一种育苗营养基高密度管坯的成型加工设备及其使用方法与流程

本发明涉及植物育苗技术，尤其涉及一种育苗用中空柱状营养基的成型机。

背景技术：

随着现代农业技术的快速发展，对于红香芋、瓜果、中草药等经济类植物的种植实现先育苗后移栽是确保丰收的先进种植模式，目前，人们都是通过手脱模方式进行制作带有凹坑的营养基模，将带有凹坑的营养基模进行干化处理后待用，使用时将带有凹坑的营养基模埋入土地中，将待育种子放入营养基模的顶面凹坑中，复土即可，这种带模种植法虽然出苗率高，种苗生长一致性较好，对丰产增产有一定的帮助，然而将营养基模直接埋入种植地中进行育苗种植，育苗的环境变化较大，不能受控，温度、水份等条件不能保证在合理范围内，更重要的是若遇到雨水过多的天气，营养基模中的营养成份会流失，导至育苗营养不足而产生劣苗，申请人经过多年试验，进行室内育苗后移栽的模式，产量可增加5％～8％，其中，采用中空管柱结构的营养基育苗模管的育苗效果最佳，且营养基育苗模的压实度对于营养的缓释影响极大，它既能保证育苗期所需的营养，也能保证移栽生根期的营养，因此，这种精准式育苗移栽种植模式逐步被广大农民接受。然而，如何制作营养基育苗模成为难题，为了提高营养基育苗模的制作质量和产量，降低农民的劳动强度，实现高密度营养基育苗模制作的机械化，申请人发明了一种高密度粉营养基育苗模成型机，它能对育苗粉体或颗粒营利基材通过模具和压力成型机压制成的高密度中空管状物。

经调研，现有中空柱状体的成型机如图1所示，包括上模固定板1、上模浮动板2、中模浮动板3、下模固定板4、导向立柱5、主油缸6、中模浮动油缸7、上模头8、中模9、芯棒10、下模头11、下模支撑块12、芯棒固定座13和芯棒固定座连接板14，上模固定板1通过四根导向立柱5固定在下模固定板4上形成固定机架，上模固定板1固定四根导向立柱5的上端，位于下模固定板4的上方，上模浮动板2和中模浮动板3均套装在四根导向立柱5上，上模浮动板2和中模浮动板3均位于上模固定板1和下模固定板4之间，且上模浮动板2位于中模浮动板3的上方，主油缸6的壳体安装在上模固定板1上，且位于上模固定板1的中心，主油缸6的活塞杆的伸出端与上模浮动板2固定连接，上模头8固定安装在上模浮动板2的下端面上；中模9固定安装在中模浮动板3的中心，两个中模浮动油缸7的缸体对称固定安装在上模固定板1上，中模浮动油缸7的活塞杆的伸出端与中模浮动板3固定连接，芯棒10的下端固定安装在芯棒固定座13上，芯棒固定座13通过芯棒固定座连接板14与中模浮动板3固定连接，下模头11的下端固定安装在下模支撑块12上，下模支撑块12固定安装在下模固定板4的上端面上，芯棒10的直径与下模头11的内孔之间为间隙配合，芯棒10套装在下模头11的内孔中，下模头11的外径与中模9的内径之间为间隙配合，下模头11的上端套装在中模9的内孔中，上模头8的外径与下模头11的外径相等，上模头8的内孔直径与下模头11的内孔直径相等，上模头8、中模9、芯棒10和下模头11的中心在一条直线上。

这种粉体成型机虽然可以压制出中空柱状产品，但是，在生产过程中存在如下缺点：

第一，可靠性差，由于芯棒10为细长轴，承受的抗拉抗压强度有限，固定安装芯棒10的芯棒固定座13与中模浮动板3之间为刚性连接，在上模头8下移压制过程中，受压粉层对芯棒10产生巨大压力，芯棒10处于刚性受压状态，芯棒10易受压弯曲变形，严重时会折断，使用寿命短；

第二，压制管件容易开裂，成品率低

在脱模过程中，中模9和芯棒10同步下移脱模，压制管坯的外圆表面与中模9内孔之间产生巨大的轴向拉力，压制管坯的内孔与芯棒10之间同时产生巨大向上的轴向拉力，这样压制管坯的外表面和内孔表面同时受到相同方向的作用力，很容易导致压制管坯的拉裂或拉断，直接影响到压制管坯的合格率。在压制和脱模过程中，芯棒10受到先压后拉的交替轴向力作用，加速了芯棒10的疲劳破坏，芯棒10的使用寿命短，并且压制管坯的内外表面同时受向上的轴向拉力，脱模阻力大，脱模困难，压制管坯的内孔与芯棒10脱离时，压制管坯极易拉裂或拉断；

