專利名稱：全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬粉末還原加工和機械領(lǐng)域，涉及一種裝料精度要求高，密封與刮平要求嚴(yán)格的粉末材料的裝料，尤其適用于金屬粉末還原加工中采用料舟裝載料粉的自動化裝料作業(yè)。
背景技術(shù)：
金屬粉末還原加工中，為了保證還原質(zhì)量的一致性，除了穩(wěn)定工藝參數(shù)外對料粉的裝料準(zhǔn)確性和平整性要求越來越高。也就是說，對裝料作業(yè)環(huán)節(jié)中的裝料精度和刮平的平整度要求越來越高。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)鼓式裝料法雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是，因為它是容積式裝料法，裝料精度受最小容積的限制，相對裝料精度通常只能達(dá)到5 10%。目前，有些金屬粉末還原加工的裝料精度要求為2500g±2. 5g，折合為相對精度已達(dá)到0. I%，這樣的精度要求對容積式裝料法是難以實現(xiàn)的。此外，轉(zhuǎn)鼓式裝料完全依靠轉(zhuǎn)鼓與轉(zhuǎn)鼓殼之間的配合間隙實現(xiàn)密封防止不裝料時的漏粉，這對粒度很小的料粉來說，實現(xiàn)密封非常困難。因此，必須采用直接控制裝料重量的稱重法裝料。稱重法裝料根據(jù)稱重方法可以分為上稱重法和下稱重法。上稱重法多是對裝有料粉的料斗進行稱重測量，通過控制料斗重量的減少量來控制裝料量，通常，料斗加料粉質(zhì)量在數(shù)百公斤到幾千公斤以上。而對于每次裝料僅2. 5Kg公斤的要求，該方法對稱重分辨率要求很高，控制難度非常大。下稱重法則直接對裝有料粉的料舟進行稱重，料舟和料粉的總重量通常不超過10Kg，這給精密稱重和控制提供了方便，但是，下稱重法由于稱重傳感器在料舟的下方，刮平時如不采取措施，容易損壞稱重傳感器。其次，不管采用哪種裝料方法，裝料時的粉塵飛揚也一直是困擾裝料作業(yè)自動化的難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，以克服現(xiàn)有的裝料裝置裝料時粉塵飛揚，裝料精度不高的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為，全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，由進料部分、稱重部分和分層布料刮平部分組成；進料部分包括布料刮平料斗和密封板，布料刮平料斗的底端穿過密封板，沿著密封板的周邊邊沿設(shè)置有密封橡膠板；稱重部分包括載舟架和稱重支承板，載舟架上放置有載舟，稱重支承板位于載舟架的下方，稱重支承板上設(shè)置有電磁鐵和稱重傳感器，電磁鐵的頂部頂在載舟架的底端面上；分層布料刮平部分包括電動缸、線性滑軌和布料刮平汽缸，布料刮平汽缸的活塞桿與電動缸固定連接，電動缸設(shè)置在線性滑軌上；
稱重支承板固定聯(lián)接在電動缸的推桿軸上。其中，布料刮平料斗的上端開口處設(shè)置有螺旋送料器和封料汽缸；設(shè)置在封料汽缸伸縮桿上的擋板與螺旋送料器的出料口相對應(yīng)。其中，螺旋送料器與送料電機同軸連接，螺旋送料器與送料電機之間的軸上設(shè)置有送料計數(shù)輪，送料計數(shù)輪上設(shè)置有送料計數(shù)器。其中，載舟架的底端固定有導(dǎo)桿，稱重支撐板上固定有導(dǎo)套，導(dǎo)套套在導(dǎo)桿上，導(dǎo)桿與導(dǎo)套組成線性軸承。本發(fā)明的有益效果是，裝料過程中不會出現(xiàn)粉塵飛揚的現(xiàn)象，裝料精度高，實現(xiàn)自適應(yīng)刮平，且在刮平時沒有料粉溢出。


圖I是裝料前本發(fā)明全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是容積式裝料時本發(fā)明全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是精密稱重裝料時本發(fā)明全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是布料刮平時本發(fā)明全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I.線性滑軌，2.稱重支承板，3.電磁鐵，4.線性軸承，4-1.導(dǎo)桿，4-2.導(dǎo)套，
