CN107160506B - 一种整竹无裂纹展开装置 - Google Patents

Abstract

一种整竹无裂纹展开装置，其特征是：将去内节去黄、去青、纵向开缝、软化后的竹筒掰开，从左支座端部的圆弧槽中穿过，装入整竹无裂纹展开装置中，推件将贴在下心轴表面的竹筒推向下心轴和上心轴之间，经下心轴和上心轴碾压后，被挤入到竹平板上压件和竹平板下支撑件组成的矩形通道中，竹筒被展开；在竹筒被逐步展开的过程中，竹平板上压件和竹平板下支撑件在被展平的竹平板上下表面产生一个与竹平板前进方向相反的摩擦力，给被展开的竹平板一个侧向的压力，防止了竹筒展开时开裂；当推件运行至下心轴与上心轴中心连线位置时，竹筒全部进入竹平板上压件和竹平板下支撑件组成的矩形通道之间，竹筒完全展开成无裂纹竹平板。

Description

一种整竹无裂纹展开装置

技术领域：本发明属于竹材加工技术领域，主要涉及一种将去内节去黄、去青后的整段竹筒沿轴向开缝经软化后展开成无裂纹竹平板的整竹无裂纹展开装置。

背景技术：毛竹是一种速生、高产、优质、易于更新恢复的重要森林资源。它不仅生长周期短，而且物理力学性能优越。但与木材相比，竹材直径小，壁薄中空，尖削度大且横截面大多数都是椭圆、沿长度方向都有不同程度的弯曲等几何特点，为其加工利用带来诸多问题和困难。因此，竹材的加工难度比木材大得多，实现工业化利用没有木材那样普遍，主要表现在以下几个方面：

(1)竹材的利用率低。竹材外表的竹青和内表的竹黄，胶粘剂不能润湿，且和中间层竹材材性差异很大。竹材加工中真正可利用的材料主要是中间部分的竹材，而目前称得上精深加工的产品如由竹片加工后拼接成的竹地板、旋切微薄竹，其竹材利用率都在30％以下，由此造成竹材资源的极大浪费，同时也增加了产品的生产成本。

(2)竹材的加工工艺和方法选择不合理。目前竹材都是通过锯、剖或刨削加工，仅能加工成宽度15-20毫米，厚度5～7毫米的竹片，难以直接利用。要想获得板材、方材必须将竹片胶合起来，因些，产品耗胶量很大。

(3)设备精度及自动化水平不高。由于竹材的特殊结构，竹材加工的多数产品仅能实现机械化生产，部分工序或产品还难于摆脱手工劳动。目前的竹材加工设备很多都不能适应生产要求，加工精度不高。因为目前使用的这些设备基本上都是对木工机械进行仿效或改进而来，所以不能很好适合竹材的加工，不仅对产品质量、效率、成本、设备的可靠性、耐用性、自动化程度等造成影响，而且在生产过程中安全性较低，甚至危及人身安全。所以竹材加工业劳动生产效率低，不能满足现代高质量竹产品的生产需要。

(4)竹材的结构与木材有明显差异，化学组成也不尽相同，竹材比木材含有更多的半纤维素、淀粉、蛋白质、糖分等营养物质，因而竹材制品的耐虫、耐腐、防霉变能力不如木材制品。

