CN101518920A - 激振波动预压多工位模压成型机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激振波动预压多工位模压成型机，模压单元(1)均布联成一体，由间歇机构(2)拖动有序换位，预压装置(6)产生激振与波动复合作用的预压，增压装置(7)将动力源的转动变换为定型模压，克服了模压受行程限制和模压产品内在缺陷问题、机械重复一致可靠，动力分配合理节能，一机多用，一压多块，还可复合模压。

Description

激振波动预压多工位模压成型机

所属技术领域

本发明涉及一种成型技术，特别是涉及一种将松散物料模压成块形产品的成型机。

背景技术

将自然状态的松散物料置于一定形状的模腔内施以外压，就能得到预先设计的块形产品。目前常用的成型方法有机械的、振动的或液压的等多种形式，其机器设备常见于与建筑材料相关的期刊杂志等公开发行的出版物上，如：中国建材工业出版社主办的《墙材革新与建筑节能》、中国建筑砌块协会主办的《建筑砌块与砌块建筑》、中国新型建筑材料工业杭州设计研究院等单位主办的《新型建筑材料》等。但振动成型存在重力分离现象、密实性差；液压成型可弥补振动成型的不足，但设备造价偏高；机械式加压成型结构简单、成本低，但其模压制品规格种类形状单一，压缩行程小且调整有限，模压作用时间短，因而被压物内部易产生夹气、分层、疏密不均和压力拱现象，导致模压产品内部缺陷。申请号为98221095.7的中国专利《多孔砖压砖机》说明书提出两次压缩的方案，采用阶梯状的“桥板”，在桥板的三级阶梯的位置上分别完成预压、终压、顶砖的操作；申请号为00103987.3的中国专利《一种盘转式压砖机》也提出在一个压型周期对每块砖坯进行两次或多次压制成型，采用“多边形压制活塞”，活塞顶面设置了2N组冲压顶板；很显然，初压与终压的力量相差悬殊，而“桥板”与“多边形压制活塞”都是同时对相邻模腔不同完成状态的物料平行施压，必然产生受力失衡现象，二者均为静压方式，对动力工况的改善并不起作用；申请号为95239037.X的中国专利《盘转式免烧砖压砖机》说明书只提到轨道预压而无具体方案，据所示“回转盘轨道展开图”其预压是线性的且预压量很小、作用时间很短，而物料受压的实际特性是曲线的；申请号为200620033531.1的中国专利《八孔盘转式空心压砖机》提出在填料工位加振，减少填料深度，降低终压压力，其实只是“振动布料”并非预压，与“降低终压压力”无关，且“振动垫”与“推模座”很难动态定位；申请号为200620080745.4的中国专利《八孔盘免烧砖机》其压砖机构由偏心轮来代替曲轴机构，“连杆”一端套装在“偏心轮”上，实际上这只是一种凸轮结构，用于模压一类重载设备其传动接触面之间会产生剧烈滑动摩擦，还需要加大“连杆”尺寸，运动副的加工与装配的难度也相应加大。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述机械式加压成型的现有缺点而提供一种不受物料压缩量限制、制品密实性均匀、模压断面形状多样、定型尺寸精确一致、能够自动连续循环的模压成型机。

达到本发明目的的构思在于：根据物料受压时普遍存在压力由小到大、而施压行程增量与压力增量之比的数值则由大到小最后趋近于零的规律性，将模压成型过程分解为预压过程和定型过程，并分别由预压装置6与增压装置7顺序完成；预压过程压力小、行程长，定型过程压力大、行程短；预压过程可再分，每一步模压功率都相等为佳；在预压过程中，外加强迫振源5，物料受激响应，预压装置6运行的滑道4设计为连续波形，使物料交变受压，这种激振与波动的复合作用强化预压效果；经过预压的物料密度均匀增大，物料内夹杂的气体被挤出，同时物料反压作用力也增大，再由增压装置7定型到所需尺寸。

