竹材徑向剖篾縫簾一體機(jī)設(shè)計(jì)

翁盛檳　聶曉根　林峰　林曉亮　夏云忠

【摘 要】為解決目前竹簾加工存在的竹材利用率不足、效率低、精度差等問題，設(shè)計(jì)了一種竹材徑向剖蔑縫簾一體機(jī)。該機(jī)采用作業(yè)集成方式，一臺(tái)設(shè)備上可完成自動(dòng)上料、剖蔑、竹篾轉(zhuǎn)送、自動(dòng)縫簾、收簾等多道工序。上機(jī)試驗(yàn)表明，該設(shè)備傳動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠、剖蔑和縫簾質(zhì)量穩(wěn)定，滿足竹簾加工的各項(xiàng)生產(chǎn)要求。

【關(guān)鍵詞】竹材；剖蔑；竹篾縫簾；工序集成

中圖分類號(hào)： TS642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）09-0246-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.120

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)木材資源的需求量急劇增加。但由于我國(guó)森林資源十分有限，對(duì)商品木材的過度開發(fā)導(dǎo)致森林面積不斷減少，生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞。與木材相比，竹材具有成本低、產(chǎn)量高、生長(zhǎng)速度快、再生能力強(qiáng)、良好的物理性能等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于家居、建材、造紙、化工、環(huán)保、紡織等多個(gè)領(lǐng)域，成為替代木材的一種理想材料。然而現(xiàn)有的竹材加工設(shè)備普遍存在效率低、加工精度差、原料利用率不足、品種類型少等問題，在一定程度上制約了竹材工業(yè)的發(fā)展。為了能更快捷、有效地進(jìn)行竹材原料加工，降低徑向剖蔑和徑向竹簾編制兩道工序的動(dòng)力消耗及人工成本，本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一種能夠一次完成自動(dòng)上料、剖蔑、運(yùn)料、自動(dòng)縫簾、收簾等作業(yè)的多功能復(fù)試作業(yè)設(shè)備——竹材徑向剖篾縫簾一體機(jī)，實(shí)現(xiàn)竹材剖蔑縫簾的自動(dòng)化加工，有效提高作業(yè)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1 總體方案

通過查閱國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的竹材剖蔑機(jī)與縫簾機(jī)的相關(guān)資料，借鑒已有較成熟的設(shè)計(jì)方案，彌補(bǔ)這些方案所存在的不足，筆者所在的科研團(tuán)隊(duì)提出一種竹材徑向剖篾縫簾一體機(jī)的設(shè)計(jì)思路。該一體機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

（1）性能參數(shù)：最高加工速度60m/min，剖蔑厚度2.0mm，剖蔑厚度誤差不超過±0.1mm；

（2）加工范圍：最大作業(yè)長(zhǎng)度2.5m，加工竹材厚度10-20mm；

（3）一體機(jī)的相關(guān)參數(shù)應(yīng)可調(diào)整，以適應(yīng)不同直徑的竹材原料和產(chǎn)品規(guī)格要求，加工的產(chǎn)品應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

竹材徑向剖篾縫簾一體機(jī)主要由竹片自動(dòng)上料裝置、徑向剖蔑機(jī)、竹篾轉(zhuǎn)送裝置和竹篾縫簾機(jī)四部分組成，其工作流程是：作業(yè)時(shí)，首先由竹片自動(dòng)上料裝置將經(jīng)過鋸段、開條、去節(jié)處理后的竹片準(zhǔn)確連續(xù)地推送到徑向剖蔑機(jī)的工作位置上，然后在推篾機(jī)構(gòu)推動(dòng)下通過徑向剖蔑機(jī)上的剖篾刀具模組進(jìn)行剖蔑，并將剖好的竹篾經(jīng)導(dǎo)蔑裝置向后輸送到竹篾轉(zhuǎn)送裝置，轉(zhuǎn)送裝置對(duì)散亂排列竹篾變位和整理后傳遞到竹蔑縫簾機(jī)上，在竹篾縫簾機(jī)上完成最后的竹蔑縫簾工序，并通過計(jì)數(shù)傳感器測(cè)量竹簾長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定長(zhǎng)縫簾和打結(jié)。

1.電機(jī)（含減速器） 2.推篾機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪 3.推篾機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪 4.中間鏈輪1 5.間歇分割器輸入軸 6.間歇分割器輸出軸 7.中間鏈輪2 8.上料機(jī)構(gòu)鏈輪

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

2.1 竹片自動(dòng)上料裝置

竹片自動(dòng)上料裝置為徑向剖蔑機(jī)進(jìn)行上料，主要由機(jī)架、竹片分格銷、間歇分割器、臥式滾送機(jī)構(gòu)、輸送鏈、鏈輪等組成。作業(yè)時(shí)，首先人工將竹條按竹青朝上竹黃朝下的狀態(tài)放置在兩分隔銷中間，在間歇分割器機(jī)構(gòu)的作用下，鏈輪帶動(dòng)傳送鏈將竹片送至徑向剖蔑機(jī)導(dǎo)向槽后停止，然后氣缸動(dòng)作使臥式滾送機(jī)構(gòu)合攏將竹片壓緊送入剖蔑機(jī)進(jìn)行剖蔑，如圖1所示。

