专利名称:万能磨光机的制作方法
实用新型万能磨光机是一种多功能的建筑装修机械，它的主要功能是磨平、磨光或抛光混凝土、水磨石、大理石、金属、塑料等构件的表面(图1、图2、图3、图4)。可施工混凝土现浇或予制的立面(墙面)(图1)、平面(地面)(图3)和斜面；能生产予制水磨石或人造大理石贴面板(2－1)，并能根据需要的尺寸自动切割(2－2)；装上工作附件后，可磨平、磨光或抛光，小块平面和复杂形体的表面，例如磨窗台(4－2)、楼梯(4－4)、阳台、隔板等；能完成钻孔(4－3)、切槽(4－1)、割块等工序，并能多人同时利用一台机器进行不同的作业。
目前，国内外生产的建筑装修机械中，已经有多种具有单一功能的水磨石专用机械。例如1.河南省郑州中原机械厂生产的HM4型地面水磨石机。该厂在产品说明书中写道“单盘水磨石机是一种地面磨光、抛光机械，适用于大面积的地坪、台阶的水磨作业；在单盘的基础上，还发展了系列化产品——双盘水磨石机，工效比单盘提高一倍以上。”2.湖南省冷水江建筑电动工具厂生产的ZIMJ－100型手提式水磨石机。在该厂的产品说明书中写道“手提式水磨石机，是一种手提式建筑电动工具，主要用于建筑物窗台、楼梯、踏步、边角线及小型予制构件的水磨。”3.安徽省岳西建筑机械厂生产的CM2－1型侧式磨光机。该厂在产品使用说明书中写道“侧式磨光机是一种用于磨平、磨光大面积水磨石、大理石或其他砖砌墙面的高效率机械。”侧式磨光机的研究设计者——本实用新型专利的发明人张朝吟，在《建筑机械》杂志一九八三年第一期第12页发表的“侧式磨光机”论文中写道“侧式磨光机是为了解决建筑施工中水磨石墙裙的机械化作业问题，而研究设计的专用建筑机械。”4.由瑞典佩尔·卡尔斯特罗恩(Per Carlstron)和格尔特·佩尔森(Gert Persson)发明的表面磨光机(SURFACEFINISHING MACHING)，该发明申请并获得美国US4，317，314号专利和英国GB2，052，327号专利。在表面磨光机的书中写道“本发明是一种用于磨光平面。例如，对用混凝土、水泥或类似凝固材料制成的地板进行磨光的磨光机。”5.由亨利·杰·恩布斯克(Henry·J·Enbusk)发明的移动式清洁车(DOLLY FOR LAWN TRMMER AND COMBINATIONTHEREOF)。该发明申请并获得美国US4，442，659号专利。在移动式清洁车的书中写道“本发明的特征是在一个人工牵引的车架上，装上旋转的磨轮，用于磨削和清理墙面下部、墙根附近的脏物。”6.由联邦德国克拉姆·盖勃·克劳斯(Kjann geb KrauB)发明的手持式电动墙壁开槽器(wandrijjen——Fraesgeraet Zum Aufsetzen auf E－Hand——Bohrmaschinen)，该发明申请并获得联邦德国DT2413525号专利。在手持式电动墙壁开槽器的书中写道“本发明的目的在于用圆盘铣刀装在手持式电动工具卡头上，以便在墙面或平面上切割和开槽。”上述这些机械，都可利用砂轮旋转磨平、磨光或切割混凝土，水磨石表面，但都仅仅具备单一的功能。建筑装修工程中的各种工序，需要购置多种机具才能完成。
随着建筑工业的日趋现代化和建筑物标准的逐步提高，采用混凝土、水磨石、人造大理石的地面、墙裙及其他装饰结构，有进一步发展的趋势，其中，以予制贴面板发展最快，特别是正在发展中的第三世界，建筑装修机械的需求量更大。目前，国内外生产予制贴面板，绝大多数都是在工厂车间里用专用的机具生产，要经过许多环节，才能送到工地使用。而少量在工地予制的水磨石板，则采用人工作业，劳动强度大，效率低，成本高，经济效益很差。因此，研制在工地生产予制贴面板的小型机械，就成了迫切需要解决的问题。
