CN103991154B - 一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，属于星轮制备技术领域。本发明的加工装置包括硫化成型机构、星轮取出机构和模具输送机构，硫化成型机构通过模具输送机构与星轮取出机构相连；星轮取出机构包括抬升件、第二柱塞、第二油缸、顶出柱、底板、第三柱塞、第三油缸；第三油缸通过第三柱塞与底板相连，底板上固连有顶出柱，底板的两侧设置有2个第二油缸，第二油缸通过第二柱塞与抬升件相连；模具输送机构与下机座、底板处于同一水平面。本发明的加工方法采用圆柱状胶坯一体硫化成型收割机星轮。本发明星轮生产效率高，且星轮轮轴和轮齿部一体硫化成型，轮齿不易断裂，使用寿命长。

Description

一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置

技术领域

本发明涉及星轮制备技术领域，更具体地说，涉及一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置。

背景技术

玉米收割机是在玉米成熟时，根据其种植方式、农艺要求，用机械来完成对玉米的茎秆切割、摘穗、剥皮、脱粒、秸秆处理等生产环节的作业机具。橡胶星轮是一种玉米收割机的重要配件，主要起作物夹持、拨禾等作用。收割机星轮根据具体应用特点，其规格有内径4棱12齿星轮、内径4棱13齿星轮、内径6棱13齿星轮等(星轮结构参看图3)。

收割机星轮的使用性能对整个玉米收割机的正常运行起着重要影响。而目前收割机星轮在制备和使用过程中主要存在以下问题：1)收割机星轮的硫化成型工艺大部分依靠人工操作，自动化程度低，工作人员的劳动强度大且不能实现批量生产；2)由于收割机星轮结构特殊，且其轮轴和轮齿非一体硫化成型，而是依靠硫化高温粘接在一起，因而星轮轮轴与轮齿结合部较脆弱，将硫化成型后星轮从模具中取出时，经常会因工作人员操作不慎造成轮齿断裂，进而导致整个星轮报废，给生产带来损失；3)实际应用过程中，星轮耐磨性差、强度低，非一体硫化成型的问题也经常导致轮齿断裂，影响收割机的正常运行以及抢收进度。

针对上述收割机星轮存在的问题，经检索，关于提高硫化成型设备生产效率，已有方案公开。如中国专利号ZL201320254628.5，授权公告日为2014年1月8日，发明创造名称为：双模硫化成型机构；该申请案公开了双模硫化成型机构，包括机座组件：下板固定在机架上，导柱固定在下板上，中板套设在导柱上；上模组件：中板上依次固定两组上隔热板、上模具安装板、上模；下模组件：增压油缸固定在下板上，两增压加强板固定在增压油缸的活塞杆上，两下隔热板及下模具安装板固定在两增压加强板上，两下模锁固在两下模具安装板上；中框组件：两进出框架滑座及平衡框架套设在导柱上，中模进出框架夹设在两进出框架滑座内，中模进出框架固定在进出油缸挂耳上，进出油缸挂耳固定在滑模油缸的活塞杆上，滑模油缸固定在油缸安装座上，油缸安装座固定在一个进出框架滑座上，中模进出框架上安装有两隔色模安装板，两隔色模安装板上下分别固定两组上隔色模及下隔色模。该申请案提高了制鞋的效率，但该申请案结构复杂且并不适用于收割机星轮的硫化成型。

