CN114919225B - 一种耐火托盘成型装置及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐火托盘成型装置，包括支架组件、凹模组件、凸模组件以及刮板推送组件，凹模组件与凸模组件挤压直至耐火托盘成型，凹模组件和凸模组件都是组合式结构，在凸模组件拔出时，上内压板和上外压板依次拔出，可以有效地避免撕坏刚刚挤压成型的耐火托盘，有效地减少了生产成本，使用该成型装置的成型方法可以保证耐火托盘表观密度一致性；刮板推送组件将挤压成型的耐火托盘移至下一个工位，多余原料去除收集、挤压成型、成型后的耐火托盘出模和移位至下一工位均自动化，大大提高了生产效率。

Description

一种耐火托盘成型装置及成型方法

技术领域

本发明涉及粉末挤压成型技术领域，特别涉及以珍珠岩为原材料的耐火托盘成型装置及成型方法。

背景技术

耐火托盘所使用的原料为珍珠岩和水的混合物，利用挤压设备将珍珠岩挤压成型。目前耐火托盘生产都是采用简单的冲压设备和模具，存在以下问题：挤压用的模具由凹模和凸模组成，凹模和凸模都为整体结构，挤压后，耐火托盘各处的表观密度不一致，凸模拔出后，容易撕坏刚刚挤压成型的耐火托盘。

现有技术中，申请号为CN109591356A的发明专利烧烤炭环托盘挤压成型机及成型方法，公开了一种烧烤炭环托盘挤压成型机，该成型机模具由凹模和凸模组成，凹模和凸模都是组合式结构，在凸模拔出时，上内压力板和上外压力板依次拔出，这样可以有效地避免了撕坏刚刚挤压成型的烧烤炭环托盘。但该成型机存在以下问题：1)自动化程度低，托盘挤压成型前，向凹模添加原材料，托盘挤压成型后，将出模的托盘移动到下一工位，都需要人工完成；2)成型效率低，一次只能成型一只托盘；3)在托盘挤压成型过程中，上内压力板和上外压力板下移时，上内压力板首先挤压凹模中的原材料，导致凹模中的部分原材料溢出，影响了挤压成型后托盘的表观密度一致性和原材料的浪费；4)为实现凹模的中框单独上移、中框和内芯同时上移两个不同的运动过程采用了外围液压缸、中央液压油缸分别控制中框和内芯的上移，造成系统结构臃肿，成本偏高；5)为实现在凸模拔出过程中，凸模的上内压力板先上移，然后上内压力板和所述上外压力板一起上移，采用副液压缸和主液压缸两只也液压杠，造成系统结构臃肿，成本偏高。

因此，亟需解决现有技术存在的问题。

发明内容

发明的目的：本发明的目的是提供一种可以保证整个耐火托盘的表观密度一致性的耐火托盘成型装置及成型方法。

技术方案：本发明所述的一种耐火托盘成型装置，包括用于支撑装置的支架组件、设于支架组件的一侧且可沿着支架组件移动的凹模组件、设于支架组件的另一侧且可与凹模组件相配合的凸模组件、设于凹模组件与凸模组件之间且用于给凹模组件加料的料仓、紧靠凸模组件且用于放置已成型耐火托盘的托盘承载架以及沿着支架组件搭设且用于刮去凹模组件上余料的刮板推送组件，凹模组件沿支架组件移动至料仓下方，料仓打开，给凹模组件加料，刮板推送组件将凹模组件的料刮平，凹模组件继续沿着支架组件移动至凸模组件下方，凹模组件与凸模组件挤压直至耐火托盘成型，刮板推送组件将已成型耐火托盘推送至托盘承载架上。

优选的，支架组件包括具有四个支撑腿的长方形主框架、分别竖直设于主框架四个角以及竖直设于主框架中部的六个支撑杆、纵向跨设在主框架上方且用于支撑料仓的一号门框、与一号门框平行设置且用于支撑料仓的二号门框、纵向跨设在主框架上方且用于支撑凸模组件的三号门框、与三号门框平行设置且用于支撑凸模组件的四号门框、沿着主框架横向设置且用于引导凹模组件移动的两根直线导轨滑块套件以及设置在两根直线导轨滑块套件中间且为凹模组件移动提供动力的无杆气缸，支撑杆上设有刮板推送组件。