本发明的目的在于将多种水磨石机械的优点综合起来，结构统一起来，设计出具有多种功能的新型建筑装修机械。
万能磨光机由电动机、减速箱、磨头、机架、底盘、导向机构、进刀机构、行走机构及工作附件等部分组成。(图5、图6、图7、万能磨光机总装主视、侧视、俯视图)(图8、图9、图10、减速箱主视、俯视、侧视图)磨立面或墙面时，电动机6－1经特殊结构的减速箱6－2进行减速，由减速箱内的分速齿轮9－12将动力分配给垂直和水平布置的两对输出轴10－3和9－2，驱动执行机构磨头5－3上的两个磨盘5－6作相互反向的旋转，用螺栓固定在磨盘上的三角形砂轮5－7即对面进行磨削。由于两根水平输出轴9－2在箱体内的一端，分别装有两个蜗杆离合器9－3，离合器滑动轴9－4可通过花键在空心的蜗杆8－1内上、下滑动，操作人员按下拉杆旋扭9－8，离合器拉杆9－7 即推动滑动轴与蜗杆离合器9－3闭合，再轻轻旋动拉杆旋扭9－8，使闭锁定位销9－6进入蜗杆轴承盖9－5上的半圆槽形缺口内，关上闭锁滑块10－7使闭合后的离合器，不致在运转时自动分离。蜗杆离合器闭合后，分别带动两根蜗杆8－1作相互反向的旋转，由于两根蜗杆的螺旋方向相反，两个与之分别啮合的蜗轮8－2，即发生同向同步旋转，经齿轮变速后输出扭矩。在图6所示的工作状态中，减速箱的升降齿轮8－3与导向槽钢上段6－3内装配的齿条上段6－4啮合，随着电动机的正转或反转，升降齿轮带着减速箱和磨头在导向滚轮8－4的约束下，沿着导向槽钢6－5上升或下降。当磨头上升或下降到工作极限位置时，分别装在导向槽钢上部和下部左侧的上、下行程开关5－15和5－14，使电动机反转，如此往复循环，实现磨盘旋转和升降运动的合成。在磨削过程中，砂轮和被磨削平面都不断磨损，导致工作压力减小，效率降低，为了保证机械正常工作，操作人员可操纵手轮6－24，由进刀链轮6－27和进刀链条6－22带动进刀螺杆6－14旋转，固定在活动底盘6－8上的进刀螺母6－15即产生进刀运动，经活动侧面框架6－20组成的活动机架传给导向槽钢组成的导向机构，使磨头进刀，工作荷载则由四组进刀滚轮6－10传递到固定底盘6－9上。执行机构磨盘5－6的中心部分，装有缓冲弹簧5－5和柔性橡胶联轴器5－4，可自动调节砂轮的工作压力和克服被磨削表面凹凸不平所产生的不利影响，减少工作时的冲击和振动。两个磨盘相互反向旋转，可抵消旋转运动所产生的扭矩，保持整机工作时两侧方向的稳定性。为了保证机器工作时前后方向的稳定性，经过静力学和运动学的计算，在活动底盘6－8上，设计了可拆装的机体配重5－10，使整机在工作时，前后左右，均能保证足够的稳定性。当一条磨削带完工后，通过手轮离合装置6－25将滑动手轮轴6－26的工作平链6－29挂到手动行走链轮6－30上，行走链条6－31便带动主动行走轮轴6－13上的链轮6－16旋转，使主动行走橡胶轮6－17驱动整机沿立面方向行走，到新的磨削带位置。如此循环往复，完成整个立面的磨削工作。为了对磨头和被磨削表面进行润滑和冷却，减速箱箱体上装有阀门10－1，工作时开启阀门，冷却水即通过橡胶软水管10－2从磨头防护罩5－8内侧喷向墙面。如果需要磨削立面的某一位置，可打开减速箱蜗杆离合器9－3，蜗杆、蜗轮及升降齿轮均停止转动，依靠阿基米德蜗杆的自锁特性，使减速箱和磨头在导向槽钢、齿条和导向滚轮的约束下，停在立面的任一位置，原地磨削。