而关于硫化成型产品的取出也有相关技术方案公开，如中国专利号ZL201120074677.1，授权公告日为2012年1月25日，发明创造名称为：一种硫化成型机的模具顶出装置，该申请案包括硫化室和模具进出导轨，模具包括上模、模芯及下模。顶出装置包括一支撑台、一油缸、一顶板及一顶杠。支撑台安装在所述硫化室的前方；油缸安装在支撑台的底部；顶板位于支撑台的上方并与穿过支撑台的油缸的活塞杆连接；顶杠垂直地安装在顶板的上端面的中央，该顶杠的直径小于下模的中央穿孔的直径；在模具通过模具进出导轨从硫化室内移出到位时，顶出装置位于模具的下方，并且顶杠与下模的中央穿孔同轴。该申请案的顶出装置能自动取放模芯，并避免人为损坏模具的现象，延长了模具的使用寿命。但该申请案完全依靠底部顶杆完成顶出操作，模具受不均匀顶出力，应用于硫化成型星轮的取出，仍易导致星轮轮齿的断裂。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中收割机星轮硫化工艺自动化程度不高、生产效率低，硫化成型产品轮齿易断裂的不足，提供了一种玉米收割机用一体化星轮的加工方法及装置；使用本发明提供的技术方案，能够一次硫化成型多个星轮，星轮生产效率高，且本发明将星轮轮轴和轮齿部一体硫化成型，星轮在从模具中取出及实际使用过程中其轮齿均不易断裂，使用寿命大大延长。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，包括硫化成型机构，该硫化成型机构包括上机座、下机座、上加热板、下加热板、立柱、第一柱塞和第一油缸，所述的上加热板固连于上机座的下部，下加热板固连于下机座的上部，上机座和下机座通过立柱相连，下机座通过第一柱塞与第一油缸相连，第一油缸带动下机座沿立柱上下往复运动；还包括星轮取出机构和模具输送机构，所述的硫化成型机构通过模具输送机构与星轮取出机构相连；其中，

硫化成型机构还包括上模、中模和下模；所述的上模固连于上加热板的下部，所述的中模和下模位于下加热板上部；

星轮取出机构包括抬升件、第二柱塞、第二油缸、顶出柱、过渡板、底板、第三柱塞和第三油缸；所述的第三油缸通过第三柱塞与底板相连，底板上固连有顶出柱，两顶出柱之间设置有过渡板；所述的底板的两侧设置有2个第二油缸，第二油缸通过第二柱塞与抬升件相连；

模具输送机构包括第一传动轮、传动带和第二传动轮，该模具输送机构与下机座、底板处于同一水平面。

更进一步地，所述的中模包括中模模体和耳板，耳板位于中模模体的两侧，所述的中模模体上设置有2～6个星轮模腔，相邻星轮模腔的轮齿腔交叉设置。

更进一步地，所述的下模包括下模底板和下模柱体，下模柱体固连于下模底板的上部，该下模柱体的结构尺寸与星轮模腔中部通孔的结构尺寸相合。

更进一步地，所述的硫化成型机构还包括2个设置于下机座两侧的中模限位件，该中模限位件包括限位板和支撑板，所述的支撑板竖直设置，该支撑板的底部与下机座相固连，支撑板的上部与限位板的一端固连，限位板与支撑板相垂直；所述的限位板的另一端位于耳板的上方。

更进一步地，所述抬升件远离第二柱塞的一侧开设有U型凹槽，该U型凹槽的结构尺寸与耳板的结构尺寸相合。

本发明的一种玉米收割机用一体化星轮的加工方法，其步骤为：

一、截取标准尺寸的圆柱状胶坯，将该胶坯放入星轮模腔中；

二、驱动第一油缸，第一油缸推动下模和中模上移，与上模合模；加热上加热板和下加热板，控制硫化温度为150～160℃，硫化30min；

三、步骤二硫化工序结束后，下模和中模下移，与上模分模，模具输送机构将中模和下模输送至星轮取出机构，该中模和下模位于顶出柱上方，中模耳板与抬升件的U型凹槽相卡合；

四、驱动第二油缸，分离中模和下模，下模经模具输送机构送回硫化成型机构中；

五、第二油缸带动中模下移至初始位置，第三油缸推动顶出柱上升，将星轮硫化成品顶出。

更进一步地，步骤一所述标准尺寸圆柱状胶坯的外径为92～98mm，高度为80～90mm，该圆柱状胶坯的内部开设有方形孔，方形孔的尺寸为31×31mm。

更进一步地，步骤二所述硫化温度为155℃，硫化压力为20MPa。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，其星轮硫化成型及成型产品的取出均采用油缸驱动，装置自动化程度高，工人劳动强度低；

(2)本发明的一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，其中模通过两侧耳板与抬升件的U型凹槽卡合限位，顶出柱作用于星轮硫化成品时，星轮硫化成品被竖直顶出，受力均匀，轮齿断裂现象大大减少，基本不会出现；

