抹头的制作方法

专利名称：抹头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抹灰机械的工作主件，尤其是抹灰机械的抹头。
背景技术：
目前常见的抹灰机械，大多体量较大，动作笨拙，作业死角大，提浆效果差，不利于 推广。

发明内容
本发明旨在提供一种灵活性好且施工效率高的抹头，以改进现有抹灰机械的不足 之处，进而提高施工质量及工速度，降低建造成本。本抹头，是抹灰机械的抹灰工作主件，需要配以灰浆输入管道和余料回送管道方 为功能完整；然后，再配以灰浆拌制设备及输送动力后，即形成一部完整的抹灰机。抹头由抹灰单体组成，单体由固定筒、内筒、外筒、刀体、动力、输料筒、齿轮组、轴 承等组成(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控制各单体的抹灰厚度，可形成同步 施工不同厚度、材质的抹灰板；抹灰板上的各单体可共用一条动力和灰浆管道。若抹头选用 一个单体，除上述部件外，还需厚度尺、控制开关系统等其他附件配套，使功能更完善。单体的内筒、外筒以固定筒为支撑骨架，并以固定筒中心轴为旋转轴心旋转；内 筒、外筒分别安装中刀、边刀，两刀体随筒体转动动，形成旋转的抹灰面；中刀螺旋体翼板向 下方推挤灰浆，不断将灰浆输送到基面上并抹平；边刀则进一步抹平和压实灰浆面，并同时 提浆压光；内筒筒内安装芯刀，芯刀随内筒转动，形成与中刀反向推进的螺旋体，使多余的 灰浆沿内筒孔回流。内筒安装在固定筒内，外筒安装在固定筒外，输料管安装在固定筒上，回料管以固 定筒为支架与内筒对接；中刀安装在内筒外壁下部，芯刀安装在内筒内壁下部，边刀安装在 外筒外壁下部，中刀、边刀两者之间或形成平面或形成阶梯面，边刀、芯刀之间底口平齐；灰 浆由输料管输入到固定筒，进入内筒和固定筒形成的间隙中，中刀将灰浆推向抹灰基面并 抹平，边刀将芯刀形成的抹灰面进一步揉浆和抛光，芯刀将输入的多余灰浆通过内筒回排。一般情况下，中刀的转动方向与边刀相反，两刀的转速各自不同；中刀和芯刀的功 能可以互换，在两刀功能互换时其各自对应的输料管和回料管也需互换，同时，两刀的螺旋 方向和底部构造也需相应改变，以适应对应的功能。动力轴以固定筒为支架，轴承将内筒、外筒与固定筒分离并保证各筒之间的相对 位置稳定，动力轴通过齿轮或其他传动部件将动力源的动力传给内筒和外筒。固定筒的上端部分镂空成窗口状，供动力传动件的穿入和穿出，同时也减轻固定 筒的自重。芯刀，是一螺旋状刚性刀片，在内筒沿自下而上的方向盘旋，刀片的具体数量和刀 片每个螺旋体的连续高度，可根据转速和灰浆特性确定；它是用一刚性环状板沿其法线方向拉伸形成的螺旋形片，一个芯刀刀片由若干螺旋片连接而成；它由肋板、翼板组成，翼板 和肋板固定连接，肋板随翼板的旋转上升并与内筒内壁相吻合，是沿内筒内壁的螺旋带，固 定安装在内筒内壁的下端；若加宽各道肋板带，就形成内筒内壁相吻合的筒状。因此，芯刀的肋板，可以是条形刚性板弯制的带状的螺旋形筒面，也可以是刚性筒 体，肋板的曲率与内筒内壁相吻合；翼板固定在肋板的内侧，翼板与肋板间的夹角约为直 角，肋板起安装和加固翼板的作用；芯刀翼板的螺旋方向与其旋转平面形成锐角，能将基面 上多余的灰浆铲起并向后推挤排出(图2)，使多余的灰浆回排。