CN103286688A - 打磨及其砂面自清洁机构 - Google Patents

Abstract

一种带气冲打磨机的机头及其除尘机构，由机头架、动力装置、砂带系统、集尘罩、平衡架、振动机构、毛刷装置、气冲装置等等组成；该带式打磨机头与吸尘设备等连接后，能形成完整功能的打磨及除尘功能。机头架是打磨机头的骨架，是上述各机构的总承；主动砂带轴带动砂带循环运转，从动砂带轴和辅助砂带轴被动旋转，共同支撑开砂带形成空间立体形状，即形成打磨面；主动砂带轴固定安装在机头架上，从动砂带轴可相对主动轴位移调节砂带，使砂带绷紧或松脱；用毛刷、振动机构、气冲装置清理砂带，用集尘罩、平衡架、被打磨面共同形成封闭空间，包裹和聚拢粉尘；吸尘设备从集尘罩中吸取粉尘，然后由专业的除尘设备集中处理和排放。

Description

打磨及其砂面自清洁机构

发明类型 

本发明涉及一种机械机构，是用以打磨作业的磨削及砂面自清洁机构，尤其是具流体喷洗除尘装置的打磨机构。 

背景技术

目前常见的环形带式打磨机构或打磨机头，在清理砂带等磨削材料表面上的等粉尘时，往往会用毛刷等类似物刷除、或用类似橡皮擦的聚合物粘取砂面附尘，以达到清洁目的。然而，因砂面是磨削材料，毛刷等与砂面接触时损耗很快，存在不足。 

发明内容

本发明涉及的打磨机构，是打磨机构和砂面自清洁机构的组合机构。打磨机构主要采用悬挑方式驱动砂带或魔头作业，自清洁机构同时清理砂面，除掉附尘，提高磨削功效。自清洁机构采用流体冲击、振动弹抖、刷除等形式实施清理作业，同时，还能收集作业面(指被打磨面)上打磨掉的粉尘，输送至后台清理设备集中处理，避免污染环境。 

本机构可作为设备的磨削机构，也可单独形成打磨机的机头。本机构或机头(以下统均简称机头)作业，砂带及辅材消耗少，节约环保。 

本流体冲击式打磨机构(图1)，是打磨机器的磨削作业的部件，还需配以吸尘设备和高压气源等其他的功能组件后，方能组成完整功能的打磨机器。 

吸尘设备(如吸尘器)、高压气源(高压气泵)等属本打磨机头外联的后台设备，各自独立且技术成熟，不属本方案的技术范围，不予赘述。 

虽然气体和液体同属流体，但在液态环境使用本机头作业时，则需使用液态的高压射流清洗砂面，相应的吸尘设备则需替换为液体抽吸设备；动力源等机构也需相应的替换成适宜液态介质环境的产品，或以轴式传动的形式传导动力至各运动部件。 

本技术的自清洁机构，主要是在固定位置上发射流体清洁砂面，使沾附物受冲击而脱落。故所述磨削材料表面，需是在磨削作业后能自行运转到本方案所述的流体发射位置的砂面，即能使冲洗装置接近磨削材料表面才适用。因常见的回转面和环形循环带面等均能反复接近冲洗装置，故选以砂带为磨削材料的打磨机头为例，阐释本方案的凸出技术特征。同时，因空气是最常见和普及的流体，故选作本方案所述的流体。 

机头 

本机头由两个或两个以上的砂带轴支撑和张紧砂环形带形成磨削面(简称工作面)，用平衡架(或称控制架)引导可实现平面打磨或弧形面打磨两种功能。即用平面控制架引导机头，可实现平面打磨；用弧面控制架引导机头，可实现弧面作业。在不使用控制架时，因两砂带轴之间形成的砂面可横向变形，可用作不规则凸出弧面上作业的工作面；包裹砂带轴区域的砂带面，可作为外凸的圆形工作面，对凹陷的弧面实施磨削作业。 

打磨机头主要由机架、动力(电机或动力输入机构)及传输设备(传动齿轮、轮轴、或传动皮带)、砂带系统(砂带轴、砂带筒、拖带、砂带)、砂带松紧调节装置(定向滑块、悬臂轴、双沿定位套筒)、集尘构造(集尘罩、吸尘管)、振动设备(轴式振动装置或专业机械振动)、毛刷(固定毛刷、旋转毛刷)、平衡架(旋转平衡架、固定轴、平衡架调节装置)、流体喷射清洗装置(气冲装置、缓冲气囊、连接口)等组成。 

机头架是安装动力、砂带系统、集尘构造、振动体、毛刷的总承载体，动力设备为砂带、气冲击旋转装置、振动体和旋转毛刷提供运转动力：砂带系统对作业面实施磨削作业，振动设备、气冲击装置、毛刷分别对粘附在砂带上的粉尘实施清除，集尘构造用以聚拢和定向排出打磨作业产生的粉尘；平衡架用以控制砂带对作业面的磨削深度。 