(3)本发明的一种玉米收割机用一体化星轮的加工方法，使用圆柱状胶坯一体化成型收割机星轮，并通过多次实验总结出圆柱状胶坯的标准尺寸，标准尺寸的圆柱状胶坯能够完全注满星轮模腔，制备得到的一体化星轮的结构尺寸完全符合星轮尺寸标准，且在使用过程中不易出现断齿现象，星轮使用寿命大大延长。

附图说明

图1为本发明中硫化成型机构的结构示意图；

图2为本发明中星轮取出机构的结构示意图；

图3为本发明中中模的结构示意图；

图4为本发明的一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置的结构示意图。

示意图中的标号说明：

11、上机座；12、下机座；21、上加热板；22、下加热板；31、上模；321、中模模体；322、耳板；323、星轮模腔；331、下模底板；332、下模柱体；4、立柱；51、限位板；52、支撑板；6、第一柱塞；7、第一油缸；81、第一传动轮；82、传动带；83、第二传动轮；91、抬升件；92、第二柱塞；93、第二油缸；101、顶出柱；102、过渡板；103、底板；111、第三柱塞；112、第三油缸。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合附图，本实施例的一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，包括硫化成型机构、星轮取出机构和模具输送机构，硫化成型机构通过模具输送机构与星轮取出机构相连。

所述的硫化成型机构(参看图1)包括上机座11、下机座12、上加热板21、下加热板22、上模31、中模、下模、立柱4、第一柱塞6和第一油缸7。所述的上加热板21固连于上机座11的下部，上模31固连于上加热板21的下部，所述的中模和下模位于下加热板22上部，下加热板22固连于下机座12的上部，上机座11和下机座12通过立柱4相连，下机座12通过第一柱塞6与第一油缸7相连，第一油缸7带动下机座12沿立柱4上下往复运动。

参看图3，本实施例的中模包括中模模体321和耳板322，耳板322位于中模模体321的两侧，所述的中模模体321上设置有4个星轮模腔323，一次硫化可批量成型4个收割机星轮，生产效率较传统手工成型提高了4倍。同时，为了尽可能减小星轮模具的体积，相邻星轮模腔323的轮齿腔交叉设置，很好的节省了空间。本实施例的下模包括下模底板331和下模柱体332，下模柱体332固连于下模底板331的上部，该下模柱体332的结构尺寸与星轮模腔323中部通孔的结构尺寸相合。本实施例通过将下模柱体332穿入星轮模腔323的中部通孔实现中模和下模的合模，中模和下模共同组成收割机星轮的下部模腔。如此设计既方便了成型星轮的快速、无损害取出，同时下模柱体332也起到了限制圆柱状胶坯移动的作用，为获得高质量的星轮硫化成品打下了基础。

值得说明的是，由于本实施例将收割机星轮的下部模腔分成了中模和下模，在星轮硫化成型工艺结束执行分模操作时，下模因本身自重可随第一油缸7一起下移，但中模因其本身质量较轻且和上模31处于粘合状态，很难与上模31脱离。为了避免中模和下模在分模时脱离造成星轮硫化成品的损坏，同时确保中模和上模31及时分模。本实施例的硫化成型机构在下机座12的两侧设置了2个中模限位件，该中模限位件包括限位板51和支撑板52，所述的支撑板52竖直设置，该支撑板52的底部与下机座12相固连，支撑板52的上部与限位板51的一端固连，限位板51与支撑板52相垂直；所述的限位板51的另一端位于耳板322的上方。在执行分模操作时，中模限位件随下机座12一同下移，限位板51作用于耳板322，带动中模同步下移，保证了分模操作的及时、可靠进行。

本实施例的星轮取出机构(参看图2)包括抬升件91、第二柱塞92、第二油缸93、顶出柱101、过渡板102、底板103、第三柱塞111、第三油缸112。所述的第三油缸112通过第三柱塞111与底板103相连，底板103上固连有顶出柱101，顶出柱101的个数与中模设置的星轮模腔323个数相同，本实施例顶出柱101设置有4个，两顶出柱101之间设置有过渡板102。所述的底板103的两侧设置有2个第二油缸93，第二油缸93通过第二柱塞92与抬升件91相连。所述抬升件91远离第二柱塞92的一侧开设有U型凹槽，该U型凹槽的结构尺寸与耳板322的结构尺寸相合。底板103两侧抬升件91的设置是为了确保抬升件91带动中模模体321在竖直方向运动时，中模模体321始终处于水平状态。如此，顶出柱101作用于中模模体321时，中模模体321受力均匀，更便于星轮硫化成品无损伤的从模腔中取出。

