專利名稱：預(yù)埋針沖壓式蜂球成型方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生活用蜂窩煤球的成型方法及其加工機(jī)械裝置。蜂窩煤球是我國目前大量使用的一種比較理想的燃料煤。從國內(nèi)各地的實(shí)際情況來看，它正處于方興未艾，迅速推廣普及趨勢。而蜂球機(jī)是蜂球加工所必不可少的主要機(jī)械。因此，在大量供應(yīng)蜂球的情況下制造蜂球的成型方法以及加工的機(jī)械裝置無疑將是影響產(chǎn)品(蜂窩煤)質(zhì)量、產(chǎn)量的關(guān)鍵。
目前，國內(nèi)各地普遍使用的沖壓式蜂球機(jī)型號復(fù)雜，局部結(jié)構(gòu)各異，但其成型的方法卻是相同的。例如北京的文6型、天津的144型、江蘇的ZJ-81型等，其蜂球成型的方法都是沖頭先壓實(shí)原料煤、沖針再插入沖孔，最后成型。即沖頭、沖針在滑梁的帶動(dòng)下，從最高點(diǎn)自上而下垂直下落，到達(dá)模筒上沿時(shí)，沖頭、沖針同時(shí)壓向模筒內(nèi)的原料煤。由于沖針與滑梁是剛性聯(lián)接，而沖頭與滑梁是通過啟針彈簧聯(lián)接，從而能使沖頭、沖針發(fā)生相對位移。所以沖頭、沖針在開始接觸原料煤上表面時(shí)以相同的速度將原料煤壓縮，但當(dāng)壓縮到一定程度，沖頭所受阻力克服啟針彈簧的張力，而與沖針發(fā)生相對位移逐漸滯后于沖針群，這樣沖針才插入已經(jīng)被壓實(shí)的原料煤中并將原來占有沖針位置的壓縮煤推擠向沖針周圍，直至穿透煤層，到達(dá)最低點(diǎn)伸出模底芯，頂出沖釘完成蜂煤的整個(gè)壓縮成型過程。然后滑梁帶動(dòng)沖針上移，而沖頭在啟針彈簧張力下，繼續(xù)壓住蜂球上表面，至彈簧到達(dá)初始狀態(tài)，完成啟針過程。然后沖頭、沖針在滑梁帶動(dòng)下同步移動(dòng)到最高點(diǎn)，完成一個(gè)往復(fù)?？傊鋲呵虻姆椒椤跋葔簩?shí)原料煤，后插針穿孔，最后成型。”綜上所述，目前所普遍使用的沖壓式蜂球機(jī)的成型方法，有一極大缺陷。即沖針開始插入煤層時(shí)，原料煤已在很大程度上被壓實(shí)，這勢必急劇增大煤層對沖針的阻力。據(jù)山東工業(yè)大學(xué)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室對濟(jì)南市燃料公司機(jī)械維修廠生產(chǎn)的泉峰84A型沖壓式蜂球機(jī)用電測法所進(jìn)行的測量，得出沖針?biāo)茏枇﹄S原料煤含水量的不同而有差異，其數(shù)值在6300kg至8300kg之間變動(dòng)，而沖頭所受阻力小于780kg，兩者相差至少8倍，也就是說蜂球機(jī)在壓球過程中，在蜂球上穿孔所消耗的動(dòng)力會數(shù)倍于壓球所消耗的動(dòng)力，其后果是動(dòng)力消耗大，整機(jī)結(jié)構(gòu)笨重，強(qiáng)度、剛度要求高，易損件更換頻繁(尤其是沖針，它是在壓實(shí)的煤中穿動(dòng)，故磨損非常嚴(yán)重，例如文6型蜂球機(jī)一付沖針只能壓制250-300噸蜂窩煤)。由于沖針更換頻繁，常常出現(xiàn)更換不及時(shí)的情況，這時(shí)蜂球上的孔眼大都歪邪，用戶普遍反映使用不便，另外，由于孔眼周圍的煤被壓的密度大，蜂球不易引燃和燃燒不充分也是長期以來未能解決的問題。
為了解決上述問題，各地都相應(yīng)地采取了一些辦法，例如(1)選用較大的電機(jī)和加強(qiáng)滑梁強(qiáng)度，傳動(dòng)齒輪模數(shù)加大等。
(2)選用優(yōu)質(zhì)材料，以提高運(yùn)動(dòng)部件的強(qiáng)度、剛度。
(3)針對沖針磨損快的問題，采用硬度高的優(yōu)質(zhì)材(軸承鋼)，將沖針進(jìn)行表面熱處理甚至滲鈮處理，或在沖針頭部焊一硬質(zhì)合金園柱頭。