要想获得质量好、附加值高的产品，扩大竹材加工产品的应用领域，提高竹材的利用率及耐虫、耐腐和防霉变能力，必须采用独特的加工工艺和加工方法对毛竹进行深加工。若能将毛竹展开成无裂纹竹平板，即可获得幅面宽为250-400mm、长为1300-2500mm、厚度为7-10mm的无裂纹竹平板。此竹平板可以直接作装饰材料用，也可以用来做竹地板，还可以将其刨切成不同厚度的微薄竹粘贴在各种类型的板基上，用来制作复合地板、家具面板、人造板等各种装饰材料。要实现整竹筒无裂纹展开，将竹筒展成竹平板，必须去掉竹筒外表面的竹青、内孔中的竹节和竹黄，沿纵向开缝、软化处理再展开。目前将竹筒展开成竹平板具有代表性的主要有以下两种展开机：(1)由一对或几对相互间隙可调的平行辊组成。上辊轴承座固定，辊上有齿，齿断面为三角形；下辊为平辊，轴承座在滑槽内可移动；当剖开，去节并软化后的竹筒从两辊间横向通过时，上辊辊齿对竹筒内壁纤维施加垂直挤压力，进而产生横向的力，迫使竹筒展开；此展开机展开的竹平板在竹黄面有许多小孔，并存在着大量微裂纹。(2)托辊上方纵向配合设置一组分别与动力分配箱传动连接的刻线展开辊，刻线展开辊圆周表面斜向设置一组相互平行的刻线刀；该圆竹展平机，通过纵向配合设置一组刻线展开辊将竹筒逐步展开；竹筒置于托辊和刻线展开辊之间，刻线展开辊边转动、边施压、边提供进给动力，在竹筒展开的同时刻线刀同步进行刻线，使得的板材不易开裂。以上二种方法都无法真正实现竹筒的无裂纹展开。

发明内容：本发明的目的是提供一种将去内节去黄、去青的整段竹筒沿轴向开缝经软化后展开成无裂纹竹平板的整竹无裂纹展开装置。

本发明的技术解决方案是：一种整竹无裂纹展开装置，包括碟簧、螺钉I、压板I、压簧、轴承I、心轴I、竹平板上压件、支座、竹平板下支撑件、右外包件、心轴II、滚子、螺钉II、压板II、浮动轴承座、上心轴、旋转接头、左上外包件、下心轴、左下外包件、右支座、偏心轮、偏心轮轴、蜗杆减速器、左支座、机架、从动齿轮、主动齿轮、摆线针轮减速器、弹性联轴器、轴承II、滑动座、心轴III、链传动，其特征是：在机架的左右两端分别装有左支座和右支座，左支座和右支座上装有下心轴、上心轴和三根偏心轮轴，下心轴周围布置有左上外包件、左下外包件和右外包件，下心轴外圆和左上外包件、左下外包件、右外包件的内弧之间形成一个宽度可变的大半圆环槽；在下心轴和上心轴右侧布置有竹平板下支撑件和竹平板上压件，竹平板下支撑件用螺钉固定在左支座和右支座的支承板上，其上表面与下心轴相切，竹平板上压件布置在竹平板下支撑件的垂直上方，其下表面与上心轴相切，竹平板上压件与竹平板下支撑件之间形成一矩形通道；三根偏心轮轴分别布置在左上外包件、左下外包件和右外包件外侧，每根偏心轮轴上都装有二个偏心轮。

安装好后的下心轴和上心轴之间的间隙为L，其L的值小于所有被展开竹筒的厚度；下心轴上开有键槽，键槽中装有推键，并用螺钉将推键固定在下心轴上，推键的长度大于被展开竹平板的长度；下心轴和上心轴上分别装有相啮合的主动齿轮和从动齿轮；上心轴中间为空腔，其右端安装有旋转接头，通入导热油；支承上心轴的两个浮动轴承座嵌套在左支座和右支座的槽中，两个浮动轴承座的顶部设有一组碟簧和压板II，通过旋转螺钉II调节碟簧的压力大小；展开竹筒时，下心轴作定轴回转，下心轴上的推键将竹筒推入上心轴和下心轴之间，竹筒被辗压，上心轴一边回转，一边随竹筒的厚度不同而上下浮动。