芯刀的肋板可以省略，直接将翼板固定安装在内筒内壁上。根据灰浆回排的需要， 芯刀的高度可超出或缩回内筒底口和上口适当距离。芯刀除螺旋体的主要功能是向上或向下推挤灰浆，故螺旋体的螺距、翼板宽度、连 续高度等均应视灰浆材质和抹灰单体的机械性能而定。螺距的大小应保证有效推挤灰浆， 螺距太大时，两翼板之间的灰浆受翼板推挤的作用力减小，容易造成颗粒沉积，影响灰浆输 送和灰浆质量；螺距太小，则限制了灰浆中颗粒物质的大小，可输送灰浆的范围降低，同时， 还会增多颗粒物质挤在翼板和固定筒之间的概率；鉴此，翼板可做成齿状或间歇螺旋，即将 连续的螺旋体翼板外缘做成凹凸的齿状，或将螺旋体做成片段，沿周线方向间隔安装；同时 还可以采用将齿状翼板或间歇式翼板宽度由前往后逐渐变小等构造措施，减少颗粒物质挤 在翼板和筒壁之间的概率；当翼板碰到颗粒物后，因翼板和筒壁之间的间隙逐渐变大，在配 合灰浆本身的流动性，颗粒物很容易滑脱，可避免颗粒物挤在翼板的筒壁之间造成机械故 障。中刀，是一刚性(环状)板沿其法线方向拉伸形成的螺旋状刀片，由肋板、翼板、抹 板组成(图4)，形成一个组合体。中刀安装在内筒外壁的下部，一个内筒上至少安装一个中 刀。翼板和抹板两部分既可连为一体，又可单独设置；中刀的翼板螺旋方向与其旋转 方向的夹角为锐角，以便将内筒与固定筒之间的灰浆向下推挤出，然后，抹板将挤出的灰浆 抹平。由上述中刀功能可见，中刀的抹板除做成各自独立的单体外，还可以将各单体抹 板做成一个环形整体板的形式(图5)，但此环形板必需留出供灰浆流出的灰浆孔。中刀之铰刀的肋板和翼板与芯刀类似，中刀之抹浆板部分的外缘为弧形平板或圆 环；中刀的肋板与芯刀肋板的作用相同，也可以省略，而直接将翼板和抹板固定在内筒上， 也同样可以相互连接形成筒状。边刀(图3)，是一用刚性板切割后制成的刀片，安装在外筒下端；由肋板、平板组 成，肋板起安装和加固平板的作用；平板在外筒的带动下旋转，用以灰浆的进一步压平、提 浆和收光。边刀由刀片、芯肋、中肋、边肋组成(图6)，刀片是环状刚性板；中肋和边肋是设置 在刀片上的刚性圆环，与刀片同心。芯肋安装在环状刀片内圈缘处，起加固刀片内缘和安装 连接作用；边肋安装在环状刀片外缘圈处，加固刀片外缘形成刚性圈，同时作为挤压杆滑轮 的滑道；中肋安装在芯肋、边肋之间的区域，作用类似边肋，其具体环道数，视刀片的材质、 厚度、刀片切口或切缝数量和方式等情况，以及灰浆对刀片的弹性要求而定。刚性板经切割加工后，形成可沿中心法线方向变形的弹性刀片，刀片上与各肋对应的位置不设切口(或切缝)，尽量保持该范围的整体刚性；刀片在安装上肋板后，在肋的 刚性骨架作用影响下，刀片形成刚性环形区域和弹性环形区域相间的复合性能的综合体。 按此推理，当刀片厚度足够，且不需滚轮滑道和其他器械轨道(中肋处)的情况下，中肋和 边肋可以省略。 弹性区，刀片利用其弹性柔缓的特性，挤压揉搓灰浆，使灰浆层更密实，同时，刀片 前端在挤压滚轮的挤压下产生弹性变形，形成喇叭口，兜住灰浆使之不外流；若在中肋上 施以振动力使刀片产振动时，弹性区域可利用弹性形变减缓振动力对心肋区和边肋区的影 响，只产生区域性振动。