专利名称：跳式抹头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抹浆机械的抹浆头，是抹灰机的终端作业机构，尤其是中刀采用旋转并跳跃的形式抹浆的抹头。
背景技术：
目前常见的抹头，都是利用刀片旋转形成的回转面来进行抹浆作业，形成厚度均勻的抹浆层；然而，这种方式也有其不足之处，就是抹浆刀与基面的距离较远，不能对浆体施以较大挤压力，或不能形成压力变化的挤压区，不能使灰浆层更好的附着于基面上。
发明内容
本发明，旨在提供一种灵活性好且能相对基面周期性调整中刀距离的抹头，以提高抹刀对灰浆的抹压效果，改进现有建筑抹灰机械的不足；同时，也为其他行业的抹浆作业提供一种构造合理的抹浆头。本跳式抹头，只是抹浆机械的终端作业主件，还需要配以灰浆输入管道和余料回收管道方为功能完整。抹头由抹灰单体组成，单体由固定筒、内筒、外筒、刀体、跳跃系统、动力、输料筒等组成(图1)；一个抹灰单体可以形成一部抹头，多个抹灰单体组合后则形成一部组合式抹头。用若干抹灰单体，采用不同的排列组合方式来分别设定各单体的抹灰厚度，可形成同步施工不同厚度、不同材质的抹灰板。若抹头再配以抹灰厚度尺、动力控制系统等其他附件，其功能更完善。单体的内筒、外筒以固定筒为支撑骨架，并以固定筒的轴心为旋转轴心旋转；跳跃系统位于固定筒之内管和外管所形成的间隙中，通过盘托与内筒连接，并随内筒旋转；内筒安装在固定筒之内管内部，外筒安装在固定筒之外管外部；输料管安装在固定筒上，回料管以固定筒为支架安装并与内筒对接。单体的内筒内部安装心刀(图2)，外筒外面安装外刀，跳刀安装在跳跃系统上，位于心刀和外刀之间；外刀的投影面包围着跳刀(或称为中刀)的回转面，中刀的回转面包围着芯刀的回转面；跳刀将输灰管输入的灰浆抹压在基面上，形成抹灰面，外刀将基面上的灰浆层进一步的抹平、压实、压光，心刀则将多余的灰浆刮取回收并推进回收管道。后台输料设备的输料管与抹头的输料筒连接，将灰浆输给跳刀；回收管与内筒上口对接，将余料输回回收设备。动力和动力轴以固定筒为支架安装，通过传动部件分别传给内筒和外筒，带动内筒和外筒旋转。另外，抹头的安装架、把手、添加剂输入管或输入设备、消沫设备、灰浆充盈传感器、真空或低压吸气管等，均设置在固定筒上。心刀，安装在内筒上，其回转面覆盖内筒范围。心刀旋转时，在底口形成平面或其他回转面，向上刮取灰浆，用以回收基面上多余的灰浆，然后经回收管送进回收装置。心刀，是一螺旋状刚性刀片，是用一刚性环状板沿其法线方向拉伸形成的螺旋体，自内筒下部向上盘旋，形成螺旋铰刀，向上推挤多余灰浆；每个芯刀刀片由若干螺旋片连接而成。外刀，外筒外面安装外刀。外刀旋转形成抹灰平面(或其它回转面)，进一步抹平和压实灰浆面，并同时提浆压光。外刀，是一用刚性板切割后制成的环状弹性刀片，能沿法线方向变形，用以形成顺缓平滑的抹灰面。芯刀与外刀之间的高度位置，或底口平齐，或回缩一定高度。跳刀，由若干刀组组成，各刀组沿圆形托盘均勻分布，刀片随托盘旋转，同时上下跳跃。刀组在横向受托盘的约束，没有自由度，其纵向受厚度渐变环的控制，有有限的位移量；各刀组的刀片以固定筒轴心为中心等半径安装，均勻分布，成圆环形刀阵。