2.2 徑向剖蔑機(jī)

徑向剖蔑機(jī)是將上料裝置送入的竹片加工成竹篾的設(shè)備，主要由竹片導(dǎo)向槽、滾送機(jī)構(gòu)、推篾裝置、輸送鏈及張緊裝置、剖篾刀組模塊、電機(jī)和機(jī)架等組成，如圖2所示。加工時(shí)，臥式滾送機(jī)構(gòu)將竹片輸送到封閉的導(dǎo)向槽中，與前端立式滾送機(jī)構(gòu)共同將竹片向前推送，待竹片完全進(jìn)入導(dǎo)向槽后，由推篾鏈上的推塊推動(dòng)竹片向前運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過剖篾刀組模塊完成剖蔑工序。竹篾厚度的調(diào)整，可以通過改變剖蔑刀組模塊的刀間距來實(shí)現(xiàn)。

1.推篾裝置電機(jī) 2.推塊 3.鏈傳動(dòng)張緊裝置 4.竹片導(dǎo)向槽 5.前端立式滾送機(jī)構(gòu) 6.后端立式滾送機(jī)構(gòu) 7.剖篾刀組模塊

1.氣缸 2.L型竹腔 3.竹篾壓條 4.第一傳輸鏈 5.第二傳輸鏈 6.徑向竹篾 7.竹篾推板 8.機(jī)座

1.機(jī)架、2.電機(jī)、3.可調(diào)壓板、4.第一支撐傳動(dòng)鏈條組件、5.間歇送料止料器、6.間歇滾 動(dòng)送料裝置、7.壓料機(jī)構(gòu)、8.線托盤、9.針座、10.縫針、11.手輪、12.齒輪組、13.齒輪組、13A.擺桿轉(zhuǎn)軸、13B.單向軸承組件、14.擺桿機(jī)構(gòu) 15.偏心輪

2.3 竹篾轉(zhuǎn)送裝置

竹篾轉(zhuǎn)送裝置的作用是將徑向剖蔑機(jī)加工好的竹篾傳送到竹簾縫織機(jī)上進(jìn)行竹篾縫簾工序，主要包括傳輸鏈、氣缸、竹篾壓條、L型竹腔、竹篾推板、機(jī)架等零部件，如圖3所示。經(jīng)過剖蔑機(jī)加工的竹篾在后端立式滾送裝置的擠壓和滾送作用下呈束狀進(jìn)入L型竹腔，當(dāng)竹篾完全進(jìn)入封閉的竹腔后，竹腔氣缸動(dòng)作帶動(dòng)竹腔上行打開竹腔，隨后竹篾推板氣缸向前推動(dòng)竹篾進(jìn)入第一傳輸鏈條，氣缸退回完成一次推篾動(dòng)作，與此同時(shí)竹篾繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)落到第二傳輸鏈條，狀態(tài)也由豎立狀變成平躺狀。

2.4 竹篾縫簾機(jī)

竹篾縫簾機(jī)用于完成最后的竹篾自動(dòng)縫簾工序，主要由縫簾裝置、收簾裝置、動(dòng)力傳送裝置、控制箱和機(jī)架等組成，設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖4所示。竹篾經(jīng)轉(zhuǎn)送裝置傳輸?shù)降谝恢蝹鲃?dòng)鏈條組后繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，通過調(diào)整可調(diào)壓板與鏈條組的間距，可使竹篾在輸送過程中自動(dòng)整齊排列。竹篾在排列好之后進(jìn)入第二傳送鏈組上并傳送至縫簾機(jī)構(gòu)下方，壓料裝置向下動(dòng)作壓緊竹篾后，針座帶動(dòng)縫針往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)竹篾進(jìn)行縫織，縫織好的竹簾由收簾裝置進(jìn)行收整。

3 樣機(jī)試驗(yàn)

根據(jù)本文的設(shè)計(jì)方案，試制出竹材徑向剖篾縫簾一體機(jī)樣機(jī)，并進(jìn)行上機(jī)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，樣機(jī)上料和運(yùn)料作業(yè)平穩(wěn)，剖蔑和縫簾效果良好，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，能夠達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，基本滿足設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)用樣機(jī)和縫簾試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

4 結(jié)束語

本文通過對(duì)竹材加工行業(yè)進(jìn)行調(diào)查和研究，針對(duì)現(xiàn)有加工設(shè)備存在的問題和不足，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和工藝的改進(jìn)和創(chuàng)新，設(shè)計(jì)了竹材徑向剖篾縫簾一體機(jī)。該設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)注重將多道工序集中，一臺(tái)機(jī)器可完成上料、剖蔑、轉(zhuǎn)料、縫簾、收簾等工序，提高了加工效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

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