CN110355840A - 一种自动化破竹机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种自动化破竹机，用于把竹料制备为去除内外竹节的竹条，所述破竹机包括控制模块、上料机构、竹条剖切机构、竹节削除机构；所述竹条剖切机构处设有进料滑台和换刀机构；所述换刀机构包括设有多个不同规格剖切孔的剖切刀盘；剖切刀盘旋转使所需规格的剖切孔的入口与进料滑台的末端紧邻，剖切孔出口与竹节削除机构紧邻；当破竹机工作时，竹料被上料机构送至进料滑台后，进料滑台把竹料推压至剖切孔内，使经过剖切孔的竹料部位被剖切孔内的剖刀纵向剖切为竹条；所述竹条在进料滑台推力作用下经剖切孔出口进入竹节削除机构以去除竹条的内外竹节；本发明能对不同规格的竹子进行加工，而且能快速地去除竹子内壁和外壁处的竹节。
Description
技术领域
本发明涉及竹料加工设备技术领域，尤其是一种自动化破竹机。
背景技术
竹子属禾本科 (Gramineae) 竹亚科 (Bambusoideae) 多年生常绿单子叶植物，竹材主要由竹隔、竹节和竹璧构成。竹隔厚度从内至外沿径向距离的增加而增加，竹璧从外至内为竹膜、竹黄和竹青，弹性和硬度由内到外呈递增的趋势。由于竹材的复杂结构，加工一件看似简单的竹编制品却需要经过繁杂的工序。
首先，要对竹子进行选材，选取背阴处2-3年生的竹子，其次材料处理的六道工序，即锯竹截长、除节去隔（削去截长后竹子的外节，打通竹子的竹隔）、刮青[1]、破竹开片、破篾和防虫、防霉和防开裂处理，最后再进行编制。
我国是竹材加工的大国，但现有竹加工机械的自动化水平较低，且存在功能单一的特点，传统半机械化的破竹机需要在推竹台进给到刀盘之前，人为的将竹料放置在推盘和刀具之间，尽量使推盘轴线、竹料轴线和刀具的轴线大致在同一直线上，有时还需要人为更换刀盘。设备的操作对工人的技术要求高，具有一定的危险性，安全性能差，破竹后的产品质量低，加工时间长，效率低下。传统的去节机主要处理破竹机加工后的竹条，需要对竹条进行一定地整理后人为地将竹条一一放进去节机内，大大地增加了工作量，此过程花费的时间占据了整个材料处理周期的大部分。
为了适应竹编产业对竹篾产量的需求，突破竹加工机械功能单一化、自动化水平较低现状，提高竹加工机械在竹编制品材料处理阶段的工作效率以及机械设备的安全性能；需设计一种多动能一体化的破竹机械。
发明内容
本发明提出一种自动化破竹机，能对不同规格的竹子进行加工，而且能快速地去除竹子内壁和外壁处的竹节。
本发明采用以下技术方案。
一种自动化破竹机，用于把竹料制备为去除内外竹节的竹条，所述破竹机包括控制模块、上料机构、竹条剖切机构、竹节削除机构；所述竹条剖切机构处设有进料滑台和换刀机构；所述换刀机构包括设有多个不同规格剖切孔的剖切刀盘；剖切刀盘旋转使所需规格的剖切孔的入口与进料滑台的末端紧邻，剖切孔出口与竹节削除机构紧邻；当破竹机工作时，竹料被上料机构送至进料滑台后，进料滑台把竹料推压至剖切孔内，使经过剖切孔的竹料部位被剖切孔内的剖刀纵向剖切为竹条；所述竹条在进料滑台推力作用下经剖切孔出口进入竹节削除机构以去除竹条的内外竹节。