所述的左支座和右支座内侧对应左上外包件、左下外包件和右外包件两端位置用螺钉固定有两个滑动座，每个滑动座上开有三个矩形槽，左上外包件、左下外包件和右外包件两端面上的撑脚分别对应嵌入槽中，其撑脚头部装有心轴II，每个心轴II上套有一个滚子，每个滚子始终与对应偏心轮轴上的偏心轮保持接触；竹筒装入前，由蜗杆减速机、链传动带动三个偏心轮轴回转，每个偏心轮轴两端的偏心轮带动滚子及左上外包件、左下外包件和右外包件沿着滑动座上的矩形槽向外滑动，使得下心轴外圆和左上外包件、左下外包件、右外包件的内弧之间的圆环槽宽度变大，便于竹筒的插入；当竹筒装入到圆环槽中后，再由蜗杆减速机、链传动带动三根偏心轮轴反转，使左上外包件、左下外包件和右外包件沿着滑动座上的矩形槽向内滑动，将竹筒压向下心轴，使竹筒的内表面贴在下心轴的外表面上，然后由主传动系统通过摆线针轮减速机带动下心轴回转，下心轴上的主动齿轮驱动上心轴上的从动齿轮回转。

所述的左支座和右支座内侧对应竹平板上压件两端位置用螺钉固定有两个支座，每个支座中装有心轴I和心轴III，心轴I上装有轴承I抵住竹平板上压件两端，限制竹平板上压件左右的移动；心轴III上装有轴承II抵住竹平板上压件的前端，限制竹平板上压件在被展开的竹平板挤入到矩形通道之中时向前移动。

所述的上心轴右端装有旋转接头，左上外包件、左下外包件、右外包件、竹平板上压件和上心轴中心均为空腔，空腔中通入导热油；竹筒装入展开装置后及展开过程中，左上外包件、左下外包件、右外包件的内表面和竹平板上压件下表面、上心轴外表面与竹筒外表面接触，下心轴外表面和竹平板下支撑件上表面与竹筒内表面接触，使竹筒内外表面产生温度差，有利于竹筒展开。

所述的竹平板上压件和竹平板下支撑件两端之间设有一垫板，其厚度为L，竹平板上压件上表面两端设有压簧，旋转螺钉I，通过压板I调节压簧力的大小，竹平板上压件随着被展开竹平板的厚度变化而上下浮动；推键将包在下心轴上竹筒推进上心轴和下心轴之间，经碾压后，竹平板被挤进竹平板上压件与竹平板下支撑件之间的矩形通道之中，竹平板上压件在两个压簧的作用下压向被展开的竹平板，使被展开的竹平板上下表面受到一个与竹平板前进方向相反的摩擦力作用；竹筒展开的过程中，这个摩擦力使挤入到矩形通道之间的竹平板始终受到一个侧向压力的作用，防止了竹筒展开时开裂。

所述的左支承下心轴轴承孔周围加工有一个圆弧槽，其圆弧槽的内弧半径R等于下心轴的半径，软化后的竹筒掰开后经左支座上的圆弧槽装入左上外包件、左下外包件和右外包件与下心轴之间。

本发明具有的优点和积极效果是：由于左上外包件、左下外包件和右外包件可在滑动座的导向槽中滑动，左上外包件、左下外包件、右外包件与下心轴组成的环环槽宽度可变化，便入竹筒装入；由于左上外包件、左下外包件、右外包件、竹平板上压件和上心轴中心空腔内通入了导热油，使得竹筒展开时，竹筒的内外表面形成了一个温度梯度，使竹筒在经上心轴和下心轴碾压时更容易产生塑变；由于竹平板上压件和竹平板下支撑件之间的间隙L小于所有被展开竹筒的厚度，展开的竹平板被挤进竹平板上压件和竹平板下支撑件之间时给竹筒一个横向的侧压力，防止了竹筒展开时的开裂；与现有的整竹无裂纹展开技术相比，展开的竹平板内外表面均无裂纹，真正实现了竹筒的无裂纹展开；此竹平板不仅可直接作为板材使用，还可以刨切成微薄竹粘贴在各种基材上使用。