上述构思由以下技术方案来实现，即本发明的激振波动预压多工位模压成型机包括：

——各自独立且交替工作的多个模压单元1；

——拖动模压单元1换位运行的间歇机构2及阻尼装置3；

——支承模压单元1换位运行的滑道4；

——装有强迫振源5的预压装置6；

——与间歇机构2的间歇周期相匹配作往复运动的增压装置7；

——提供动力的传动系统8；

——内设强制搅拌器11的料斗9和装料调节装置12；

——将各部件联为一体的机架10；

所述模压单元1由可拆装更换的刚性壁板15围成，其内表面形成模腔设定为所需形状，腔内可安装便于拆换的模芯41和/或隔板42，活动压块14与模腔、模芯41和隔板42滑动配合；滚轮座18固定在活动压块14下方，滑块20与滚轮座18以可脱离方式面接触；滑块20进，触及滚轮座18迫使活动压块14向模腔容积减小方向移动；滑块20退，与滚轮座18脱开，压块滚轮29落在设定轨迹的滑道4上，活动压块14即可滚动运行；各模压单元均布在同一圆周上组装成转动体13，可绕中心轴34转动。

所述间歇机构2由棘轮机构演变而成，滑轨30固定在转动体13外围周边，棘轮16固定在滑轨30上，拨块32与滑车33上内装弹簧的孔滑动配合，滑车33藉助所装滑车滚轮31在滑轨30上运行；推拉杆28一端铰接滑车33，另一端偏心铰接转轮24，构成空间四连杆机构；转轮24转动，滑车33沿滑轨30往复运动；滑车33进，拨块32拖动棘轮16切换工位；滑车33退，拨块32脱开棘齿形成间歇；棘轮齿数与模压单元数量相等。

所述阻尼装置3均布在转动体13四周与机架10固定，以消除转动体13换位和间歇的多余动作，并辅助转动体13平稳绕轴转动。

所述滑道4由凸轮机构演变而成，凸轮转动演变为凸轮顶杆在滑道4上移动，滑道4成圆形固定在机架10上；凸轮机构的顶杆演变为活动压块14，压块滚轮29使滑动摩擦副变为滚动摩擦副；压块滚轮29沿滑道运行的轨迹简称滑道轨迹约束活动压块14在模腔内的运动，滑道轨迹根据模压过程不同阶段的功能和受力性质而异，装料段尽可能迅速下降，预压段上升增量递减，满足物料受压特性，顶出制品的脱模段上升增量递增，符合脱模力由静摩擦到动摩擦迅速衰减的变化规律，出品段既不升也不降增量为零；各段轨迹平缓过渡，尽量避免速度突变产生的冲击；

所述预压装置6为滑道4的一部分，该部分滑道与机架10弹性联接、与相邻段滑动配合并保持滑道轨迹连续；滑道轨迹相对装料时的位置上升，迫使活动压块14向模腔内移动，形成预压；上升的滑道轨迹设为波形，活动压块14的运动即发生交替变化，形成波动；强迫振源5固定在该预压滑道上，将激振传递到料物内部，振源特性可调，以适应不同物料达到最佳效果。

所述增压装置7由连杆机构演变而成，连杆机构的曲柄演变为固定于转轴23上的偏心轮26，摆杆演变为力臂17；偏心轮26外圆安装轴承，轴承外圆安装大连杆27，轴承相对转轴23偏心；力臂17的一端铰接于大连杆27，另一端铰接于机架10，相当于一端支点的省力杠杆；偏心轴19装于力臂17的两铰点之间、转动配合装于滑块20的轴孔内，构成变形的连杆滑块机构；偏心轮26与转轴23一起同步转动，通过大连杆27带动力臂17往复摆动，与力臂17铰联的连杆滑块机构的滑块20作往复移动，转轴23的转矩转换并放大为推动活动压块14的模压力。

所述传动系统8由主电机22提供源动力，变速装置21串接于主电机22和转轴23之间，主电机22和变速装置21固定在机架10上；转轴23上除装有偏心轮26外还装有转轮24，转轴23带动偏心轮26和转轮24同时转动；偏心轮26与转轮24之间联接相位调节装置25，以使转轮24相对偏心轮26的角度可调，即调整间歇机构2与增压装置7的相位差，以使模压与间歇运动匹配并保持同步。

所述装料料斗9滑动配合装于出品操作位对面的转动体13上方，强制搅拌器11装于装料料斗9内，搅拌动力另外提供；各料斗并联，依次装填不同物料，也可装同一种料或组合装填；装料调节装置12安装在料斗下方的滑道上，该段滑道与相邻滑道滑动配合并保持滑道轨迹连续，料斗与装料调节装置一一对应。