所述竹节削除机构包括在竹条进入方向上依次设有内置有锥形头的集竹套、内部中轴处设有内竹节切除刀具的导竹套、内设有外竹节切除刀具的削竹套管；所述内竹节切除刀具和外竹节切除刀具按前后次序设于同一主刀轴处；所述锥形头固定于主刀轴始端处；所述主刀轴、集竹套、导竹套和削竹套管同轴设置；
所述集竹套呈锥台形；集竹套的大端朝向剖切刀盘出口；所述锥形头指向集竹套的大端，当被剖切为竹片的竹料部位进入竹节削除机构时，所述集竹套使竹片合拢形成竹条管后顺序通过导竹套的内腔和削竹套管的管腔。
所述内竹节切除刀具包括环绕主刀轴设置的多个月牙形刀片；所述外竹节切除刀具包括环绕主刀轴设置的多个月牙形顶片和位于削竹套管内壁处的环形切刃；所述月牙形刀片、月牙形顶片均以顶涨机构与主刀轴相连。
当竹条管通过导竹套内腔时，所述月牙形刀片末端的刀刃在顶涨机构的涨力作用下张开并把竹条管压于导竹套的内壁处，使通过月牙形刀片的竹条管的内壁竹节被月牙形刀片削除；
当竹条管通过削竹套管的管腔时，所述月牙形顶片末端在顶涨机构的涨力作用下张开并把竹条管压于削竹套管内壁的环形切刃处，使通过外竹节切除刀具的竹条管的外壁竹节被环形切刃削除。
所述顶涨机构分为与月牙形刀片相连的刀片顶涨机构、与月牙形顶片相连的顶片顶涨机构；顶涨机构包括始端铰接于固定环处的多个支撑杆；刀片顶涨机构的支撑杆末端与月牙形刀片末端铰接以对其支撑，顶片顶涨机构的支撑杆末端与月牙形顶片末端铰接以对其支撑，所述固定环套于主刀轴处；所述固定环螺接于主刀轴的螺纹处，或是以弹性件与主刀轴相连；
所述月牙形刀片始端铰接于主刀轴侧壁处或锥形体处；所述月牙形顶片始端铰接于主刀轴侧壁处；
当固定环以螺接方式连接主刀轴时，主刀轴通过螺纹驱动固定环向锥形头方向移动以涨开月牙形刀片或月牙形顶片来顶压竹条管内壁，主刀轴通过螺纹驱动固定环远离锥形头方向移动以合拢月牙形刀片或月牙形顶片使竹条管能够进入导竹套内腔或削竹套管的管腔；
当固定环以弹性件与主刀轴相连时，竹条管在进料滑台推力作用下推动月牙形刀片、月牙形顶片和固定环向弹性件方向滑移，使弹性件弹力加大并涨开月牙形刀片或月牙形顶片以顶压竹条管内壁。
所述剖切刀盘为圆形的剖切刀盘；所述剖切刀盘的边沿处均匀分布多个不同规格的剖切孔；各剖切孔内分设有不同规格的破竹刀具；当更换破竹刀具时，剖切刀盘旋转以使所需刀具所在的剖切孔的入口与进料滑台末端紧邻；
破竹刀具的规格包括六等分、八等分、十等分或十二等分，破竹刀具的刀刃在剖切孔内壁上均匀分布。
所述破竹机包括分设于破竹机两侧的V型承竹台；每个V型承竹台均搭配一个换刀机构；所述进料滑台在导轨上滑移并以滑台两侧的推竹杆推动V型承竹台内的竹料向剖切孔滑移；所述推竹杆的推竹端具有斜面；当推竹杆推动竹料时，竹料的被推动端沿推竹端斜面上升使竹料与推竹杆的中轴线重合。
所述上料机构包括竹料储存器和链式竹料输送架；所述链式竹料输送架的输出端与所述进料滑台的V型承竹台相邻。
所述竹料存储箱包括定长电机、底架、定长夹板和滑轨；所述定长夹板分设于底架两侧的夹板滑台上，两夹板滑台均与螺纹丝杆相接；所述螺纹丝杆驱动滑台在滑轨上滑移以使两块定长夹板之间的间距可调，来使竹料存储箱能适应不同长度的竹料；所述链式竹料输送架位于底架一侧处；所述底架朝链式竹料输送架所在方向倾斜以使竹料聚拢于链式竹料输送架的输入端处。