附图说明

图1展开装置的轴向剖视图。

图2展开装置的俯视图。

图3左上外包件、左下外包件和右外包件在偏心轮的带动下移向最外侧，与下心轴之间的环槽间隙为最大时的A-A剖视图。

图4竹筒装入展开装置中的A-A剖视图。

图5竹筒展开前，左上外包件、左下外包件和右外包件将竹筒压向下心轴上的A-A剖视图。

图6竹筒经上、下心轴碾压后，进入竹平板上压件和竹平板下支撑件组成矩形通道之间的A-A剖视图。

图7竹筒全部被挤进竹平板上压件和竹平板下支撑件组成矩形通道之间被完全展开后的A-A剖视图。

图8偏心轮轴的轴向剖视图。

图9滑动座端面视图。

图10左支座端面视图。

图中：1、碟簧 2、螺钉I 3、压板I 4、压簧 5、轴承I 6、心轴I 7、竹平板上压件 8、支座 9、竹平板下支撑件 10、推键 11、右外包件 12、心轴II 13、滚子 14、螺钉II 15、压板II 16、浮动轴承座 17、上心轴 18、旋转接头 19、左上外包件 20、竹筒 21、下心轴 22、左下外包件 23、右支座 24、偏心轮 25、偏心轮轴 26、蜗杆减速机 27、左支座 28、机架 29、从动齿轮 30、主动齿轮 31、摆线针轮减速机 32、弹性联轴器、33、轴承II 34、滑动座 35、心轴III 36、链传动

具体实施方式

在整竹无裂纹展开装置中，安装好后的上心轴17与下心轴21之间的间隙和竹平板上压件7与竹平板下支撑件9之间的间距均为L，其L值小于所有被展开竹筒的厚度；支承上心轴17的两个浮动轴承座16由碟簧1施压，旋转螺钉II14通过压板II15调节碟簧1压力的大小；竹平板上压件7上表面两端设有压簧4，旋转螺钉I2，通过压板I可调节压簧4压力的大小。摆线针轮减速机31和蜗杆减速机26的输入端均设有可实现正反转的传动机构，其中，摆线针轮减速机31通过弹性联轴器32与下心轴21相连，下心轴21上的主动齿轮30与上心轴17上的从动齿轮29啮合，带动上心轴17回转，上心轴17和下心轴21的转向相反；蜗杆减速机26通过套筒联轴器与左下外包件22外侧的偏心轮轴25相连，再通过链传动36分别带动另外两个偏心轮轴25一起转动。竹筒20装入展开装置之前，由蜗杆减速机26通过链传动36带动三根偏心轮轴25同时转动，每根偏心轮轴25上的偏心轮24通过滚子13带动左上外包件19、左下外包件22和右外包件11沿滑动座34中滑槽向外滑动，直至偏心轮24旋转180度停止，此时，左上外包件19、左下外包件22和右外包件11与下心轴21之间的间距为最大(如图3所示)，便于装入竹筒20。将去内节去黄、去青、纵向开缝、软化后的竹筒20掰开，从左支座27端部的圆弧槽中穿过，装入展开装置中(如图4所示)；接着反转蜗杆减速机6，通过链传动带动36三根偏心轮轴25同时转动，每根偏心轮轴25上的两个偏心轮24通过滚子13带动左上外包件19、左下外包件22和右外包件11沿滑动座34中滑槽向内滑动，将装入展开装置中的竹筒20压向下心轴21，使竹筒20的内表面贴在下心轴21的外表面上(如图5所示)；然后由摆线针轮减速机31通过弹性联轴器32带动下心轴21和上心轴17转动，当下心轴21开始回转一段时间后，下心轴21上的推键10将贴在下心轴21表面上的竹筒20推向下心轴21和上心轴17之间；由于下心轴21和上心轴17之间的间距L小于所有被展开竹筒20的厚度，所以推入到上心轴17和下心轴21之间的竹筒20被碾压，上心轴17和下心轴21一边相对转动，上心轴17一边随着被展开竹筒20厚度变化带动浮动轴承座16上下浮动，被碾压后的竹筒20会向上翘曲；在推键10的推力和上心轴17与下心轴21碾压时产生摩擦力的共同作用下，向上翘曲的竹筒20被挤入竹平板上压件7和竹平板下支撑件9组成的矩形通道(如图6所示)，由于所有被展开竹筒的厚度都大于竹平板上压件7和竹平板下支撑件9之间垫板的厚度L，而竹平板下支撑件9是固定的，竹平板上压件7在挤压力作用下可向上浮动；当展开的竹平板被挤入矩形通道后，竹平板上压件7和竹平板下支撑件9在被展平的竹平板上下表面产生摩擦力，给被展开的竹平板一个侧向的压力，防止竹筒20展开时开裂；当推键10运行至下心轴21与上心轴17中心连线位置时，竹筒20全部进入到竹平板上压件7和竹平板下支撑件9组成的矩形通道之间，竹筒20完全展开成无裂纹竹平板(如图7所示)；展开完成后，反转摆线针轮减速机31，带动下心轴21和上心轴17实现快速回转，直到下心轴21上的推键10回到初始位置，同时，转动蜗杆减速机26通过链传动36带动三根偏心轮轴25回转180度，使左上外包件19、左下外包件22和右外包件11与下心轴21的间距为最大(如图3所示)，装入下一根竹筒20，重复上述动作。