气冲装置： 

气冲装置是向砂面喷射气流(若采用液体喷洗，则是液流)的装置，是设在贴近砂面位置设置高压气管，由管内向砂面喷射高压气。 

气冲装置分为直流喷洗式和脉冲喷洗式装置两种。主要由悬臂筒、喷嘴等构成；悬臂筒设于机头架上的集尘罩内，一端悬挑出机架与砂带对应，另一端安装在机头架上；高压气源由机架(本例为单悬臂式机头)一端接入，经转换传递等过程后导入悬臂筒，最后由其上的喷嘴喷出。 

直流式喷洗 

直流喷洗是气冲装置的一种构造形式。是靠近磨削面(简称砂面)处设置喷洗悬臂筒，并在其上设正对砂面的冲击孔或冲击口，再在冲击孔上设喷嘴，然后由喷嘴向砂面喷射高压气(图2.1、图2.2、图3.1、图3.2)，形成连续冲击砂面的风柱或风板，清除附尘。 

脉冲式喷洗 

脉冲式喷洗是在直流式喷洗机构的基础上增加旋转构造，形成脉冲气流喷洗砂面。即在悬臂筒外另设一与之套接的冲击管，形成相对旋转的两个套筒；再在两筒上分别对应设置喷气孔，并设其中一筒(简称旋转筒)相对另一套筒(简称固定筒)转动(图4.1、图4.2、图 5.1、图5.2)。两套筒沿轴向分别在相对应的设置气孔(图6)。 

固定筒固定安装在机架上，沿轴向设一单排孔(根据具体需要，也可设成双排甚至多排，其原理与单排相同)；旋转筒安装在机架或固定筒上，并相对固定筒旋转，其上设成多排孔；旋转筒上的孔与固定筒上的孔沿轴向对应，即在轴向上每个固定筒上的孔都对应着旋转筒上的若干个孔。 

旋转筒顺轴向的各排孔，将旋转筒的柱面沿周向分割成若干区间，形成顺轴向的条状区域；同时，各排孔沿轴向的孔位相同；因此，旋转筒孔又沿圆周的环状分布，将旋转筒沿轴向分成若干段。 

高压气源接入位于内部的套筒中，再由内套筒上的喷射孔传递和分配给外套筒上的喷射孔，然后由外套筒上的喷嘴喷出；在同一轴向位置上，形成由内向外的指向砂面的间歇式射流，即脉冲气流。 

脉冲机构的脉冲原理：随着内筒和外筒之间的相对旋转，两套筒上的喷射孔重合时，形成导通的气道，高压气喷出；随着旋转筒的继续旋转，旋转筒上当前导通的孔逐渐偏离固定筒上的对应孔，通道关闭，高压气喷射停止。然后，旋转筒上的同一轴向位置上的下一个喷射孔逐渐与固定筒上的对应孔靠近，然后导通，形成下一个喷射过程。如此接替和循环，形成同一轴向位置上的间隔喷射。同时，旋转筒上的各喷射孔均依序与固定筒上的喷射孔导通和闭合，沿轴向形成呈线状地对准砂面的各喷射点。 

若设旋转套筒旋转一周为一个冲气周期，则在每一周期中，旋转筒上的同一轴向位置上的喷射孔各导通一次，即为该周期的喷洗次数或脉冲频率。高压气的喷射，在砂面上表现为相间隔分布的喷射点。 

根据喷射点的间距，合理选择砂带的周长，可使砂面上的喷射点不断变换位置，避免喷洗不均；同理，在砂带周长固定的情况下，也可通过改变旋转筒直径或喷射孔间距的方式，实现砂面喷射点位置的变换。 

单排气孔在旋转筒上的排列，可设成沿轴向的直线型，也可设成盘旋在柱面上的螺旋线形，两者类型均能实现对砂面的点状冲击。 

旋转筒上的直线型气孔，一次性整排全部导通，出气量大，沿轴向同时喷射，可形成线状脉冲式喷洗扫面，但一次性需气量大，要求气源容量大，且会对气源形成反向脉冲冲击。采用螺旋线形的气孔时，一次只有一个或少数喷射孔导通，单次出气量小，对高压气源的容量要求小，脉冲冲击亦小。 

