一種整竹無裂紋展開裝置的製作方法

2023-05-14 09:48:41

技術領域：本發明屬於竹材加工技術領域，主要涉及一種將去內節去黃、去青後的整段竹筒沿軸向開縫經軟化後展開成無裂紋竹平板的整竹無裂紋展開裝置。

背景技術：
：毛竹是一種速生、高產、優質、易於更新恢復的重要森林資源。它不僅生長周期短，而且物理力學性能優越。但與木材相比，竹材直徑小，壁薄中空，尖削度大且橫截面大多數都是橢圓、沿長度方向都有不同程度的彎曲等幾何特點，為其加工利用帶來諸多問題和困難。因此，竹材的加工難度比木材大得多，實現工業化利用沒有木材那樣普遍，主要表現在以下幾個方面：

(1)竹材的利用率低。竹材外表的竹青和內表的竹黃，膠粘劑不能潤溼，且和中間層竹材材性差異很大。竹材加工中真正可利用的材料主要是中間部分的竹材，而目前稱得上精深加工的產品如由竹片加工後拼接成的竹地板、旋切微薄竹，其竹材利用率都在30％以下，由此造成竹材資源的極大浪費，同時也增加了產品的生產成本。

(2)竹材的加工工藝和方法選擇不合理。目前竹材都是通過鋸、剖或刨削加工，僅能加工成寬度15-20毫米，厚度5～7毫米的竹片，難以直接利用。要想獲得板材、方材必須將竹片膠合起來，因些，產品耗膠量很大。

(3)設備精度及自動化水平不高。由於竹材的特殊結構，竹材加工的多數產品僅能實現機械化生產，部分工序或產品還難於擺脫手工勞動。目前的竹材加工設備很多都不能適應生產要求，加工精度不高。因為目前使用的這些設備基本上都是對木工機械進行仿效或改進而來，所以不能很好適合竹材的加工，不僅對產品質量、效率、成本、設備的可靠性、耐用性、自動化程度等造成影響，而且在生產過程中安全性較低，甚至危及人身安全。所以竹材加工業勞動生產效率低，不能滿足現代高質量竹產品的生產需要。

(4)竹材的結構與木材有明顯差異，化學組成也不盡相同，竹材比木材含有更多的半纖維素、澱粉、蛋白質、糖分等營養物質，因而竹材製品的耐蟲、耐腐、防黴變能力不如木材製品。

要想獲得質量好、附加值高的產品，擴大竹材加工產品的應用領域，提高竹材的利用率及耐蟲、耐腐和防黴變能力，必須採用獨特的加工工藝和加工方法對毛竹進行深加工。若能將毛竹展開成無裂紋竹平板，即可獲得幅面寬為250-400mm、長為1300-2500mm、厚度為7-10mm的無裂紋竹平板。此竹平板可以直接作裝飾材料用，也可以用來做竹地板，還可以將其刨切成不同厚度的微薄竹粘貼在各種類型的板基上，用來製作複合地板、家具面板、人造板等各種裝飾材料。要實現整竹筒無裂紋展開，將竹筒展成竹平板，必須去掉竹筒外表面的竹青、內孔中的竹節和竹黃，沿縱向開縫、軟化處理再展開。目前將竹筒展開成竹平板具有代表性的主要有以下兩種展開機：(1)由一對或幾對相互間隙可調的平行輥組成。上輥軸承座固定，輥上有齒，齒斷面為三角形；下輥為平輥，軸承座在滑槽內可移動；當剖開，去節並軟化後的竹筒從兩輥間橫向通過時，上輥輥齒對竹筒內壁纖維施加垂直擠壓力，進而產生橫向的力，迫使竹筒展開；此展開機展開的竹平板在竹黃面有許多小孔，並存在著大量微裂紋。(2)託輥上方縱向配合設置一組分別與動力分配箱傳動連接的刻線展開輥，刻線展開輥圓周表面斜向設置一組相互平行的刻線刀；該圓竹展平機，通過縱向配合設置一組刻線展開輥將竹筒逐步展開；竹筒置於託輥和刻線展開輥之間，刻線展開輥邊轉動、邊施壓、邊提供進給動力，在竹筒展開的同時刻線刀同步進行刻線，使得的板材不易開裂。以上二種方法都無法真正實現竹筒的無裂紋展開。