所述链式竹料输送架可选用倒三角形输送架或斜式输送架；所述输送架包括输送链，所述输送链处设有用于钩取竹料的上料勾；
当链式竹料输送架为倒三角形输送架时，三角形输送架的下角端与底板紧邻，输送链驱动上料勾下行至三角形下角端时钩起竹料并送至V型承竹台。
本发明所述设备具备以下优势：
（1）能实现自动连续上料的功能，上料架的自动上料装置可实现速度为40根/min的上料速率，以此代替有一定危险性的人工上料的操作。
（2）能实现进给滑台双侧推杆进给竹料的功能，滑台的双侧推杆的进给速度可达到40回/min，以此取代现有单侧向固定的进给滑台模式。
（3）能实现自动更换刀具的功能，选定不同的刀盘而获得不同竹宽的竹条，以此代替结构复杂和具有一定危险性的人工换刀的操作。
（4）能快速去除经破竹刀剖竹后生成的全部竹条的内外竹节，通过结构的设计，整合功能，改善了以因功能单一而造成加工时间冗长的问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
附图2是进料滑台的示意图；
附图3是剖切刀盘的示意图；
附图4是剖切刀盘旋转以更换刀具的流程示意图；
附图5是竹节削除机构的示意图（主轴以螺纹张开刀具）；
附图6是竹条进入竹节削除机构后使刀具张开的示意图（主轴以螺纹张开刀具）；
附图7是竹条被竹节削除机构去除内外竹节的前后示意图；
附图8是竹条进入竹节削除机构并去除内壁竹节的示意图（主轴以扭簧弹性件张开刀具）；
附图9是上料机构采用倒三角输送架时的示意图；
附图10是上料机构采用斜式输送架时的示意图；
图中：1-竹条；2-滑轨；3-定长夹板；4-竹料储存器；5-输送链；6-上料勾；7-底架；8-进料滑台；9-推竹杆；10-推竹端；12-V型承竹台；13-导轨；14-剖切刀盘；15-破竹刀具；16-电机；17-螺纹丝杆；18-夹板滑台；
20-集竹套；21-锥形头；22-内竹节切除刀具；23-导竹套；24-外竹节切除刀具；25-削竹套管；26-主刀轴；27-月牙形刀片；28-月牙形顶片；29-环形切刃；30-顶涨机构；31-固定环；32-支撑杆；33-螺纹；34-弹性件；35-内壁竹节；36-外壁竹节；
100-上料机构；101-竹料；102-链式竹料输送架；103-换刀机构；104-竹节削除机构；105-剖切孔。
具体实施方式
如图1-10所示，一种自动化破竹机，用于把竹料制备为去除内外竹节的竹条，所述破竹机包括控制模块、上料机构100、竹条剖切机构、竹节削除机构；所述竹条剖切机构处设有进料滑台8和换刀机构；所述换刀机构包括设有多个不同规格剖切孔的剖切刀盘14；剖切刀盘旋转使所需规格的剖切孔的入口与进料滑台的末端紧邻，剖切孔出口与竹节削除机构紧邻；当破竹机工作时，竹料101被上料机构送至进料滑台后，进料滑台把竹料推压至剖切孔内，使经过剖切孔的竹料部位被剖切孔内的剖刀纵向剖切为竹条；所述竹条在进料滑台推力作用下经剖切孔出口进入竹节削除机构以去除竹条的内外竹节。