5.載舟架，6.密封橡膠板，7.密封板，8.封料汽缸，9.送料計數(shù)器，10.送料計數(shù)輪，11.送料電機，12.螺旋送料器，13.布料刮平料斗，14.料舟，15.稱重傳感器，16.布料刮平汽缸，17.機架，18.電動缸，19.擋板。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，由進料部分、稱重部分和分層布料刮平部分組成。進料部分包括布料刮平料斗13和密封板7，布料刮平料斗13的底端穿過密封板
7,沿著密封板7的周邊邊沿設(shè)置有密封橡膠板6 ;布料刮平料斗13頂端處設(shè)置有螺旋送料器12和封料汽缸8 ;設(shè)置在封料汽缸8伸縮桿上的擋板19與螺旋送料器12的出料口相對應(yīng)。螺旋送料器12還與送料電機11同軸連接，螺旋送料器12與送料電機11之間的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有送料計數(shù)輪10，送料計數(shù)輪10與送料計數(shù)器9連接。稱重部分包括載舟架5和稱重支承板2，載舟架5上放置有載舟14，稱重支承板2位于載舟架5的下方,稱重支承板2上設(shè)置有電磁鐵3和稱重傳感器15,電磁鐵3的頂部頂在載舟架5的底端面上；載舟架5的底端固定有導(dǎo)桿4-1，稱重支撐板2上固定有導(dǎo)套4-2，導(dǎo)套4-2套在導(dǎo)桿4-1上，導(dǎo)桿4-1與導(dǎo)套4-2組成線性軸承4。分層布料刮平部分包括電動缸18、線性滑軌I和布料刮平汽缸16，布料刮平汽缸16的活塞桿與電動缸18固定連接，電動缸18設(shè)置在線性滑軌I上；線性滑軌I與布料刮平汽缸16設(shè)置在機架17上。
稱重支承板2固定聯(lián)接在電動缸18的推桿軸上。裝料之前，本發(fā)明裝置的狀態(tài)如圖I所示，此時，封料汽缸8的活塞桿伸出，擋板19封堵住螺旋送料器12的出料口，防止料粉泄漏；電磁鐵3將載舟架5升起，使載舟架5與稱重傳感器15脫離接觸；布料刮平汽缸16工作，布料刮平汽缸16的活塞桿推拉電動缸18，目的是為了調(diào)整載舟架5的位置，使得料舟14的中軸線與布料刮平料斗13的中軸線重合。裝料前，首先使電磁鐵3的銜鐵下落，載舟架5和料舟14隨之下落，使載舟架5與稱重傳感器15接觸，稱重傳感器15處于稱重測量狀態(tài)，此時稱重傳感器15上的載荷為載舟架5和空料舟14重量之和，記為Gtl ;然后電動缸18推桿上升，稱重支承板2托住載舟架5和料舟14 一起上升，當(dāng)料舟14的上邊緣與密封橡膠板6接觸時，稱重傳感器15上的載荷開始增加，通過試驗確定保證料舟14的上邊緣與密封橡膠板6可靠接觸所必須的載荷增加量為AG，當(dāng)稱重傳感器15上的載荷增加到G1 = Gtl+AG時，電動缸18的推桿停止上升，并保持此位置不變，至此，料舟14的上邊緣與密封橡膠板6可靠接觸，密封板7與料舟14形成全密封裝料狀態(tài)，而布料刮平料斗13的下端口與料舟14底面之間保持5 IOmm的距離，如圖2所示。此后，封料汽缸8活塞桿縮回，打開螺旋送料器12的出料口，送料電機11工作，開始容積式裝料。為了提高裝料效率，根據(jù)需要可以安排多個螺旋送料器12同時送料，多個螺旋送料器12的規(guī)格可以是相同的，也可以只設(shè)置一個送料分辨率較高的螺旋送料器12，以滿足裝料精度的要求。容積式裝料時通過送料計數(shù)輪10和送料計數(shù)器9控制裝料量，根據(jù)試驗確定容積式裝料的終止裝料量，例如，為總裝料量的90%或95%，并將其轉(zhuǎn)換為送料計數(shù)器9的計數(shù)值，當(dāng)送料計數(shù)器9的計數(shù)值達(dá)到終止裝料量的計數(shù)值時停止裝料。完成容積式裝料后，電動缸18的推桿下降，使料舟14與密封橡膠板6脫離接觸，保證作用在稱重傳感器15上的載荷變化僅與裝載的料粉的變化有關(guān)；此時，料舟14與密封橡膠板6雖然已脫離接觸，但是，料舟14與布料刮平料斗13之間的料粉形成了新的密封層，因此，裝料仍處于全密封狀態(tài)，如圖3所示。為了便于控制裝料量，此時僅用一個螺旋送料器12送料，通常是送料分辨率較高的螺旋送料器，裝料量的控制也改為稱重控制，當(dāng)稱重傳感器上的重量G = G^Gn (Gn為額定裝料量)時送料電機11停止工作，封料汽缸8活塞桿伸出，擋板封堵螺旋送料器的出料口，防止料粉泄漏，至此完成裝料。裝料完成后電磁鐵3將載舟架5和料舟14托起，使料舟14與稱重傳感器15脫離接觸，保證在布料刮平時稱重傳感器15不承受載荷，如圖4所示。