所述机架10由中心轴34、横梁39、立柱38和底座37构成主框，其余各部件均安装在机架上；中心轴34与转动体13之间安装轴承形成转动副，轴承上方安装防尘密封，动密封环36与轴承一起转动，静密封环35与中心轴34固定，防尘密封上方的转动体13侧壁均布与外相通的排污孔。

本发明的有益效果在于：因采用定型前预压从而使整个模压成型过程的动力分配合理、能耗降低；预压时在波动、激振、间歇、交替反复、共同作用下，使物料内部结构一致、排气充分；振动使物料摩擦阻力减弱，物料同时吸收压力能和振动能，物料颗粒的间隙顺利均匀减小；多段预压使大压缩变形制品的生产得以实现，这一问题的解决使压缩行程即压深不再受限，只需增减预压段数即可；机械重复的一致性与可靠性保障多工位依次有序、自动循环、快速精准。

预压滑道轨迹的上升增量递减，符合物料受压的物理特性，预压初期只需较小的力即可获得较大压缩行程，物料越压越实，所需压力也越来越大，压缩行程随之变小；而脱模过程克服静摩擦力后，动摩擦力很快减小，与之相适应的脱模滑道斜面开始时升角很小以获得很大抬升力，后期升角迅速加大，即可顺利脱模。

采用偏心轮结构代替曲柄，避免了曲轴加工，极大降低了制作难度；偏心轮外套轴承，将滑动摩擦副变成滚动摩擦副，既减少摩擦又有利于标准化，机械效率提高，机件使用寿命延长。

装于力臂的偏心轴19巧妙解决了力臂带动滑块往复运动问题，偏心距即为与滑块20铰接的连杆长，结构紧凑、性能可靠、加工和拆装都很容易。

采用型钢、标准件，减少铸锻和机加工成本，便于组织生产和普及推广；标准化程度高，操作和维护保养简便。

模压制品的原料不受限制，可以将工业废弃物、建筑垃圾、生活垃圾、尾矿、炉渣、淤泥等制成块型建筑材料，包括标准砖、多孔砖、路面砖、异型砖和空心砌块等；原料也可以是其它颗粒和/或粉状物，压制形形色色、各式各样产品。

并联安装的料斗既可以装不同物料，也可以装同一种料，还可采取组合方式装料，以适应不同产品物料分布的需要；依次分别装料，可以得到面层与基层不同质感的复合产品；多次装料与强制搅拌使物料进一步混合，消除装料死角区及料斗内的蓬料现象，布料均匀一致。