再者，凹模组件包括设在支架组件上且可沿着支架组件移动的第一安装平板、垂直设于第一安装平板四个角的支撑柱、固定在支撑柱顶部的四腔外框、设于四腔外框内每一个空腔内部且可上下移动的中框、设于中框内底部且竖截面呈T形的下内芯、套在四腔外框外部且用于收集余料的余料收集框、固定在安装平板上且用于驱动中框上下运动的顶升液压缸、通过若干导杆设于安装平板上方且与顶升液压缸活塞端连接的顶升平板；四腔外框的底面设有若干通孔，顶升平板上设有若干插入通孔的顶升柱；启动顶升液压缸，顶升液压缸的活塞端带动顶升平板向上运动，顶升平板上的顶升柱穿过四腔外框底面的通孔，顶起中框向上运动。

进一步的，凸模组件包括设于支架组件上端且底部高于凹模组件上表面的上外压板、设于上外压板的四周且可在竖直方向上伸缩的弹簧、设于上外压板上方且具有四个向下凸台的上内压板、固定在上内压板顶部的凸模安装板、活塞端与凸模安装板相连接且用于驱动上外压板和上内压板向下运动的下压液压缸以及与下压液压缸固定端连接且用于将凸模组件架在支架组件上的第二安装平板；下压液压缸的活塞端向下运动，带动上外压板和上内压板一起下移，当下移到上外压板下表面与凹模组件上表面接触时，上外压板不再下移，上内压板压缩弹簧继续下移。

再者，刮板推送组件包括沿着支架组件的上方平行架设且与支架组件等长的导向槽、安装在导向槽内的滑轨、横跨在滑轨上且用于刮去凹模组件上余料的刮板以及可带动滑轨沿着导向槽运动的齿轮齿条机构，所述刮板的下表面与凹模组件的上表面持平；齿轮齿条机构运动，使滑轨沿着导向槽运动，带动刮板运动。

优选的，齿轮齿条机构包括固定连接在滑轨上方的齿条、纵向架在支架组件上方中部的转动轴以及套在转动轴上且与齿条相啮合的齿轮，转动轴连接电机。

进一步的，本发明还提供上述一种耐火托盘成型装置的成型方法，包括如下步骤：

第一步：无杆气缸带动直线导轨滑块套件移动，从而带动凹模组件移动，移至料仓下方，料仓打开，将料仓内珍珠岩和水的混合物均匀撒入凹模组件；

第二步：齿轮齿条机构运动，设在滑轨上的刮板沿着导向槽移动至凸模组件的左侧，无杆气缸带动凹模组件继续沿着直线导轨滑块套件向凸模组件方向移动，当凹模组件经过刮板时，刮板将超出凹模组件上表面的珍珠岩和水的混合物刮入余料收集框中；

第三步：当凹模组件移动到凸模组件的正下方，凸模组件的下压液压缸活塞杆伸出，带动上内压板和上外压板同时下移，直至上外压板的下表面与四腔外框的上表面接触；

第四步：下压液压缸的活塞杆继续伸出，带动上内压板继续下移，直至上内压板的下表面与下内芯上表面的间距等于耐火托盘底面的厚度；

第五步：顶升液压缸的活塞杆伸出，中框上移，直至中框的四周上表面与上外压板下表面的间距等于耐火托盘四周的厚度，此时，中框的上表面与下内芯下表面相贴合；此时，耐火托盘已挤压成型；

第六步：下压液压缸的活塞杆缩回，上内压板上移，直至上内压板的下表面与四腔外框上表面平齐时，此时弹簧恢复为初始状态；

第七步：下压液压缸的活塞杆继续缩回，上外压板和上内压板一起上移，回到初始位置，凸模组件与挤压成型的耐火托盘分离；

第八步：顶升液压缸的活塞杆继续伸出，中框与下内芯继续上移，将挤压成型的耐火托盘向上推，直至挤压成型的耐火托盘下表面与四腔外框上表面平齐，耐火托盘出模。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：

