CN1106332A - 箱形砌块的成型方法及机芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制作箱形砌块的成型方法和机 芯。成型方法是在模型箱中由驱动轴带动成型板的 顶端在导轨板上导轨的控制下按设计要求进行箱形 轨迹运动，同时成型板身绕驱动轴心旋转，利用离心 力和挤压力的作用使投入到模具箱中的混凝土材料 一次成型。机芯由驱动轴、成型板、导轨板、模型箱、 回程槽等组成。成型的箱形砌块具有内肋销楔孔，增 加了强度，砌筑方便，保温隔热性能佳，可以便利、大 量地生产箱型砌块。

Description

本发明属于建筑砌体材料的制作领域及机械制造领域，特别涉及一种建筑用砌体材料的制作方法以及制作装置。

建筑用砌体材料近年来较多地应用了混凝土空心砌块。现有的空心砌块的较为先进的成型技术是在模具箱中加入混凝土填料后伸入模头，振动后使砌块中间产生空心孔，然后脱模即生产出空心砌块。这样的空心砌块存在着脱模的一面是直接脱出，砌块的这一面是无壁的，在砌墙体时不易砌，而且墙体结构隔热保温难以满足国家抗震规范及有关标准的要求。为了生产这样空心砌块，已有几种成型机，例如中国专利申请号为89208618的轻便混凝土空心砖成型机;中国专利申请号为892033290的混凝土空心砖成型机;中国专利申请号为912012609的机械式混凝土砖块成型机等面世。但这些类型的空心砌块成型机生产的空心砌块都存在上述缺陷或不足。

本发明人发明的“内肋销楔孔箱形砌块”专利申请号为93223222·1，使混凝土箱形砌块成为混凝土空心砌块理想的替代产品。由于砌块为箱形，其壁面为六面，面上有销楔孔，因而容易砌筑，砌块之间有好的连接强度，且内角有肋增加了砌块本身的强度，空心率仍在50%以上。但其成型制作方法及成型机芯未能与产品配套，无法使之大量生产以满足市场需求。

本发明的目的是研制一种用来生产砌筑方便，受力合理、重量轻、保温隔热性能佳的“内肋销楔孔箱形砌块”的成型方法及成型机芯。从而使具有良好应用性能的“内肋销楔孔箱形砌块”成为可以便利、大量生产的新型建筑用砌料，使取代粘土砖的愿望能够得以实现。