Claims (6)

1.一种整竹无裂纹展开装置，包括碟簧(1)、螺钉I(2)、压板I(3)、压簧(4)、轴承I(5)、心轴I(6)、竹平板上压件(7)、支座(8)、竹平板下支撑件(9)、右外包件(11)、心轴II(12)、滚子(13)、螺钉II(14)、压板II(15)、浮动轴承座(16)、上心轴(17)、旋转接头(18)、左上外包件(19)、下心轴(21)、左下外包件(22)、右支座(23)、偏心轮(24)、偏心轮轴(25)、蜗杆减速机 (26)、左支座(27)、机架(28)、从动齿轮(29)、主动齿轮(30)、轴承II(33)、滑动座(34)、心轴III(35)，链传动(36)，其特征是：在机架(28)的左右两端分别装有左支座(27)和右支座(23)，左支座(27)和右支座(23)上装有下心轴(21)、上心轴(17)和三根偏心轮轴(25)，下心轴(21)周围布置有左上外包件(19)、左下外包件(22)和右外包件(11)，下心轴(21)外圆和左上外包件(19)、左下外包件(22)、右外包件(11)的内弧之间形成一个宽度可变的大半圆环槽；在下心轴(21)和上心轴(17)右侧布置有竹平板下支撑件(9)和竹平板上压件(7)，竹平板下支撑件(9)用螺钉固定在左支座(27)和右支座(23)的支承板上，其上表面与下心轴(21)相切，竹平板上压件(7)布置在竹平板下支撑件(9)的垂直上方，其下表面与上心轴(17)相切，竹平板上压件(7)与竹平板下支撑件(9)之间形成一矩形通道；三根偏心轮轴(25)分别布置在左上外包件(19)、左下外包件(22)和右外包件(11)外侧，每根偏心轮轴(25)上都装有二个偏心轮(24)；展开前，将去内节去黄、去青、纵向开缝、软化后的竹筒(20)掰开，从左支座(27)端部的圆弧槽中穿过，装入展开装置中；展开时，摆线针轮减速机(31)通过弹性联轴器(32)带动下心轴(21)和上心轴(17)转动，下心轴(21)上的推键(10)将贴在下心轴(21)表面上的竹筒(20)推向下心轴(21)和上心轴(17)之间；竹筒(20)被碾压，在推键(10)的推力和上心轴(17)与下心轴(21)碾压时产生摩擦力的共同作用下，竹筒(20)被挤入竹平板上压件(7)和竹平板下支撑件(9)组成的矩形通道；当推键(10)运行至下心轴(21)与上心轴(17)中心连线位置时，竹筒(20)全部进入到竹平板上压件(7)和竹平板下支撑件(9)组成的矩形通道之间，竹筒(20)完全展开成无裂纹竹平板。