(1)凹模组件和凸模组件都是组合式结构，在凸模组件拔出时，上内压板和上外压板依次拔出，这样可以有效地避免撕坏刚刚挤压成型的耐火托盘；

(2)成型方法可以保证整个耐火托盘的表观密度一致性，有效地减少了生产成本，同时也避免了因为表观密度的不一致导致耐火托盘在使用过程中出现的破损；

(3)本装置中的原料添加、多余原料去除收集、挤压成型、成型后的耐火托盘出模和移位至下一工位均自动化，减少了工人的劳动强度，提高了工作效率，并且一次能挤压成型多件耐火托盘，生产效率高。

附图说明

图1为本发明的耐火托盘成型装置结构示意图；

图2为本发明中的支架组件结构示意图；

图3为本发明中的凹模组件结构示意图；

图4为本发明中的凹模组件主视图；

图5为本发明中的凹模组件俯视图；

图6为图5中的A-A剖视图；

图7为本发明中的凸模组件结构示意图；

图8为本发明中的刮料推送组件结构示意图；

图9为图8中的A处局部放大图；

图10为图8中的B处局部放大图；

图11为耐火托盘成型方法的加工方法步骤1示意图；

图12为耐火托盘成型方法的加工方法步骤2示意图；

图13为耐火托盘成型方法的加工方法步骤3示意图；

图14为耐火托盘成型方法的加工方法步骤4示意图；

图15为耐火托盘成型方法的加工方法步骤5示意图；

图16为耐火托盘成型方法的加工方法步骤6示意图；

图17为耐火托盘成型方法的加工方法步骤7示意图；

图18为耐火托盘成型方法的加工方法步骤8示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明公开的一种耐火托盘成型装置，包括支架组件1、凹模组件2、凸模组件3、料仓4、托盘承载架5、刮板推送组件6和挤压成型的耐火托盘7。支架组件1用于支撑整个装置，整体框架呈长方形，包括长方形主框架101、支撑杆102、一号门框103、二号门框104、三号门框105、四号门框106、直线导轨滑块套件107以及无杆气缸108，长方形主框架101由型材焊接而成，具有四条支撑腿，将整个支架立于地面上；竖直设在主框架的四个角以及主框架中部的支撑杆102，分别是设于四个角的一号支撑杆1021、二号支撑杆1022、三号支撑杆1023和四号支撑杆1024，竖直设在长方形主框架两条长边中部的五号支撑杆1025和六号支撑杆1026；一号门框103与二号门框104均纵向跨设在主框架上方，且一号门框103与二号门框104平行设置，高度根据装置需要设定，料仓4安装在一号门框103与二号门框104之间，料仓4呈漏斗状，料仓的底部安装有通过舵机开合的底板，料仓内放置珍珠岩和水的混合物。三号门框105和四号门框106同样纵向跨设在主框架上方，且互相平行设置，用于支撑凸模组件3，三号门框105和四号门框106的高度依据凸模组件所需要设置的高度而定。在长方形主框架内，沿着主框架横向设置两条直线导轨滑块套件107，用于引导凹模组件移动；无杆气缸108设在两条直线导轨滑块套件的中间，并且凹模组件通过其第一安装平板分别与无杆气缸的滑块、直线导轨滑块套件上的滑块相连接，当无杆气缸运动，带动凹模组件移动。