脉冲式机构，根据旋转筒的不同分为内套筒旋转式(简称内旋转式)和外套筒旋转式(简称外旋转式)两种。 

采用内旋转式时，外套筒固定(图8)；在外套筒上设单排孔，而内套筒上设多排孔。采用外旋转式时，内套筒固定(图9)，内套筒上设单排孔，外套筒上设多排孔。 

为保障输入气源的气压恒定，可在内套筒上设缓冲气囊。因内外套筒的安装方式不同，故气囊的构造和安装方式也有所不同。 

内套筒旋转时，气囊设在内套筒上，气囊随之旋转；高压气源的接入口设在机架上，该口与旋转筒呈活动链接(图8)。内套筒固定时，气囊可设在内套筒上，也可单独设在机架上，然后两者间设管道联通(图6)。 

外筒旋转的动力有两种方式提供，既可由动力源传导供给(图10)，也可通过外筒与砂带接触，利用砂面运动时的摩擦力驱动外筒旋转(图11、图14)。 

内筒旋转的动力，也和外套筒的动力提供方式相同，但用砂带驱动内筒时，需在内筒的悬挑端设摩擦轮，使摩擦轮与砂带接触，获得摩擦动力(图12)。 

旋转筒为内筒时，也可采用在机架上设独立气室的方案(图13)。高压气源、旋转筒分别插入气室，动力源在室内将旋转动力传递给旋转筒；高压气源直接接入气室，气体在气室内缓冲，然后再进入旋转筒。 

此时，旋转筒可配置独立动力，根据传动形式的不同，可在机架上设置动力源的腔室，也可将动力源设在机架外。 

动力源设在腔室时，用高压气源对准动力源放气，以便动力源冷却换热之用；因齿轮传动需要使用液体润滑剂，需防止动力源设置的油气污染。 

甩油器： 

甩油器是一中空的盘状壳体构造，固定安装在旋转筒上；其中间空腔部分笼罩住旋转筒的进气口，避免润滑肉等顺旋转筒孔流出。 

盘状空腔体，由旋转筒开始逐渐加大回转半径，利用离心力将沾染其上的油污甩出；盘状空腔体上设有若干进气口，使气室内的高压气进入。盘状空腔体，也可变化成两盘相扣的形式，中间拉开一定间隙，使高压气顺畅进入。 

耐磨材料的应用： 

利用砂带摩擦驱动旋转筒时，旋转筒面上的摩擦系数会影响驱动效果，在旋转筒表面上设高摩擦系数且耐磨的材料，能提高传动效率和耐磨能力。可在旋转筒外设高摩擦材料，也可将高摩擦材料沿旋转筒表面间隔设置，形成环带(图7.1、图7.2、图7.3)。 

喷洗气源： 

喷洗气源分两种，分别是高压气源和低压气源。由高压气泵提供的高压气源属高压气源， 其优点是接入气冲装置后产生的冲击力强，其缺点是给抽吸设备增加了流量负担。将内筒的高压源去掉，利用集尘罩作为抽吸真空(或低压)的空间，利用抽吸设备的吸力形成真空或低压区，自然空气就会通过内筒流入罩内，形成冲击风流冲击沙面，也能一定程度上起到喷洗效果。 

在采用低压气源冲洗方案时，集尘罩承受的大气压力会相对变大，需相应的增加其材料刚度或增设提高其刚性的构造。 

吸尘设备 

吸尘设备，是从打磨机头上吸取粉尘的抽吸设备；吸尘设备通过吸尘管与带式打磨机头连接，将集尘罩内的粉尘吸收并运出。 

动力及其变速、传动设备 

动力及其初级变速设备，均属带式打磨机头的动力源，由机电动力源(或源动力的传导接入)、传送机构、变速机构等组成。源动力经传导机构的传导，使砂带轴、振动轴、旋转喷气筒、毛刷轴等旋转。此过程中的传动、变速等机构，属公知常识，不予赘述。 

