传统花岗石锯解设备不仅很难满足日益增长的市场需求还要受到资源、环保相关政策的约束,新型高效绿色的花岗石框架式锯解设备正是解决此问题的关键。尽管锯解设备已经试制成功,但仍然存在着结构冗余与不合理、设计缺乏理论指导等问题。同时,花岗石大板高加工质量也对锯解设备的性能提出了更高的要求。因此,创新设计锯解设备总体方案并研发承载能力及稳定性出众的导向机构具有重要意义。课题基于模块化设计理论,结合相关行业标准及生产实际,确定了锯解设备的设计原则及加工要求,创新设计一种新型框架式锯解设备总体方案。通过模块化设计,确定各模块、子功能间的能量、物料、信息的传递方式及实现方式,为优化设计锯解滚动导向机构模块的相关结构奠定基础,有助于适应锯解设备谱系化要求、增强市场竞争力。结合框架锯锯解花岗石的载荷特征,提出一种新型滚动导向机构,研究确定了导向机构结构设计参数对其动态特性的影响,为优化导向机构参数、改善导向机构动态特性提供理论基础。通过模态试验,获得锯框各构件前十阶固有频率,并与有限元仿真结果进行对比,得出有限元模型和分析方法的准确性。同时应用ANSYS Workbench的DOE模块对锯框进行轻量化设计,有效降低生产成本。课题功能模块的分析与模块划分的研究为新型锯解设备的研发奠定了技术基础,同时,新型锯解设备的研发将会促进石材行业的绿色生产技术的发展。本课题受到山东省自主创新成果转化专项"石材制品高效绿色生产成套数控装备产业化及示范应用"项目(项目编号2014CGZH0802)和泰山产业领军人才工程"石材绿色高效切割技术及数控设备研发与推广应用"项目经费资助。