如图3、图4、图5和图6所示，凹模组件2设在支架组件的左侧，底部分别与无杆气缸的滑块、直线导轨滑块套件上的滑块相连，可以随着直线导轨滑块套件沿着支架组件左右移动。凹模组件2包括第一安装平板201、支撑柱202、四腔外框203、中框204、下内芯205、余料收集框206、顶升液压缸206、导杆208、顶升平板209以及顶升柱210。第一安装平板201的下表面分别与无杆气缸的滑块、直线导轨滑块套件上的滑块相连，第一安装平板呈长方形，宽度略小于主框架的宽度；在第一安装平板的四个角分别垂直设有支撑柱202，四腔外框203固定在支撑柱顶部，四腔外框有四个空腔，四腔外框的每个空腔内安装有一只中框204，中框可上下移动；每个中框内安装一只下内芯205，下内芯的竖截面呈T形，每个空腔、安装在其中的中框以及安装在中框中的下内芯组合成凹模，余料收集框206空套在四腔外框上，余料收集框的两侧分别安装有把手，方便人工将余料收集框从四腔外框上取下倒出余料8。顶升液压缸206安装在安装平板上，顶升平板209通过若干个导杆208可移动地安装在第一安装平板上，且与顶升液压缸的活塞杆末端相连接；顶升平板上安装有若干个顶升柱210，四腔外框每个腔中对应中框的四周加工有若干个通孔，顶升柱穿过这些通孔顶住中框。启动顶升液压缸，顶升液压缸的活塞杆伸出，带动顶升平板上移，安装在顶升平板上的顶升柱推动四腔外框每个腔中的中框上移，当中框上移至其四周上表面与下内芯上表面平齐时，中框的上表面2041与下内芯下表面2051相接触。此时中框继续上移，中框则带动下内芯一起上移。当顶升液压缸的活塞杆缩回时，中框和下内芯在重力的作用下向下移动，回到初始状态。

如图1和图7所示，凸模组件3设在支架组件的右侧，包括上外压板301、弹簧302、上内压板303、凸模安装板304、下压液压缸305以及第二安装平板306。第二安装平板306的左侧搭在支架组件的三号门框105上，右侧搭在支架组件的四号门框106上，下压液压缸305固定连接第二安装平板的下表面，下压液压缸的活塞端与凸模安装板304相连接，凸模安装板通过螺栓与下方的上内压板303相连接，上内压板的下表面呈阵列式加工四个长方形凸台；上外压板301位于上内压板的下方，具有与上内压板的四个凸台相对应的四个通孔，当下压液压缸的活塞端向下运动，带动凸模安装板与上内压板向下运动，上内压板上的四个凸台通过上外压板的四个通孔。上外压板与上内压板通过四个角落处的弹簧302相连接，弹簧且可在竖直方向上伸缩，弹簧在没受压的情况下，上内压板四个长方形凸台的下表面与上外压板下表面平齐。此外，还设置了使凸模安装板上下运动时保持稳定的导向杆，导向杆安装在凸模安装板上，并向上穿过第二安装板。当下压液压缸的活塞杆伸出时，首先带动上内压板与上外压板一起下移，当下移到上外压板下表面与凹模组件的四腔外框的上表面接触时，下压液压缸的活塞杆继续伸出时，由于弹簧具有压缩性，上外压板不再下移，上内压板继续下移；当下压液压缸的活塞杆缩回时，首先上内压板上移，且弹簧被逐渐放松，等被压缩的弹簧被回到初始状态，下压液压缸的活塞杆继续缩回，将带动上内压板与上外压板一起上移。

如图8、图9和图10所示，刮板推送组件6沿着支架组件的主框架架设，用于刮去凹模组件上余料以及将已成型耐火托盘推送至托盘承载架5上，刮板推送组件6包括导向槽601、滑轨602、刮板603、齿条604、转动轴605以及齿轮606，两根导向槽601平行地安装支架组件的一号支撑杆、四号支撑杆以及二号支撑杆、三号支撑杆之间，滑轨602配合安装在导向槽中，两根齿条604分别安装在两根滑轨上，刮板603横跨在两根滑轨之间，用于刮去凹模组件上余料，刮板的下表面与凹模组件的上表面持平。转动轴605通过带座轴承安装在支架组件的五号支撑杆和六号支撑杆之间，两只齿轮606安装在转动轴的两端，且分别与两根齿条相啮合，转动轴连接电机，由电机驱动(图中未画出)。齿条604、转动轴605以及齿轮606组成齿轮齿条机构。齿轮齿条机构运动，使滑轨沿着导向槽运动，带动刮板运动。

托盘承载架5由型材焊接而成，置于支架组件的后端，用于暂时放置挤压成型的耐火托盘7。

如图11至图18所示，为本发明的一种耐火托盘成型装置的成型方法，包括如下步骤：

如图11所示，步骤1：无杆气缸108带动直线导轨滑块套件107移动，从而带动凹模组件2移动，移至料仓4下方，料仓打开，将料仓内珍珠岩和水的混合物均匀撒入凹模组件；