本发明包括成型方法和成型机芯两部分。

实现本发明的技术方案是这样的：

制作箱型砌块的成型方法以及由驱动轴、成型板、导轨板、模具箱、回程槽等组成的机芯。成型方法是在模具箱中由驱动轴带动成型板的顶端在导轨板上导轨的控制下按设计的要求进行箱型轨迹运动，同时成型板身绕驱动轴心旋转，利用离心力和挤压力的作用，利用成形板顶端的运动轨迹以及成型板的外轮廓和驱动轴径向外轮廓使投入到模具箱中的混凝土材料一次成型为六面有壁的箱形砌块。机芯是在模具箱体中有一驱动轴，或根据驱动轴在模具箱中放置方向的不同以及箱形砌块规格的不同，有不至一个驱动轴;在模具箱外，在驱动轴径向轴身外有导轨板，导轨板上有导轨;驱动轴上有一长槽，成型板插入长槽中，成型板的一端或两端上有滚轮伸出模具箱，伸入到导轨中。导轨板上导轨形状的外接园的半径r等于或大于成型板顶端轨迹的外接园的半径R时，机芯的结构设计成驱动轴径向轴身外作导轨板的形式;当r＜R时，机芯的结构除上述结构形式外，还可设计成驱动轴径向轴身内设置轨迹轮的形式，此时轨迹轮在驱动轴径向轴身内而在轴向上的位置可以是在模具箱体的内轮廓以内，也可在模具箱体内轮廓以外。导轨板上导轨的形状根据成型板顶端运动轨迹外接园的半径R与导轨板上导轨形状的外接园的半径r的大小关系有三种，当r＝R时导轨为矩形或正方形;当r＜R时，导轨为一矩形或正方形四边向内凹的四园弧角星形;当r＞R时，导轨的形状为一矩形或正方形的四边向外凸的形状。三种形式的四尖角处均做园弧或折角。导轨板上有一回程槽，回程槽的形式有两种，一种为回程槽中需设复位拨块的直线形;另一种为螺线形。模具箱体上的驱动轴可以水平放置，也可以竖向放置。成型板顶端的轨迹在4个尖角处，可以是园弧形的，也可以是折线形的，成型板上形成内中肋的槽的部位和形成部分内边肋的斜角的部位可以是园弧形的，也可以是折线形的。导轨板装在模具箱的两侧或一侧。导轨板放在一侧时，成型板另一头轨迹由一组滑轮和直径为2mm左右的钢绞线控制，滑轮轴22固定在驱动轴上，成型板上有滑轮轴槽，钢绞线头固定在成型板上。驱动轴对成型板的力臂的下支点为一滚轮。还可采用模具箱中驱动轴不转动而模具箱体绕驱动轴转动的工作形式，此时，只能在模具箱的中心线上有驱动轴;成型板在驱动轴长槽内在导轨板上导轨的控制下做一个方向上的往复运动，使成形板的顶端对模具箱的相对运动轨迹仍是箱形轨迹。

本发明的成型方法由于主要（也考虑了箱体转而驱动轴不转的方式）采用了在模具箱内以驱动轴带动成型板，由导轨来控制成型板顶端按导轨轨迹运动，成型后成型板由回程槽引导进入驱动轴径向轴身以内，从模具箱中退出驱动轴，压出箱形砌块的方式，不仅使利用离心力和挤压力制作箱形砌块成为可能，而且在砌块的每一内角设置内肋，加强了砌块本身的强度;壁上设销楔孔，提高了砌体的抗剪强度;而空心率在50%以上，砌筑后砌块箱内体封闭;壁上销楔孔的面积仅占该面上面积的1/7，且在砌筑时在孔中加入销楔，因此对该壁的受力性能影响很小。加上与之配套的成型机芯，使这种六面有壁的“内肋销楔孔箱形砌块”成为可以大量方便生产的新型砌体材料。

下面将结合附图对本发明作详细描述。

对成型板顶端运动轨迹的控制，有两种机构来实现。现介绍的是在驱动轴径向轴身外做导轨板的方式。

附图1是本发明成型方法的示意，表示的是当r＝R时，导轨的形状1和成型板顶端的运动轨迹2完全相同。图中导轨的形状1为矩形或正方形。成型板顶端运动轨迹2就是在导轨的形状1的控制下，当成型板在驱动轴的带动下绕驱动轴中心线4转动时，使成型板3的顶端沿着预定轨迹运动。

附图2表示的是当r＜R时，成型板顶端的运动轨迹2仍为矩形或正方形时，导轨的形状1为一矩形或正方形四边向内凹的四园弧角星形，本图是垂直于驱动轴中心线4方向的正投影图。

前面提到的轨迹轮外轮廓线的形状为r＜R时，同导轨形状1的最外面的那条轮廓线。

附图3表示的是当r＞R时，成型板顶端的运动轨迹2仍为矩形或正方形时，导轨的形状1为一矩形或正方形的四边向外凸的形状。本图也是垂直于驱动轴中心线4方向上的正投影图。

由此可以看到，导轨形状1与成型板顶端的运动轨迹相同与否主要取决于导轨形状1的外接园的半径r与成型板顶端的运动轨迹2的外接园的半径R是否相同。由此使机芯的结构形式也有所不同。

