky
Vrtáním se připravují rotační polotovary. Vrtáme do bloku kamene, mezi
vrty jsou menší přepážky mezi vrty, které stabilizují polohu vrtáku. Vrtáním
můžeme sledovat dvojí účel.
Prvním účelem je vrtáním vytvořit válcový tvar kamene, jako polotovaru
k dalšímu zpracování. Přes jisté omezení dostupnou technikou mohou mít válce
průměry od 30 mm do 800 mm. Problém spočívá v dosažení požadovaných
délek výrobků, protože s rostoucí délkou válcových vrtáků klesá přesnost vrtání.
Druhým účelem vrtání je vytvořit kruhové otvory pro zajištění určitých
funkcí, např. pro zalití hřídele brusu, vnitřní díru do vázy pro kovovou vložku
apod. Tyto vnitřní otvory jsou průchozí nebo na pevné dno kamene. Pevné dno
výrobku můžeme opatrně upravit kamenickým opracováním.
50
Strojní zařízení, kterým vrtáme, jsou především sloupové vrtačky. Pro
menší otvory a drobné předměty také stojanové vrtačky. V minulosti bylo často
využíváno k vrtání také brousících ramen. Po modernizaci jsou některá ramena
vybavena aretací horizontální polohy (pneumatickým systémem).
Soustružení a tvarování rotačních těles z ušlechtilých kamenů
Současná technologie soustružení kamene používáním nástrojů shodně
se strojírenskými postupy je značně neproduktivní. Soustružení pomocí nožů
s břitovými destičkami SK vyhovovalo měkkým kamenům, např. mramorům,
pískovcům, ale nehodilo se pro granity a granitoidní horniny. Pevnosti v tlaku a
hlavně v tahu za ohybu nedovolují volit u mramorů velké třísky. Při volbě malé
třísky bylo soustružení neefektivní. Zvětšením záběru se dosáhne místního
vytržení materiálu. Mikroskopické trhliny povolí, zejména u hrubších struktur,
protože horniny mají všeobecně menší hodnoty pevnosti v tahu.
SPSKS
Obr. 44. Moderní soustruh firmy OMAG CN 88P
Efektivní postup při tvarování rotačních těles je využití řezacího a
brousícího kotouče. Při použití řezacího kotouče se volí podle druhu suroviny,
připraveného polotovaru a požadovaných povrchových úprav postup.
Suroviny – magmatické horniny a skupinu ortorul – posuzujeme jako
nejobtížněji opracovatelnou. Surovina – sedimentární karbonátové horniny a
metamorfované pararuly jsou snadno opracovatelné. Sedimenty klastické jsou
velmi rozdílně opracovatelné podle typu tmelu a navíc jsou velmi abrazivní.
51
Příprava polotovarů pro soustružení
Polotovarem nejkvalitněji připraveným je odvrtané válcové těleso
kruhovým nástrojem. Podmínkou je dostatečně dlouhé těleso trubky.
Polotovar připravíme odvrtáním obvodu válce malými vývrty. Volí se
pneumatické kladivo s průměrem do 36 mm nebo sloupová vrtačka s podobnými
malými průměry. Tato úprava ponechá dost nadbytečného materiálu po obvodu
válce.
SPSKS
Obr. 45. Nové možnosti vyrábět rotační profily ve vertikální poloze
Kotoučovou pilou připravíme hranol se čtvercovou základnou. Po
osazení na soustruh musí kotouč řezat dvoufázovým postupem.
52
Nejdříve upravujeme těleso řezy s roztečemi např. 20-30 mm, které bude
možné snadno odrazit prýskačem. Opakujeme celý postup na definitivní
hloubku řezu s minimálními roztečemi.
Zhotovení válcového tělesa ručním kamenickým postupem je nejstarším
řešením. Požadovaná přesnost provedení má relativně dobré výsledky. Podle
požadované konečné úpravy povrchu zejména leštěním, je nutno přidat na
průměru válce rezervu na opracování, např. 15 – 20 mm.
Robotizace při zhotovení prostorových děl z kamene
Řemeslné dovednosti během času postupně vytlačují stroje. První stroje
nám usnadnily dělení kvalitní suroviny řezáním až na tloušťku desky. Pro plošné
tvarové stylizace jsou dnes stroje na vysoké úrovni.