弹性区的弹性变形，使刀片后部形成缓顺的曲面，更容易抹平灰浆刚性区，刀片利用其环状刚性区对灰浆刮压，使灰浆经连续顺缓的刀面后，再来一 次刚性刮压和强力荡平；同时，边肋对刀片刚性的支架作用形成喇叭口的外缘，中肋的刚性 对灰浆进行一步或步荡平作用。灰浆在刀片下，处于弹性挤压和刚性挤压交替的脉冲压力 作用下，产生流动，形成密实平整的灰浆层。在边肋上设置支撑杆和滚轮，支撑杆以固定筒为铰接支点，对边肋施加压力，滚轮 沿边肋滚动并将支撑杆的力传递给边肋。支撑杆是呈V字或U字形弯曲的杠杆，顶点是支 点，铰接安装在固定筒上，两端安装滚轮，滚轮支撑在边肋上并以边肋为滚动滑道；当抹头 相对抹灰面倾斜时，倾倒一侧的灰面挤压刀片并将挤压力传递至边肋，倾倒一侧的边肋推 挤滚轮引起杠杆沿铰轴旋转，杠杆另一端向抹灰面旋转，通过滚轮挤压边肋，边肋带动刀片 变形，形成喇叭口，罩住或兜住灰浆不外流。此时，倾倒一侧的刀片部分，则变得较平缓，有 利于抹平灰面。为增加边刀对抹灰面的压实和提浆效果，可在中肋上设置振动器，抹灰面受到振 动力的作用后，变得更加密实，同时又把多余的灰浆挤到表面上，便于收光。一方面，中肋的 刚性使振动力能在较大范围内传播；另一方面，刀片弹性区的缓冲作用又将振动区限定在 中肋环状区域附近的范围内；不会引起抹头和边肋振动，既保证了抹头运转环境正常，又保 证了边肋区的平稳。当抹头停止灰浆的输入后，就变成了一个用于抹灰面收光、压实的设备，这也是边 刀的主要功能。因此，在边刀专门用于收光时，只要将它安装在旋转轴上即可；同时，边刀刀 片可以采用圆板来替代抹头上的环形板，此时的心肋则收缩成一个圆柱或圆筒，而作为刀 片安装时的连接件使用。上述各刀，均可沿对应筒体上下调整相对高度。固定筒，是一刚性圆筒(图2)，筒身分为上下两个功能段，上段用于安装内筒和动 力轴等，下段安装外筒、输料管并与内筒共同形成灰浆室。输料管安装在固定筒下功能段的上部，外筒安装在固定筒下功能段的下部，固定 筒内安装内筒，抹灰标尺、排灰管等也以固定筒为支点安装；固定筒与内筒、外筒之间设置 轴承。内筒，是一刚性圆筒，安装在固定筒内，以固定筒为旋转轴旋转；内筒上部安装从 动齿轮，内筒下部安装中刀、芯刀。外筒，是一刚性圆筒，安装在固定筒的下端，与固定筒之间用轴承分隔和固定，并 以固定筒为轴旋转；外筒下部安装边刀刀片。
动力源，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，分为主动轴和从动轴，负责将动力传导给内筒和外筒，驱动各筒旋转，动 力轴安装在固定筒上。动力的传导顺序分三种其一是先将动力传给内筒，再经从动轴由内筒引导传出， 传递给外筒；其二是先将动力传给外筒，再经从动轴由外筒引导给内筒；其三先将动力变 速转换，然后分别直接传递给内筒和外筒。齿轮，是动力轴与内筒、外筒之间的传力部件，同时也是变速部件，分别安装在动 力轴、内筒、外筒上；齿轮可以是锥形齿轮、扇形齿轮、涡轮、蜗杆、普通齿轮等。