根据r和R是否相同，对成型板顶端轨迹2的控制设计了两种机芯结构形式。当r＝R和r＞R时，机芯结构设计了驱动轴径向轴身外做导轨板的形式;当r＜R时，成型机结构除可设计成驱动轴径向轴身外作导轨板的形式外，还可设计成驱动轴径向内作轨迹轮的形式。

通过试验证实，从实施的难易程度来看，当r＝R时，成型机构容易实施，导轨较易于加工，机器体积也小，运动性能比较好。

附图4为制作箱形砌块的机芯的结构示意图。借此图将工作过程做描述。

从图4可以看到，在模具箱11中间部位安装了驱动轴5，驱动轴5上开有一条长槽9延伸至模具箱外，长槽9中还设有几个槽中上支点10，成型板3插入长槽9中，并将成型板3上的滚轮8伸入导轨板6上的导轨1中。当驱动轴5驱动成型板3旋转的同时，成型板3在驱动轴长槽9中沿径向往复运动，这样在旋转中成型板顶端运动轨迹2为一个矩形或正方形。给模具箱中开始投入干硬性混凝土后，电动机带动驱动轴5转动，成型板3按预定轨迹转动，在离心力作用下，混凝土料在成型板3上被甩出贴在模具箱的四个主要矩形或方形壁上，并将几个角上的混凝土料刮向各壁，投入一定数量料后，成型板3开始对料产生挤压力，在离心力和挤压力的作用下，箱形砌块成形。驱动轴5停止转动，并使成型板3上的滚轮8准确地停在回程槽7的位置，回程槽7中设有一拨块33（参见图11）将成型板3完全拨入驱动轴5上的长槽9中，从槽具箱11中退出驱动轴5和成型板3，打开模具箱11的下底板18（参见图8），向下压模具箱11的上顶板12，便将成型的箱形砌块压出模具箱11，这样就完成了一个成型过程。

本图中导轨板1同前述导轨形状1。

投入混凝土料的方式有两种。一种是机构转动同时连续投料;一种是在机构转动前一次性定量投料。投料机构略。

图5是成型板3的形状及在模具箱的位置。从图中可以看到成型板3上的在导轨1中运动的部分在模具箱外。成型板3的几个侧面和上部外轮廓的形状要符合成形后的箱形砌块内部形状的要求。图中形成内中肋的槽13可使砌块内部形成内中肋;形成砌块侧壁的槽15借助模具箱内侧边17，使砌块形成外侧壁;槽16形成砌块中壁;内边肋的形成除依靠成型板上形成内边肋的角14外，另一部分由导轨板6上导轨的形状1来完成，导轨形状1将矩形或正方形的四个尖角以四个园弧或折线来代替，由此可在箱形砌块中每一个内角都形成内肋，从而增强了箱形砌块的整体性及强度。驱动轴径向的轮廓对应在成型板上形成侧壁的槽15的部分，在旋转中形成销楔孔。

图6是驱动轴可以竖向放置的机构示意图。前述图4是可以水平放置并由此形成水平销楔孔的机构示意。如需要生产竖向销楔孔的砌块，也可以将驱动轴5竖向放置。

图6中竖向放置两个驱动轴5，同时各有一块成型板3，可以清楚看到导轨板6放在模具箱的一侧和模具箱下底板18的位置。箱形砌块上的孔在墙体砌筑时，可在孔中放入销楔或台阶销，从而比较显著地提高了墙体的整体性。

图7是导轨板6放在一侧时成型板3的另一头（图中的下端）的轨迹随着导轨控制的一头（图中的上端）运动的结构示意。

导轨板6放在一侧较适应于生产竖向销楔孔的箱形砌块。这时，成型板3的别一头（图中的下端）轨迹的控制由一组滑轮19和2mm左右的钢绞线20，运用平行尺平行移动的原理来完成。当成型板3的上端在导轨1的控制下往复运动时，下端在钢绞线20和一组滑轮19的作用下随之往复运动，使成型板3的上、下两端平行移动。滑轮上的轴22固定在驱动轴5上。对于成型板3来说，滑轮上的轴22的位置是固定不变的，而滑轮轴槽21往复运动，即轴不动，而槽左右往复运动，带动成型板3随之运动。钢绞线20在成型板3上的固定点23使钢绞线20绷紧，从而使钢绞线的多余变形控制在小范围内。