所述竹节削除机构包括在竹条进入方向上依次设有内置有锥形头21的集竹套20、内部中轴处设有内竹节切除刀具22的导竹套23、内设有外竹节切除刀具24的削竹套管25；所述内竹节切除刀具和外竹节切除刀具按前后次序设于同一主刀轴26处；所述锥形头固定于主刀轴始端处；所述主刀轴、集竹套、导竹套和削竹套管同轴设置；
所述集竹套呈锥台形；集竹套的大端朝向剖切刀盘出口；所述锥形头指向集竹套的大端，当被剖切为竹片的竹料部位进入竹节削除机构时，所述集竹套使竹片合拢形成竹条管后顺序通过导竹套的内腔和削竹套管的管腔。
所述内竹节切除刀具包括环绕主刀轴设置的多个月牙形刀片27；所述外竹节切除刀具包括环绕主刀轴设置的多个月牙形顶片28和位于削竹套管内壁处的环形切刃29；所述月牙形刀片、月牙形顶片均以顶涨机构与主刀轴相连。
当竹条管通过导竹套内腔时，所述月牙形刀片末端的刀刃在顶涨机构的涨力作用下张开并把竹条管压于导竹套的内壁处，使通过月牙形刀片的竹条管的内壁竹节35被月牙形刀片削除；
当竹条管通过削竹套管的管腔时，所述月牙形顶片末端在顶涨机构的涨力作用下张开并把竹条管压于削竹套管内壁的环形切刃处，使通过外竹节切除刀具的竹条管的外壁竹节36被环形切刃削除。
所述顶涨机构分为与月牙形刀片相连的刀片顶涨机构、与月牙形顶片相连的顶片顶涨机构；顶涨机构包括始端铰接于固定环31处的多个支撑杆32；刀片顶涨机构的支撑杆末端与月牙形刀片末端铰接以对其支撑，顶片顶涨机构的支撑杆末端与月牙形顶片末端铰接以对其支撑，所述固定环套于主刀轴处；所述固定环螺接于主刀轴的螺纹处，或是以弹性件34与主刀轴相连；
所述月牙形刀片始端铰接于主刀轴侧壁处或锥形体处；所述月牙形顶片始端铰接于主刀轴侧壁处；
当固定环以螺接方式连接主刀轴时，主刀轴通过螺纹驱动固定环向锥形头方向移动以涨开月牙形刀片或月牙形顶片来顶压竹条管内壁，主刀轴通过螺纹驱动固定环远离锥形头方向移动以合拢月牙形刀片或月牙形顶片使竹条管能够进入导竹套内腔或削竹套管的管腔；
当固定环以弹性件与主刀轴相连时，竹条管在进料滑台推力作用下推动月牙形刀片、月牙形顶片和固定环向弹性件方向滑移，使弹性件弹力加大并涨开月牙形刀片或月牙形顶片以顶压竹条管内壁。
所述剖切刀盘为圆形的剖切刀盘；所述剖切刀盘的边沿处均匀分布多个不同规格的剖切孔；各剖切孔内分设有不同规格的破竹刀具15；当更换破竹刀具时，剖切刀盘旋转以使所需刀具所在的剖切孔的入口与进料滑台末端紧邻；
破竹刀具的规格包括六等分、八等分、十等分或十二等分，破竹刀具的刀刃在剖切孔内壁上均匀分布。
所述破竹机包括分设于破竹机两侧的V型承竹台12；每个V型承竹台均搭配一个换刀机构；所述进料滑台在导轨13上滑移并以滑台两侧的推竹杆9推动V型承竹台内的竹料向剖切孔滑移；所述推竹杆的推竹端10具有斜面；当推竹杆推动竹料时，竹料的被推动端沿推竹端斜面上升使竹料与推竹杆的中轴线重合。
所述上料机构包括竹料储存器4和链式竹料输送架；所述链式竹料输送架的输出端与所述进料滑台的V型承竹台相邻。
所述竹料存储箱包括定长电机、底架、定长夹板3和滑轨2；所述定长夹板分设于底架两侧的夹板滑台18上，两夹板滑台均与螺纹丝杆17相接；所述螺纹丝杆驱动滑台在滑轨上滑移以使两块定长夹板之间的间距可调，来使竹料存储箱能适应不同长度的竹料；所述链式竹料输送架位于底架一侧处；所述底架朝链式竹料输送架所在方向倾斜以使竹料聚拢于链式竹料输送架的输入端处。