如图12所示，步骤2：齿轮齿条机构运动，设在滑轨上的刮板沿着导向槽601移动至凸模组件3的左侧，无杆气缸带动凹模组件继续沿着直线导轨滑块套件向凸模组件方向移动，当凹模组件经过刮板时，刮板将超出凹模组件上表面的珍珠岩和水的混合物刮入余料收集框中206；

如图13所示，步骤3：当凹模组件移动到凸模组件的正下方，凸模组件的下压液压缸305活塞杆伸出，带动上内压板303和上外压板301同时下移，直至上外压板的下表面与四腔外框203的上表面接触；

如图14所示，步骤4：下压液压缸的活塞杆继续伸出，带动上内压板继续下移，直至上内压板的下表面与下内芯205的间距等于耐火托盘底面的厚度；

如图15所示，步骤5：顶升液压缸207的活塞杆伸出，中框204上移，直至中框的四周上表面与上外压板下表面的间距等于耐火托盘四周的厚度，此时，中框的上表面与下内芯下表面相贴合；此时，耐火托盘已挤压成型；

如图16所示，步骤6：下压液压缸的活塞杆缩回，上内压板303上移，直至上内压板的下表面与四腔外框上表面平齐时，此时弹簧302恢复为初始状态；

如图17所示，步骤7：下压液压缸的活塞杆继续缩回，上内压板和上内压板一起上移，回到初始位置，凸模组件3与挤压成型的耐火托盘分离；

如图18所示，步骤8：顶升液压缸207的活塞杆继续伸出，中框与下内芯继续上移，将挤压成型的耐火托盘向上推，直至挤压成型的耐火托盘下表面与四腔外框上表面平齐，耐火托盘出模。此时齿轮齿条机构驱动，两根滑轨之间的刮板沿着导向槽向托盘承载架5方向移动，将挤压成型的耐火托盘7推送至托盘承载架上。

Claims (6)

1.一种耐火托盘成型装置，其特征在于，包括用于支撑装置的支架组件(1)、设于支架组件的一侧且可沿着支架组件移动的凹模组件(2)、设于支架组件的另一侧且可与凹模组件相配合的凸模组件(3)、设于凹模组件与凸模组件之间且用于给凹模组件加料的料仓(4)、紧靠凸模组件且用于放置已成型耐火托盘的托盘承载架(5)以及沿着支架组件搭设且用于刮去凹模组件上余料的刮板推送组件(6)，凹模组件沿支架组件移动至料仓下方，料仓打开，给凹模组件加料，刮板推送组件将凹模组件的料刮平，凹模组件继续沿着支架组件移动至凸模组件下方，凹模组件与凸模组件挤压直至耐火托盘成型，刮板推送组件将已成型耐火托盘推送至托盘承载架上，

所述凹模组件(2)包括设在支架组件上且可沿着支架组件移动的第一安装平板(201)、垂直设于第一安装平板四个角的支撑柱(202)、固定在支撑柱顶部的四腔外框(203)、设于四腔外框内每一个空腔内部且可上下移动的中框(204)、设于中框内底部且竖截面呈T形的下内芯(205)、套在四腔外框外部且用于收集余料的余料收集框(206)、固定在第一安装平板上且用于驱动中框上下运动的顶升液压缸(207)、通过若干导杆(208)设于第一安装平板上方且与顶升液压缸活塞端连接的顶升平板(209)，所述四腔外框(203)的底面设有若干通孔，所述顶升平板上设有若干插入通孔的顶升柱(210)；启动顶升液压缸，顶升液压缸的活塞端带动顶升平板向上运动，顶升平板上的顶升柱穿过四腔外框底面的通孔，顶起中框向上运动。