图8是成型板3插在驱动轴5上，剖切位置在长槽9的上支点10处的横剖面示意图。长槽9上设有若干个上支点10，其结构均同。驱动轴5对成型板3的力臂下支点由一滚轮24来代替，使成型板3在长槽9中能运动自如。滚轮24由滚轮架25托住，滚轮架25被压紧螺丝26固定在驱动轴5上。

图9是螺线形回程槽27的示意。回程槽7有两种形式，图4中的回程槽7是直线性的，需要拨块来控制（见图11），另一种即本图所示的是螺线形的。当驱动轴5按方向28正向旋转时，成型板3上的滚轮8由回程槽27进入导轨1中，在此过程中，成型板的顶端逐渐伸出驱动轴5，进入工作状态。当驱动轴5停转后，慢速反向旋转时，滚轮8进入螺线形回程槽27，将成形板3全部退入驱动轴5中，完成一个工作循环。图中的29为导轨板上的驱动轴孔。图中虚线部分为导轨板6的上板（见图6）上的螺线形回程槽27的延伸部分。

图10为砌块上销楔孔做成锥孔时驱动轴5做局部锥体31的位置示意。其位置由驱动轴5退出方向30的上端对应于砌块边壁32的位置处。

图11为直线回程槽7中拨块控制示意。驱动轴开始转动前，拨块33将成型板3上滚轮8从位置35处拨至工作位置34处，驱动轴5开始转动，完成成型过程后，将滚轮8准确地停在回程槽7的位置处，此时的拨块33仍在工作位置34处，又将滚轮8拨回至35处，成型板3全部退入驱动轴5内，完成一个工作过程。

图12为驱动轴5径向轴身内设轨迹轮的机芯纵剖面示意图。也即前述当r＜R时，机芯结构还可设计成驱动轴5径向轴身内设轨迹轮的形式的示意图。轨迹轮36固定在几段直径不一的轨迹轮轴38上，轴38只容许做水平方向上的往复运动，而不容许转动。这时当驱动轴5驱动成型板3沿着轨迹轮的轨迹轮廓线转动时，成型板3的顶端即形成前述的矩形或正方形的运动轨迹，对模具箱中的混凝土材料产生离心力和挤压力，成形出箱形砌块的内壁。弹簧37提供成型板3在长槽9中往复运动的收回力以及将成形板3停在轨迹轮的最低点时，且轨迹轮在轴38的带动下向左移动时，斜边39使成型板3逐渐收回到驱动轴5内的拉力。当轴38带动轨迹轮向右移动时，斜边39将成形板3逐渐顶出驱动轴5，使成型板3进入工作状态。图12的a-a剖面表示的是，两根弹簧37在驱动轴5的带动下转动时，和轨迹轮轴38的关系。图12的b-b剖面表示的是，当驱动轴5转动时，轨迹轮36的最高点在径向受到驱动轴5内园周的约束，也即轨迹轮轴38只对轨迹轮产生轴向的约束，而不产生径向的约束。图中表述的是轨迹轮在模具箱的外轮廓内的情形，轨迹轮还可在模具箱的内轮廓之外，只不过成型板3和长槽9也需延长到模具箱的内轮廓之外。

另外，再借助图4来说明还可以采用模具箱体转动而驱动轴不转时的工作形式。驱动轴5在图示位置不动，整个模具箱体和导轨板6绕轴5转动，成型板3在导轨板6上导轨1的控制下，在轴5上的长槽9中做上下往复运动，此时成型板顶端和模具箱体的相对运动轨迹仍然是运动轨迹2。模具箱对混凝土材料提供离心力，成型板产生挤压力。在投料、成型过程后，随模具箱导轨板6上的回程槽7转到滚轮8的位置准确停止，拨块33将成型板全部拨入轴5中。模具箱体从轴5上退出，打开模具箱，压出箱形砌块，完成一个工作过程。当采用这种结构形式时，耗用动力大，运转不平稳，整机体积大。