2.如权利要求1所述的一种整竹无裂纹展开装置，其特征是：安装好后的下心轴(21)和上心轴(17)之间的间隙为L，其L的值小于所有被展开竹筒的厚度；下心轴(21)和上心轴(17)上分别装有相啮合的主动齿轮(30)和从动齿轮(29)；上心轴(17)中间为空腔，其右端安装有旋转接头(18)，通入导热油；支承上心轴(17)的两个浮动轴承座(16)嵌套在左支座(27)和右支座(23)的槽中，两个浮动轴承座(16)的顶部设有一组碟簧(1)和压板II(15)，通过旋转螺钉II(14)调节碟簧(1)的压力大小；展开竹筒时，下心轴(21)作定轴回转，上心轴(17)一边回转，一边随竹筒的厚度不同而上下浮动。

3.如权利要求1所述的一种整竹无裂纹展开装置，其特征是：在左支座(27)和右支座(23)内侧对应左上外包件(19)、左下外包件(22)和右外包件(11)两端用螺钉固定有两个滑动座(34)，对应竹平板上压件(7)两端用螺钉固定有两个支座(8)；每个滑动座(34)上开有三个矩形槽，左上外包件(19)、左下外包件(22)和右外包件(11)两端面上的撑脚分别对应嵌入槽中，其撑脚头部装有心轴II(12)，每个心轴II(12)上套有一个滚子(13)，每个滚子(13)始终与对应偏心轮轴(25)上的偏心轮(24)保持接触；每个支座(8)中装有心轴I(6)和心轴III(35)，心轴I(6)上装有轴承I(5)抵住竹平板上压件(7)两端，心轴III(35)上装有轴承II(33)抵住竹平板上压件(7)的前端。

4.如权利要求1所述的一种整竹无裂纹展开装置，其特征是：竹筒装入前，所述的三根偏心轮轴(25)由蜗杆减速机(26)通过链传动(36)带动回转，每个偏心轮轴(25)两端的偏心轮(24)带动滚子(13)及左上外包件(19)、左下外包件(22)和右外包件(11)沿着滑动座(34)上的矩形槽向外滑动，使得下心轴(21)外圆和左上外包件(19)、左下外包件(22)和右外包件(11)的内弧之间的圆环槽宽度变大，便于竹筒的插入；当竹筒装入到圆环槽中后，蜗杆减速机(26)通过链传动(36)带动三根偏心轮轴(25)反转，使左上外包件(19)、左下外包件(22)和右外包件(11)沿着滑动座(34)上的矩形槽向内滑动，将竹筒压向下心轴(21)，使竹筒的内表面贴在下心轴(21)的外表面上。

5.如权利要求1所述的一种整竹无裂纹展开装置，其特征是：在竹平板上压件(7)和竹平板下支撑件(9)两端之间设有一垫板，其厚度为L，竹平板上压件(7)上表面两端设有压簧(4)；经上心轴(17)和下心轴(21)碾压后的竹筒被挤入到竹平板上压件(7)与竹平板下支撑件(9)形成的矩形通道之间；竹平板上压件(7)两端设有两个压簧(4)，旋转螺钉I(2)，通过压板I(3)调节压簧(4)压力的大小，在两个压簧(4)的作用下，使被展开的竹平板上下表面产生一个与竹平板前进方向相反的摩擦力；竹筒展开的过程中，这个摩擦力使挤入到矩形通道之间的竹平板始终受到一个侧向压力的作用，防止了竹筒展开时开裂。

6.如权利要求1所述的一种整竹无裂纹展开装置，其特征是：左支座(27)下心轴(21)轴承孔周围加工有一个大半圆弧槽，其圆弧槽的内弧半径R等于下心轴的半径。

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