跳刀刀片通过滑杆与上部的渐变环产生对应关系，随渐变环环面的起伏而相对固定筒(或托盘)上下跳动，当跳到最高位置时，利用上口刮取输灰管处的灰浆，并以其倾斜面和旋转力相对基面推挤灰浆，当跳到最低位置时，刀片达到最大下行行程，此时刀片距离基面的距离最近，对灰浆形成最大挤压力，处于高低位置之间时，刀片对灰浆产生力度渐变的斜向推挤。刀片向基面推挤并铺平灰浆，同时将多余的灰浆向前推挤至旋转中心，形成高压区；刀片上行并逐渐达到最大上行行程时，刀片距离基面的距离最远，形成最大抹浆厚度，也形成最大取料开口(相对连接平板的距离最大)，相基面形成脉冲性供料，使灰浆的性能因压力和液体含量的细微变化而发生微调；若干抹灰面向前逐个叠压，即形成预设厚度的抹浆面。刀片逐渐贴近基面的过程中，对灰浆形成斜向挤压，使其呈流动状态与基面接触，形成擦磨，于胶体微粒嵌入基面，同时挤出基面上的气体，更利增加附着力。跳刀刀组，由(图幻渐变面滚轮、压轮组、连杆(或称滑杆)、滑动轴承、跳刀片组成，刀组上的连杆和跳刀刀片随托盘旋转并相对托盘上下运动，跳刀片底口形成立体的环状抹灰面。渐变面滚轮，是一刚性滚轮，安装在连杆上端，沿渐变环上表面滚动，滚轮表面设有一定锥度，用以形成较大接触面；连杆带动滚轮旋转，滚轮带动连杆随渐变环表面的上下起伏做上下运动，刀片在连杆和托盘的共同带动下形成相对基面的波状起伏。压轮组，由压轮、活塞轮座、弹簧、套筒组成，安装在连杆上部，位置与渐变面滚轮对应并位于其下方；压轮组和渐变面滚轮在渐变环上下形成相对挤压，使渐变面滚轮紧贴渐变环滚动，进而实现连杆带动刀片以渐变面的起伏幅度为基础的上下跳动。压轮组弹簧，安装在套筒中；用以顶压压轮，同时限定刀片对灰浆的最大挤压力度，同时给连杆留有回缩余量，在刀片遭遇基面上的凸出物而强烈反压时，弹簧超常规压缩，使连杆向上回缩，从而带动刀片向上回缩，保护刀片。同理，在滑杆上也设置这样的弹性机构，将滑杆变成可伸缩的杆件，在其遭遇与输灰管口处的颗粒物顶撞时，滑杆下端也能向下伸长，即可避免中刀被卡死。套筒，安装弹簧的筒状支座，固定在连杆上。连杆，是一刚性杆，随托盘旋转，下端安装跳刀片，上端设滚轮、压轮；它在横向受滑动轴承约束，在纵向受压轮组制约，但有一定的上下活动范围。
滑动轴承，限制连杆横向自由度的刚性构件。跳刀片，是一复杂立体形状的弹性刚板，安装在连杆下端，并与固定筒中心线成一定夹角，形成相对抹灰基面的倾斜，用以挤压灰浆；刀片上部设安装孔和变形缝，安装孔用以固定刀片，变形缝用以改善刀片上部的弹性；刀片内侧伸至内筒处，形成向内的弹性翼板；刀片外侧伸至固定筒之外管处或外筒处，形成向外悬挑的翼板；刀片下口外侧呈直线或指向旋转中心的弧线，内侧(尤其内侧翼板)由外向内逐渐呈偏离旋转中心的曲率变化，中间段呈直线状态；刀片的竖向断面，其外侧，上口逐渐向前(旋转方向)倾斜，由中间向外侧逐渐增大，呈背向基面弯曲翻卷的曲面，使下部刀面与基面的夹角逐渐变小，逐渐对灰浆形成正向(相对基面)挤压；其内侧上口，由中间向旋转中心逐渐减小，直至形成直立状态。跳刀片的安装也要和回转圆的径向线成一定夹角，利于多余灰浆向内筒流动；同时，还可将跳刀片外侧向前弯曲，兜住灰浆；将灰浆控制在跳刀片的旋转面范围内。跳跃系统，由跳刀刀组、渐变环、托盘、旋转油封等组成。渐变环控制跳刀刀组的跳跃幅度和跳起、下落或平行行进的起始位置，托盘连接内筒和跳刀组之间，同时在横向支撑和向前推挤刀片。渐变环，是一刚性环，安装在固定筒内管或外管上，上表面分段成低平面环形段—盘旋上升环形段一高平面环形段一盘旋下降环形段，形成表面起伏的闭合环面；下表面是环形平面或锥面，表面无起伏变化。