上述辦法，雖然不同程度地改進(jìn)了蜂球機(jī)的性能，延長了沖針的使用壽命，但同時(shí)也帶來了一些不利因素。例如成本增加，受沖部件(模底芯)損壞嚴(yán)重等問題。至于動(dòng)力消耗大，結(jié)構(gòu)笨重等關(guān)鍵問題，由于受蜂球成型方法的限制，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，至今為止還沒有實(shí)質(zhì)性的突破。
本發(fā)明之目的，旨在尋求一種全新的蜂球成型方法，以及根據(jù)新方法設(shè)計(jì)的一套新型蜂球沖壓裝置。
本發(fā)明的蜂球成型方法是在沖壓式蜂球機(jī)上采用予埋針的工作方法，即“設(shè)法使沖針先進(jìn)入松散的原料煤中，然后沖頭壓實(shí)，最后成型”，改變了過去先將“蜂料壓實(shí)、再插針穿孔，最后成型”，相傳多年的傳統(tǒng)蜂球成型方法。予埋針沖壓式蜂球成型的工藝是“先穿孔、后壓實(shí)、最后成型”，即壓球前沖針提前從沖頭中伸出，伸出的長度超過蜂球的高度h，使沖針先于沖頭插入原料煤中。經(jīng)測試，當(dāng)原料煤處于松散狀態(tài)時(shí)，沖針群插透模筒內(nèi)原料煤的最大阻力不超過200kg，是現(xiàn)用蜂球機(jī)沖針群插入最小阻力6300kg的1/30，所以采用本發(fā)明確定的成型方法后，從根本上解決了動(dòng)力消耗大、結(jié)構(gòu)笨重、沖針磨損過快的問題。從而為延長機(jī)器壽命、減少維修費(fèi)用、降低能源消耗、提高蜂球質(zhì)量、創(chuàng)造了極為有利的條件。
為了完成上述先穿孔、后壓實(shí)、最后成型的蜂球成型方法，本發(fā)明，本著實(shí)用、簡單、可靠、便于維修、便于各使用單位對現(xiàn)用沖壓式蜂球機(jī)進(jìn)行革新改造的原則，而設(shè)計(jì)了一套全新的沖壓裝置。
應(yīng)該特別說明的是過去有的廠家曾在擠壓式蜂球機(jī)上采用過類似本發(fā)明所述的予埋針成型方法，例如上海的十八筒蜂球機(jī)及有些地區(qū)曾用過的螺旋擠出式蜂球機(jī)，但因?yàn)閿D壓式蜂球機(jī)或因結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，或因動(dòng)力消耗太大，而無法推廣，至今極少使用，在目前普遍使用的沖壓式蜂球機(jī)上，使用予埋針成型方法，至今還無先例。
下面分別說明本發(fā)明所新設(shè)計(jì)的沖壓裝置，在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)和基本工作情況。


圖1是沖壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖上所示各部件是本發(fā)明所必須修改和增加的部件，不需作更改的其它部件，圖上均從略。圖示結(jié)構(gòu)左右對稱，左面畫出了剖視圖，圖2和圖3是控制位置裝置和沖頭部份的局部結(jié)構(gòu)。
圖1中滑梁(8)上表面的中間剛性聯(lián)接著上套筒(17)，兩側(cè)各有一個(gè)活動(dòng)拉桿(9)，下表面剛性聯(lián)接著下套筒(6)，沖頭(2)通過聯(lián)接園螺母組(5)與下套筒(6)剛性聯(lián)接，一對滑輪(14)通過滑輪軸(15)、滑輪座(16)與上套筒(17)剛性聯(lián)接。以上各件都將隨同滑梁(8)做同步的平面垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
靜止不動(dòng)的頂蓋(11)上增加了三個(gè)相互平行的孔，中間大孔允許上套筒(17)自由穿過，而兩側(cè)的小孔上各剛性聯(lián)接著控制位置裝置(12)的外套(12-3)，外套內(nèi)孔中安裝著內(nèi)套(12-1)，內(nèi)套下端為一斜度小于15°的錐臺，在錐臺表面與外套(12-3)內(nèi)表面之間所形成的楔形空間內(nèi)安裝一圈鋼球(12-2)，這種結(jié)構(gòu)使內(nèi)套(12-1)可以在外套(12-3)內(nèi)孔中自由下移，但不能向上移動(dòng)，因?yàn)橹糜谛ㄐ慰臻g中的鋼球(12-2)會把內(nèi)套(12-1)自鎖在外套(12-3)內(nèi)壁上?