机架及其刚性措施 

机架是一刚性构件，是打磨机头的主干骨架，也是各组成机构的总承载体。当本机头作为其他设备的一个机构时，机架作为本机构的载体与总机架连接。 

机架其上设动力设备或动力接入口、砂带轴、毛刷轴、振动轴(指自制振动设备时使用)、动力传输和变速的机箱、集尘罩以及操作把手等。 

在机架上设砂带轴、毛刷轴、振动轴、张紧轴、减震轴、轮廓轴等轴位，各轴相互平行穿入机架中，机架上为安装在各轴上的齿轮及其相应的传导齿轮留出运转空间，形成机箱。 

集尘罩设在机架侧面，呈左右布局。集尘罩罩住前述的各轴及其附着部件，同时在其上设控制架(或称之平衡架)、吸尘口等构造。 

为减小砂带轴的悬挑长度，可在机架轴的位处设凸出构造(图14)；同时，为提高机头架纵向的刚度，还可沿砂带轴的连线方向设构造肋(图16)等构造措施。 

机头架的分区 

源动力通过变速之后分配给各机构，将源动力和变速箱分区设置，可避免各机构之间的不良影响；同时，还可采用分区变速等措施，简化机头构造和能量损失。 

传动轴和传动齿轮 

传动轴和传动齿轮，是将动力源的动力传递给砂带轴、振动轴、毛刷轴、旋转筒等终端功能轴的中间机构。 

除除齿传动外，也可采用带传动、链传动等其他形式，属公知常识，不再赘述。 

砂带系统 

砂带轴和砂带齿轮 

砂带轴是安装在机头架上(图17)的刚性轴，它支撑和承载砂带筒和砂带齿轮，分为主动轴和从动轴，主动轴带动砂带筒主动旋转，从动轴支撑砂带被动旋转。 

主动砂带轴沿轴向，分为安装区和悬挑区两段(图14、图15)。安装区上设齿轮，获取旋转动力和调速，悬挑区上安装砂带筒，支撑并驱动砂带筒旋转，带动砂带循环运动。从动轴与主动轴相同，只是不在安装区上设驱动齿轮。 

由两条相互平行的砂带轴组成一组，即可形成支撑和运转砂带的完整功能的机构，形成双轴式的机头架。此外，同一机头架上还可设置多条砂带以及采用多种砂带轴支撑的形式，形成多种机头构造。 

双轴砂带及双轴机头架 

双轴砂带轴是指由两个砂带轴支撑一条砂带形成的打磨机头(图19、图22)，其砂带轴呈前后设置。主动砂带轴固定安装在机头架后部，相对机头架只有转动自由度。前砂带轴，安装在连杆式支座上或安装在可产生相对机架平面平行移动的机构或构造上，除转动外，还具平面移动自由度，通过平面移动，拉大或缩小前后两砂带轴轴之间的距离，以张紧或松脱环形砂带。 

连杆式支座是调节前砂带轴与后砂带轴之间距离的一种机构(图18)，安装在机头架前端，可以相对机头架旋转。通过连杆相对机架的旋转，带动前砂带轴旋转，产生相对后轴的距离变化，调整两轴之间的距离。 

前砂带轴安装在连杆上的轴座上，为保证砂带能绷紧且在留有余量的状态下工作，前轴必须设置在后砂带轴和连杆式支座铰轴连线以外的位置。即对本例而言，前砂带轴位于该直线的下侧，使砂带始终绷紧。因此，安装前砂带轴的连杆的轴线(连杆鉸轴和前砂带轴的连线)应该与连杆铰轴和后砂带轴的连线成一定夹角。同时，为控制连杆旋转的角度，可在后砂带轴、连杆支座铰轴的连线上(在连杆支座铰轴外侧)设置当卡构造，避免前砂带轴的无效动作和引起砂带绷得过紧。 

为使砂带绷紧，必须在连杆轴上设置绷紧弹簧或设置能使连杆向铰轴和后砂带轴连线旋转的设置(图20)。绷紧弹簧，是以弹簧的弹性势能或牵拉或扭转，使连杆产生转向铰轴和后砂带轴连线的势能，并实时保持旋转趋势，始终绷紧砂带。 

绷紧砂带的构造设置，也可采用前轴伸缩式等方法。前轴伸缩式是将前轴安装在可相对后轴可伸缩的伸缩连杆上(图21、图23)。 

伸缩杆沿前后轴连线方向的伸缩，使前后两轴之间的距离变化，或绷紧砂带，或松脱砂带；伸缩杆后部设置顶压弹簧，弹簧以后轴或机头架为支撑，向前推挤伸缩杆，进而拉大前后两个砂带轴之间的距离。 

在前述的由两轴支撑砂带的打磨机头的基础上，若将机头架在前后两砂带轴之间切开，分成前后两半，移动其中一半，既可实现调节前后砂带轴间距之目的。 

将前后两半机头架之间采用铰轴连接(图24)，通过铰轴相对旋转，可调节前后两半机头架之间的位置关系。将前后两半机头架采用齿条嵌合式连接(图25)，滑移其中一半也可调整前后轴之间的距离；为保证前后两半机头架之间不被砂带的拉力扭转变形，前后两半机头架之间采用凹凸咬合的方式。 

多轴多砂带机头架及多轴单砂带机头架 

打磨机头也可由多条砂带组成(图26)，形成多轴多砂带的机头。多砂带打磨机头，是在同一机头上设置多条砂带，各砂带由一组砂带轴提供支撑和驱动，各条砂带同时实施打磨作业，协同完成磨削任务。 

