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专利号: 2018112437440
申请人: 浙江农林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 木材或类似材料的加工或保存;一般钉钉机或钉U形钉机
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种旋切用竹材整形装置,其特征在于:包括内咬合卡轴、用于驱动内咬合卡轴径向膨胀和旋转的加压驱动装置、用于控制加压驱动装置的压力控制装置、至少三根绕内咬合卡轴圆周方向均匀分布的同步运动整形辊、用于驱动各个同步运动整形辊沿内咬合卡轴径向同步运动的同步驱动机构、为同步驱动机构提供动力并控制同步运动整形辊对竹段压力的整形辊动力控制机构;

所述内咬合卡轴包括一中心轴、与同步运动整形辊数量相同的膨胀单元和若干个连盘;所述中心轴一端开有顶针孔;所述连盘套装在中心轴上且与中心轴通过花键连接,只有位于内咬合卡轴两端的连盘仅有一侧有与同步运动整形辊数量相同的接头,其余连盘的两侧面各有与同步运动整形辊数量相同的接头,接头沿圆周方向均匀分布;相邻两个连盘上对置的接头通过膨胀单元相连,所述膨胀单元包括两根推杆和一肋条,两根推杆铰接在肋条的两端,一根推杆的外端与连盘上的接头铰接,另一根推杆的外端与另一相邻的连盘上对置的接头铰接,所述肋条外侧布满卡针。

2.根据权利要求1所述的旋切用竹材整形装置,其特征在于:所述加压驱动装置包括一液压夹紧双卡轴箱和一卡盘;所述卡盘夹紧内咬合卡轴中心轴的一端,并驱动中心轴旋转,进而带动内咬合卡轴旋转;中心轴的另一端安装在液压夹紧双卡轴箱上,液压夹紧双卡轴箱与卡盘相对;所述液压夹紧双卡轴箱包括一空心轴套、一外卡轴、一内卡轴、第一液压缸、第二液压缸和一箱体;所述外卡轴为一空心轴,与套在其上的空心轴套通过滑键式连接,外卡轴能在空心轴套内轴向运动,外卡轴的卡头为一圆环,通过卡头挤压内咬合卡轴的连盘,实现对内咬合卡轴的施压;所述内卡轴在外卡轴中,通过滑键连接,能在轴向自由移动,内卡轴的卡头为一顶针,顶入中心轴一端的顶针孔,实现内咬合卡轴的定心;所述空心轴套通过轴承安装在箱体上;所述第一液压缸和第二液压缸均固定安装在箱体上,第一液压缸的活塞与外卡轴尾端连接,第二液压缸的活塞与内卡轴尾端连接。

3.根据权利要求2所述的旋切用竹材整形装置,其特征在于:所述压力控制装置包括外卡轴液压控制系统和内卡轴液压控制系统,所述外卡轴液压控制系统控制加压驱动装置中的第一液压缸和内卡轴液压控制系统控制加压驱动装置中的第二液压缸;所述外卡轴液压控制系统包括第一压力表、第二压力表、第一减压阀、第二减压阀、第一三位四通电磁换向阀、第一单向阀、第一二位三通电磁换向阀,第一三位四通电磁换向阀的P口与油源相连通,第一三位四通电磁换向阀的A口分别与第一减压阀的入口、第二减压阀的入口以及第一单向阀的出口相连通,第一减压阀的出口和第一压力表的入口相连通,第一压力表的出口和第一二位三通电磁换向阀的P口相连通,第二减压阀的出口和第二压力表的入口相连通,第二压力表的出口和第一二位三通电磁换向阀的T口相连通,第一单向阀的入口和第一二位三通电磁换向阀的A口均与第一液压缸的无杆端相连通;第一液压缸的有杆端与第一三位四通电磁换向阀的B口相连通;

所述内卡轴液压控制系统包括第三压力表、第三减压阀、第二三位四通电磁换向阀、第二单向阀,第二三位四通电磁换向阀的P口与油源相连通,第二三位四通电磁换向阀的A口分别与第三减压阀的入口以及第二单向阀的出口相连通,第三减压阀的出口和第三压力表的入口相连通,第三压力表的出口和第二单向阀的入口均与第二液压缸的无杆端相连通,第二液压缸的有杆端与第二三位四通电磁换向阀的B口相连通。

4.根据权利要求3所述的旋切用竹材整形装置,其特征在于:所述同步运动整形辊包括一芯轴、一端部轴套、若干个滚动轴承和若干个隔离轴套;所述芯轴中间套有若干个滚动轴承和若干个隔离轴套,每两个滚动轴承之间夹着一个隔离轴套,芯轴一端有轴肩,另一端装有弹簧卡圈,以限制滚动轴承的轴向移动;所述端部轴套套在芯轴的一端。