当需要生产予制水磨石或人造大理石板时，先在生产场地按要求放置框模，扎好钢筋骨架，浇灌混凝土，并振捣、养护至适当的强度；打开万能磨光机导向槽钢6－5和活动侧面框架6－20相联接的安全闭锁装置6－6，使导向槽钢以旋转支点座6－7为中心，旋转90°至水平位置，放下顶部横樑5－2上的钢管支架5－1，让其以螺栓轴15－1为支点支撑在地面上；摇动升降手柄6－23使棘轮机构5－12动作，同时转动支架调节螺杆15－3，导向槽钢即可在水平位置状态下，整体升降至需要的高度，使磨头对地面上的被磨削构件，产生一定的工作压力；同时将下部行程开关5－14调整到适当的位置，然后起动电动机6－1，使减速箱带着磨头5－3，在导向槽钢内作水平移动和转动，其往复工作的极限位置，仍由调整位置后的行程开关控制，完成对予制构件上表面的磨平磨光作业。予制构件需要切缝时，将磨头换成切割头，即可按尺寸自动切割。执行机构传动套9－16与减速箱十字形布置的输出轴，均采用基孔制动配合，光销9－15传动加开口销9－14闭锁联接方式，安装、拆卸和更换执行机构都非常方便。
当需要磨地面时，应当首先将磨头换成较小的规格，并将两个小规格的磨盘装配在两根垂直输出轴10－3上，较小规格的磨盘，因直径较小，足以被容纳在机体腹内。此时，将导向槽钢6－5旋转至水平位置，让电动机、减速箱、磨头开进机体腹内的导向槽钢U型架5－11上，触动腹内行程开关5－13后自动停止；打开蜗杆离合器9－3，使升降齿轮8－3停止转动，摇动升降手柄6－23，棘轮机构5－12动作，减速箱即可调整到适当的高度，使磨头对地面产生一定的工作压力，随后启动电机，此时，两个磨盘相对单向旋转，砂轮即对地面进行磨削。由于从动行走轮6－11为一对插头式万向脚轮，松开万向脚轮定位器6－12，从动行走轮即可自由任意转动，工人扶着扶手5－9，推着机器前进、后退或转弯，可以到达地坪面的任意位置工作。
当需要进行钻孔、切槽、割块或磨削小块平面时，卸下磨盘，给减速箱输出轴套上本机配套的软轴，在软轴的另一端接上本机配套的工作附件——手持式钻孔机、切槽机或砂轮机，就可同时进行钻孔、切槽、割块或磨窗台、楼梯、阳台、隔板、栏杆等工序。砂轮的规格还可以根据用户的需要，自行选用配套，磨削各种复杂形体的表面。在以上各种作业中，将砂轮换成本机配套的布轮，就可以对磨光后的表面，进行打蜡抛光，实现一机多用。
万能磨光机的电气控制系统，包括一个附于活动机架上的配电箱6－21，两个装在外罩6－19上的转换开关6－28，三个行程开关5－13、5－14、5－15，和若干控制线路，可以保证机械在各种工作状态下正常运行，机壳外罩6－19用螺钉联接在固定机架6－18上。
与现有的各种单一功能的磨光机相比较。万能磨光机有下列主要突破和创新
1.本发明突破了现有各种单一功能的磨光机在结构和原理上的束缚，将它们的优点综合起来，结构统一起来，形成了一个新的品种，解决了长期以来建筑装修机械行业没有解决的一机多用的难题；2.特殊结构的减速箱立式电动机9－9直接与减速箱箱体9－13用螺栓联接，电动机齿轮9－10经多级传动齿轮9－1减速后输出扭矩。