Masivní prvky rovné i oblé profilové dokážeme zhotovit na zařízeních
plně řízených počítači. Pokud je tato technika vybavena skenovacím zařízení,
dokáže řešit většinu komplikovaných prostorových úkolů.
Nově vyvíjená komplexní strojní zařízení jsou vybavena na odlehčování
od přebytečné hmoty, na vytvarování libovolných ploch na precizování
povrchových úprav. Pro vytváření kopií opakujících prvků si dnešní technolog
umí vybrat hospodárnější řešení než je použití robotu.
SPSKS
Obr. 46. Robot upravený na složité deskové výrobky
53
SPSKS
Obr. 47. Práce robotu na masivním kamenickém prvku
U ojedinělých výrobků, tzv. solitérů se robotizací otevřou nové možnosti.
Pracovní možnosti robotu představují více prvků volnosti při používání nástrojů.
Bezpečnost práce u strojního zařízení v UKV
Základní přístup k problematice v krátkém přehledu:
1. Provozy UKV jsou vybaveny strojním zařízením značné hodnoty, velkých
objemů a s různým stupněm obtížnosti řešení pracovních postupů
2. Pro všechny obsluhy zařízení je nutné důkladné zaškolení v pracovních
postupech a se zaměřením na střídavé zpracování různých materiálů
3. Poučení obsluh podléhá pravidelným ročním kontrolám. Školení má být
neformální, zaměřené na konkrétní opakující se činnosti a řešení
provozních situací.
4. U všech strojů patří k základním bezpečnostním opatřením dobrá
organizace pracoviště. Okolí stroje a stroj musí být udržován v dobrém
stavu. Veškeré bezpečnostní kryty i kryty bránící nadměrnému rozletu
vody, kalu jsou bezpodmínečně namontované. Drobné pomůcky nutné
k přípravě nebo obsluze stroje jsou včas a pravidelně ukládány ve
vymezených prostorách. Každý dílenský prostor má potřebu osvětlení
dostatečnou intenzitou.
54
Pily listové, lanové a velkoprůměrové
Činnost se týká přípravy suroviny pod pily, tedy bezpečné manipulaci
hmotami. Umístění bloků kamene vede zkušený dvojčlenný tým, který pozorně
sleduje polohu i stabilitu připravených kamenů. Dále je to příprava řezacích
nástrojů. Během řezání je nutná kontrola chodu stroje.
Pozorně je registrován nadměrný hluk stroje, vibrace řezaných kamenů,
uvolnění předčasně uvolněných částí kamene. Prořezávaný blok vykazuje
v závěru řezání snahu sklápět desky.
Je potřeba včas vyplnit mezery mezi deskami dřevěnými klínky. Stejně
účelné je využít klanice vozíku a ztužit bloky klíny.
Maloprůměrové kotoučové pily
Po spuštění motoru a během řezání není povoleno vstupovat do prostoru
pohybujícího se vozíku. Podobně u jiné konstrukční verze (hydraulicky
stavitelný stůl) nelze vstupovat pod most k řezacímu stolu. Během řezání musí
kameny svojí hmotností a přilnavostí zůstat bezpečně na stole. K řezacímu
kotouči je zakázáno přidržovat a přibrušovat drobnější kameny. Je nebezpečné
vést kotoučem řezy do různých neupevněných částí kamenů na stole.
SPSKS
Bezpečnost práce při broušení kamenů
Brousící technika představuje poměrně bezpečné pracovní prostředí.
Aktivní brousící tělesa jsou za chodu stroje zakryta. Při broušení vzniká menší
množství kalu, ale dá se dobře odvádět.
U brousícího ramene je nutná osobní účast obsluhy. Práce je fyzicky
namáhavá. Při broušení formátovaných kusů je kotouč naváděn částečně za
hranou kamene. Opatrné vedení kotouče ramenem zajistí, aby byla hrana dobře
vybroušena. Rotující kotouč rozstřikuje kal. Pracoviště je vhodné opatřit
vhodnými zástěnami. Podlaha brusírny musí být dobře odvodněná a nesmí
klouzat. Obslužná plocha brusiče se opatřuje dřevěnými podlážkami.