此后，電動缸18推桿每下降一定距離，布料刮平汽缸16的活塞桿往復(fù)運動一次，布料一層，如此循環(huán)，最終完成布料和刮平。為了兼顧布料速度和布料均勻性，電動缸18推桿的下降距離依此減小，例如，依次為 10mm、5mm、3mm、Imm 等。全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的技術(shù)要點 I.利用外部密封措施(密封板7和密封橡膠板6)和料粉密封使裝料過程始終處于密封狀態(tài)，避免了粉塵飛揚，實現(xiàn)綠色裝料。2.采用多個送料器的容積式裝料和單個送料器的精密稱重裝料相結(jié)合的裝料方法，既提高了裝料速度，又保證了裝料精度。3.采用分層布料，利用布料刮平料斗的下邊緣刮平已布料的表面，實現(xiàn)自適應(yīng)刮平，且在刮平時沒有料粉溢出。
4.采用階梯式分層布料，逐漸減小布料層的厚度，可以最大限度減小布料后的臺階差，即布料刮平的平整性誤差。5.采用封堵送料器出口可以可靠的防止不裝料時的料粉泄漏。6.采用電磁鐵3控制稱重傳感器15的工作狀態(tài)，可以有效地保護稱重傳感器15。
7.可以在布料刮平料斗13的側(cè)面安裝倉壁振動器，以保證布料刮平料斗中的料粉干凈徹底地裝入料舟。
權(quán)利要求
1.全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，其特征在于由進料部分、稱重部分和分層布料刮平部分組成； 所述進料部分包括布料刮平料斗(13)和密封板(7)，布料刮平料斗(13)的底端穿過密封板(7)，沿著密封板(7)的周邊邊沿設(shè)置有密封橡膠板(6)； 所述稱重部分包括載舟架(5)和稱重支承板(2)，載舟架(5)上放置有載舟(14)，稱重支承板(2)位于載舟架(5)的下方，稱重支承板(2)上設(shè)置有電磁鐵(3)和稱重傳感器(15)，電磁鐵(3)的頂部頂在載舟架(5)的底端面上； 所述分層布料刮平部分包括電動缸(18)、線性滑軌(I)和布料刮平汽缸(16)，布料刮平汽缸(16)的活塞桿與電動缸(18)固定連接，電動缸(18)設(shè)置在線性滑軌(I)上； 稱重支承板(2)固定聯(lián)接在電動缸(18)的推桿軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，其特征在于所述布料刮平料斗(13)的上端開口處設(shè)置有螺旋送料器(12)和封料汽缸(8);設(shè)置在封料汽缸(8)伸縮桿上的擋板(19)與螺旋送料器(12)的出料口相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，其特征在于所述螺旋送料器(12)與送料電機(11)同軸連接，螺旋送料器(12)與送料電機(11)之間的軸上設(shè)置有送料計數(shù)輪(10)，送料計數(shù)輪(10)上設(shè)置有送料計數(shù)器(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，其特征在于所述載舟架(5)的底端固定有導(dǎo)桿(4-1)，稱重支撐板(2)上固定有導(dǎo)套(4-2)，導(dǎo)套(4-2)套在導(dǎo)桿(4-1)上，導(dǎo)桿(4-1)與導(dǎo)套(4-2)組成線性軸承(4)。
全文摘要
本發(fā)明提供全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，由進料部分、稱重部分和分層布料刮平部分組成；進料部分包括布料刮平料斗和密封板，布料刮平料斗的底端穿過密封板，沿著密封板的周邊邊沿設(shè)置有密封橡膠板；稱重部分包括載舟架和稱重支承板，載舟架上放置有載舟，稱重支承板位于載舟架的下方，稱重支承板上設(shè)置有電磁鐵和稱重傳感器，電磁鐵的頂部頂在載舟架的底端面上；分層布料刮平部分包括電動缸、線性滑軌和布料刮平汽缸，布料刮平汽缸的活塞桿與電動缸固定連接，電動缸設(shè)置在線性滑軌上；稱重支承板固定在電動缸的推桿軸上。其有益效果是，裝料過程中不會出現(xiàn)粉塵飛揚的現(xiàn)象，裝料精度高，實現(xiàn)自適應(yīng)刮平，且在刮平時沒有料粉溢出。
文檔編號G01G13/06GK102645258SQ20121011826
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者朱凌建, 李信, 李林, 趙懷軍, 邱宗明 申請人:西安理工大學(xué)