在选择以主动轴将动力先传给内筒的方案时，主动轴的轴线方向与内筒的轴线方 向垂直(平面相交或立体相交)；内筒上安装的齿轮，既可以是扇形齿轮，也可以是涡轮、普 通齿轮；主动轴上与之对应的齿轮，就是锥形齿轮、蜗杆、普通齿轮；在两者都采用锥形齿 轮和扇形齿轮啮合传力时，两轴线相交；两者采用涡轮和蜗杆啮合传力时，两轴线不相交； 采用普通齿轮时，两轴线平行。选择主动轴将动力传给外筒的方案时，主动轴轴线与外筒轴线的关系与上述相 同。抹头的动力传递，也可采用皮带传递的方式(图4)，由动力源传给内筒、外筒。此 时，需将齿轮变换成相应的皮带轮。输料管，是将灰浆输送进入抹灰机的刚性管，安装在固定筒上，它是外接柔性输料 管的连接件，同时也是手持式抹灰机抹头的手柄，也是安装开关的机托，其轴线与固定筒轴 线可成任意夹角。回料管，以固定筒为支点安装，它与内筒的上端相套接；回料管用以将多余的供料 回收。若将单体的输料、回料方向互换，再将抹刀移到芯刀上，其抹灰功能相同。抹灰标尺，是一用来确定抹灰厚度的刚性控制附件，安装在固定筒上。组合式抹灰板，是将各单体组合在一块刚性板上，形成多功能的组合式大抹头，采 用若干抹灰单体并行，若将各单体的外刀置于同一平面上，即成为一个抹灰板带；同一抹灰 版上可设置若干条抹灰带。若按顺序由上往下逐次增大外刀距离基面的厚度，并使抹灰板 由下向上运动，再设各抹灰带的灰浆材质不同时，可得出不同材质层(层次)的灰浆面。若 使各带的厚度和材质不同，并使抹灰板左右运动，可得出不同材质、厚度变化且相接的条状 抹灰面。以此类推，调整各带各刀的抹灰厚度和材质，可得出更多的抹灰面。将抹灰板安装在机架上，即可构成功能完整的大型抹灰机。
四

图1 是抹灰单体沿中心轴的纵向剖面图，表示各部件之间的位置关系。1代表固 定筒；2代表内筒；3代表外筒，本图所示外筒是由两个不同直径的筒组成的，下套筒直径缩 小后，减小了外筒与固定筒之间的间隙，方便封闭保护外筒下轴承；同时，筒径的缩小也相 对扩大了外刀刀片的面积，有利于刀片的功能区设置；4代表动力轴；5. 1代表内筒上的齿 轮；6代表轴承；7代表固定筒上的窗口 ；8. 1代表动力输入齿轮；8. 2动力输出齿轮，自内 同齿轮上啮合传出；9. 1代表从动轴；9. 2代表变速后的从动轴；10代表变速箱；11代表固 定筒上的灰浆输入口 ；12代表灰浆输入筒；13. 1代表安装在内筒上的中刀，是翼板铰刀部分；13. 2代表安装在内筒上的中刀，是抹刀部分的心肋；13. 3代表中刀刀片，本图是环形刀 片，刀片上留有灰浆流出口(具体见图5解释)；中刀的其他形式是每个刀体的抹刀独立 设置(具体见图4解释)；14. 1代表安装在内筒上的挡灰环；14. 2代表安装在固定筒上的 挡灰环；14. 6代表安装在外筒上的挡灰环；14. 7代表安装在固定筒上的挡灰环；14. 8代表 与内筒挡灰环对应的流灰口，当灰浆越过挡灰环时，会在转动的内筒挡灰环的离心力推挤 作用下留出固定筒，避免进入轴承区域；14. 9代表与安装在固定筒上的挡灰环对应的流灰 口，当灰浆越过挡灰环时，会在挡灰环挤压和自身离心力作用下流出外筒，避免伤害轴承； 15代表安装在固定筒上的芯刀。本图示意的从动轮5. 1和主动轮8. 1，采用的是两锥面齿轮，采用锥形齿轮，两齿 轮的中心轴线应垂直相交。图2 是内筒、固定筒、动力轴、内筒齿轮、输料筒之间的关系示意图。图中的5. 1是安装在内筒上的从动轮，8. 1是安装在动力轴上的主动轮，本图示意