Doslov
Uvedený studijní materiál byl vytvořen pro žáky Střední průmyslové
škole kamenické a sochařské v Hořicích. Je sestaven podle studijního programu
Geonika pro předmět Technologie zpracování kamene.
55
Přílohy
Příloha č. 1. Základní parametry brousících strojů
Vybrané informace o brousících strojích
max.
plocha/rozm materiálu
/ výška
ěry
tl.zdvihu
typ hlavy
Stroj
typ stroje
brousící
rameno
EMR-F
Euromasic
stůl 1000 x
2000
mostová
bruska
BHM-p3
vozík 1500
x 3300
200
planetová
hlava
stůl 1000 x
2000/
užitná 850
x 1850
275
pevné
vřeteno
víceúčelové ELLISSE brousící
Prussiani
rameno
Engineering
zdvih bajonet/
800 kloub
průměr hlavy
(mm)
320 / 250
315
podle
diafréz
SPSKS
stranová
bruska
BS-p3C ČKD
Blansko
stůl 1200 x
2800
300
pevné
vřeteno
300
bruska na
hrany
firma SABA srl
podávací
pás
100
pevné
vřeteno
250 / 300
diakotouč
brousící
linka
TERZAGO L 20 betonový
Supermatik stůl
280
pevné
vřeteno
450
220
pevné
vřeteno
600
automatická
betonový
mostová
GREGORI, LG4 stůl 2400 x
bruska
3500
GREGORI, typ
brousící
podávací
linka (jen do POLARIS 420
pás
420 / 620 mm nebo 620
bruska
rovinná
vertikální
BHV 1000/1
(pro volné
brusivo)
betonový
stůl
56
70 / 7
pevné
max./
vřeteno
min.
450 / 480
leštící
planetová
30 / 150
hlava
1 000
litinový
kotouč
Příloha č. 2. Základní parametry brousících hlav
Brousící hlavy (s konstrukční plochou rotující kolem vertikální osy)
název
způsob uchycení
brousící talíř
litina/ocel
kloubem přes šroub 120 –
350
rameno volné (litinová
drť, SiC
brousící talíř
ocel
pružinami s
bajonetem
180
rameno vázané / lepené na Kolín kotouč
teraco
brousící talíř
ocel
pružinami s
bajonetem
250 –
320
rameno vázané / lepené na historie
kotouč
planetová hlava pevné, šroubem
Wackelkopf
pevné, šroubem
průměr použití brusivo
historie
270/4 mostová vázané / lepené na váleček
planety bruska planetový
konický,
495/6
kotouček
vnitřní
planety
otvor
400/500 mostová vázané
speciální
/4
bruska
segment
ramena
SPSKS
Příloha č. 3. Členění řezacích strojů
listové
rámové
charakteristika
nástroje
s hladkými listy
lanové
dílenské
s ozubenými listy
hladké 2-3 dráty
Pily
Skup.
Název stroje
dialano
pásové
nekonečný oc.list
kotoučové velkoprůměrové diakotouč
maloprůměrové
jednoúčelové zkracovací
vícekotoučové
vícesuportové
57
specifické znaky
hladké
hladké s perforováním
pinsy, diamantové zuby
jednolanová, event.vícelanové
nosn lano s navlečenými
diaperlami
pinsy, diamantové zuby
ocelový disk s diazuby
řezací prostředek
vnášený
vázaný
vnášený
vázaný
vázaný
vázaný
vázaný
vázaný
vázaný
Příloha č. 4. Srovnávací tabulka zrnitostí
Zrnitost dle Zrnitost diamantu
ČSN
dle FEPA
(přibližná) eng
weit
1250/1000
D 1181
1000/800
800/630
D 1001
D 852
D 711
D 601
D 501
D 427
630/500
500/400
400/315
315/250
250/200
200/160
160/125
125/100
100/80
80/63
40/39
D
1181
D 852
D 602
D
2427
US Standart
ASTM-E-11-70
eng
weit
16/18
18/20
20/25
25/30
30/35
35/40
40/45
D 355
45/50
D 301
50/60
D 251
D 252
60/70
D 213
70/80
D 161
80/100
D 151
100/120
D 126
120/140
D 107
140/170
D 91
170/200
D 76
200/230
D 64
230/270
D 54
270/325
D 46
325/400
D 39
400/500
FEPA – Evropské sdružení
výrobců diamantových nástrojů
16/20
20/30
30/40
40/50
Mesh
počet ok na 1"
2
hrana čtvr.oka
3
4
5
10
16
6,700
4,750
2,000
1,700
1,000
20
24
28
32
35
42
0,850
0,710
0,600
0,500
0,425
0,355
48
60
65
80
100
115
150
170
200
250
270
325
400
500
0,300
0,250
0,215
0,180
0,150
0,125
0,106
0,090
0,075
0,063
0,053
0,045
0,038
?
