竹材徑向剖篾縫簾一體機設(shè)計

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)計了一種竹材徑向剖蔑縫簾一體機。該機采用作業(yè)集成方式，一臺設(shè)備上可完成自動上料、剖蔑、竹篾轉(zhuǎn)送、自動縫簾、收簾等多道工序。上機試驗表明，該設(shè)備傳動平穩(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： TS642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）09-0246-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.120

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對木材資源的需求量急劇增加。但由于我國森林資源十分有限，對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)境遭受嚴重破壞。與木材相比，竹材具有成本低、產(chǎn)量高、生長速度快、再生能力強、良好的物理性能等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于家居、建材、造紙、化工、環(huán)保、紡織等多個領(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力消耗及人工成本，本文設(shè)計開發(fā)了一種能夠一次完成自動上料、剖蔑、運料、自動縫簾、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，實現(xiàn)竹材剖蔑縫簾的自動化加工，有效提高作業(yè)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1 總體方案

通過查閱國內(nèi)外現(xiàn)有的竹材剖蔑機與縫簾機的相關(guān)資料，借鑒已有較成熟的設(shè)計方案，彌補這些方案所存在的不足，筆者所在的科研團隊提出一種竹材徑向剖篾縫簾一體機的設(shè)計思路。該一體機的主要設(shè)計參數(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)長度2.5m，加工竹材厚度10-20mm；

（3）一體機的相關(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)標準要求。

竹材徑向剖篾縫簾一體機主要由竹片自動上料裝置、徑向剖蔑機、竹篾轉(zhuǎn)送裝置和竹篾縫簾機四部分組成，其工作流程是：作業(yè)時，首先由竹片自動上料裝置將經(jīng)過鋸段、開條、去節(jié)處理后的竹片準確連續(xù)地推送到徑向剖蔑機的工作位置上，然后在推篾機構(gòu)推動下通過徑向剖蔑機上的剖篾刀具模組進行剖蔑，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)送裝置對散亂排列竹篾變位和整理后傳遞到竹蔑縫簾機上，在竹篾縫簾機上完成最后的竹蔑縫簾工序，并通過計數(shù)傳感器測量竹簾長度來實現(xiàn)自動定長縫簾和打結(jié)。

1.電機（含減速器） 2.推篾機構(gòu)主動輪 3.推篾機構(gòu)從動輪 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.上料機構(gòu)鏈輪

2 關(guān)鍵部件設(shè)計

2.1 竹片自動上料裝置

竹片自動上料裝置為徑向剖蔑機進行上料，主要由機架、竹片分格銷、間歇分割器、臥式滾送機構(gòu)、輸送鏈、鏈輪等組成。作業(yè)時，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，在間歇分割器機構(gòu)的作用下，鏈輪帶動傳送鏈將竹片送至徑向剖蔑機導(dǎo)向槽后停止，然后氣缸動作使臥式滾送機構(gòu)合攏將竹片壓緊送入剖蔑機進行剖蔑，如圖1所示。

2.2 徑向剖蔑機

徑向剖蔑機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、滾送機構(gòu)、推篾裝置、輸送鏈及張緊裝置、剖篾刀組模塊、電機和機架等組成，如圖2所示。加工時，臥式滾送機構(gòu)將竹片輸送到封閉的導(dǎo)向槽中，與前端立式滾送機構(gòu)共同將竹片向前推送，待竹片完全進入導(dǎo)向槽后，由推篾鏈上的推塊推動竹片向前運動并經(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現(xiàn)。

1.推篾裝置電機 2.推塊 3.鏈傳動張緊裝置 4.竹片導(dǎo)向槽 5.前端立式滾送機構(gòu) 6.后端立式滾送機構(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.機座

1.機架、2.電機、3.可調(diào)壓板、4.第一支撐傳動鏈條組件、5.間歇送料止料器、6.間歇滾 動送料裝置、7.壓料機構(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加工好的竹篾傳送到竹簾縫織機上進行竹篾縫簾工序，主要包括傳輸鏈、氣缸、竹篾壓條、L型竹腔、竹篾推板、機架等零部件，如圖3所示。經(jīng)過剖蔑機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入L型竹腔，當竹篾完全進入封閉的竹腔后，竹腔氣缸動作帶動竹腔上行打開竹腔，隨后竹篾推板氣缸向前推動竹篾進入第一傳輸鏈條，氣缸退回完成一次推篾動作，與此同時竹篾繼續(xù)向前運動落到第二傳輸鏈條，狀態(tài)也由豎立狀變成平躺狀。

2.4 竹篾縫簾機

竹篾縫簾機用于完成最后的竹篾自動縫簾工序，主要由縫簾裝置、收簾裝置、動力傳送裝置、控制箱和機架等組成，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蝹鲃渔湕l組后繼續(xù)向前運動，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整齊排列。竹篾在排列好之后進入第二傳送鏈組上并傳送至縫簾機構(gòu)下方，壓料裝置向下動作壓緊竹篾后，針座帶動縫針往復(fù)運動對竹篾進行縫織，縫織好的竹簾由收簾裝置進行收整。

3 樣機試驗

根據(jù)本文的設(shè)計方案，試制出竹材徑向剖篾縫簾一體機樣機，并進行上機試驗。試驗結(jié)果表明，樣機上料和運料作業(yè)平穩(wěn)，剖蔑和縫簾效果良好，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，能夠達到各項技術(shù)指標，基本滿足設(shè)計要求。試驗用樣機和縫簾試驗結(jié)果如圖5所示。

4 結(jié)束語

本文通過對竹材加工行業(yè)進行調(diào)查和研究，針對現(xiàn)有加工設(shè)備存在的問題和不足，進行了結(jié)構(gòu)和工藝的改進和創(chuàng)新，設(shè)計了竹材徑向剖篾縫簾一體機。該設(shè)備在設(shè)計時注重將多道工序集中，一臺機器可完成上料、剖蔑、轉(zhuǎn)料、縫簾、收簾等工序，提高了加工效率，減輕了工人的勞動強度。

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