；顒?dòng)拉桿(9)頂端的凸臺可在內(nèi)套(12-1)內(nèi)孔上下自由移動(dòng)，它的中間部位有一可調(diào)節(jié)上下位置的托盤(10)，當(dāng)活動(dòng)拉桿(9)在滑梁(8)的帶動(dòng)下向上移動(dòng)時(shí)，托盤(10)上端的環(huán)形薄壁可插入內(nèi)套(12-1)與外套(12-3)下端所形成的環(huán)形空隙內(nèi)，并將鋼球(12-2)托起，從而將內(nèi)套(12-1)相對于外套(12-3)的自鎖解除，這時(shí)內(nèi)套(12-1)就可在托盤(10)的托持下與滑梁(8)同步運(yùn)動(dòng)了。
上套筒(17)內(nèi)有一個(gè)可上下自由滑動(dòng)的上滑塊(19)，下套筒(6)內(nèi)有一可上下自由滑動(dòng)的下套筒內(nèi)芯(4)，(19)、(4)兩件又被縱穿滑梁(8)中部通孔的中間拉桿(20)聯(lián)接，使其動(dòng)作完全一致;上滑塊(19)上端的小滑輪(18)上繞過一柔性物(13)，此柔性物又繞過兩個(gè)滑輪(14)，兩端分別固定在內(nèi)套(12-1)上端;下套筒(6)內(nèi)的彈簧(7)是個(gè)壓縮彈簧，在其張力作用下，下套筒內(nèi)芯(4)總有向下移動(dòng)的趨勢，并通過中間拉桿(20)，上滑塊(19)，使柔性物(13)處于拉緊狀態(tài)，拉緊的柔性物(13)又通過滑輪(14)使兩個(gè)內(nèi)套(12-1)保持上移趨勢。
下套筒內(nèi)芯(4)結(jié)構(gòu)見附圖3與中間拉桿(20)聯(lián)接的是內(nèi)上芯(4-1)，內(nèi)下芯(4-3)上端園孔與下端斜度小于15°的錐臺之間的空間將內(nèi)上芯(4-1)底部箍住，并允許在垂直方向上有少量相對位移，內(nèi)上芯(4-1)與內(nèi)下芯(4-3)兩零件的側(cè)壁上對應(yīng)均布著一組孔，每組孔內(nèi)各按裝一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼球(4-2)，這樣上、下芯(4-1)、(4-3)通過鋼球(4-2)絞接在一起，它們都置于下套筒(6)和沖頭(2)內(nèi)，沖針群(1)通過沖針盤(3)聯(lián)接在內(nèi)下芯(4-3)的下端面上，并穿過沖頭(2)下端的沖頭孔，可以相對沖頭(2)自由上下移動(dòng)。這部份機(jī)構(gòu)的作用是當(dāng)沖針(1)先于沖頭插入蜂料受到的阻力大于彈簧(7)通過內(nèi)下芯(4-3)作用在沖針上的張力時(shí)，內(nèi)下芯(4-3)會克服彈簧(7)的張力而相對沖頭(2)內(nèi)壁上移，這樣鋼球(4-2)就會把它自鎖在沖頭(2)的內(nèi)壁上，從而使沖針(1)與沖頭(2)繼續(xù)保持預(yù)定的相對位置不變，完成先穿孔，后壓實(shí)，最后成型“的蜂球壓制過程。而在隨后必須完成啟針動(dòng)作時(shí)，中間拉桿(20)會將內(nèi)上芯(4-1)連同鋼球(4-2)向上提起，把鋼球(4-2)拉出內(nèi)下芯(4-3)與沖頭(2)的內(nèi)壁之間所形成的楔形空間，使自鎖解除，內(nèi)下芯(4-3)連同沖針(1)在內(nèi)上芯的拉動(dòng)下，又可相對沖頭(2)自由上移以便完成啟針動(dòng)作。
必須說明的是當(dāng)滑梁(8)處于最底點(diǎn)位置時(shí)，沖頭(2)下端面至模底芯上表面之間必須留有等于蜂球高度h的一段距離。見附圖1，這是因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)沖頭與滑梁是剛性聯(lián)接，并且只有這樣才可以不與撥轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉，這是和現(xiàn)用的各型沖壓式蜂球機(jī)所不同的。
下面再以設(shè)備工作過程為例，作進(jìn)一步的說明。
參見附圖1、2、3，〔圖中所示位置均為蜂球加工成型后的位置，滑梁處于最低點(diǎn)〕敘述先從滑梁在圖示位置開始，上移到最高點(diǎn)，然后下移到圖示位置，完成一個(gè)周期性的動(dòng)作過程。