SPSKS
58
mm
Příloha č. 5. Rozměry brusiva - přehled
Značení brusiva podle různých norem
Norma
Norma
Norma
FEPA "F"
ČSN 22 4012
stará (1960)+
7
315
6
8
250
8
10
200
10
12
160
12
14
125
14
16
119
16
20
100
20
22
80
24
71
24
30
63
30
36
50
36
40
40
46
35
46
54
32
60
25
60
70
20
70
80
16
80
90
13
100
12
100
120
10
120
150
8
150
180
7
220
6
240
5
240
280
4
280
320
3
320
400
M 32
400
500
M22
500
600
M15
600
800
M10
800
1000
M7
1000
1200
M5
1200
M3
M1
SPSKS
Označení normy FEPA "F" 42-D-1986
+ - užívalo se zrnění jen do čísla 600!
59
Příloha č. 6. Vázané brusivo pro žulu a další tvrdé kameny
Strojní zařízení - brousící automaty BHM-p3 s brousící hlavou planetovou
užívají tvary kotoučků s mírně konickým tvarem (obr. ) rozměrů D 100/110 * H
65 * d 30/20.
Základní složení: silicium karbid, tmelící a lepící složky BT tmel a Fural (tato
část nevyhovuje hygienickým normám).
Vývoj se ustálil na čtyřech stupních brousků označovaných č.1 až č.4
Orientační složení (zahájení výroby - Stěžery 1980):
sic
BT tmel
Fural
brus č.1
č.65 - 770 g
90 g
13 ml
č. 4 - 240 g
brus č.2
č. 8 - 650 g
165 g
20 ml
č.4 - 85 g
brus č.3
M22 - 800g
230 g
40 ml
brus č.4
chybí receptura
?
?
Vzhledem k různé náročnosti broušení na jednotlivých stupních dochází
k nerovnoměrnosti spotřeby brusů na m2 opracované plochy. Potřeba brusiva
(dle údajů z provozů Březek, Šluknov, Hlinsko, Jeseník, Kroměříž):
SPSKS
druh brusiva
1 sada = 4 ks kotoučků sada vydrží průměrně na ...m2
vázané brusivo brus č.1
4,5
brus č.2
10
brus č.3
40
brus č.4
70
Leštění
plsť.kotouč + trupel
15-20 g/m2
volné brusivo č. 34(nové zn.7)
3,5 kg/m2
Volné brusivo je zde použito jen na dosažení povrchové úpravy stupně 2501 2x broušené dle TNSK 02/92
Vázané brusivo bylo užíváno pro dosažení povrchové úpravy stupně 2505 - pod
lesk nebo 2800 - leštěného povrchu.
Štítkové výkony
vázané brusivo
stupeň č. 2505
12 m2/směna
stupeň č. 2800
6 m2/směna
volné brusivo
stupeň č. 2501
20 m2/směna
Pro výpočet spotřeby vázaného brusiva při standartních výkonech (za použití
časových snímků) sledujeme několik údajů:
a) časový fond jednoho automatu BHM-p3 na vázané brusivo
...při jednosměnném provozu = 200 směn za rok
60
b)
výrobní výkon - standart časového fondu, dle odhadu situace je potřeba
neleštěných k leštěným povrchů stanovena zde 80% : 20%
Broušení st.
2505
leštění st. 2800
objem výroby
80 %
objem výroby
80 %
přepočet výroby
broušení st.