本减速箱采用了特殊的齿轮布置方式和传动比分配，形成了两组分别垂直和水平布置的齿轮传动系统，和具有不同转速且相互反向旋转的两对输出轴(图8、图9、图10、减速箱主视、俯视、侧视图)，输出轴与执行机构——磨头、切割头或软轴的传动套9－16均采用基孔制动配合，光销9－15传动加开口销9－14闭锁，便于装配，拆卸和更换执行机构。减速箱内的蜗杆离合器9－3将动力分配到两对螺旋方向相反的蜗杆8－1和蜗轮8－2上，保证了升降齿轮8－3的同步同向运转，采用阿基米德螺旋线蜗杆传动，利用其自锁特性，为执行机构停留在任意位置进行工作创造了条件。减速箱内设计了由叶轮10－6和泵壳10－5组成的自循环式旋涡油泵，以及沿箱体内壁布置的润滑油管10－4多点喷油润滑系统。自循环式旋涡油泵的工作原理，类似叶轮式离心泵，但叶片布置为放射状，没有螺旋角。叶轮周围和泵壳内圈构成旋涡流道，当叶轮在垂直输出轴带动下旋转时，流体在叶片的驱动下，在流道内产生旋涡运动，不断获得能量，当能量足够大时，即从油管出口流向各喷油润滑点。润滑后的油，在回油过程中散热后，仍然流回原来的油池，再循环进入旋涡泵，形成自循环的润滑运动，保证了各传动齿轮、蜗轮、蜗杆及滚动轴承9－11在工作时的润滑和冷却。
3.导向槽钢及旋转支点座导向槽钢6－5既是执行机构运动的轨道，又是执行机构工作的支撑。(图11、导向槽钢与旋转支点座)导向槽钢内的一侧，用沉螺钉装配了齿条，11－3，使升降齿轮8－3能在导向滚轮8－4的约束下，沿齿条作升降运动或水平往复运动。为了实现一机多用，导向槽钢分为上段6－3中段11－2和下段11－5三部分，上段和中段，能够以铰链为中心，向下拆迭180°；上、中两段又能以旋转支点11－4为圆心，整体向下旋转90°至水平位置。旋转支点托架11－1用螺栓将导向槽钢U型架5－11和槽钢下段11－5相对固定起来，磨头5－3的工作荷载。则通过旋转支点传给旋转支点托架，再传递到棘轮机构5－12和活动底盘6－8上。导向槽钢的安全闭锁装置6－6，采用保险暗锁加螺纹联接方式，保证了机器在磨削立面时安全可靠。
4.顶部横梁及支架当机器磨制予制水磨石贴面板时，导向槽钢以旋转支点为圆心，旋转至水平位置，顶部横梁5－2上的支架15－2放下，(图15、顶部横梁及支架)旋紧定位螺杆16－2，让支架立于地面，转动支架调节螺杆15－3使导向槽钢调整至适当高度。装上横梁配重16－1后，整机即可正常工作。顶部横梁和导向槽钢上段，采用连接板17－1固定，便于装配和检修。
5.双向棘轮和正反转控制机构当万能磨光机磨制予制水磨石贴面板或磨削地面时，磨头的进刀和退刀动作都是依靠棘轮机构5－12来完成的。(图18，双向棘轮和正反转控制机构)4根升降螺杆18－2用沉头螺钉固定在导向槽钢U型架5－11两边底部的对称位置上，左、右两侧螺杆的螺旋方向相反，升降螺母18－10与双向棘轮18－8内圈通过花键连接。两侧的双向棘轮，由棘爪拨动，同步反向旋转时，带动升降螺母旋转，由于升降螺母座18－1内部的钢球18－3限制了升降螺母只能在原位置作旋转运动，迫使4根升降螺杆同步上升或下降。双向棘轮的旋转方向，由棘爪18－6和棘爪拉杆18－5同步控制，拉伸弹簧18－4能使棘爪定位工作。棘爪拉杆，将棘爪拉向一侧时，棘轮旋转，螺杆就会上升或下降；双向棘轮的旋转扭矩，由操纵升降手柄6－23通过摇杆机构带动棘轮套连杆18－7来供给，使棘轮套18－9和棘爪18－6驱动双向棘轮18－8按棘爪规定的方向旋转，从而使升降螺杆，连同导向槽钢U型架以及电动机、减速箱和磨头等部件一起升降，实现在垂直方向上的进刀和退刀。