在中模浮动板2下移脱模时，压制管坯先出模部分的内孔和外圆部分同时解除压力，出模部分体积会迅速膨胀，而未出模的部分继续受高压限制，这样也会导致压制管坯产生内应力，严重会出现裂纹或开裂，这也是导致压制管坯成品率不高的主因之一。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种育苗营养基高密度管坯的成型加工设备，它不仅能高效地机械化生产育苗营养基高密度管坯，而且能确保产品完整脱模，减少育苗营养基高密度管坯出现裂纹或开裂，提高压制管坯的成品率，还能防止芯棒与芯棒固定座的损坏。

本发明采取的技术方案如下：

一种育苗营养基高密度管坯的成型加工设备，包括上模固定板、上模浮动板、中模浮动板、下模固定板、导向立柱、主油缸、中模浮动油缸、上模头、中模、芯棒、下模头、下模支撑块和芯棒固定座，上模固定板通过四根导向立柱固定在下模固定板上形成固定机架，上模固定板固定四根导向立柱的上端，位于下模固定板的上方，上模浮动板和中模浮动板均套装在四根导向立柱上，上模浮动板和中模浮动板均位于上模固定板和下模固定板之间，且上模浮动板位于中模浮动板的上方，主油缸的壳体安装在上模固定板上，且位于上模固定板的中心，主油缸的活塞杆的伸出端与上模浮动板固定连接，上模头固定安装在上模浮动板的下端面上；中模固定安装在中模浮动板的中心，两个中模浮动油缸的缸体对称固定安装在上模固定板上，中模浮动油缸的活塞杆的伸出端与中模浮动板固定连接，芯棒的下端固定安装在芯棒固定座上，下模头的下端固定安装在下模支撑块上，下模支撑块固定安装在下模固定板的上端面上，芯棒的直径与下模头的内孔之间为间隙配合，芯棒套装在下模头的内孔中，下模头的外径与中模的内径之间为间隙配合，下模头的上端套装在中模的内孔中，上模头的外径与下模头的外径相等，上模头的内孔直径与下模头的内孔直径相等，上模头、中模、芯棒和下模头的中心在一条直线上，其特征是：在芯棒外侧的同一圆周上等份地设有两个以上芯棒浮动油缸，芯棒浮动油缸的缸体固定安装在下模固定板上，芯棒浮动油缸的活塞杆与芯棒固定座固定连接。

进一步，在芯棒的两侧对称分布有两个芯棒浮动油缸。

进一步，在芯棒外侧的同心圆弧上均匀的分布有三个芯棒浮动油缸。

进一步，在芯棒的同心圆弧上均匀的分布有四个芯棒浮动油缸。

由于将芯棒固定座由原来通过芯棒固定连接板固定连接在中模浮动板上改为由芯棒浮动油缸与下模固定板连接，这种连接方式将芯棒固定座与中模浮动板之间的连接由原先的刚性连接改为芯棒固定座与下模固定板之间的柔性连接，在上模头下移压迫粉体时，若采用现有技术方案，那么芯棒的受力无法缓冲解压，因为固定芯棒的芯棒固定座与中模浮动板之间为刚性连接，当芯棒受压大于极限值时将会产生芯棒折断或者芯棒固定座弯曲变形，就会引发背景技术部分所描述的技术缺陷。