2.根据权利要求1所述的一种耐火托盘成型装置，其特征在于，所述支架组件(1)包括具有四个支撑腿的长方形主框架(101)、分别竖直设于主框架四个角以及竖直设于主框架中部的六个支撑杆(102)、纵向跨设在主框架上方且用于支撑料仓的一号门框(103)、与一号门框平行设置且用于支撑料仓的二号门框(104)、纵向跨设在主框架上方且用于支撑凸模组件的三号门框(105)、与三号门框平行设置且用于支撑凸模组件的四号门框(106)、沿着主框架横向设置且用于引导凹模组件移动的两根直线导轨滑块套件(107)以及设置在两根直线导轨滑块套件中间且为凹模组件移动提供动力的无杆气缸(108)，所述支撑杆(102)上设有刮板推送组件(6)。

3.根据权利要求2所述的一种耐火托盘成型装置，其特征在于，所述凸模组件(3)包括设于支架组件上端且底部高于凹模组件上表面的上外压板(301)、设于上外压板的四周且可在竖直方向上伸缩的弹簧(302)、设于上外压板上方且具有四个向下凸台的上内压板(303)、固定在上内压板顶部的凸模安装板(304)、活塞端与凸模安装板相连接且用于驱动上外压板和上内压板向下运动的下压液压缸(305)以及与下压液压缸固定端连接且用于将凸模组件架在支架组件上的第二安装平板(306)；下压液压缸的活塞端向下运动，带动上外压板和上内压板一起下移，当下移到上外压板下表面与凹模组件上表面接触时，上外压板不再下移，上内压板压缩弹簧继续下移。

4.根据权利要求3所述的一种耐火托盘成型装置，其特征在于，所述刮板推送组件(6)包括沿着支架组件的上方平行架设且与支架组件等长的导向槽(601)、安装在导向槽内的滑轨(602)、横跨在滑轨上且用于刮去凹模组件上余料的刮板(603)以及可带动滑轨沿着导向槽运动的齿轮齿条机构，所述刮板的下表面与凹模组件的上表面持平；齿轮齿条机构运动，使滑轨沿着导向槽运动，带动刮板运动。

5.根据权利要求4所述的一种耐火托盘成型装置，其特征在于，所述齿轮齿条机构包括固定连接在滑轨上方的齿条(604)、纵向架在支架组件上方中部的转动轴(605)以及套在转动轴上且与齿条相啮合的齿轮(606)，所述转动轴连接电机。

6.根据权利要求4所述的一种耐火托盘成型装置的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：无杆气缸(108)带动直线导轨滑块套件(107)移动，从而带动凹模组件(2)移至料仓(4)下方，料仓打开，将料仓内珍珠岩和水的混合物均匀撒入凹模组件；

步骤2：齿轮齿条机构运动，设在滑轨上的刮板沿着导向槽(601)移动至凸模组件(3)的左侧，无杆气缸带动凹模组件继续沿着直线导轨滑块套件向凸模组件方向移动，当凹模组件经过刮板时，刮板将超出凹模组件上表面的珍珠岩和水的混合物刮入余料收集框(206)中；

步骤3：当凹模组件移动到凸模组件的正下方，凸模组件的下压液压缸(305)活塞杆伸出，带动上内压板(303)和上外压板(301)同时下移，直至上外压板的下表面与四腔外框(203)的上表面接触；

步骤4：下压液压缸的活塞杆继续伸出，带动上内压板继续下移，直至上内压板的下表面与下内芯(205)上表面的间距等于耐火托盘底面的厚度；

步骤5：顶升液压缸(207)的活塞杆伸出，中框(204)上移，直至中框的四周上表面与上外压板下表面的间距等于耐火托盘四周的厚度，此时，中框的上表面与下内芯下表面相贴合；此时，耐火托盘已挤压成型；

步骤6：下压液压缸的活塞杆缩回，上内压板(303)上移，直至上内压板的下表面与四腔外框上表面平齐时，此时弹簧(302)恢复为初始状态；

步骤7：下压液压缸的活塞杆继续缩回，上外压板和上内压板一起上移，回到初始位置，凸模组件(3)与挤压成型的耐火托盘分离；

步骤8：顶升液压缸(207)的活塞杆继续伸出，中框与下内芯继续上移，将挤压成型的耐火托盘向上推，直至挤压成型的耐火托盘下表面与四腔外框上表面平齐，耐火托盘出模。