本实施例的模具输送机构(参看图4)包括第一传动轮81、传动带82和第二传动轮83，该模具输送机构与下机座12、底板103处于同一水平面。第一传动轮81由电机驱动，带动传动带82和第二传动轮83转动。分模完成后的中模和下模经模具输送机构送至星轮取出机构，需说明的是，本实施例所述模具输送机构只对其主要结构及功能进行了介绍，实际输送过程中还需辅助装置配合操作，此处不再赘述。

本实施例的加工装置，其星轮硫化成型及成型产品的取出均采用油缸驱动，装置自动化程度高，工人劳动强度低。在星轮硫化成品取出操作中，中模通过两侧耳板322与抬升件91的U型凹槽卡合限位，顶出柱101作用于星轮硫化成品时，星轮硫化成品被竖直顶出，受力均匀，轮齿断裂现象大大减少，基本不会出现。

本实施例的一种玉米收割机用一体化星轮的加工方法，其步骤为：

一、截取标准尺寸的天然橡胶圆柱状胶坯，将该胶坯竖直放入星轮模腔323中，所述标准尺寸圆柱状胶坯的外径为95mm，高度为85mm，该圆柱状胶坯的内部开设有方形孔，方形孔的尺寸为31×31mm。圆柱状胶坯的方形孔套设于下模柱体332上。

二、驱动第一油缸7，第一油缸7推动下模和中模上移，与上模31合模；加热上加热板21和下加热板22，控制硫化温度为155℃，硫化压力为20MPa，硫化30min。

三、步骤二硫化工序结束后，第一油缸7带动下机座12下移，中模限位件随下机座12一同下移，限位板51作用于耳板322，带动中模和下模同步下移，与上模31分模，模具输送机构将中模和下模输送至星轮取出机构，该中模和下模进入星轮取出机构后，被放置于顶出柱101上方，中模耳板322与抬升件91的U型凹槽相卡合。

四、驱动第二油缸93，抬升件91带动中模模体321竖直上移，且中模模体321始终处于水平状态。下模受重力作用与中模分离，下模经模具输送机构送回硫化成型机构中。

五、第二油缸93带动中模下移至初始位置(即初始进入星轮取出机构所处位置)，第三油缸112推动顶出柱101上升，将星轮硫化成品顶出。

本实施例的星轮加工方法，运用自动化程度高的加工装置，实现了星轮的批量生产，且硫化成型后星轮从模具中取出时，轮齿断裂现象大大减少。更重要的是，本实施例创新的使用单个圆柱状胶坯实现收割机星轮的轮轴、轮齿一体成型。参看图3，由于收割机星轮的结构非常特殊，其轮齿窄而长。传统星轮硫化成型工艺之所以选择将星轮轮轴腔和轮齿腔分别塞上胶料，然后利用硫化高温将轮轴和轮齿粘合为一体，正是因为技术人员一直认为单独在轮轴腔填放胶料，硫化时胶料无法很好的填注轮齿腔，导致星轮成品结构尺寸不合格。然而，星轮轮轴和轮齿非一体硫化成型，会导致轮轴与轮齿结合部脆弱，运用于收割机中经常出现轮齿断裂的情况。星轮的使用寿命短，不仅会影响收割机的正常工作，在农忙季节也极大的影响了玉米的抢收进度。基于星轮使用上的这一极大不足，发明人大胆尝试使用整体胶坯一体硫化成型。在尝试之初，发明人发现将原先填注于轮轴腔和轮齿腔相同重量的胶料做成圆柱状胶坯进行一体硫化，并没有出现技术人员之前认为的由于胶料流动局限导致的轮齿腔不能注满的现象。硫化成型星轮只是存在尺寸精度不高、外观质量差的不足，这给了发明人很大的信心，之后发明人经过多次试验，对圆柱状胶坯的尺寸参数及硫化工艺进行优化改进，如控制圆柱状胶坯的重量在600±5g，尺寸在确定的范围内，胶坯硫化压力确定为20Mpa，硫化时间确定为30min，包括对硫化温度最佳范围的选择。通过这些相关参数的优化改进，本实施例最终制备得到的一体化星轮的结构尺寸完全符合星轮尺寸标准，外观质量也能够符合要求，且在使用过程中不易出现断齿现象，星轮使用寿命大大延长。