130 * 12
2505
leštění st. 2800 70 * 6
celkem
časový poměr 2 : 1
130 směn
časový poměr 1 : 2
70 směn
1560 m2/rok
420 m2/rok
1980 m2/rok
c) Časová náročnost technologické operace je udána v minutách pro m2
opracované plochy
Bru
liberecká Horka hlineck slezská sv. průmě W
Q
s
á
r
č.1
38,63
42,00
38,10
24,32
36,00 72 5,14
č.2
8,68
4,68
8,13
7,43
7,00
14 1,00
č.3
6,55
6,56
8,89
5,63
7,00
14 1,00
Poznámka:
W - % podíl časových operací
Q – poměr brusů navzájem
d) výpočet potřeby brusiva pro jeden standartní stroj - BHM-p3
..p = výkon stroje v m2 za rok / výkon brusu v m2 * počet kusů v sadě
SPSKS
Broušený
brusivo
povrch
stupeň 2505 brus č.
1
brus č.
2
brus č.
3
stupeň 2800 brus č.
4
výkon stroje v m2 za rok / výkon celkem
brusu v m2 * počet kusů v sadě
ks/rok
(1980 / 4,5) * 4
1760 ks
(1980 / 10)
*4
792 ks
(1980 /40)
*4
198 ks
(420 / 70)
*4
24 ks
61
Příloha č. 7. Výběr zkoušek suroviny pro kamenické výrobky
ČSN EN 1469 Obkladové desky
- měrná a objemová hmotnost a celková a otevřená pórovitost, mrazuvzdornost,
pevnost za ohybu při soustředěném zatížení, petrografický rozbor, tepelně
vlhkostní vlastnosti, nasákavost za atmosférického tlaku, pevnost za ohybu při
konstantním momentu, stanovení tržného zatížení v otvoru pro kolík, reakce na
oheň, nasákavost vodou za atmosférického tlaku, odolnost proti tepelnému šoku,
odolnost proti obrusu, odolnost proti kluzu pomocí zkušebního kyvadla, prostup
vodní páry.
ČSN EN 12057 Tenké desky
- nasákavost vodou působením vzlínavosti, měrná a objemová hmotnost a
celková a otevřená pórovitost, mrazuvzdornost, pevnost za ohybu při
soustředěném zatížení, petrografický rozbor, tepelně vlhkostní vlastnosti,
pevnost za ohybu při konstantním momentu, reakce na oheň, stanovení
nasákavosti vodou za atmosférického tlaku, odolnost proti tepelnému šoku,
odolnost proti obrusu, odolnost proti kluzu pomocí zkušebního kyvadla, prostup
vodní páry.
SPSKS
ČSN EN 12058 Podlahové a schodištní desky
- nasákavost vodou působením vzlínavosti, měrná a objemová hmotnost a
celková a otevřená pórovitost, mrazuvzdornost, pevnost za ohybu při
soustředěném zatížení, petrografický rozbor, tepelně vlhkostní vlastnosti,
pevnost za ohybu při konstantním momentu, reakce na oheň, stanovení
nasákavosti vodou za atmosférického tlaku, odolnost proti tepelnému šoku,
odolnost proti obrusu, odolnost proti kluzu pomocí zkušebního kyvadla, prostup
vodní páry.