此外，渐变环的上下表面，均应考虑与渐变滚轮和压轮的表面对应。若将渐变环的起伏环面设置在变形环的下面，同时将该环上移，使其与内、外管之间的连接平板重合，再将弹簧的推力方向改为向上推挤(推滑杆)，同样能形成带动跳刀片起伏跳动之目的，则可省略单独设置渐变环。托盘，是一刚性盘状体，由托盘内管、外管、环状板组成。托盘内管，用于套接内筒；托盘外管，用于安装跳刀组、油封等；环状板，用以连接托盘内管、外管成刚性整体，同时横向支撑跳刀；环状板在跳刀处开口，使灰浆流入，若开口较大或开口较多，则开口之间剩余的环状板板面就缩略成了以内筒为中心的辐条。旋转油封，是固定在托盘上的盘状体，外口至固定筒之外管内壁，内口至托盘外管外壁，用以包裹滑动轴承、渐变面滚轮、压轮组、连杆大部以及渐变环等，防止润滑油外泄和外部浆体侵害跳跃系统。旋转挡灰环，安装在托盘外管上的环形板，随托盘转动，它与安装在固定筒外管内壁上的环形挡灰环对应，阻挡外部灰浆进入固定筒外管内壁的上部的跳跃系统空间。旋转挡灰环除设在与环形挡灰环对应位置外，在其上部空间还可在增设若干片，各片之间留有一定间隙，在有灰浆侵入时，上部的旋转挡灰环能够利用自身的旋转力将其
思出ο固定油封，是安装在固定筒之外管内壁上的油封，与旋转油封对应，盖住旋转油封与固定筒外管内壁之间的间隙，防止润滑油外泄。固定油封和旋转油封之间的互相包裹遮盖关系，视抹头的使用仰角而定，若反向使用抹头，则应相应改变两者间相互遮盖的构造。跳刀刀片以内筒轴心为中心向周边发散，形成环形刀阵；阵刀刀片将输浆管口的灰浆刮下，利用自身的倾斜面和旋转力向基面推挤灰浆；同时利用自身构造，将基面上的灰浆刮平压实，并将多余的灰浆刮推至内筒中心区域。为增加刀片弹性，可沿刀片上口和底口间隔切开一些纵向缝，使刀片上口和底口沿横向形成若干小区段，增加刀片的局部变形能力。固定筒，是由内管、平板、外管组成的刚性构件，内管、外管呈圆筒状，内管套装在外管内部并同轴，两管之间用平板连接固定，形成刚性连接。内管、外管之间的间隙，就是跳跃系统的安装位和运行空间。内管上端设内筒的上轴承位，下端设内筒的下轴承位；外壁设置渐变环的安装位。外管下端设外筒的轴承位、甩灰口、以及挡环位；外管内壁上部设固定油封挡环位。固定筒内管被托盘内管和托盘外管包围，同时，固定筒内管和内筒之间的空间也被托盘的内管和外管包围而被密封保护。输灰管，是安装在固定筒上的刚性管，上端与输灰软管对接，下端与固定筒之外管上的预留孔对接；输软管下口做成倾斜状，刀片切入始端为低端口，切出端为高端口，避免颗粒物质卡住刀片；一个抹灰单体上可以设置若干个输灰管。环形挡灰板，是安装在固定筒外管上的刚性环形板，板面上根据抹灰单体上输灰管的数量预留灰浆输入口 ；环形挡灰板用以罩住固定筒外管内部的上部空间，保护轴承等部件。内筒，是一刚性圆筒，安装在固定筒的内管之内，以固定筒为旋转轴旋转；内筒上部安装从动齿轮，带动内筒旋转；内筒内部芯刀，下部安装托盘；内筒旋转，带动内部芯刀和下部托盘旋转。外筒，是一刚性圆筒，安装在固定筒之外管的下端，并以固定筒之外管为轴旋转；外筒下部安装外刀刀片，中部设灰浆甩出口和刮灰舌片。为减小自固定筒外管向外筒流出的灰浆对轴承等构件的影响，同时也为减小外刀内径，外筒下端直径可采用变径方式，使下段缩小至与固定筒外管等值，形成上部管段、下部管段两段，两段之间形成台阶；此时，将外筒的甩灰口扩大至台阶面上，更利于灰浆排除。若将外筒与固定筒成一定夹角设置，外筒带动外刀旋转形成的回转面与中刀形成的回转面也呈一定夹角，适应固定筒与基面呈倾斜状态的作业情况。外刀，用以进一步压实压平灰浆层；甩出口和刮灰舌片，用以清理进入外筒和固定筒外管间隙里的灰浆。另外，分别在固定筒外管外壁、外同内壁上，也设置若干挡灰环，阻挡灰浆的侵入。外筒刮灰片，是安装在外筒甩灰口上的舌片，向内、外伸出，将灰浆刮掉并甩出。动力源、动力轴，是驱动动力轴的电机或其他外部输入的动力，安装在固定筒上。动力轴将动力传导给内筒和外筒，驱动各筒及跳跃系统运动。另外，内筒和外筒可分别配置动力源。输料管，是将灰浆输送进入抹灰单体的刚性管，安装在固定筒上，它是外接柔性输料管的连接件。回料管，以固定筒为支点安装，它与内筒的上端相套接，用以将多余的供料回收。传感设备及无芯刀抹头，传感设备设置在固定筒形成的灰室里(内外管形成的空间)，用以监测灰室力灰浆的充盈度或中刀的旋转情况。利用灰浆充盈度传感器监测的信号，通知后台的灰浆输入设备控制输入量；利用中刀旋转计数器的监测信号，通知后台的添加剂输入设备控制输入量。在传感设备和后台控制设备的共同作用下，输入灰室里的灰浆和抹到基面上的灰浆量相等，达到供需平衡，则芯刀可以省略，由此，抹头的构造可以大大简化。添加剂输入管，外加剂输入管设在平板上，在跳动通过时刮取添加剂，然后再随刀片刮取灰浆，掺加到灰浆中并抹于基面上，形成特殊材质的点状特殊抹灰面；该点状面，能起到变换抹灰面表面或增加抹灰面整体附着的作用。
四
图1 表示跳式抹头的一个单体，是沿中心轴方向的纵向剖面图；表示固定筒由内管2.1、外管2. 2和平板组成，两管(筒)之间用平板连接在一起，两管之间形成环状间隙；内筒1安装在固定筒内管2. 1之内，外筒3安装在固定筒外管2. 2之外；固定筒与内筒、外筒之间设置连接轴承。1代表内筒；2. 1代表固定筒的内管；2. 2代表外管；2. 3代表连接平板；3. 1代表连杆(滑杆)；3. 2代表渐变面滚轮；3. 3代表压轮；3. 4代表压轮轴和滚轮轴；3. 5代表活塞；3. 6代表弹簧；3. 7代表活塞套筒座，安装在连杆上部，位于滚轮轴下部并与之相对应；3. 8代表滑动轴承，供滑杆上下滑动和约束其横向自由度；3. 9代表跳刀刀片；4. 1代表盘状旋转油封；4. 2代表盘状旋转油封在连杆穿过的位置设套筒台阶，防止润滑油外泄；同时还表示，为减小旋转油封的体量，在下部挡浆环20能较好封堵住灰浆入侵的情况下，盘形旋转油封底可以向上部挪移设置；5. 1代表托盘外管；5. 2代表托盘内管；5. 3代表托盘的环状板；环状板上设置灰浆口，同时灰浆口还是支撑跳刀刀片的托板；6. 1代表安装在固定筒外管上的固定环形板；6. 2代表固定环形板内孔；7. 1,7. 2代表轴承；8. 1代表外筒；8. 2代表安装在外筒甩灰口上的舌片；8. 3代表外筒甩灰口 ；9代表外刀；10. 1代表安装在内筒上部的传动齿轮；在顶部还应设置保护罩等维护构造；10. 2代表动力齿轮，它与10. 1啮合传动；11. 1代表动力源；11. 2代表向上伸出的动力轴，它将动力传递给10.2 ;11. 3代表向下伸出的动力轴，它将动力传递给11.4 ;11. 4代表下部的动力齿轮，它将动力传递给12 ；12代表设置在外筒上的齿轮，它将动力传递给外筒17 ；13. 1代表安装在固定筒外管上的挡浆环，防止灰浆进入上部的轴承范围；13. 2、13. 3代表安装在外筒上的挡浆环，下环设在甩灰口下口处，上环设在甩灰口中部；此二环，能利用自身的旋转力将灰浆甩出；14代表渐变环，上部是高度渐变面，下部是平面或锥面；15代表托盘内管与跳跃系统刀组之间的空当部位，与之对应的左侧(以内筒为对称轴)刚好是一个刀组；16代表输灰筒，每个单体上可设若干个；若将输灰筒是直管，自上部插入时，则应相应的改变固定筒外管上部形状和平板大小，与之对应，旋转油封、固定油封尺寸和形状也要相应变化；17代表舌片；18代表心刀(或芯刀)；19代表设在固定筒外管上的甩灰口，该口与设在旋转油封上的挡环位置对应，以利于灰浆甩出；20代表设在托盘上的旋转挡灰环；21代表固定油封，安装在固定筒之上。图2 表示刀片图，表示跳刀刀片是将平板沿不同方向扭转变形的复杂立体形状；3. 10代表安装孔。图3 表示一个跳刀刀组工作原理图。表示刀组的连杆通过托盘的连接随内筒旋转，连杆上的滚轮沿渐变环滚动时，因渐变环表面的起伏变化带动连杆上下运动运动，形成跳跃模式，进而带动刀片跳动。3. 11代表滚轮轴。
五具体实施例方式以图1为例1、分别选设定内筒、外筒转速和直径；外筒直径的选择，要考虑跳跃系统的尺度要求，应能使固定筒的内外管之间能形成容纳跳跃系统的空间；2、选购或制作轴承；3、根据内外筒直径、轴承厚度设定固定筒，在固定筒外管外部和内管内部设轴承位；4、制作内筒、外筒、托盘、固定筒选A、B、C、D、E、F六种直径的刚性管，以及相应数量的平板，刚管管径按由大到小的顺序；分别按各构件的构造要求加工A作为内筒，F作外筒；B为托盘之内管，D作为托盘之外管；C作为固定筒之内管，E作为固定筒之外管；使AC之间、EF之间的径差满足轴承的厚度要求；B的厚度小于轴承厚度；用平板分别割取托盘环形板、固定筒平板(环形)；用固定筒平板连接C、E，形成固定筒；用托盘环形板连接B、D，形成托盘；托盘的平板外径要与固定筒外管内径相吻合。5、制作跳跃系统根据固定筒内外、管之间的间隙和托盘外管尺寸，同时还要考虑输灰管占用的尺寸，分别制作渐变环、滑动轴承、滚轮、压轮系统等。渐变环，内径与固定筒内管外径吻合，外径小于连杆所处位置，留有连杆围绕其转动的空间；渐变环，将上表面打磨成最低平面环形段一盘旋上升环形段一高平面环形段一盘旋下降环形段四段，各段之间顺滑连接；制作压轮系统，选合适材料制作套筒、活塞，活塞上部设滚轮支座；先将弹簧安装在套筒中，再安装活塞；制作连杆，其长度上端超出托盘，下端伸至跳刀片中部；根据渐变环最小厚度等因素，确定滚轮、压轮之间的距离，继而确定滚轮轴和压轮系统的安装位置，然后分别安装在连杆上；6、选择或制作滑动轴承根据渐变环外径、托盘外管外径等构造尺寸，同时考虑输灰管的构造尺寸影响，选择或制作滑动轴承；在后部组装时，滑动轴承安装在托盘外管上；7、输灰管，选择适当管材制作输灰管，其管径尺寸不能影响跳跃系统的运转；8、分别制作旋转挡灰环(安装在托盘上)、固定挡灰环(安装在固定筒之外管上)、旋转油封(安装在托盘上)、固定油封(安装在固定筒之外管上)；
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9、选择或制作齿轮分别根据内筒、外筒尺寸选择内筒齿轮和外筒齿轮；根据内、外筒齿轮尺寸和模数以及转速要求，选择动力齿轮、动力轴等；10、选择恰当功率的动力源；11、根据动力源、动力齿轮转速等情况，选择变速装置；12、制作刀片分别根据各构件的尺寸、位置等情况，分别制作心刀、跳刀、外刀刀片；13、制作其他辅助构件，如舌片、其他挡环、维护构件等等；14、组装内筒套装在固定筒内管内，轴承连接；内筒齿轮安装在内筒上部；托盘安装在内筒下部；芯刀安装在内筒内部；固定油封安装在固定筒外管上，位置与托盘上的旋转油封对应；渐变环安装在固定筒内管上部；旋转油封套在连杆上，位于压轮系统下部；跳跃系统的滑动轴承套装在连杆上；将滚轮和压轮夹住渐变环，将滑动轴承固定在托盘上；安装跳刀刀片；安装输灰管；安装各齿轮和动力轴；安装其他附件；15、安装动力开关，连接电源；16、开机运作。打开动力开关，启动供料和回收系统；在浆体到达抹头后，将抹头对准基面并预留一定间隙，移动抹头，即获得抹灰面。
权利要求
1.跳式抹头，是抹浆机械的终端作业主件，由内筒、外筒、跳跃系统、各种刀片、动力等组成抹灰单体，其特征在于单体的固定筒由内管、外管组成；固定筒内管内安装内筒，固定筒外管外安装外筒；内筒内安装芯刀，外筒外安装边刀；跳刀刀片位于芯刀和边刀之间，安装在跳跃系统的托盘上；托盘内管和外管包住固定筒内管，旋转油封、固定油封挡住润滑油不外泄，旋转挡灰环、固定挡灰环挡住灰浆不侵入跳跃系统所在的上部空间；跳跃系统设在内管、外管之间，它由跳刀组、渐变环、油封、挡灰环等组成；跳跃系统通过托盘与内筒连接并随之旋转，滚轮依靠压轮的顶压作用下在渐变环上滚动，带动连杆产生上下跳跃；跳刀在连杆带动下，产生上下跳动并旋转的复合动作；跳刀自输灰管刮取灰浆压抹到基面上，形成不同厚度的抹灰层，同时将多余灰浆推挤到内筒位置，芯刀刮取多余灰浆回送到回收管，边刀进一步压实基面上的灰浆层。
2.如权利要求1所述的跳式抹头，其特征在于外筒轴心线与固定筒轴心线呈一定夹角，外筒带动外刀与基面呈一定夹角。
3.如权利要求1所述的跳式抹头，其特征在于不单独设置渐变环，渐变环的起伏曲面设在连接平板上。
4.如权利要求1所述的跳式抹头，其特征在于滑杆是一可伸缩的刚性杆，杆内设拉力弹簧；在滑杆在被拉伸长之后，以弹簧的弹性势能使滑杆回缩到原有长度。
全文摘要
一种跳式抹头，是抹灰机的终端作业机构，中刀旋转并跳跃；抹头由固定筒、内筒、外筒、刀体、跳跃系统、动力、输料筒等组成；内筒、外筒以固定筒为支撑骨架，并以固定筒为轴旋转；跳跃系统位于内管和外管所形成的间隙中，通过盘托与内筒连接，并随内筒旋转；内筒安装在固定筒之内管内部，外筒安装在固定筒之外管外部；输料管安装在固定筒上，回料管以固定筒为支架安装并与内筒对接。一个抹灰单体可以形成一部抹头，多个抹灰单体组合后则形成一部组合式抹头。内筒内部安装心刀，外筒外面安装外刀，跳刀安装在跳跃系统上，位于心刀和外刀之间；跳刀将灰浆抹压在基面上，形成抹灰面，外刀将基面上的灰浆层进一步的抹平压光，心刀将多余的灰浆刮取回收。
文档编号E04F21/08GK102561664SQ20111037598
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月6日 优先权日2010年11月6日
发明者孙长顺 申请人:孙长顺