调装料调压，换模具换产，一机多用，一压多块、效率倍增。

模压成型常见的排气、分层、压力拱、疏密不均诸多问题因预压的多种物理作用得以有效解决，产品质量与品种多样得以设备保障，整个生产过程不存在二次污染。

防尘密封开排污孔，使砂尘杂物等无法滞留，有效保护轴承不受损害，使用寿命更长，运转更加平稳。

附图说明

图1：本发明激振波动预压多工位模压成型机原理图

图2：本发明激振波动预压多工位模压成型机三维总图

图3：本发明激振波动预压多工位模压成型机三维传动图

图4：本发明激振波动预压多工位模压成型机三维框架图

图5：本发明激振波动预压多工位模压成型机之有芯模具局部剖视立体图

图6：本发明激振波动预压多工位模压成型机之隔板模具局部剖视立体图

图7：本发明激振波动预压多工位模压成型机之空腔模具局部剖视立体图

图8：本发明激振波动预压多工位模压成型机之滑道预压段展开示意图

图9：本发明激振波动预压多工位模压成型机之滑道脱模段展开示意图图中：

1—模压单元               22—主电机

2—间歇机构               23—转轴

3—阻尼装置               24—转轮

4—滑道                   25—相位调节装置

5—强迫振源               26—偏心轮

6—预压装置               27—大连杆

7—增压装置               28—推拉杆

8—传动系统               29—压块滚轮

9—料斗                   30—滑轨

10—机架                  31—滑车滚轮

11—强制搅拌              32—拨块

12—装料调节装置          33—滑车

13—转动体                34—中心轴

14—活动压块              35—静密封环

15—壁板                  36—动密封环

16—棘轮                  37—底座

17—力臂                  38—立柱

18—滚轮座                39—横梁

19—偏心轴                40—盖板

20—滑块                  41—模芯

21—变速装置              42—隔板

具体实施方式

下面结合附图以实施例方式对本发明作进一步说明。

本发明激振波动预压多工位模压成型机由模压单元1、间歇机构2、阻尼装置3、滑道4、强迫振源5、预压装置6、增压装置7、传动系统8、料斗9、机架10、强制搅拌器11、装料调节装置12等组成；各模压单元均布在同一圆周上组装成转动体13绕中心轴34转动，中心轴34上端与横梁39固定、下端与底座37固定，横梁39的另一端与立柱38固定；转动体13的外圆周固定安装间歇机构2的滑轨30和棘轮16，滑车33藉助所装滑车滚轮31在滑轨30上运行，拨块32与滑车33上内装弹簧的孔滑动配合，推拉杆28一端铰接滑车33，另一端偏心铰接转轮24；转轮24固定在转轴23上，偏心轮26也固定在转轴23上，偏心轮26与转轮24之间联接相位调节装置25，转轴23串连变速装置21和主电机22；阻尼装置3均布在转动体13四周与机架10固定；滑道4成圆形固定在机架10上；强迫振源5固定在滑道4的预压段上，该段滑道与机架10弹性联接、与相邻段滑动配合并保持滑道轨迹连续；偏心轮26外圆安装轴承，轴承外圆安装大连杆27，力臂17的一端铰接于大连杆27，另一端铰接于机架10；两铰点之间再装偏心轴19，滑块20的轴孔与偏心轴19转动配合安装，活动压块14的滚轮座18底面与滑块20的顶面触接；装料料斗9滑动配合装于出品操作位对面的转动体13上方，强制搅拌器11装于装料料斗9内，装料调节装置12安装在料斗下方的滑道上，该段滑道与相邻滑道滑动配合并保持滑道轨迹连续。

以模压成型过程为序，模压单元1装好料后由间歇机构2拖动进入预压工位，后续模压单元跟进到装料工位；模压单元下部的压块滚轮29在滑道4上行进，滑道轨迹根据物料特性设定预压量，与滚轮相联的活动压块14在模压单元行进中相对模腔位移，活动压块14上方设盖板40与横梁39固定，物料在活动压块14与盖板40的模腔中被压缩；滑道的波形轨迹迫使活动压块波动，强迫振源5不断产生适于所压物料特性的激振，在压缩、波动、激振以及间歇的共同作用之下，物料颗粒之间的空隙均匀减小、物料内部的密实性均匀加强，混入物料中的气体顺利排出；根据需要可设多段预压，以合理分配各段预压负担；间歇机构2拖动进入定型工位，后续模压单元跟进到预压工位；变速装置21将主电机22的扭矩放大，曲柄连杆滑块机构将转动变换为直线运动并将作用力再放大，构成增压装置7；曲柄回转半径即为偏心轮26的偏心距，转轮24与偏心轮26同步转动，相位差通过相位调节装置25调整后锁定；间歇机构2回退，滑块20触及滚轮座18，活动压块14将增压装置7产生的巨大压力传递给物料，滑块20到位即返，活动压块14下落，压块滚轮29重回滑道4，间歇机构2回退到位，又拖动模压单元1行进，后续模压单元跟进到定型工位，压块滚轮29受脱模段滑道斜面支反力将模压制品顶出，脱模初期，需克服较大静摩擦力，滑道斜面抬升较缓，脱模中、后期的动摩擦力衰减很快，滑道斜面抬升增量随之加大；脱模后的制品进入出品工位待取，一个模压成型过程完成；出品段的滑道轨迹与转动体13的旋转平面平行，因此模压制品运动为平移或为间歇状态，为取出操作留有充分的时间；下一个模压成型过程开始，后续模压单元接着脱模；强制搅拌器11不间断作用使料斗9内的物料进一步混合，间歇机构2拖动进入装料工位，后续模压单元跟进到出品工位，压块滚轮29沿装料段滑道滚行下降，活动压块14相对模腔下移让出空间，物料顺势入腔、均布填满；下一次换位，下一料斗继续装填另一种或同一种物料；装料调节装置通过改变活动压块14相对模腔的位置设定不同装料量，装料越多模压反作用力越大；装好料后的模压单元1进入预压工位，开始下一循环；整个模压行为由一台主电机22拖动，周而复始、精准可靠、连续自动。