5.根据权利要求4所述的旋切用竹材整形装置,其特征在于:所述同步驱动机构包括结构相同的左同步驱动单元和右同步驱动单元,左同步驱动单元驱动同步运动整形辊的一端,右同步驱动单元驱动同步运动整形辊的另一端,左同步驱动单元和右同步驱动单元均包括一转轴、一齿轮、一链轮、一蜗轮、一蜗杆、一U型块、一输出齿条、一直线导轨、滚珠滑块、一座块、外球面带座轴承;所述蜗轮空套在转轴上,并与蜗杆相啮合连接,蜗杆支承在U型块上,所述齿轮与蜗轮同轴且固定连接在蜗轮侧面上,齿轮又与输出齿条相啮合;所述链轮固定在转轴上,U型块固定在链轮侧面;所述输出齿条背面与直线导轨固定连接,所述直线导轨贯穿滚珠滑块,两滚珠滑块固定不动;所述座块与输出齿条端部固定;所述座块与外球面带座轴承固定连接;同步运动整形辊的芯轴安装在左同步驱动单元的外球面带座轴承上,端部轴套安装在右同步驱动单元的外球面带座轴承上;所有左同步驱动单元的链轮通过一条链条相连,链条通过张紧轮张紧;所有右同步驱动单元的链轮通过另一条链条相连,该链条通过另一张紧轮张紧。

6.根据权利要求5所述的旋切用竹材整形装置,其特征在于:所述蜗杆两端套有耐磨套;所述耐磨套安装在U型块的安装孔中;所述蜗轮侧面有阶梯毂,齿轮固定在阶梯毂上;所述蜗轮与蜗杆之间具有自锁性。

7.根据权利要求6所述的旋切用竹材整形装置,其特征在于:所述整形辊动力控制机构包括两第三液压缸、两主动齿条和一液压控制系统;每个第三液压缸的活塞杆与一个主动齿条固定连接;所述两主动齿条又分别与一个左同步驱动单元中的齿轮相啮合和一个右同步驱动单元中的齿轮相啮合;所述液压控制系统包括第四压力表、第五压力表、第四减压阀、第五减压阀、第三三位四通电磁换向阀、第二二位三通电磁换向阀和第三单向阀,第三三位四通电磁换向阀的P口与油源相连通,第三三位四通电磁换向阀的A口分别与第四减压阀的入口、第五减压阀的入口以及第三单向阀的出口相连通,第四减压阀的出口和第四压力表的入口相连通,第四压力表的出口和第二二位三通电磁换向阀的P口相连通,第五减压阀的出口和第五压力表的入口相连通,第五压力表的出口和第二二位三通电磁换向阀的T口相连通,第三单向阀的入口和第二二位三通电磁换向阀的A口均与两第三液压缸的无杆端相连通;两第三液压缸的有杆端均与第三三位四通电磁换向阀的B口相连通。

8.根据权利要求7所述的旋切用竹材整形装置,其特征在于:所述油源包括油箱、油泵、一蓄能器、第四单向阀、溢流阀和电控压力表;油泵从油箱吸油,油泵通过第四单向阀与蓄能器相连通,溢流阀的入口接在油泵和第四单向阀之间,溢流阀的出口与蓄能器相连通,电控压力表安装在蓄能器上,蓄能器分别与第一三位四通电磁换向阀的P口、第二三位四通电磁换向阀的P口和第二三位四通电磁换向阀的P口相连通。

9.一种竹材整形旋切方法,其特征在于,将权利要求2-8任一项所述的旋切用竹材整形装置安装到卡轴式旋切机形成竹材整形旋切机,该方法在竹材整形旋切机实现,包括如下步骤:

(1)软化处理:将去除内外节的竹段进行软化;

(2)初步整形:先采用同步驱动机构,使同步运动整形辊向经过软化处理的套在内咬合卡轴上的竹段的中心同步进给,对竹段施加持续的可控压力,对竹段进行初步整形,压力大小由整形辊动力控制机构控制,此时控制对竹段的压力为0.5-2Mpa;

(3)整形并定型:再将内咬合卡轴的肋条与同步运动整形辊对齐,通过加压驱动装置对内咬合卡轴施加轴向压力,使内咬合卡轴的肋条同步向竹壁膨胀,内咬合卡轴上的肋条对竹壁施加持续的压力,同时肋条上的卡针插入竹段内表面,与竹壁实现咬合,使竹段稳定的固定,对竹壁施加的压力大小由压力控制装置控制,此阶段控制对竹段的压力为2-4Mpa;此时,通过整形辊动力控制机构将同步运动整形辊对竹段的压力调整为2-5Mpa,完成竹段的整形与定型;

(4)旋转竹段进行竹材单板的生产:竹段整形完成后将同步运动整形辊与内咬合卡轴对竹段的压力均降为0.5-2Mpa,通过加压驱动装置驱动内咬合卡轴及固定在其上的竹段同步旋转,同时旋刀向竹段中心均匀进给,将靠近轴式旋切机的刀具的整形辊作为压尺,旋切竹段,旋切过程中同步运动整形辊对竹段保持0.5-2Mpa的压力,内部内咬合卡轴对竹段保持0.5-2Mpa的压力,使之与竹材内表面保持咬合状态;旋切完成时,加压驱动装置的外卡轴先退回使内咬合卡轴卸压,然后整形辊动力控制机构为同步驱动机构提供动力,驱动同步运动整形辊快速退回,最后加压驱动装置的内卡轴退回,完成竹段的旋切。

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