采用多轴共同支撑砂带的方法，使砂带与被打磨面接触面扩大，多轴砂带的张紧，类同于双轴砂带。 

多轴多砂带 

多轴多砂带机头架，充分利用机头架空间设置多条砂带，各砂带之间即可单独设置砂带轴，也可共用某一砂带轴；各砂带的磨削面即可平铺，也可前后叠压。 

共轴砂带 

多砂带打磨机头上，因各砂带轴较多且相互平行，为多条砂带共用一轴提供了条件，由两条或多条砂带共用(图27)一条砂带轴，可以减小带式打磨机头的结构尺寸。 

砂带轴按结构受力形式划分，可分为简支式、单悬臂式、双悬臂式等等不同形式。简支梁式，是指砂带轴的支座设在轴的两端，用中间部分承载砂带或拖带，传动齿轮设在一侧；单悬臂，安装在机架内的一端安装传动齿轮，另一端悬挑承载砂带或拖带；双悬臂，是将传动齿轮设在中间段，两端悬挑承载砂带或拖带。 

砂带系统 

砂带轴 

砂带轴是刚性柱体，安装在机头架上，形成悬臂挑出的轴。各轴相互平行，两条以上的轴即可组成一组，对砂带形成有效支撑。砂带轴上设轴承位、齿轮位、砂带筒位、悬挑端砂带筒固定件位等构造。 

砂带轴悬挑区段上的砂带筒位，采用锥状体和圆柱状体的组合体。锥状体在顶紧砂带筒时利于保证砂带筒与砂带轴的轴心重合，避免松脱和摆动；圆柱体段，有利于对砂带实施张拉(图15)。 

砂带筒 

砂带筒是刚性柱体，柱中心设有与砂带轴套接的轴孔，长度等于砂带的宽度。中心轴孔与砂带轴对应吻合，设有径向当卡构造，保障砂带轴对砂带筒的扭矩传递；砂带筒套装在砂带轴上，随砂带轴转动，支撑并带动砂带或拖带，并以摩擦力驱动砂带的循环运转。 

砂带筒两端设砂带挡环，将砂带卡在其间，保障砂带循环运转时其沿轴向的位置不变，防止砂带沿轴向滑脱。 

砂带 

砂带是本打磨机头的磨削材料，是呈闭合状的环形带，套装在砂带轴或拖带上。砂带在主动砂带轴或拖带的带动下产生循环旋转，磨削被打磨面。 

拖带 

拖带是承载砂带的带状环，主动砂带轴带动拖带循环运转，拖带再拖动砂带随动。拖带由柔性材料制成，能提高主动砂带轴驱动砂带的可靠性，同时减缓振动器对砂带的冲击并延长砂带的使用寿命。 

旋转毛刷 

打磨机头运行后，砂带表面上会有一部分粉尘粘附，覆盖了磨削材料，从而削弱了砂带 的磨削能力。为降低其不利影响，专设了清理毛刷和振动设备，以便及时清理砂面。 

旋转毛刷设于砂带附近，其回转面与砂带面平行。毛刷主动旋转，其回转面的线速度与砂面运行速度相等，以戳刺方式接触砂面清理粉尘，尽量减小砂面的磨削。旋转毛刷安装在机头架上，其毛刷轴靠齿轮传动由动力源获得动力，产生旋转。 

毛刷的设置位置除要考虑与振动器对应之外，还要设置在抽吸口附近，以便被清理掉的粉尘能及时被吸走，避免大量粉尘积聚在打磨机头里。 

旋转毛刷为筒状毛刷，刷毛设于筒外，套接在毛刷轴上。筒孔套接毛刷轴，并设置与毛刷轴之间的卡接构造，既方便更换，同时又能可靠连接。 

卡接构造 

固定各种套筒的轴向位置，均可在轴端设置螺栓卡挡，也可专设卡挡构造，方便更换砂带或其它套筒。 

砂带松紧调节机构 

除前述的以伸缩机架的方式拉伸或压缩砂带轴之间的间距外，各砂带轴之间的距离是固定不变的，不利于砂带的拆装。在一组砂带轴中，增设一个调节轴，使其成为撑开砂带环的另一个支撑，使各支撑端所围成的周长增大，进而使砂带绷紧。 

调节机构主要由悬臂轴、滑块、套筒、调节螺丝等组成(图28)。套筒安装在悬臂轴上，在砂带的摩擦驱动下旋转，在旋转状态下向外支撑砂带，使其绷紧；套筒两端设砂带挡，控制砂带沿砂带轴轴向的位置稳定(做法与砂带筒同)；悬臂轴安装在滑块上，滑块沿机头架上的滑轨向外滑动，带动悬臂轴绷紧砂带；调节螺丝的两端分别设在机头架和滑块上，通过旋转螺纹推动滑块滑行，进而绷紧或松脱砂带。 

振动器 

振动器分为制作振动器和专业机械振动器两种。自制振动器是在机头架上设置旋转式震动机构产生震动，主要分为旋转式振动器(图29)和往复式转动两类；专业机械振动为商品设备，直接安装在速度面上即可。 