所述链式竹料输送架102可选用倒三角形输送架或斜式输送架；所述输送架包括输送链5，所述输送链处设有用于钩取竹料的上料勾6；
当链式竹料输送架为倒三角形输送架时，三角形输送架的下角端与底板紧邻，输送链驱动上料勾下行至三角形下角端时钩起竹料并送至V型承竹台。
实施例：
上料机构把竹料从竹料储存器内钩起并经输送链送至V型承竹台，然后进料滑台在导轨13上滑移并以滑台两侧的推竹杆9推动V型承竹台内的竹料向剖切孔滑移；使竹料一端在剖切孔处的破竹刀具处被纵向剖切为等宽的竹条；然后竹条被切开的的竹条端在进料滑台的推力作用下继续进入竹节削除机构的集竹筒内，被集竹筒的锥台形内腔约束，多根竹条合拢为筒形后继续经过导竹套和削竹套筒，使竹条的内壁竹节和外壁竹节被切除。
Claims (10)
1.一种自动化破竹机，用于把竹料制备为去除内外竹节的竹条，其特征在于：所述破竹机包括控制模块、上料机构（100）、竹条剖切机构、竹节削除机构；所述竹条剖切机构处设有进料滑台（8）和换刀机构；所述换刀机构包括设有多个不同规格剖切孔的剖切刀盘（14）；剖切刀盘旋转使所需规格的剖切孔的入口与进料滑台的末端紧邻，剖切孔出口与竹节削除机构紧邻；当破竹机工作时，竹料（101）被上料机构送至进料滑台后，进料滑台把竹料推压至剖切孔内，使经过剖切孔的竹料部位被剖切孔内的剖刀纵向剖切为竹条；所述竹条在进料滑台推力作用下经剖切孔出口进入竹节削除机构以去除竹条的内外竹节。
2.根据权利要求1所述的一种自动化破竹机，其特征在于：所述竹节削除机构包括在竹条进入方向上依次设有内置有锥形头（21）的集竹套（20）、内部中轴处设有内竹节切除刀具（22）的导竹套（23）、内设有外竹节切除刀具（24）的削竹套管（25）；所述内竹节切除刀具和外竹节切除刀具按前后次序设于同一主刀轴（26）处；所述锥形头固定于主刀轴始端处；所述主刀轴、集竹套、导竹套和削竹套管同轴设置；
所述集竹套呈锥台形；集竹套的大端朝向剖切刀盘出口；所述锥形头指向集竹套的大端，当被剖切为竹片的竹料部位进入竹节削除机构时，所述集竹套使竹片合拢形成竹条管后顺序通过导竹套的内腔和削竹套管的管腔。
3.根据权利要求2所述的一种自动化破竹机，其特征在于：所述内竹节切除刀具包括环绕主刀轴设置的多个月牙形刀片（27）；所述外竹节切除刀具包括环绕主刀轴设置的多个月牙形顶片（28）和位于削竹套管内壁处的环形切刃（29）；所述月牙形刀片、月牙形顶片均以顶涨机构与主刀轴相连。
4.根据权利要求3所述的一种自动化破竹机，其特征在于：当竹条管通过导竹套内腔时，所述月牙形刀片末端的刀刃在顶涨机构的涨力作用下张开并把竹条管压于导竹套的内壁处，使通过月牙形刀片的竹条管的内壁竹节（35）被月牙形刀片削除；
当竹条管通过削竹套管的管腔时，所述月牙形顶片末端在顶涨机构的涨力作用下张开并把竹条管压于削竹套管内壁的环形切刃处，使通过外竹节切除刀具的竹条管的外壁竹节（36）被环形切刃削除。