開始滑梁(8)上移，滑梁(8)上面帶動(dòng)上套筒(17)，并通過上套筒(17)聯(lián)接滑輪架(16)軸(15)及兩對稱滑輪(14)上移。滑梁(8)下面帶動(dòng)下套筒(6)，并通過園螺母組(5)帶動(dòng)沖頭(2)上移，以上各件的上移速度均于滑梁(8)相同，但這時(shí)控制位置裝置(12)中的內(nèi)套(12-1)通過鋼球(12-2)與外套(12-3)鎖在固定頂蓋(11)上，這就使的滑輪(14)能夠起到動(dòng)滑輪的增程作用并通過柔性物(13)帶動(dòng)滑輪(18)上滑塊(19)中間拉桿(20)內(nèi)上芯(4-1)一起以比滑梁(8)快一倍的速度上移，而內(nèi)上芯(4-1)上移的同時(shí)拉動(dòng)鋼球(4-2)上移，將內(nèi)下芯(4-3)與沖頭(2)解除自鎖，因此這時(shí)沖針(1)也是以比沖頭(2)快一倍的速度進(jìn)入沖頭(2)和下套筒(6)內(nèi)，直至沖針(1)下端與沖頭(2)下端平齊，完成啟針過程。而這時(shí)位于滑梁(8)上面的活動(dòng)拉桿(9)上的托盤(10)與鋼球(12-2)接觸，從而解除控制位置裝置(12)中的內(nèi)套(12-1)的自鎖，并使其隨同滑梁(8)同步上移，使滑輪(14)失去動(dòng)滑輪增程作用，這時(shí)所有動(dòng)件均隨同滑梁(8)同步上移，直至上頂點(diǎn)〔此時(shí)蜂球機(jī)上的清掃刷清掃沖頭〕然后滑梁(8)開始下移，這時(shí)拉桿(9)上的托盤(10)與控制位置裝置(12)中的鋼球(12-2)脫離，從而使內(nèi)套(12-1)通過鋼球(12-2)與外套(12-3)鎖合，所以，這時(shí)滑輪(14)又起動(dòng)滑輪增程作用。下套筒(6)中的彈簧(7)在其張力的作用下頂住下套筒內(nèi)芯(4)中的內(nèi)下芯(4-3)，故可使沖針(1)比沖頭(2)快一倍的速度伸出沖頭(2)，伸出長度超過蜂球高度。隨后，拉桿(9)上的上凸臺接觸內(nèi)套(12-1)內(nèi)壁下端面，拉動(dòng)內(nèi)套(12-1)與滑梁(8)同步下移，這時(shí)滑輪(14)又失去動(dòng)滑輪的增程作用，此時(shí)所有動(dòng)件都以同滑梁(8)相同的速度下移，直至完成壓球成型〔圖1所示位置〕。從而完成了“先插針穿孔，后蜂料壓實(shí)，最后蜂球成型”的動(dòng)作過程。
本發(fā)明除具有以上所說的節(jié)能，傳動(dòng)件受力小，沖針磨損小等明顯特點(diǎn)外，由于其工作方法的先進(jìn)性，所以還具有如下的優(yōu)點(diǎn)。
1、使用本發(fā)明方法所壓制的蜂球的密度比使用傳統(tǒng)方法所壓制的蜂球的密度均勻〔尤其是蜂球沖針孔周圍〕，從而可使蜂球在燃燒時(shí)，上火時(shí)間縮短，燃燒充分。
2、由于本發(fā)明的方法是“先穿孔”故可使煤釘排出的數(shù)量較現(xiàn)有加工方法所排出的煤釘數(shù)量要少，所以，可在其他條件均不變的情況下，提高產(chǎn)量。
3、由于本發(fā)明的方法是“先穿針”，所以蜂球的孔眼垂直，孔距規(guī)格一致，解決了用現(xiàn)有加工方法制成的蜂球孔眼歪邪、不易對準(zhǔn)、使用不便的問題。
4、由于本發(fā)明的先進(jìn)性，故可使以后重新設(shè)計(jì)沖壓式蜂球機(jī)新機(jī)型時(shí)，大幅度降低動(dòng)力，降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度要求，進(jìn)而使新機(jī)型具有更加有利的競爭能力。
5、由于本發(fā)明的適應(yīng)性強(qiáng)，故可以在現(xiàn)有沖壓式蜂球機(jī)上改造，大約改造費(fèi)用只占原機(jī)原值的 1/10 ～ 1/8 ，并且現(xiàn)有生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)工藝不作大的改動(dòng)下，就可進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種在沖壓式蜂球機(jī)上實(shí)現(xiàn)予埋針的蜂球成型方法，由蜂料壓實(shí)、插針穿孔、產(chǎn)品成型等工藝組成。其特征在于壓實(shí)前沖針群提前從沖頭中伸出，伸出長度超過蜂球的高度，使沖針先于沖頭插入模筒內(nèi)的蜂料中，完成先穿孔、后壓實(shí)、最后成型的工藝流程。