的是从动轮和主动轮分别为涡轮蜗杆。此种情况下，两齿轮的中心轴线是立体交叉的，不相交。图3 是抹头的横截面图，剖切面分别经过内筒齿轮、输料筒中心。表示俯视状态 下各部件之间的关系，输料管与固定筒是固定连接，外筒套接在固定筒外，动力轴和主动齿 轮穿过固定筒上部的窗口与内筒上的从动轮啮合传力；同样，传里给外筒的从动轮8. 1也 是穿过固定筒上部的窗口与内筒上的从动轮啮合，然后再传递给外筒。本图输料管与固定筒不是正对着连接，而是偏离固定筒轴心位置，表示灰浆的输 入口有多种设置方式。18代表电机或动力源；图4 表示中刀、芯刀，其中左图代表中刀，右图代表芯刀。左方上一幅图表示中刀的侧立面图，下幅表示由后往前看中刀的正面图；右上方一幅图表示芯刀的侧立面图，下幅表示由前往后看芯刀的正面图；由图可 见，芯刀是一块斜板，可以省略不用，而由芯刀螺旋翼板直接把多余灰浆铲起并向上推挤回 排。—和ω代表刀片向前旋转运动的方向；16.1代表中刀的抹板；16. 2代表中刀抹 板相对回转面有轻微倾斜，利于向基面挤压灰浆；16. 3代表中刀、芯刀的翼板，翼板与螺旋 状翼板吻合；16. 4代表中刀、芯刀的安装孔，与螺旋翼板连接；16. 5代表肋板，肋板在翼板 侧面，与内筒外壁或内壁吻合；16. 6代表肋板安装孔，将整个刀体安装在内同上。图5 表示环形中刀。左图是环形中刀的俯视图，右图是剖面图。环形中刀的基板 是个刚性环形板，在此基础上设置其他构造。17代表与刀片同中心的弧形剖切线；25代表中刀倾斜的翼板部分；28. 3代表抹板 相对环形平板有所倾斜；29代表抹板倾斜的起始线；19代表为使抹板倾斜，在环形平板与 抹板之间形成的切缝，利用该切缝将抹板倾斜，同时增加了抹板的弹性；28. 4代表翼板相 对环形平板折起的起始点；翼板、抹板、环形基板可以同用基板制成，切缝后，相对切缝的端 部移开一定距离小角度折起，形成抹板的倾斜面，再移开一定距离大角度折起，形成抹板的 翼板；24代表基板切除翼板和抹板后剩余的基板边缘部分，该部分作为中刀的外缘抹刀， 使灰浆表面平正；26代表中刀的流灰口 ；28. 1代表原始基板未改动的部分，它与基板边缘24—样，均是原基板的剩余部分，这一部分基板将灰浆初步压实；27. 1代表中刀的灰浆回 流槽，用以刮去多余灰浆并沿槽沟输送至内筒中央部位；槽沟与环形基板的半径方向呈一 定夹角切为弧线或弧形折线形，使灰浆在槽沟壁的刮挤作用下流向内筒；28. 2代表基板的 剩余部分，它将经初步压实、刮平的灰浆进一步压实。27. 2代表流灰槽相对环形板半径倾 斜，露初看面。图6 表示边刀的平面图，是由环形基板切缝形成；左图表示舌片形切口，经切口 后形成若干与基板相连的舌片；右图辐条是切口，切口后形成若干由内向外发散旋转的辐 条；各辐条在内外边缘和中肋处相连。30代表基板切口后剩下的外边缘，用这部分再次抹平灰浆表面，并且在在该处设 置边肋；31. 2代表舌片的基部，是切割基板后的剩余部分；31. 1代表舌片；33代表中肋和 中肋环形区域未被切割的基板；34代表芯肋和芯肋环形区域未被切割的基板；35代表环形 基板的内孔；36代表基板上的设片切口，呈V字形或U字形；一和ω刀片旋转运动的方向； 38. 1代表基板切缝后形成的辐条；38. 2代表基板的切缝。