5.根据权利要求4所述的一种自动化破竹机，其特征在于：所述顶涨机构分为与月牙形刀片相连的刀片顶涨机构、与月牙形顶片相连的顶片顶涨机构；顶涨机构包括始端铰接于固定环（31）处的多个支撑杆（32）；刀片顶涨机构的支撑杆末端与月牙形刀片末端铰接以对其支撑，顶片顶涨机构的支撑杆末端与月牙形顶片末端铰接以对其支撑，所述固定环套于主刀轴处；所述固定环螺接于主刀轴的螺纹处，或是以弹性件（34）与主刀轴相连；
所述月牙形刀片始端铰接于主刀轴侧壁处或锥形体处；所述月牙形顶片始端铰接于主刀轴侧壁处；
当固定环以螺接方式连接主刀轴时，主刀轴通过螺纹驱动固定环向锥形头方向移动以涨开月牙形刀片或月牙形顶片来顶压竹条管内壁，主刀轴通过螺纹驱动固定环远离锥形头方向移动以合拢月牙形刀片或月牙形顶片使竹条管能够进入导竹套内腔或削竹套管的管腔；
当固定环以弹性件与主刀轴相连时，竹条管在进料滑台推力作用下推动月牙形刀片、月牙形顶片和固定环向弹性件方向滑移，使弹性件弹力加大并涨开月牙形刀片或月牙形顶片以顶压竹条管内壁。
6.根据权利要求1所述的一种自动化破竹机，其特征在于：所述剖切刀盘为圆形的剖切刀盘；所述剖切刀盘的边沿处均匀分布多个不同规格的剖切孔；各剖切孔内分设有不同规格的破竹刀具（15）；当更换破竹刀具时，剖切刀盘旋转以使所需刀具所在的剖切孔的入口与进料滑台末端紧邻；
破竹刀具的规格包括六等分、八等分、十等分或十二等分，破竹刀具的刀刃在剖切孔内壁上均匀分布。
7.根据权利要求1所述的一种自动化破竹机，其特征在于：所述破竹机包括分设于破竹机两侧的V型承竹台（12）；每个V型承竹台均搭配一个换刀机构；所述进料滑台在导轨（13）上滑移并以滑台两侧的推竹杆（9）推动V型承竹台内的竹料向剖切孔滑移；所述推竹杆的推竹端（10）具有斜面；当推竹杆推动竹料时，竹料的被推动端沿推竹端斜面上升使竹料与推竹杆的中轴线重合。
8.根据权利要求1所述的一种自动化破竹机，其特征在于：所述上料机构包括竹料储存器（4）和链式竹料输送架；所述链式竹料输送架的输出端与所述进料滑台的V型承竹台相邻。
9.根据权利要求8所述的一种自动化破竹机，其特征在于：所述竹料存储箱包括定长电机、底架、定长夹板（3）和滑轨（2）；所述定长夹板分设于底架两侧的夹板滑台（18）上，两夹板滑台均与螺纹丝杆（17）相接；所述螺纹丝杆驱动滑台在滑轨上滑移以使两块定长夹板之间的间距可调，来使竹料存储箱能适应不同长度的竹料；所述链式竹料输送架位于底架一侧处；所述底架朝链式竹料输送架所在方向倾斜以使竹料聚拢于链式竹料输送架的输入端处。
10.根据权利要求9所述的一种自动化破竹机，其特征在于：所述链式竹料输送架（102）可选用倒三角形输送架或斜式输送架；所述输送架包括输送链（5），所述输送链处设有用于钩取竹料的上料勾（6）；
当链式竹料输送架为倒三角形输送架时，三角形输送架的下角端与底板紧邻，输送链驱动上料勾下行至三角形下角端时钩起竹料并送至V型承竹台。
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2019
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