技術實現要素：
：本發明的目的是提供一種將去內節去黃、去青的整段竹筒沿軸向開縫經軟化後展開成無裂紋竹平板的整竹無裂紋展開裝置。

本發明的技術解決方案是：一種整竹無裂紋展開裝置，包括碟簧、螺釘i、壓板i、壓簧、軸承i、心軸i、竹平板上壓件、支座、竹平板下支撐件、右外包件、心軸ii、滾子、螺釘ii、壓板ii、浮動軸承座、上心軸、旋轉接頭、左上外包件、下心軸、左下外包件、右支座、偏心輪、偏心輪軸、蝸杆減速器、左支座、機架、從動齒輪、主動齒輪、擺線針輪減速器、彈性聯軸器、軸承ii、滑動座、心軸iii、鏈傳動，其特徵是：在機架的左右兩端分別裝有左支座和右支座，左支座和右支座上裝有下心軸、上心軸和三根偏心輪軸，下心軸周圍布置有左上外包件、左下外包件和右外包件，下心軸外圓和左上外包件、左下外包件、右外包件的內弧之間形成一個寬度可變的大半圓環槽；在下心軸和上心軸右側布置有竹平板下支撐件和竹平板上壓件，竹平板下支撐件用螺釘固定在左支座和右支座的支承板上，其上表面與下心軸相切，竹平板上壓件布置在竹平板下支撐件的垂直上方，其下表面與上心軸相切，竹平板上壓件與竹平板下支撐件之間形成一矩形通道；三根偏心輪軸分別布置在左上外包件、左下外包件和右外包件外側，每根偏心輪軸上都裝有二個偏心輪。

安裝好後的下心軸和上心軸之間的間隙為l，其l的值小於所有被展開竹筒的厚度；下心軸上開有鍵槽，鍵槽中裝有推件，並用螺釘將推件固定在下心軸上，推件的長度大於被展開竹平板的長度；下心軸和上心軸上分別裝有相嚙合的主動齒輪和從動齒輪；上心軸中間為空腔，其右端安裝有旋轉接頭，通入導熱油；支承上心軸的兩個浮動軸承座嵌套在左支座和右支座的槽中，兩個浮動軸承座的頂部設有一組碟簧和壓板ii，通過旋轉螺釘ii調節碟簧的壓力大小；展開竹筒時，下心軸作定軸迴轉，下心軸上的推鍵將竹筒推入上心軸和下心軸之間，竹筒被輾壓，上心軸一邊迴轉，一邊隨竹筒的厚度不同而上下浮動。

所述的左支座和右支座內側對應左上外包件、左下外包件和右外包件兩端位置用螺釘固定有兩個滑動座，每個滑動座上開有三個矩形槽，左上外包件、左下外包件和右外包件兩端面上的撐腳分別對應嵌入槽中，其撐腳頭部裝有心軸ii，每個心軸ii上套有一個滾子，每個滾子始終與對應偏心輪軸上的偏心輪保持接觸；竹筒裝入前，由蝸杆減速機、鏈傳動帶動三個偏心輪軸迴轉，每個偏心輪軸兩端的偏心輪帶動滾子及左上外包件、左下外包件和右外包件沿著滑動座上的矩形槽向外滑動，使得下心軸外圓和左上外包件、左下外包件、右外包件的內弧之間的圓環槽寬度變大，便於竹筒的插入；當竹筒裝入到圓環槽中後，再由蝸杆減速機、鏈傳動帶動三根偏心輪軸反轉，使左上外包件、左下外包件和右外包件沿著滑動座上的矩形槽向內滑動，將竹筒壓向下心軸，使竹筒的內表面貼在下心軸的外表面上，然後由主傳動系統通過擺線針輪減速機帶動下心軸迴轉，下心軸上的主動齒輪驅動上心軸上的從動齒輪迴轉。

所述的左支座和右支座內側對應竹平板上壓件兩端位置用螺釘固定有兩個支座，每個支座中裝有心軸i和心軸iii，心軸i上裝有軸承i抵住竹平板上壓件兩端，限制竹平板上壓件左右的移動；心軸iii上裝有軸承ii抵住竹平板上壓件的前端，限制竹平板上壓件在被展開的竹平板擠入到矩形通道之中時向前移動。