6.从动行走万向脚轮的定位器装置为了使整机在磨地坪或转移工地时，能向任意方向行走和转弯。从动行走轮6－11采用了插头式万向脚轮21－1，(图21，万向脚轮定位器)，但在磨立面时，则要求从动行走轮和主动行走橡胶轮6－17一样，只能沿墙面方向直线行走，以保证将墙面磨平和磨光。这时，只要将万向脚轮定位器6－12中的定位销轴22－2旋转至槽口位置，装在定位座22－4中的压缩弹簧22－3，立即将定位销轴弹出，对准并插入定位板22－1上的圆孔，就可以使万向脚轮定位，按规定的直线方向行走。
图 面 说 明①本图面说明所列之22幅图，是实用新型“万能磨光机”说明书的附图。由于在叙述万能磨光机的主要结构和工作原理时，可能同时涉及到几幅图的内容，为了不致引起误会，各幅图中的标记，均以该幅图的编号开头。例如图6的15号零件，标记为“6－15”。
②相同的零件，根据不同的要求在不同的图幅中出现时，为了叙述上的方便和不致引起误会，零件的名称，在不影响其实质内容的前提下，作了细小的变动，以示区别。例如图5中的“钢管支架”(5－1)和图15中的“支架”(15－2)，实为同一零件，前者在总体结构中提到，而后者出现在局部放大结构的详细说明之中。
③每一幅附图的标记如下图1、万能磨光机磨立面示意图图2、万能磨光机生产予制贴面板示意图2－1、磨予制板， 2－2、自动切割；图3、万能磨光机磨地面示意图图4、万能磨光机多人同时工作示意图4－1、切槽、 4－2、磨窗台，
4－3、钻孔， 4－4磨楼梯；图5、万能磨光机总装主视图5－1、钢管支架， 5－2、顶部横梁，5－3、磨头， 5－4、柔性橡胶联轴器，5－5、缓冲弹簧， 5－6、磨盘，5－7、三角形砂轮， 5－8、磨头防护罩，5－9、扶手， 5－10、机体配重，5－11、导向槽钢U型架， 5－12、棘轮机构，5－13、腹内行程开关， 5－14、下部行程开关，5－15、上部行程开关；图6、万能磨光机总装侧视图6－1、电动机， 6－2、特殊结构的减速箱，6－3、导向槽钢上段， 6－4、齿条上段，6－5、导向槽钢， 6－6、安全闭锁装置，6－7、旋转支点座， 6－8、活动底盘，6－9、固定底盘， 6－10、进刀滚轮，6－11、从动行走轮， 6－12、万向脚轮定位器，6－13、主动行走轮轴， 6－14、进刀螺杆，6－15、进刀螺母， 6－16、链轮，6－17、主动行走橡胶轮， 6－18、固定机架，6－19、外罩， 6－20、活动侧面框架。
6－21、配电箱， 6－22、进刀链条，6－23、升降手柄， 6－24、手轮，6－25、手轮离合装置， 6－26、滑动手轮轴，6－27、进刀链轮， 6－28、转换开关，6－29、工作平链， 6－30、行走链轮，6－31、行走链条， 6－32、铰链；图7、万能磨光机总装俯视图图8、减速箱主视图8－1、蜗杆， 8－2、蜗轮，8－3、升降齿轮， 8－4、导向滚轮；图9、减速箱俯视图9－1、传动齿轮， 9－2、水平输出轴，9－3、蜗杆离合器， 9－4、离合器滑动轴，9－5、蜗杆轴承盖， 9－6、闭锁定位销，9－7、离合器拉杆， 9－8、拉杆旋扭，9－9、立式电动机， 9－10、电动机齿轮，9－11、滚动轴承， 9－12、分速齿轮，9－13、箱体， 9－14、开口销，9－15、光销， 9－16、执行机构传动套；