五具体实施例方式1、根据抹灰需求确定固定筒尺寸；2、根据固定筒尺寸确定内筒尺寸、外筒尺寸；3、确定各筒的转速和转动方向；4、根据现场抹灰需求，确定外刀、芯刀、中刀的形制和数量；5、根据各筒的情况选定轴承；6、确定动力传导方式，设置上部窗口数量和大小；7、根据各筒的尺寸和转速确定各轴、筒上的动力输入齿轮的形制；8、根据各筒间的摩擦力、灰刀与灰浆之间的摩擦力等，确定动力源；9、制作相应的各轴、齿轮(或带轮)；10、组装上述各筒、动力、轴、刀、环、轴承等；11、以固定筒为支座安装输料管、回料管；{自此，抹灰单体制作完毕，此后既可将多个抹灰单体组成抹灰板(抹灰板上的各 单体共用一个动力源)，也可由单个抹灰单体形成抹灰机。}12、将抹灰机刀面对准抹灰基面，由输灰管将灰浆输入抹灰单体，开启抹灰机动力 源即开始抹灰；沿基面向前(抹头倾倒方向一侧为后)平移抹灰机即形成连续抹灰面；若 一次性成活灰浆面的光洁度不佳时，可在技术允许的时间内进行压光。
权利要求
1.一种抹头，是抹灰机的工作主件，由动力、输灰管、刀体、动力轴、各筒体等组成，其特 征在于抹灰单体采用中刀、边刀形成的旋转面抹灰，采用芯刀形成的旋转面回浆，中刀、芯 刀安装在内筒上，边刀安装在外筒上；内筒安装在固定筒内，外筒安装在固定筒外，内筒、外 筒以固定筒为旋转轴旋转；固定筒上部镂空形成若干窗口，供动力轴、齿轮、皮带穿过，将动 力从固定筒外部传给内筒，同时内筒又可利用从动齿轮、从动轴、皮带经窗口将动力再由窗 口内传到窗口外，传给外筒；固定筒下部安装输料管，向抹头输入灰浆，同时也作为把手使 用，并在把手上设抹头的开关；一个或多个抹灰单体，可组成一个抹头。
2.一种抹灰板，由环形基板切缝形成，其特征在于基板切缝后形成以圆环中心为中 心环形分布的舌片区或辐条区；舌片区及辐条区在中肋对应的环形区域(未切割的基板部 分)分隔下，形成若干逐层套嵌的环形区域；基板切割后留有内缘和外缘，芯肋和边肋分别 对应设置其上；当抹灰板单独使用时，芯肋收缩成安装连接件。
3.如权利要求1所述的抹头，其特征在于环形中刀上设有翼板、肋板、抹板，同时还设 有流灰口和灰浆回流槽，灰浆回流槽深度由外向内逐渐变大，同时在槽外侧设有封板，封板 将回流槽槽沟堵死；中刀外缘是环形基板。
4.如权利要求2所述的抹灰板，其特征在于在抹灰板中肋上设有振动器。
全文摘要
一种抹头，其单体采用同轴旋转的边刀、中刀形成的旋转面抹灰，利采芯刀的旋转回收灰浆；芯刀及中刀安装在内筒上，内筒安装在固定筒中；边刀安装在外筒上，外筒安装在固定筒外；固定筒的上部开设窗口，固定筒外的动力穿过此窗口传递给内筒；固定筒的下部安装输料筒，输料筒同时作为手持式抹头的把手使用。施工时，将刀面对准基面，开机输入灰浆同时平移抹头，即可获得均匀平顺的抹灰面。
文档编号E04F21/16GK101994387SQ20101024936
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月2日 优先权日2009年8月2日
发明者张旸斌 申请人:张旸斌