Příloha č. 8. Vydané normy dle EN
ČSN EN 1469 Výrobky z přírodního kamene – Obkladové desky
ČSN EN 771-6 Specifikace zdících prvků –
část 6: Zdící prvky z přírodního kamene
ČSN EN 12283-1 a 2 Kámen pro vodní stavby
ČSN EN 1341 Desky z přírodního kamene pro venkovní dlažbu
ČSN EN 1343 Obrubníky z přírodního kamene pro venkovní dlažby
ČSN EN 12057 Výrobky z přírodního kamene – Tenké desky
ČSN EN 12058 Výrobky z přírodního kamene – Podlahové a schodištní desky
ČSN EN 12059 Výrobky z přírodního kamene – Rozměrné kamenné výrobky
62
Příloha č. 9. Prameny:
Sborník: Diamantové vrtací a řezné nástroje – Pramet Šumperk,
ČMPK sborník Bekr H.: Nástroje s diamantovým obložením, Hradec Králové,
1975,
ČMPK sborník Ptáčník Př. Ing.: Diamantové nástroje v kamenoprůmyslu,
Hradec Králové, 1977,
VN 1973 Kamenoprůmysl. Řezání kamene na pilách, ÚRVS, Praha 1975,
VN 1983 Ušlechtilá kamenická výroba, MS ČSR a SSR, Praha 1983,
Prospekty firem
SPSKS
63
OBSAH
TECHNOLOGIE UŠLECHTILÉHO OPRACOVÁNÍ KAMENE..................................................................................... 2
ÚVODEM .............................................................................................................................................................. 2
UŠLECHTILÉ ÚPRAVY KAMENICKÝCH PRVKŮ .................................................................................................................. 2
SUROVINY TUZEMSKÉ I ZAHRANIČNÍ ............................................................................................................................ 2
VÝROBNÍ PROCESY S UŠLECHTILÝMI ÚPRAVAMI KAMENE ................................................................................................. 3
ŘEZÁNÍ KAMENE PILAMI ........................................................................................................................................... 3
STROJNÍ ŘEZÁNÍ LISTOVÝMI PILAMI ............................................................................................................................. 4
ŘEZÁNÍ NA LISTOVÝCH PILÁCH S KÝVAVÝM POHYBEM PILOVÉHO RÁMU ........................................................ 4
PŘÍPRAVA KAMENE PŘED ŘEZÁNÍM ............................................................................................................................. 4
ŘEZACÍ PROSTŘEDKY ................................................................................................................................................ 5
PŘÍPRAVA ŘEZACÍCH LISTŮ ........................................................................................................................................ 6
ŘEZNÁ SMĚS .......................................................................................................................................................... 7
POSTUP ŘEZÁNÍ ...................................................................................................................................................... 9
VÝKON PILY ......................................................................................................................................................... 10
ŘEZÁNÍ NA LISTOVÝCH PILÁCH S PŘÍMOČARÝM VRATNÝM POHYBEM RÁMU ............................................... 13
PŘÍPRAVA ŘEZACÍCH LISTŮ ...................................................................................................................................... 13
PŘÍPRAVA BLOKŮ PŘED ŘEZÁNÍM ............................................................................................................................. 15
POSTUP ŘEZÁNÍ BLOKŮ DIAKATREM .......................................................................................................................... 16
VÝKONNOST DIAKATRŮ .......................................................................................................................................... 18
MODERNÍ KONSTRUKCE DIAKATRŮ ........................................................................................................................... 20
DĚLIČKA.............................................................................................................................................................. 20
VERTIKÁLNÍ KATR .................................................................................................................................................. 20
SPSKS
ŘEZÁNÍ DÍLENSKÝMI LANOVÝMI PILAMI ........................................................................................................ 21
ŘEZNÉ NÁSTROJE .................................................................................................................................................. 22
PARAMETRY ŘEZÁNÍ .............................................................................................................................................. 22
ŘEZÁNÍ DÍLENSKOU LANOVOU PILOU ......................................................................................................................... 24
STROJNÍ ŘEZÁNÍ KOTOUČOVÝMI PILAMI........................................................................................................ 25
PŘEHLED ŘEZACÍ TECHNIKY S KOTOUČI....................................................................................................................... 25
PŘÍPRAVA KAMENE PŘED ŘEZÁNÍM ........................................................................................................................... 25
STABILIZACE ŘEZANÝCH KAMENŮ ............................................................................................................................. 25
PARAMETRY ŘEZÁNÍ VELKÝM PRŮMĚREM KOTOUČE ..................................................................................................... 26