对于腔内设芯的模压单元1，活动压块14设有与模芯41数量相等且与模芯41滑动配合的通孔，模芯41固定在一块底板上再与壁板15紧固，即可模压有孔制品。

对于腔内设板的模压单元1，活动压块14与被板所隔的分模腔相适，等价于整腔的压块开与隔板42滑动配合的通槽，各分模腔内的压块由底板连为一体同时工作，隔板42与壁板15紧固，即可一次模压多块制品。

对于腔内既无芯又无板的模压单元1，只需将活动压块14做成与模腔相适而在其内滑动配合。

对于腔内既有芯又有板的模压单元1，相当于先把整腔隔开，然后在各分腔内设芯，即多腔组合模压单元。

变换模腔、压块及模芯形状，即可得到各样模压制品。

Claims (10)

1.一种激振波动预压多工位模压成型机，包括模压单元(1)、间歇机构(2)、阻尼装置(3)滑道(4)、强迫振源(5)、预压装置(6)、增压装置(7)、传动系统(8)、料斗(9)、机架(10)、强制搅拌器(11)和装料调节装置(12)，模压单元(1)均布成可绕中心轴(34)转动的转动体(13)，间歇机构(2)安装在转动体(13)外侧拖动转动体(13)有序换位，模压单元(1)的模腔内滑动配合安装活动压块(14)，活动压块(14)装有压块滚轮(29)在滑道(4)上运行，增压装置(7)将动力源的转动变换为滑块(20)的往复直线运动，滑块(20)上升触及活动压块(14)的滚轮座(18)而模压定型，滑块(20)下降脱离滚轮座(18)同时压块滚轮(29)触及滑道(4)而切换工位，其特征是：在装料与定型模压之间设预压装置(6)，形成预压的滑道具有波形上升斜面且安装振动特性可调的强迫振源(5)。

2.根据权利要求1所述的激振波动预压多工位模压成型机，其特征是：滑道(4)的预压段轨迹上升增量递减以满足物料受压特性，脱模段轨迹上升增量递增以符合脱模力变化规律。

3.根据权利要求1所述的激振波动预压多工位模压成型机，其特征是：模压单元(1)各自独立且交替工作并可整体拆换。

4.根据权利要求1所述的激振波动预压多工位模压成型机，其特征是：增压装置(7)由曲柄连杆机构和连杆滑块机构组合而成，偏心轮(26)外套大连杆(27)，偏心轮(26)与大连杆(27)之间安装轴承以减弱摩擦，大连杆(27)另一端铰接力臂(17)，偏心轮(26)、大连杆(27)与力臂(17)构成曲柄连杆机构，偏心轮(26)的偏心距为曲柄长，力臂(17)通过偏心轴(19)与滑块(20)联接构成连杆滑块机构，偏心轴(19)的偏心距为与滑块铰接的连杆长。

5.根据权利要求1所述的激振波动预压多工位模压成型机，其特征是：间歇机构(2)的棘轮拨块(32)安装在滑车(33)上，滑车(33)与滑轨(30)之间安装滑车滚轮(31)。

6.根据权利要求1所述的激振波动预压多工位模压成型机，其特征是：增压装置(7)的偏心轮(26)与间歇机构(2)的转轮(24)同步运转，二者之间安装相位调节装置(25)。

7.根据权利要求1所述的激振波动预压多工位模压成型机，其特征是：转动体(13)与中心轴(34)之间安装轴承和防尘密封，并设有与外相通的排污孔。

8.根据权利要求1所述的激振波动预压多工位模压成型机，其特征是：转动体(13)四周均布安装用以消除换位和间歇的多余动作并辅助定心的阻尼装置(3)。

9.根据权利要求1所述的激振波动预压多工位模压成型机，其特征是：装料料斗(9)由多个独立的料斗并联而成，内装强制搅拌(11)，装料调节装置(12)与料斗一一对应。

10.根据权利要求1所述的激振波动预压多工位模压成型机，其特征是：整机为型钢结构。

Images