采用本发明后，由于芯棒固定座与下模固定板之间采用多个芯棒浮动油缸连接，这样芯棒固定座与下模固定板之间的连接为柔性连接，当芯棒受到的压力超过预定值时，芯棒浮动油缸给芯棒一个缓冲力，芯棒会随芯棒浮动油缸的活塞杆同步缓冲下移，这样就能防止芯棒受到超额压力时意外变形或折断，芯棒固定座也不会出现变形，在压制管坯脱模时，由主油缸带动上模浮动板带动上模头从中模的内孔中抽出，再由中模浮动油缸带动中模浮动板和中模同步向下移动，在中模的脱模过程中芯棒先固定不动，待压制管坯完全从中模中脱出后，再由芯棒浮动油缸带动芯棒固定座和芯棒同步向下移动，当芯棒移动至完全脱离压制管坯后即完成脱模过程。压制管坯在这样的脱模过程中，中模与芯棒是分步脱离压制管坯的，这样，压制管坯在脱模过程中，压制管坯由原来的外表面和内孔同时受两个力，改变为分步受力，即在同一时间内只受一个向下的轴向拉力，在中模浮动板下移脱模时，压制管坯只受到中模内孔的磨擦作用力，而芯棒与压制管坯内孔之间相对静止，二者之间没有摩擦力作用，当压制管坯完全脱离中模时，压制管坯会解压膨胀，压制管坯的内外径都会膨胀变大，这样就改变了压制管坯内孔与芯棒之间的原有配合性质，从而极大减小了芯棒与压制管坯内孔之间抽芯阻力，杜绝了压制管坯在抽芯过程中容易内孔拉毛和整体开裂破损的缺陷，压制管坯脱模过程从原本上下分段脱模变为内外分步脱模，从原理上优化了压制管坯的脱模受力情况，杜绝压制管坯因上下段内外压力的不均匀导致的产品开裂破损的问题，提高压制管坯的质量，降低压制管坯的次品率。

附图说明：

图1为现有中空柱体成型机的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为压制管坯从中模内孔中脱出状态的结构示意图；

图4为压制管坯完全脱模状态的结构示意图；

图中：1-上模固定板；2-上模浮动板；3-中模浮动板；4-下模固定板；5-导向立柱；6-主油缸；7-中模浮动油缸；8-上模头；9-中模；10-芯棒；11-下模头；12-下模支撑块；13-芯棒固定座；14-芯棒固定座连接板；15-芯棒浮动油缸。

具体实施方式：

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

一种育苗营养基高密度管坯的成型加工设备，如图2所示，包括上模固定板1、上模浮动板2、中模浮动板3、下模固定板4、导向立柱5、主油缸6、中模浮动油缸7、上模头8、中模9、芯棒10、下模头11、下模支撑块12、芯棒固定座13和芯棒浮动油缸15，上模固定板1通过四根导向立柱5固定在下模固定板4上形成固定机架，上模固定板1固定四根导向立柱5的上端，位于下模固定板4的上方，上模浮动板2和中模浮动板3均套装在四根导向立柱5上，上模浮动板2和中模浮动板3均位于上模固定板1和下模固定板4之间，且上模浮动板2位于中模浮动板3的上方，主油缸6的壳体安装在上模固定板1上，且位于上模固定板1的中心，主油缸6的活塞杆的伸出端与上模浮动板2固定连接，上模头8固定安装在上模浮动板2的下端面上；中模9固定安装在中模浮动板3的中心，两个中模浮动油缸7的缸体对称固定安装在上模固定板1上，中模浮动油缸7的活塞杆的伸出端与中模浮动板3固定连接，芯棒10的下端固定安装在芯棒固定座13上，下模头11的下端固定安装在下模支撑块12上，下模支撑块12固定安装在下模固定板4的上端面上，芯棒10的直径与下模头11的内孔之间为间隙配合，芯棒10套装在下模头11的内孔中，下模头11的外径与中模9的内径之间为间隙配合，下模头11的上端套装在中模9的内孔中，上模头8的外径与下模头11的外径相等，上模头8的内孔直径与下模头11的内孔直径相等，上模头8、中模9、芯棒10和下模头11的中心在一条直线上，在芯棒10的两侧对称分布有两个芯棒浮动油缸15，芯棒浮动油缸15的缸体固定安装在下模固定板4上，芯棒浮动油缸15的活塞杆与芯棒固定座13固定连接。

所述育苗营养基高密度管坯的成型加工设备的压制成型方法如下：

如图3～图4所示，将待压营利粉剂倒入中模9的内孔中，主油缸6带动上模浮动板2垂直下移，压制结束后，主油缸6工作，主油缸6带动上模浮动板2垂直上移，从而带动上模头8垂直上移从中模9的内孔中抽出，再由中模浮动油缸7带动中模浮动板3和中模9同步垂直下移，在中模9的脱模过程中芯棒10固定不动，待压制管坯完全从中模9中脱出后，再由芯棒浮动油缸15带动芯棒固定座13和芯棒10同步向下移动，当芯棒10移动至完全脱离压制管坯后即可完成脱模过程，然后中模浮动油缸7和芯棒浮动油缸15回程，带动中模浮动板3和芯棒固定座13恢复原位，即中模9和芯棒10复位，再向中模9的内孔中倒入粉剂，继续下一次压制管坯的压制，如此重复。