图10、减速箱侧视图10－1、阀门， 10－2、橡胶软水管，10－3、垂直输出轴， 10－4、润滑油管，10－5、旋涡油泵泵壳， 10－6、旋涡油泵叶轮，10－7、闭锁滑块；图11、导向槽钢及旋转支点座11－1、旋转支点托架， 11－2、导向槽钢中段，11－3、齿条， 11－4、旋转支点，11－5、导向槽钢下段；图12、旋转支点座B－B局部剖视图图13、导向槽钢A－A局部剖视图图14、旋转支点座K向视图图15、顶部横梁及支架15－1、螺栓轴， 15－2、支架，15－3、支架调节螺杆；图16、顶部横梁及支架俯视图16－1、横梁配重， 16－2、定位螺杆；
图17、顶部横梁及支架侧视图17－1、连接板；图18、双向棘轮和正反转控制机构18－1、升降螺母座， 18－2、升降螺杆，18－3、钢球， 18－4、拉伸弹簧，18－5、棘爪拉杆， 18－6、棘爪，18－7、棘轮套连杆， 18－8、双向棘轮，18－9、棘轮套， 18－10、升降螺母；图19、双向棘轮和正反转控制机构俯视图图20、双向棘轮和棘爪A－A剖视图图21、万向脚轮定位器21－1、插头式万向脚轮；图22、万向脚轮定位器侧视图22－1、定位器， 22－2、定位销轴，22－3、压缩弹簧， 22－4、定位座。
实现本发明的最好方法万能磨光机是一种小型建筑机械，属中等复杂程度的施工设备。整机及零部件设计的标准化程度较高，部分零部件对加工和装配工艺有较严格的要求，应由技术条件较好的机械厂制造。
权利要求
1.一种用于建筑装修工程的多功能磨光机。该磨光机装有一个电动机，一个减速箱，一套执行机构，两组机架，两个底盘，两组导向槽钢，一套进刀机构，一套行走机构和一套电气控制系统。本发明的特征在于具有多功能的减速箱；执行机构可以任意互换，导向槽钢可以折迭并绕活动支点旋转；进刀机械能实现水平和垂直两个方向的进刀和退刀动作，行走机构在地面上，既能只按直线方向行走，又能在任意方向上自由活动。
2.根据权项1所述之磨光机，其特征在于，减速箱由14个齿轮构成垂直和水平布置的两组齿轮传动系统，四根输出轴按十字形布置输出扭矩。垂直输出轴和水平输出轴转速不同，而同一组的两根输出轴转速相等，但旋转方向相反。
3.根据权项1所述之磨光机，其特征在于，减速箱的两根水平输出轴箱体内的一端，分别装有两组蜗杆离合器，可以在空心的蜗杆内滑动离合。它们合上时，能带动两组旋转方向相反的蜗杆旋转，而与之啮合的蜗轮则能同步同向旋转，向减速箱两侧输出扭矩。
4.根据权项1所述之磨光机，其特征在于，减速箱内的传动齿轮、蜗杆、蜗轮和滚动轴承，依靠自循环式旋涡油泵，进行多点喷油润滑。
5.根据权项4所述之磨光机，其特征在于，减速箱内的自循环式旋涡油泵，叶轮的叶片为放射状布置，叶轮周围和泵壳内圈构成旋涡流道，无论叶轮正转还是反转，均能输出润滑油。
6.根据权项1所述之磨光机，其特征在于，执行机构，包括一
专利摘要
万能磨光机是一种多功能的建筑装修机械，由电动机、减速箱、磨头、机架、底盘、导向机构、进刀机构、行走机构和工作附件等部分组成。它的主要用途是磨平、磨光或抛光混凝土、金属、塑料等构件的表面，可施工立面、平面和斜面；能生产予制贴面板，并能根据需要的尺寸自动切割；可磨削小块平面和复杂形体的表面，例如窗台、楼梯、阳台、隔板等；能完成钻孔、切槽、割块等工序，并能多人同时利用一台机器进行不同的作业。
文档编号B24B7/18GK85200759SQ85200759
公开日1986年3月26日 申请日期1985年4月1日
发明者张朝吟 申请人:张朝吟导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan