CN103991123A - 一种裂隙石材拼接复合的成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石材及人造合成石技术领域，具体涉及一种裂隙石材拼接复合的成型装置。解决了生态性较强及裂隙较多的透闪石与叠层石及大理石类矿物的拼接合成型，而现行的薄板成型装置存在冲击力过大及缺乏组合性的问题，一种裂隙石材拼接复合的成型装置，包括两端设置用密封门油缸及联杆I传动密封门的真空箱、真空箱内沿导轨运行的台车、真空箱上侧的油缸、控制油缸的电动液压阀、真空箱凸台之间且相互间用层间弹簧支撑的模板，用油缸联动的压板、传动杆和吊装在真空箱下部振动组件，本发明用层间弹簧与振动弹簧并将其振动频率设计成接近于固有频率时，能够用较小的振动功率产生较大的冲击力及振幅，从而解决了拼接薄片易碎裂的重大问题。
Description
技术领域
本发明属于石材及人造合成石技术领域，具体涉及一种裂隙石材拼接复合的成型装置。
背景技术
现行的石材生产技术，对具有轻微裂隙但未断裂的天然板材，主要用刮胶背网或真空渗胶工艺进行固结强化，其后再进行研磨抛光而成装饰板材。人造合成石（合成岗石）是对矿山晶体矿物碎石，经破碎、搅拌、布料、真空、振动和压缩的工序制成碎石块度小于12cm且配比量少于40%的荒料，其后再按常规的先锯后磨的工序进行装饰大板的加工。拼接复合板是用石材加工中断裂的碎板碎片，用高聚物粘结在瓷砖、玻璃板或低档石材板面上，其中用水刀切割而后拼接的做法能形成艺术性图案。另一种拼接复合板是将较高价值的，例如玛瑙、水晶及化石类矿物切成的薄片，先手工排布在涂刷脱模剂的模板上，再将高聚物与氢氧化铝粉混合的糊状物对拼板进行覆盖，而后送入实体面材人造石使用的真空箱内进行排气脱泡而完成其复合成型。如果在高聚物中配加石粉及石粒而成半散半黏状的混合料时，用现行的人造石英石薄板成型机进行复合成型，虽然能达到较好的致密效果，但其800KN的激振力及其更大数值的压缩力将使拼接的薄片全部碎裂，因此对较少树脂用量的复合料与拼接板的复合成型尚无理想及实用的专用设备。目前兴起的生态学及环境矿物学，将注意力集中在具有生态性能的半玉半石类矿物方面。与此同时在我国大西北及中部地区的石英质玉石、透闪石、叠层石等较珍贵矿物的开发，已经面临大量的具有严重裂隙的矿物如何进行规模性加工的问题，对其复合产品只能采用较高激振频率而不进行强冲击的合成设备已是业内人士的共识。中国专利201210305575.5一种弹簧支撑型石英石成型装置，采用真空罩方框上装设套筒及弹簧而对槽型压头进行支撑的结构，虽然在压头的弹性支撑与轮动的振动中对薄板成型具有较好的致密效果，但对拼接板的复合成型依然存在冲击力过大的问题。对较珍贵矿物必然存在的节理裂隙较多的现实情况，利用高聚物对其进行内部渗透及相互间的粘结，是其向玉石建材类产品转化必须采取的技术手段，设法在其与砂状混合料的复合时既保证复合料的致密又不使其表层排布的薄板不破裂是这种新型设备首先要解决的问题。
中国专利201110315988.7的多层组合真空石材成型装置，采用在真空箱底部装设支撑弹簧和多只振动器及其用层间弹簧对多层模板进行弹性支撑的结构，但其不足之处是多只振动器固装在真空箱底部钢板且分别在工频的参数下难以形成较高的叠加频率，并且其压具与塞杆用转轴连接势必影响上层模板的振幅。
发明内容
本发明主要针对生态性较强及裂隙较多的透闪石与叠层石及大理石类矿物的拼接合成型，而现行的薄板成型装置存在冲击力过大及缺乏组合性的问题，提供了一种裂隙石材拼接复合成型的装置。
本发明为解决上述问题而采取的技术方案是：一种裂隙石材拼接复合的成型装置，包括两端设置用密封门油缸及联杆I传动密封门的真空箱、真空箱内沿导轨运行的台车、真空箱上侧的油缸、控制油缸的电动液压阀和真空箱凸台之间且相互间用层间弹簧支撑的模板，还包括用油缸联动的压板、传动杆和吊装在真空箱下部的振动组件，压板与油缸之间用缓冲弹簧进行弹性连接，其长度方向的两端边固装有沿传动杆滑动的导向套导向套内设有传动杆；压板沿传动杆滑动，传动杆上端与在压板上升至一定距离时可带动传动杆上升的联杆II连接，下端连接有可对模板进行提升的挂钩；所述的振动组件包括振动座和设置在振动座上逆向运转的振动电机，振动座上端设有套装有主振弹簧的振动杆，振动杆上端设有托盘，由托盘对模板支撑。
所述的压板与油缸之间的弹性连接为，油缸通过其油缸活塞杆与上法兰盘连接，上法兰盘与下法兰盘连接，下法兰盘与下活塞杆连接，下活塞杆与活动卡盘连接，活动卡盘与压板连接，压板和下法兰盘之间设有缓冲弹簧。在油缸的活塞杆与压板之间用缓冲弹簧与活动卡盘形成的弹性联接，不仅能避免振动中的联接件断裂问题，还能对上层形成较大的振幅。
真空箱下侧平行且对称吊挂有2-4台振动组件，每台振动组件的振动杆设有四根，振动杆上的主振弹簧设置在焊装于真空箱下部的四个内径为112-150mm的套筒中，主振弹簧上端面在未受压时高出真空箱底板30-60mm。
所述的模板是在其四周边焊装有厚度为20-32mm扁钢边框的方框形的模具，模板宽度为50-65mm的边框上钻通有若干直径为40-45mm且用于放置层间弹簧的圆孔，与圆孔垂直对应的下面焊装有直径为16-24mm的短柱，层间弹簧下端设置在圆孔中，上端与模板下边焊接的短柱套装，层间弹簧个数从上往下逐层递加0-4个，模板沿宽度方向焊装有U型导向件，U型导向件与设置在真空箱内的导向杆滑动接触，导向杆上端伸进压板中，下端伸进真空箱底板。
所述的模板设置的数量为6-16块。
所述的压板的垂直运动行程为400-800mm，压板上端的联杆在压板上升至距箱顶80-120mm时可带动传动杆及挂钩上升，挂钩可对模板进行10-30mm的提升。
控制油缸的电动液压阀频率为0.0018-0.018Hz。
主振弹簧是材料直径为24-30mm、高度为200-280mm的螺旋圆柱压缩弹簧，每4只为一组分别装设在套筒内对托盘及振动杆进行支撑；所述的层间弹簧是材料直径为5-8mm、高度为65-80mm的圆柱压缩弹簧。
真空箱的侧边焊装有与真空泵及加热器管路联接的法兰盘。
真空箱的支座之间设有弹性的减震垫。
本发明的结构及振动成型的机理是：在真空箱底部对称设置的2-4台振动组件，分别利用焊装在凸台形底板侧壁上的四只套筒及其中的主振弹簧，并经托盘与振动杆对装设振动电机的振动座形成吊拉结构，分别的两只逆向运转的振动电机垂直向上的冲击（激振）力经托盘作用在最下层模板的底面，其垂直向下的冲击力作用在主振弹簧上形成能量积蓄，并由对称设置且独立工频运转的2-4台振动器分别的冲击过程，在其不同步时对质心形成接近于（2-4）×50Hz的叠加频率；在垂直叠放模板上部的压板，从压往最上层模板的边框至层间缝隙全部闭合的行程中，联动压板的油缸以0.0018-0.00018Hz的升降频率往复进行使其模板及层间弹簧升起-闭合的重复动作，并以从最下层与相邻的上层两模板（边框）最先形成间隙闭合开始，随压板的下压作用按下层往上的层间缝隙依次闭合的规律，将振动器的激振力逐步向上传递，并利用相邻上层模板底面对下层混合料等效的压板作用，总体形成弹性压缩与激振配合的致密过程；在各层模板边框的圆孔中与插入圆孔中的短轴之间放置的层间弹簧，使其各层模板之间的缝隙保持20-60mm的距离，并按下层较相邻上层依次递加0-4个层间弹簧个数的排放规律抵消下层较上层的自重较大的作用力，同时利用其往复的闭合与弹开的作用形成自激振动的弹跳形式，以此对各层混合料逐次形成拍打形式的揉压过程；压板以低速往复升降的冲击作用与多台振动器快速进行的冲击作用，对多层叠放并用弹簧相互支撑的模板及混合抖，构成了多元与高频的振动成型模式，并且其压板以及上层模板底面对下层混合料的压缩分别具有弹性的作用力，这对拼接薄板与半黏状混合料的致密复合具有独到的益处；穿插于层间弹簧的短轴、保持压板垂直滑动的传动杆和贯穿于压板沿宽度方向并紧靠模板两端U型限位器的滑动管件，三者是保持多层叠放模板的垂直性及动态运动中不错位的配合器件；在下部振动与抽真空停止工作后，经由热风加热管路的法兰盘及球形阀传送的80-100℃热风对叠放的模板及混合料进行的加温固化，利用风流通过层间弹簧对模板支撑形成的空隙可保证其加温的均匀性；在加温的20-30min后，针对混合料主要分布于复合板的上层及拼接板排布于下层的分层结构，势必在其固化的收缩率不一致时造成翘曲变形的问题，对此采用压紧办法即用油缸向下作用带动压板将各层模板之间的缝隙降为零，待其共为50-60min的加温结束且复合板完全固化时再提起压板及松开层间弹簧，以此克服复合板易翘曲变形的问题；真空箱外壳采用槽钢加固、用联杆及附加油缸控制升降的密封门和钢条加固的压头及凸台形真空箱底板使其具有承受-0.2MPa真空抽力的强度，也使其整体重量减轻，还在真空箱的6-10个支座（支腿）之间放罩弹性的减震垫时能减少对地基的冲击力。
与现有技术相比，本发明用层间弹簧与振动弹簧并将其振动频率设计成接近于固有频率时，能够用较小的振动功率产生较大的冲击力及振幅，并使其处于悬浮状态的多层模板仅承受弹跳的压缩作用，从而解决了拼接薄片易碎裂的重大问题；用加温中期缩紧层间弹簧及200KN以上的压缩力较好地解决了复合板易翘曲变形的问题；对透闪石、叠层石和石英质玉石等富含有益于人体的微量元素及较强电磁性能的较珍贵矿物，采用拼接复合工艺是其主导性的也是能形成生产规模的转化利用办法，该型装置是这种属于玉石建材类产品的核心设备及技术。
附图说明
图1 是本发明主机的主视图；
图2是本发明主机的侧视图；
图3是本发明主机的俯视图
图4是本发明振动组件结构示意图；
图5是本发明油缸与压板联接处示意图；
图6是本发明模板俯视图；
图7是本发明模板主视图；
图中：密封门—1，真空箱—2，油缸—3，密封门油缸—4，联杆I—5，支座—6，导向杆—7，模板—8，层间弹簧—9，主振弹簧—10，振动组件—11，压板—12，传动杆—13，支撑件—14，15—托盘，16—振动杆，17—主振弹簧，18—振动电机，19—真空箱底板，20—振动座，21—上法兰盘，22—下法兰盘，23—下活塞杆，24—活塞卡盘，25—缓冲弹簧，26— U型导向件，27—圆孔，28—短柱，29—减震垫。
具体实施方式
实施例1
如图1、2、3所示，本发明包括两端设置用密封门油缸4及联杆I5传动密封门1的真空箱2、沿导轨运行的台车、用油缸3联动并沿传动杆13滑动的压板12、放置于压板12与真空箱2凸台之间且相互间用层间弹簧9支撑的模板8、以及下部吊装的振动组件11，压板12与两只油缸3用转轴联结，以400-800mm的行程垂直运动，在其长度方向的两端边固装有沿传动杆13滑动的导向套；压板12和油缸3之间经过上法兰盘与下法兰盘，用缓冲弹簧进行弹性支撑，并用固装在压板12上面的活动卡盘对焊接于下法兰盘的活塞状下活塞杆进行活动卡盘的提升，下活塞杆在活动卡盘中具有30—60mm的行程；传动杆13上端装有联杆、下端固装有挂钩、分别穿插在装设于真空箱2侧壁槽钢内的两只铜套中，利用上端联杆在压板12上升至距箱顶80-120mm时带动传动杆13及挂钩上升，在压板12从压住模板8上端边至各层模板8的缝隙距离为零的24-50cm行程内，用控制油缸3的电动液压阀以0.0018-0.00018Hz的频率对叠放的6-16块模板8进行垂直的压下与拉起的重复运动；如图4所示，振动组件11是在振动座20上装设两台逆向运转的单台功率为2.2KW的振动电机18，用上端是托盘15及套装主振弹簧10的四根振动杆与振动座20用转轴联结而成吊挂结构，用套环与密封圈对滑动的振动杆进行密封，主振弹簧10是中径为120mm及高度为200mm的圆柱螺旋弹簧，放置在焊装于真空箱2凸台侧壁的内径为150mm的套筒中，对托盘支撑使其上端面在未受压时伸出真空箱2底面60mm，两台对称装设的振动组件11分别以工频50Hz运转，两者组合而在其不同步时可对振动的质心形成接近于2*50Hz的叠加频率，并用主振弹簧的储能作用形成较大的激振力；如图6、7所示，模板8是用厚度为12mm、长宽为2600*1460锰钢板与横截面为60*24mm的钢带焊结为边框形组件，在其边框沿长度方向的中线依次间隔80-160mm的距离钻通有直径为45mm的圆孔，并在与圆孔垂直对应的模板上焊装直径为20mm及高度为28mm的短柱；放置于圆孔中的层间弹簧9是中径为32mm、高度为65mm的螺旋圆柱弹簧，按从上往下逐层递加2个的规律装设，并形成受压时从最下层开始形成层间闭合再逐渐往上的规律；真空箱2通道式的主体用四条槽钢在外面进行闭合焊装，靠近密封门1的两条加宽槽钢即是加强件、又利用其槽口内的空间装设传动杆13及铜套，并在其外面插放保温板；用瓦形板与边框焊接的密封门1采用短联杆与长联杆及转轴联结，并将提升密封门油缸4的活塞杆与长联杆中部的转轴联结，利用密封门油缸4的伸缩使之以旋转形式进行其开闭，并在其边框上开槽放置密封胶圈；台车是四对具有卡边的沿导轨运行的圆轮与高度为240mm的车架及传动系统构成，利用电机及变速器进行台车的低速运行；在真空箱2的下部焊接宽度为800mm的凸台，用其上边与辅助支撑件对模板8进行支撑，共下面的凹槽内放置振动组件11，并在沿长度方向的两外端装设八只支座6，支座6和胶垫用螺栓与箱体紧固；在真空箱的侧边焊装有与真空泵及加热器管路联接的法兰盘。
本发明复合成型的工艺顺序为：双层布料工序是将5-10mm厚度的透闪石、透辉石类薄板及薄片，在模板8中以密切相接的方式进行排布，再将13%不饱和树脂用量与石粒及石粉混合的半散半黏状复合料进行上层的铺放，依次将16块模板逐层叠放于台车上；抽真空工序是用台车沿导轨运送模板8至真空箱2中，用传动杆13下端的挂钩提升20-40mm后退出台车，再将16层叠放的模板8放至凸台上，关闭两端的密封门1后，开始进行接近于-0.1MPa真空度的抽制；振动成型工序是用油缸3联动压板12压住最上层的模板8边框开始，至各层模板缝隙闭合的行程内，在配合下部振动组件11振动的5-8min时间内，以0.0018Hz的升降频率进行往复的压缩—释放，16层用层间弹簧9相互支撑的模板8受压板12的压缩作用，形成其中的缝隙从最下两层闭合开始而往 上逐层闭合的规律，下部2*50Hz叠加频率的激振力也逐层向上传递，并在各层模板8自激振动形成的弹跳中对其下层的混合料进行弹性压缩；加温压缩工序是升起压板12后，用循环热风对真空箱内空间进行80-100℃的加热，在加热的25-35min时段内的复合板初步固化发生翘曲时，降下压板12使各层模板间的缝隙闭合，再经25-30min的后加温时间升起压板及模板完成固化。其后的逐片剥离成型板、粗磨、精磨及分切工序同于现行工艺。
Claims (10)
1.一种裂隙石材拼接复合的成型装置，包括两端设置用密封门油缸（4）及联杆I（5）传动密封门（1）的真空箱（2）、真空箱（2）内沿导轨运行的台车、真空箱（2）上侧的油缸（3）、控制油缸（3）的电动液压阀和真空箱（2）凸台之间且相互间用层间弹簧（9）支撑的模板（8），其特征在于：还包括用油缸（3）联动的压板（12）、传动杆（13）和吊装在真空箱（2）下部的振动组件（11），压板（12）与油缸（3）之间用缓冲弹簧（25）进行弹性连接，其长度方向的两端边固装有沿传动杆（13）滑动的导向套，导向套内设有传动杆（13）；
压板（12）沿传动杆（13）滑动，传动杆（13）上端与在压板（12）上升至一定距离时可带动传动杆上升的联杆II连接，下端连接有可对模板进行提升的挂钩；
所述的振动组件（11）包括振动座（20）和设置在振动座（20）上逆向运转的振动电机（18），振动座（20）上端设有套装有主振弹簧（17）的振动杆（16），振动杆（16）上端设有托盘（15），由托盘（15）对模板支撑。
2.根据权利要求1所述的裂隙石材拼接复合的成型装置，其特征在于：所述的压板（12）与油缸（3）之间的弹性连接为，油缸（4）通过其油缸活塞杆与上法兰盘（21）连接，上法兰盘（21）与下法兰盘（22）连接，下法兰盘（22）与下活塞杆（23）连接，下活塞杆（23）与活动卡盘（24）连接，活动卡盘（24）与压板（12）连接，压板（12）和下法兰盘（22）之间设有缓冲弹簧（25）。
3.根据权利要求1或2所述的裂隙石材拼接复合的成型装置，其特征在于：真空箱（2）下侧平行且对称吊挂有2-4台振动组件（11），每台振动组件（11）的振动杆（16）设有四根，振动杆（16）上的主振弹簧（17）设置在焊装于真空箱下部的四个内径为112-150mm的套筒中，主振弹簧（17）上端面在未受压时高出真空箱底板(19) 30-60mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的裂隙石材拼接复合的成型装置，其特征在于：所述的模板（8）是在其四周边焊装有厚度为20-32mm扁钢边框的方框形的模具，模板（8）宽度为50-65mm的边框上钻通有若干直径为40-45mm且用于放置层间弹簧的圆孔（27），与圆孔（27）垂直对应的下面焊装有直径为16-24mm的短柱（28），层间弹簧下端设置在圆孔中，上端与模板（8）下边焊接的短柱套装，层间弹簧（9）个数从上往下逐层递加0-4个，模板（8）沿宽度方向焊装有U型导向件（26），U型导向件（26）与设置在真空箱内的导向杆（14）滑动接触，导向杆（14）上端伸进压板中，下端伸进真空箱底板。
5.根据权利要求4所述的裂隙石材拼接复合的成型装置，其特征在于：模板（8）设置的数量为6-16块。
6.根据权利要求1所述的裂隙石材拼接复合的成型装置，其特征在于：压板（12）的垂直运动行程为400-800mm，压板（12）上端的联杆在压板（12）上升至距箱顶80-120mm时可带动传动杆（13）及挂钩上升，挂钩可对模板进行10-30mm的提升。
7.根据权利要求1所述的裂隙石材拼接复合的成型装置，其特征在于：控制油缸（3）的电动液压阀频率为0.0018-0.018Hz。
8.根据权利要求1所述的裂隙石材拼接复合的成型装置，其特征在于：主振弹簧（10）是材料直径为24-30mm、高度为200-280mm的螺旋圆柱压缩弹簧，每4只为一组分别装设在套筒内对托盘及振动杆进行支撑；所述的层间弹簧（9）是材料直径为5-8mm、高度为65-80mm的圆柱压缩弹簧。
9.根据权利要求1所述的裂隙石材拼接复合的成型装置，其特征在于：真空箱（2）的侧边焊装有与真空泵及加热器管路联接的法兰盘。
10.根据权利要求1所述的裂隙石材拼接复合的成型装置，其特征在于：真空箱（2）的支座（6）之间设有弹性的减震垫（29）。
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