所述的上心軸右端裝有旋轉接頭，左上外包件、左下外包件、右外包件、竹平板上壓件和上心軸中心均為空腔，空腔中通入導熱油；竹筒裝入展開裝置後及展開過程中，左上外包件、左下外包件、右外包件的內表面和竹平板上壓件下表面、上心軸外表面與竹筒外表面接觸，下心軸外表面和竹平板下支撐件上表面與竹筒內表面接觸，使竹筒內外表面產生溫度差，有利於竹筒展開。

所述的竹平板上壓件和竹平板下支撐件兩端之間設有一墊板，其厚度為l，竹平板上壓件上表面兩端設有壓簧，旋轉螺釘i，通過壓板i調節壓簧力的大小，竹平板上壓件隨著被展開竹平板的厚度變化而上下浮動；推鍵將包在下心軸上竹筒推進上心軸和下心軸之間，經碾壓後，竹平板被擠進竹平板上壓件與竹平板下支撐件之間的矩形通道之中，竹平板上壓件在兩個壓簧的作用下壓向被展開的竹平板，使被展開的竹平板上下表面受到一個與竹平板前進方向相反的摩擦力作用；竹筒展開的過程中，這個摩擦力使擠入到矩形通道之間的竹平板始終受到一個側向壓力的作用，防止了竹筒展開時開裂。

所述的左支承下心軸軸承孔周圍加工有一個圓弧槽，其圓弧槽的內弧半徑r等於下心軸的半徑，軟化後的竹筒掰開後經左支座上的圓弧槽裝入左上外包件、左下外包件和右外包件與下心軸之間。

本發明具有的優點和積極效果是：由於左上外包件、左下外包件和右外包件可在滑動座的導向槽中滑動，左上外包件、左下外包件、右外包件與下心軸組成的環環槽寬度可變化，便入竹筒裝入；由於左上外包件、左下外包件、右外包件、竹平板上壓件和上心軸中心空腔內通入了導熱油，使得竹筒展開時，竹筒的內外表面形成了一個溫度梯度，使竹筒在經上心軸和下心軸碾壓時更容易產生塑變；由於竹平板上壓件和竹平板下支撐件之間的間隙l小於所有被展開竹筒的厚度，展開的竹平板被擠進竹平板上壓件和竹平板下支撐件之間時給竹筒一個橫向的側壓力，防止了竹筒展開時的開裂；與現有的整竹無裂紋展開技術相比，展開的竹平板內外表面均無裂紋，真正實現了竹筒的無裂紋展開；此竹平板不僅可直接作為板材使用，還可以刨切成微薄竹粘貼在各種基材上使用。

附圖說明

圖1展開裝置的軸向剖視圖。

圖2展開裝置的俯視圖。

圖3左上外包件、左下外包件和右外包件在偏心輪的帶動下移向最外側，與下心軸之間的環槽間隙為最大時的a-a剖視圖。

圖4竹筒裝入展開裝置中的a-a剖視圖。

圖5竹筒展開前，左上外包件、左下外包件和右外包件將竹筒壓向下心軸上的a-a剖視圖。

圖6竹筒經上、下心軸碾壓後，進入竹平板上壓件和竹平板下支撐件組成矩形通道之間的a-a剖視圖。

圖7竹筒全部被擠進竹平板上壓件和竹平板下支撐件組成矩形通道之間被完全展開後的a-a剖視圖。

圖8偏心輪軸的軸向剖視圖。

圖9滑動座端面視圖。

圖10左支座端面視圖。

圖中：1、碟簧2、螺釘i3、壓板i4、壓簧5、軸承i6、心軸i7、竹平板上壓件8、支座9、竹平板下支撐件10、推鍵11、右外包件12、心軸ii13、滾子14、螺釘ii15、壓板ii16、浮動軸承座17、上心軸18、旋轉接頭19、左上外包件20、竹筒21、下心軸22、左下外包件23、右支座24、偏心輪25、偏心輪軸26、蝸杆減速機27、左支座28、機架29、從動齒輪30、主動齒輪31、擺線針輪減速機32、彈性聯軸器、33、軸承ii34、滑動座35、心軸iii36、鏈傳動