实施例2

本实施例的一种玉米收割机用一体化星轮的加工方法及装置，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例的中模模体上设置有2个星轮模腔；使用的圆柱状胶坯的外径为92mm，高度为80mm；硫化成型操作中硫化温度为150℃。

实施例3

本实施例的一种玉米收割机用一体化星轮的加工方法及装置，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例的中模模体上设置有6个星轮模腔；使用的圆柱状胶坯的外径为98mm，高度为90mm；硫化成型操作中硫化温度为160℃。

实施例1～3所述的一种玉米收割机用一体化星轮的加工方法及装置，能够一次硫化成型多个星轮，星轮生产效率高，将星轮轮轴和轮齿部一体硫化成型，星轮在从模具中取出及实际使用过程中其轮齿均不易断裂，使用寿命大大延长。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，包括硫化成型机构，该硫化成型机构包括上机座(11)、下机座(12)、上加热板(21)、下加热板(22)、立柱(4)、第一柱塞(6)和第一油缸(7)，所述的上加热板(21)固连于上机座(11)的下部，下加热板(22)固连于下机座(12)的上部，上机座(11)和下机座(12)通过立柱(4)相连，下机座(12)通过第一柱塞(6)与第一油缸(7)相连，第一油缸(7)带动下机座(12)沿立柱(4)上下往复运动；其特征在于：还包括星轮取出机构和模具输送机构，所述的硫化成型机构通过模具输送机构与星轮取出机构相连；其中，

硫化成型机构还包括上模(31)、中模和下模；所述的上模(31)固连于上加热板(21)的下部，所述的中模和下模位于下加热板(22)上部；

星轮取出机构包括抬升件(91)、第二柱塞(92)、第二油缸(93)、顶出柱(101)、过渡板(102)、底板(103)、第三柱塞(111)和第三油缸(112)；所述的第三油缸(112)通过第三柱塞(111)与底板(103)相连，底板(103)上固连有顶出柱(101)，两顶出柱(101)之间设置有过渡板(102)；所述的底板(103)的两侧设置有2个第二油缸(93)，第二油缸(93)通过第二柱塞(92)与抬升件(91)相连；

模具输送机构包括第一传动轮(81)、传动带(82)和第二传动轮(83)，该模具输送机构与下机座(12)、底板(103)处于同一水平面。

2.根据权利要求1所述的一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，其特征在于：所述的中模包括中模模体(321)和耳板(322)，耳板(322)位于中模模体(321)的两侧，所述的中模模体(321)上设置有2～6个星轮模腔(323)，相邻星轮模腔(323)的轮齿腔交叉设置。

3.根据权利要求2所述的一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，其特征在于：所述的下模包括下模底板(331)和下模柱体(332)，下模柱体(332)固连于下模底板(331)的上部，该下模柱体(332)的结构尺寸与星轮模腔(323)中部通孔的结构尺寸相合。

4.根据权利要求2或3所述的一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，其特征在于：所述的硫化成型机构还包括2个设置于下机座(12)两侧的中模限位件，该中模限位件包括限位板(51)和支撑板(52)，所述的支撑板(52)竖直设置，该支撑板(52)的底部与下机座(12)相固连，支撑板(52)的上部与限位板(51)的一端固连，限位板(51)与支撑板(52)相垂直；所述的限位板(51)的另一端位于耳板(322)的上方。

5.根据权利要求4所述的一种玉米收割机用一体化星轮的加工装置，其特征在于：所述抬升件(91)远离第二柱塞(92)的一侧开设有U型凹槽，该U型凹槽的结构尺寸与耳板(322)的结构尺寸相合。