2.一種按照權(quán)利要求1所述蜂球成型方法而設(shè)計(jì)的予埋針式蜂球沖壓裝置。其特征在于滑梁(8)上部兩側(cè)各裝有一個(gè)活動(dòng)拉桿(9)，中間是上套筒(17)，內(nèi)裝滑塊(19)，上部裝滑輪(14)。頂蓋(11)上按裝兩個(gè)位置控制裝置(12)并通過一柔性物(13)與滑輪(14)滑塊(19)連接?；?8)下部裝有下套筒(6)，筒內(nèi)裝有下套筒內(nèi)芯(4)、彈簧(7)。通過中間拉桿(20)，下套筒內(nèi)芯(4)、與滑塊(19)聯(lián)接。
3.按照權(quán)利要求2所述的蜂球沖壓裝置，其特征在于上套筒(17)內(nèi)有一個(gè)滑輪(18)，頂端有兩個(gè)滑輪(14)，有一條兩端固定在內(nèi)套(12-1)頂部，繞過滑輪(14)(18)的柔性物(13)。
4.按照權(quán)利要求2所述的蜂球沖壓裝置，其特征在于滑梁上部兩側(cè)活動(dòng)拉桿(9)的上部頂蓋(11)上裝有一個(gè)能調(diào)節(jié)沖針(1)相對于沖頭(2)伸出長度的位置控制裝置(12)，活動(dòng)拉桿(9)的中間部位有一個(gè)可調(diào)節(jié)上下位置的托盤(10)。
5.按照權(quán)利要求4所述的位置控制裝置，其特征在于外套(12-3)的內(nèi)孔中安裝著內(nèi)套(12-1)，內(nèi)套下端為一斜度小于15°的錐臺，其表面與外套(12-3)內(nèi)表面之間形成楔形空間內(nèi)安裝一圈鋼球(12-2)。
6.按照權(quán)利要求2所述的蜂球沖壓裝置，其特征在于有一個(gè)能把沖針(1)鎖合在沖頭(2)上的下套筒內(nèi)芯(4)。
7.按照權(quán)利要求6所述的下套筒內(nèi)芯(4)，其特征在于裝在下套筒內(nèi)芯(4)被縱穿滑梁(8)中部通孔的中間拉桿(20)所聯(lián)接。
8.按照權(quán)利要求6所述的下套筒內(nèi)芯(4)，其特征在于內(nèi)下芯(4-3)中間圓孔與下端斜度小于15°的錐臺之間的空間，將內(nèi)上芯(4-1)底部箍住，內(nèi)上芯(4-1)與內(nèi)下芯(4-3)的側(cè)壁上對應(yīng)均布著一組孔，每對應(yīng)孔內(nèi)各按裝一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼球(4-2)，上下芯(4-1)(4-3)通過鋼球(4-2)絞接在一起，它們都置于沖頭(2)和下套筒(6)內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求2所述的蜂球沖壓裝置，其特征在于下套筒內(nèi)裝有一個(gè)壓縮彈簧(7)，其上部與滑梁(8)下面，下部與內(nèi)下芯(4-3)緊密接觸。
全文摘要
預(yù)埋針沖壓式蜂球成型方法及其裝置，屬于蜂窩煤成型方法及其加工機(jī)械裝置。本發(fā)明完全擺脫了現(xiàn)有沖壓式蜂球機(jī)先壓實(shí)后穿孔的傳統(tǒng)成型方法。改為壓球前沖針先于沖頭插入模筒蜂料中，完成先穿孔后壓實(shí)最后成型的新工藝流程。其新設(shè)計(jì)的沖壓裝置，如果用于新機(jī)型的設(shè)計(jì)，可使新機(jī)型體積小、重量輕、耗能低，如果用于現(xiàn)有蜂煤機(jī)改造，能取得耗能低、沖針使用壽命大大延長，成品質(zhì)量與產(chǎn)量明顯提高的效果。
文檔編號B30B11/00GK1031814SQ87101360
公開日1989年3月22日 申請日期1987年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月13日
發(fā)明者孫功民, 孟祥義 申請人:濟(jì)南市燃料公司第一經(jīng)營處