CHLAZENÍ KOTOUČE .............................................................................................................................................. 27
BROUŠENÍ A LEŠTĚNÍ KAMENE ....................................................................................................................... 31
ÚVOD DO PRINCIPŮ BROUŠENÍ A LEŠTĚNÍ KAMENE ....................................................................................................... 31
BRUSIVA PRO KÁMEN ............................................................................................................................................ 32
BROUSÍCÍ HLAVY ................................................................................................................................................... 35
BROUSÍCÍ STROJE V PŘEHLEDU (CHRONOLOGICKY DLE VÝVOJE)....................................................................................... 36
PŘEHLED UŽÍVANÝCH STROJŮ .................................................................................................................................. 37
POVRCHOVÉ ÚPRAVY KAMENE BROUŠENÍM A LEŠTĚNÍM................................................................................................ 39
PŘÍPRAVA POLOTOVARŮ PŘED BROUŠENÍM ................................................................................................................ 40
DOPORUČENÝ POSTUP PŘI STROJNÍM BROUŠENÍ KAMENE.............................................................................................. 41
ZÁSADY PRO HODNOCENÍ KVALITY ............................................................................................................................ 41
PROCES LEŠTĚNÍ PŘÍRODNÍCH KAMENŮ...................................................................................................................... 42
PŘÍTLAK BROUSÍCÍCH A LEŠTÍCÍCH NÁSTROJŮ............................................................................................................... 42
HODNOCENÍ ROVINNOSTI BROUŠENÍ ......................................................................................................................... 43
PARAMETRY ZAHRANIČNÍCH STROJŮ PRO KAMENOPRŮMYSL .......................................................................................... 44
VÁZANÉ BRUSIVO PRO ŽULU A DALŠÍ TVRDÉ KAMENY.................................................................................................... 45
VYBAVENÍ BRUSÍRNY S BROUSÍCÍMI RAMENY .............................................................................................................. 45
POSTUP BROUŠENÍ NA BROUSÍCÍM RAMENY ............................................................................................................... 46
64
BROUŠENÍ MALÝCH A ÚZKÝCH PLOCH ........................................................................................................................ 46
BROUŠENÍ PROFILOVANÝCH KAMENICKÝCH VÝROBKŮ ................................................................................................... 47
POSTUPY BROUŠENÍ KAMENE NA BROUSÍCÍCH LINKÁCH ................................................................................................. 48
VRTÁNÍ KAMENE PŘI VÝROBĚ UŠLECHTILÝCH VÝROBKŮ ................................................................................ 49
SOUSTRUŽENÍ A TVAROVÁNÍ ROTAČNÍCH TĚLES Z UŠLECHTILÝCH KAMENŮ .................................................. 51
PŘÍPRAVA POLOTOVARŮ PRO SOUSTRUŽENÍ ............................................................................................................... 52
BEZPEČNOST PRÁCE U STROJNÍHO ZAŘÍZENÍ V UKV ....................................................................................... 54
PILY LISTOVÉ, LANOVÉ A VELKOPRŮMĚROVÉ ............................................................................................................... 55
MALOPRŮMĚROVÉ KOTOUČOVÉ PILY ........................................................................................................................ 55
BEZPEČNOST PRÁCE PŘI BROUŠENÍ KAMENŮ ............................................................................................................... 55
DOSLOV.............................................................................................................................................................. 55
PŘÍLOHY ......................................................................................................................................................... 56
PŘÍLOHA Č. 1. ZÁKLADNÍ PARAMETRY BROUSÍCÍCH STROJŮ ............................................................................................ 56
PŘÍLOHA Č. 2. ZÁKLADNÍ PARAMETRY BROUSÍCÍCH HLAV............................................................................................... 57
PŘÍLOHA Č. 3. ČLENĚNÍ ŘEZACÍCH STROJŮ ................................................................................................................. 57
PŘÍLOHA Č. 4. SROVNÁVACÍ TABULKA ZRNITOSTÍ ......................................................................................................... 58
PŘÍLOHA Č. 5. ROZMĚRY BRUSIVA - PŘEHLED ............................................................................................................. 59
PŘÍLOHA Č. 6. VÁZANÉ BRUSIVO PRO ŽULU A DALŠÍ TVRDÉ KAMENY ................................................................................ 60
PŘÍLOHA Č. 7. VÝBĚR ZKOUŠEK SUROVINY PRO KAMENICKÉ VÝROBKY .............................................................................. 62
PŘÍLOHA Č. 8. VYDANÉ NORMY DLE EN .................................................................................................................... 62
PŘÍLOHA Č. 9. PRAMENY:....................................................................................................................................... 63
SPSKS
65
SPSKS
66
SPSKS