轴式振动器的旋转方向与砂带运行方向的关系 

振动器的旋转使振动构件击打砂带内面产生振动。在振动构件与砂带的接触点上，振动构件旋转的线速度的方向和砂带循环运转的方向相同与否，会对砂带产生不同的击打间隔， 影响振动清理效果，同时，也会影响到振动构件的使用寿命。 

砂带上相邻两击打点的距离，等于轴式振动器相邻的下一个振动构件运行至击打点所用的时间乘以砂带的运行速度。 

当旋转振动构件的线速度与砂带的循环运行方向同向时，若两者速度相等，则砂带上相邻两个击打点的间距等于相邻两振动构件之间所夹的弧长；当旋转振动构件的旋转线速度大于砂带运转速度时，砂带上相邻击打点的间距小于相邻两振动构件之间所夹的弧长；当旋转振动构件的线速度小于砂带的运转速度时，砂带上相邻击打点的间距大于相邻两振动构件之间所夹的弧长。 

轴式振动器及振动轴和振动齿轮 

轴式振动器，是直接设在机头架上的振动机构，通过主动轴旋转带动振动部件抽打或刮蹭砂带背面，形成振动，清理粉尘。 

振动轴分成齿轮传动区段和悬臂区段，振动齿轮安装在传动区段上，自动力源处获得动力，然后传给振动轴；悬臂区安装振动构件，振动构件旋转形成回转面与砂带接触。 

振动轴与砂带轴平行，振动构件外端随振动轴旋转形成的回转面(圆)与砂带面(线)相割，形成抽打或刮蹭，形成砂带面振动。 

鞭式旋转振动器 

鞭式旋转振动器，是设置在振动轴上的靠旋转离心力甩动鞭条的机构，鞭条旋转形成回转面，抽打砂带形成振动。振动轴安装在砂带围绕的环形范围内的机架上，设齿轮与动齿轮啮合获得动力，悬挑在在砂带环内部空间的振动轴上设有柔性鞭条，鞭条在振动轴的旋转力作用下离心旋转，抽打砂带。 

鞭条由环形砂带内部向外抽打，抖掉粘附其上的粉尘等，简单实用。同时，可在鞭条尾端设重锤，提高抽打效果。 

为减小鞭条抽打对砂带的破坏力，可贴紧砂带内侧面设薄片振动板，先将鞭条抽打在振动板上，再由振动板传递到砂带上。 

弹条振动器 

弹条振动器，是在鞭条振动器的基础上改进的，用弹性条替代鞭条，同时在机头架上设弹条挡。弹条随主动轴旋转，在碰到弹条挡时弹条弯曲并积蓄弹性势能，当弯曲到一定程度后脱离弹条挡，以原有转速和回弹力向前抽打砂带，形成振动，抖掉粉尘。 

多棱振动器 

棱状体随振动轴的旋转与砂带接触，砂带面对棱状体产生摩擦，易使棱状体磨损。在前述圆轴棱状体基础上增设驱动机构，使圆轴相对于棱状体旋转，进而获得圆轴在砂带面的接触点上与砂带调速。 

减震轴 

减震轴是安装在机头架上的固定轴，其上套接旋转筒，在砂带的摩擦作用下相对旋转，其套筒与砂带面相切或相交，削减砂带在振动器作用下产生的震动，为后部的旋转毛刷、脉冲气作业提供稳定的砂带面。减震轴套筒的两端设砂带挡(与砂带筒类同)，以控制砂带沿砂带轴轴向的运行位置稳定。 

集尘罩 

集尘罩是安装在机头架上的盒装体(图30)，将环形砂带、振动设备和毛刷等包围其中，防止粉尘飞溅和扩散。集尘罩固定安装或套嵌在机头架上，下部与平衡架衔接。 

集尘罩、平衡架、被打磨面共同围成一个近似封闭的空间，将粉尘围拢住；平衡架与被打磨面之间的缝隙、平衡架与集尘罩之间的缝隙会漏进外部空气，对应吸尘口的抽吸形成对流，带走粉尘。 

控制架 

控制架是用刚性材料制成的框架，以机头架为支撑点上下滑移，控制砂带作业面露出的程度；控制架与打磨接面接触滑行，是支撑机头架滑行的橇板。 

控制架套接在集尘罩下，是集尘罩下部的裙状围板，包围在机头架底部空间并有小量的相对伸缩，形成可调节的伸缩区段；控制架用以调整砂带外露的尺度，以确定砂带对被打磨面的磨削深度，并借助被打磨面的支撑，保持砂带面与被打磨面平行，同时减缓打磨机头的整体振动。 