内肋销楔孔箱形砌块可简称为箱形砌块。

钢丝绞线简称为钢绞线。

Claims (10)

1、一种制箱型砌块的成型方法以及由驱动轴、成型板、导轨板、模具箱、回程槽等组成的机芯，其特征在于：

a、成型方法是在模具箱中由驱动轴带动成型板的顶端在导轨板上导轨的控制下按设计的要求进行箱型轨迹运动，同时成型板身绕驱动轴心旋转，利用离心力和挤压力的作用，利用成形板顶端的运动轨迹，以及成型板的外轮廓和驱动轴径向外轮廓使投入到模具箱中的混凝土材料一次成型为六面有壁的箱形砌块；

b、机芯是在模具箱体中有一驱动轴，或根据驱动轴在模具箱中放置方向的不同以及箱形砌块规格不同，有不止一个驱动轴，在模具箱外，在驱动轴径向轴身外有导轨板，导轨板上有导轨，驱动轴上有一长槽，成型板插入长槽中，成型板的一端或两端上有滚轮伸出模具箱，伸入到导轨槽中。

2、根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于导轨板上导轨形状的外接园的半径r等于或大于成型板顶端轨迹的外接园的半径R时，机芯的结构设计成驱动轴径向轴身外作导轨板的形式;当r＜R时，机芯的结构除上述结构形式外，还可设计成驱动轴径向轴身内设置轨迹轮的形式，此时轨迹轮在驱动轴径向轴身内，而在轴向上的位置可以是在模具箱体的内轮廓以内，也可在模具箱体内轮廓以外。

3、根据权利要求1所述的机芯，其特征在于导轨板上导轨的形状根据成型板顶端运动轨迹外接园的半径R与导轨板上导轨形状的外接园的半径r的大小关系有三种，当r＝R时，导轨为矩形或正方形;当r＜R时，导轨为一矩形或正方形四边形向内凹的四园弧角星形;当r＞R时，导轨的形状为一矩形或正方形的四边向外凸的形状。三种形式的四尖角处均做园弧或折角。

4、根据权利要求1所述的机芯，其特征在于导轨板上有一回程槽，回程槽的形式有两种，一种为回程槽中需设复位拨块的直线形;另一种为螺线形。

5、根据权利要求1所述的机芯，其特征在于模型箱体上的驱动轴可以水平放置，也可以竖向放置。

6、根据权利要求1所述的机芯，其特征在于成型板顶端的轨迹在4个尖角处，可以是园弧形的，也可以是折线形的，成型板上形成内中肋的槽的部位和形成部分内边肋的斜角的部位可以是园弧形的，也可以是折线形的。

7、根据权利要求1所述的机芯，其特征在于导轨板装在模具箱的两侧或一侧。

8、根据权利要求7所述的机芯，其特征在于导轨板放在一侧时，成型板另一头的轨迹由一组滑轮和钢丝绞线控制，滑轮的轴22固定在驱动轴上，成型板上有滑轮轴槽，钢丝绞线头固定在成型板上。

9、根据权利要求1所述的机芯，其特征在于驱动轴对成型板的力臂的下支点为一滚轮。

10、根据权利要求1～4以及6～9所述的方法及机芯，其特征在于还可采用模具箱中驱动轴不转动而模具箱绕驱动轴转动的工作形式，这时驱动轴只能在模具箱的中心线上，成型板在驱动轴长槽内在导轨板上导轨的控制下做一个方向上的往复运动，使成型板上的顶端对模具箱的相对运动轨迹仍是箱形轨迹。

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