具體實施方式

在整竹無裂紋展開裝置中，安裝好後的上心軸17與下心軸21之間的間隙和竹平板上壓件7與竹平板下支撐件9之間的間距均為l，其l值小於所有被展開竹筒的厚度；支承上心軸17的兩個浮動軸承座16由碟簧1施壓，旋轉螺釘ii14通過壓板ii15調節碟簧1壓力的大小；竹平板上壓件7上表面兩端設有壓簧4，旋轉螺釘i2，通過壓板i可調節壓簧4壓力的大小。擺線針輪減速機31和蝸杆減速機26的輸入端均設有可實現正反轉的傳動機構，其中，擺線針輪減速機31通過彈性聯軸器32與下心軸21相連，下心軸21上的主動齒輪30與上心軸17上的從動齒輪29嚙合，帶動上心軸17迴轉，上心軸17和下心軸21的轉向相反；蝸杆減速機26通過套筒聯軸器與左下外包件22外側的偏心輪軸25相連，再通過鏈傳動36分別帶動另外兩個偏心輪軸25一起轉動。竹筒20裝入展開裝置之前，由蝸杆減速機26通過鏈傳動36帶動三根偏心輪軸25同時轉動，每根偏心輪軸25上的偏心輪24通過滾子13帶動左上外包件19、左下外包件22和右外包件11沿滑動座34中滑槽向外滑動，直至偏心輪24旋轉180度停止，此時，左上外包件19、左下外包件22和右外包件11與下心軸21之間的間距為最大(如圖3所示)，便於裝入竹筒20。將去內節去黃、去青、縱向開縫、軟化後的竹筒20掰開，從左支座27端部的圓弧槽中穿過，裝入展開裝置中(如圖4所示)；接著反轉蝸杆減速機6，通過鏈傳動帶動36三根偏心輪軸25同時轉動，每根偏心輪軸25上的兩個偏心輪24通過滾子13帶動左上外包件19、左下外包件22和右外包件11沿滑動座34中滑槽向內滑動，將裝入展開裝置中的竹筒20壓向下心軸17，使竹筒20的內表面貼在下心軸17的外表面上(如圖5所示)；然後由擺線針輪減速機31通過彈性聯軸器32帶動下心軸21和上心軸17轉動，當下心軸21開始迴轉一段時間後，下心軸21上的推件10將貼在下心軸21表面上竹筒20推向下心軸21和上心軸17之間；由於下心軸21和上心軸17之間的間距l小於所有被展開竹筒20的厚度，所以推入到上心軸17和下心軸21之間的竹筒20被碾壓，上心軸17和下心軸21一邊相對轉動，上心軸17一邊隨著被展開竹筒20厚度變化帶動浮動軸承座16上下浮動，被碾壓後的竹筒20會向上翹曲；在推件10的推力和上心軸17與下心軸21碾壓時產生摩擦力的共同作用下，向上翹曲的竹筒20被擠入竹平板上壓件7和竹平板下支撐件9組成的矩形通道(如圖6所示)，由於所有被展開竹筒的厚度都大於竹平板上壓件7和竹平板下支撐件9之間墊板的厚度l，而竹平板下支撐件9是固定的，竹平板上壓件7在擠壓力作用下可向上浮動；當展開的竹平板被擠入矩形通道後，竹平板上壓件7和竹平板下支撐件9在被展平的竹平板上下表面產生摩擦力，給被展開的竹平板一個側向的壓力，防止竹筒20展開時開裂；當推件20運行至下心軸21與上心軸17中心連線位置時，竹筒20全部進入到竹平板上壓件7和竹平板下支撐件9組成的矩形通道之間，竹筒20完全展開成無裂紋竹平板(如圖7所示)；展開完成後，反轉擺線針輪減速機31，帶動下心軸21和上心軸17實現快速迴轉，直到下心軸21上的推件10回到初始位置，同時，轉動蝸杆減速機26通過鏈傳動36帶動三根偏心輪軸25迴轉180度，使左上外包件19、左下外包件22和右外包件11與下心軸21的間距為最大(如圖3所示)，裝入下一根竹筒20，重複上述動作。