控制架分为伸缩架和旋转架两种。多轴砂带和共轴砂带形成的机头架，采用上下伸缩的平衡架；双轴砂带形成的机头架，采用旋转的平衡架。 

上下伸缩的控制架，以机头架和集尘罩为支撑点安装；旋转平衡架，以后砂带轴或在机头架后部专设旋转铰轴安装。 

平衡架裙板 

平衡架裙板，设置在平衡架上，可相对平衡架上下伸缩运动，适宜于被打磨面为圆柱面或类似弧面的情况，裙板分为板条状和链条状两种。 

板条状裙板，是由若干块条形薄板组成，相邻板块之间可相对上下伸缩，防止平衡架与被打磨面之间的间隙过大，造成粉尘外泄和防止进气量过大。 

链条状裙板(图31)，是将若干小块的薄板铰接在一起，形成链条状板带；相邻板块之间用一个铰轴连接在一起，形成链条。链条状集尘罩的底口与被打磨面之间的间隙可通过叶片之间的旋转调整，减小被打磨面与平衡架之间的间隙。 

单块链条状裙板，是扇形或梯形薄板，铰轴在底口将相邻的两块铰接在一起，当机头贴紧起伏变化的被打磨面时，相邻两块罩板之间发生转动，罩板上部或重叠或伸展开；在相邻两快板向外旋转伸展时，因上部是扇形或梯形的大头，仍能保证有部分重叠，因此仍能保证围住分成功能。 

对于由两条砂带轴构成的机头架，砂带只是与作业面产生沿砂带轴的线接触(侧面图上表现为点接触)，在机头架上设一轴，使平衡架沿该轴旋转，则可形成平衡架相对砂带轴的距离变化，进而调节砂带轴露出机头架的尺寸，继而控制磨削深度。 

以上是以流体输入的方式清理砂面，在原机构原理的基础上，若把流体射入改为流体吸出的形式，则本发明依然有效。即吧打磨机头上喷射空气的喷嘴改为真空(或低压)抽吸口，同时相应的改变其形状(比如喇叭口等类似阔口，方便粉尘流入)，则该机头同样具备完整的自清洁能力。 

附图说明

公用编号： 

箭头表示运动方向； 

1、机架、2齿轮、3固定筒、4旋转筒、5砂带轴、6振动轴、7毛刷轴、8张紧轴、9轴承、10毛刷、11砂带、12气囊、13喷嘴、14供气嘴、15排尘口、16油封、17普通轴、18砂带筒、19控制架、20集尘罩、21偏心振动块、22摩擦构造、23机箱空间、24滑块、25弹簧、26当卡 

图1：是打磨机头纵向的剖面图，是从打磨机头前部的砂带轴向后部的吸气管剖切的。该图显示的是由多轴砂带形成的机头架，表示打磨机头由机头架、砂带轴、砂带、平衡架、振动器、毛刷、把手等主要构建构成。 

图2：是套筒的安装形式；图2.1表示旋转筒，图2.2表示固定筒。开设孔状喷口。 

图3：是套筒的安装形式；图3.1表示旋转筒，图3.2表示固定筒。开设条状喷口。 

图4：是内筒为固定筒的情况。 

图5：是外筒为固定筒的情况。 

图6：是脉冲筒机构的示意图，表示定筒与旋转筒之间的对应关系。 

图7：是增加旋转筒与砂带之间摩擦效率的构造措施的示意图。 

图8：是旋转筒、缓冲气囊、高压气嘴、驱动齿轮等之间的关系。本图内筒为旋转筒。 

图9：是旋转筒、缓冲气囊、高压气嘴、驱动齿轮等之间的关系。本图外筒为旋转筒。 

图10：是由机架动力直接驱动脉冲机构的示意图。经过动力传递转换，最后传给旋转筒。 

图11：是用砂带摩擦驱动脉冲机构的示意图。 

图12：是表示砂带驱动内筒旋转，外筒固定在机架上，旋转筒上设缓冲气囊，固定的高压气嘴在机箱内与旋转筒对接，两者间设油封，避免漏气。 

图13：是表示旋转筒驱动动力、高压气嘴、缓冲气囊之间的关系。高压气先进入设在机架上的气室，然后再进入旋转筒。旋转筒自配运转动力，与其他机构分区设置。 

图14：表示砂带轴为锥形体和柱体的组合体。 

图15：表示毛刷筒轴孔也是形体和柱体的组合体。 

图16：是各功能机构之间的平面关系的示意图。 

图17：是喷嘴位置的放大图。 

图18：是通过摇杆机构可调节前后砂带轴之间的距离的示意图。 

图19：是双悬臂打磨机构的示意图。 

图20：是摇杆机构示意图。 

图21：是前砂带轴可相对后砂带轴伸缩的构造类型的示意图。 

图22：是双悬臂砂带轴、动力齿轮、机架之间的关系。 

图23：是前砂带轴安装在滑块上的示意图。 

图24：是表示机架在前后砂带轴之间分成两段，中间设铰轴，通过旋转可调节两砂带轴之间的距离。 

图25：是齿状啮合式的前后端机架。 

图26：是表示平衡架上的翼板可活动，避免过多气体进入。 

图27：是多砂带共轴的示意图。 

图28：是表示通过调节张紧轴，调节砂带的松紧。 

图29：是一种平衡架的构造方法。 

图30：是平衡架与机架之间的关系。 

图31：是表示自制的砂带振动器，通过棱角弹抖附尘掉落。 

图32：是表示后砂带轴移动，调节两周间距。 

图33：是多轴多砂带机头架，各砂带之间单独设置砂带轴的示意图。 

 具体实施方式

实施例方案：设打磨机头为多轴单砂带机型；设使用个固定毛刷和一个旋转毛刷；设采用轴式振动机构振动砂带；设砂带轴为单悬臂式受力结构；设以滑动方式调节从动砂带轴与主动轴之间的间距；平衡架下不设裙板。 

机头架制作(参图17)： 

a.选定砂带型号，确定砂带周长； 

b.选定砂带筒的直径尺寸； 

c.根据砂带周长、砂带筒直径，确定主动砂带轴、从动砂带轴、辅助砂带轴之间的间距；连接上述三轴轴心形成的三角形的周长，再外加一个砂带筒周长，即等于砂带周长。 

主动砂带轴和从动砂带轴的连线与主动砂带轴和辅助砂带轴连线的夹角宜为锐角，以增大砂带对主动轴的缠裹周角，提高传力能力： 

d.根据上述砂带轴的间距、砂带筒直径，确定机头架的最小结构尺寸； 

e.根据最小结构尺寸，另再增加安装集尘罩的尺寸、把手和吸尘管安装所需尺寸，最后确定机头架的基本尺寸； 

f.根据机头架的基本尺寸和各砂带轴的定位，确定旋转毛刷、振动轴在机头架上的轴心定位；旋转毛刷轴的定位，同时要考虑毛刷直径；鞭式振动轴，要考虑振动鞭的回转直径； 

g.根据上述各轴的轴位和各轴直径尺寸，确定动力源引入位置，并在该位置上设传动轴和传动齿轮； 

h.设在传动轴和传动齿轮，将输入动力传给主动砂带轴、从动砂带轴、辅助砂带轴、毛刷轴、振动轴，为简化构造，各轴之间可啮合传力传力； 

j.在机头架上设各轴的轴承位。 

砂带砂带轴、砂带筒制作； 

a.根据所选砂带的带宽，确定砂带筒长度； 

b.根据砂带筒直径，确定砂带当环直径(厚度适宜即可)； 

c.根据砂带筒长度、当环厚度、安装时的构造尺寸，确定砂带轴的悬挑长度； 

d.根据砂带轴的悬挑长度、砂带对轴的作用力分析，确定砂带轴直径； 

e.根据砂带轴直径，确定砂带筒的孔径。 

旋转毛刷和轴式振动机构的制作安装； 

a.参照砂带轴直径，确定毛刷轴和振动轴直径； 

b.根据毛刷轴、振动轴直径，分别制作振动鞭、旋转毛刷筒。 

4、将各轴安装在机头架上。 

5、制作集尘罩，包围上述各机构和砂带等。 

6、制作平衡架，将平衡架套装在集尘罩下端，安装弹簧，使平衡架能够相对集尘罩有小量伸缩尺度。 

7、制作安装吸尘管。 

8、连接电源、吸尘器，启动打磨机头，开始磨削作业。 

Claims (1)

1.一种气冲打磨机头及其除尘装置，由机头架、动力装置、砂带系统、振动机构、毛刷装置、集尘装置、吸尘管、气冲装置等组成；其特征在于：机头架是打磨机头的骨架，是砂带系统、振动棒机构、毛刷装置、集尘罩、吸尘管等组件的总承；砂带轴、振动轴、毛刷轴相互平行，砂带套接在砂带轴上，形成多面组合的空间立体形状以及磨削工作面，振动装置、毛刷装置分别用振动和蹭扫的方式清理掉砂带上的粉尘；气冲装置利用高压脉冲气体冲洗砂带表面；集尘罩、平衡架相套接，借助被打磨面共同形成封闭空间，聚拢和包裹粉尘；吸尘器通过吸尘管和集尘罩连接后，吸出粉尘并在后台集中处理；主动砂带轴固定安装在机头架上，从动砂带轴或辅助砂带轴可相对主动砂带轴移动，调节其与主动砂带轴之间的距离，进而调节砂带的松紧程度；平衡架安装在机头架或集尘罩上，与集尘罩套接并可上下活动，用以调节砂带露出的程度，控制磨削深度；除尘装置将含尘气流分离、清洗除尘，最后排出洁净空气。

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