室内墙壁用差动抹灰机研究

室内墙壁用差动抹灰机研究
冯爱华1，范春起2
(1.石家庄理工职业学院，河北石家庄050000：2.河北科技大学机械工程学院，河北石家庄050018)
[摘要]设计了一种旨在能够成功代替手工抹灰的墙壁抹灰机，分析了该机器的结构特点与工作原理，抹灰机由灰浆输送机构、差动抹灰机构、摆动导轨机构、灰厚控制装置、万向支撑小车和高度调整机构组成，其中差动抹灰机构以经过变异的差动轮系为基础，将甩灰叶轮、摊灰辊和抹灰板分别固接在小中心轮、系杆轮和大中心轮上，灰浆输送机构的螺旋滚筒通接差动抹灰机构小中心轮的空腔，甩灰叶轮将来自螺旋滚筒并经过小中心轮的灰浆甩于附近墙面，由摊灰辊摊平，由抹灰板压实抹平，较好地模拟了人工抹灰的动作，摆动导轨机构是为了使机器适应地面对墙壁的垂直度误差，灰厚控制装置用以调节墙壁抹灰厚度，万向支撑小车的锁定与解锁可以使抹灰机移动操作更为灵活和可靠。

内容摘抄：

１ 抹灰机应具有的功能和运动分析
为了使抹灰工作能够实现机械化连续进行，抹灰机应具有如下功能和相应运动。
１）供灰功能 抹灰机应能连续向作业面提供灰浆，与之对应的供灰运动，可以采用重力输送、螺旋输送、链板输送等形式。
２）摊灰、抹平与压实功能 供灰机构所供灰浆应连续不断地带力摊开抹平于待抹墙面，所需运动可以是直线摊抹、曲线摊抹或者圆周运动摊抹。 压实力量的控制可以通过在抹灰构件上设置和调节弹性环节来实现。

２ 抹灰机方案构思与创新
模拟人工抹灰的方式，为了合成抹灰机的主要运动，将受多自由度机构运动用于抹灰头的设计，依据图 １ａ 所示的单排 ２Ｋ⁃Ｈ 差动轮系的原理通过创新设计的差动抹灰头结构方案。 在图 １ 中，１ 为小中心轮，２ 为行星轮，３ 为大中心轮， Ｈ 为系杆（轮），本差动轮系是自由度为 ２ 的机构，需要 ２ 台电机驱动才能使机构具有确定的运动。 通过变异后，１，Ｈ，３ 构件均做成中空结构，灰浆螺旋输送机构４ 置于其中，由 ２ 台电机分别驱动大中心轮和系杆轮，小中心轮为从动轮，将甩灰叶轮 ５ 与小中心轮做成一体，将摊灰辊 ６ 固定于系杆轮的转臂轴上，将抹灰板 ７ 固定于大中心轮的轮缘之上，三者具有各自的转速。 当来自螺旋输送机构的灰浆通过甩灰叶轮甩于墙面时，随着抹灰头沿墙面的快速移动，摊灰辊旋转将灰摊开，最外侧的抹灰板旋转最终将灰包络抹平。

３ 抹灰机结构设计
本抹灰机主要由灰浆输送机构 １、差动抹灰机构（差动抹灰头）２、摆动导轨机构 ３、灰厚控制装置４ 和万向支撑小车 ５ 组成（见图 ２），其差动抹灰机构套装于灰浆输送机构的螺旋输送器套筒前端并沿轴向固定，连同灰浆输送机构一起固接于灰厚调节装置的支撑滑板 ４⁃５ 上，共同构成抹灰机的核心部件，而支撑滑板被调节螺钉 ３⁃５ 固定在摆动导轨机构内的支撑架板 ３⁃６ 上，该部件通过固定于万向支撑小车上的卷扬机构 ５⁃３ 的钢丝绳绕经摆动导轨机构连接板 ３⁃２ 上的定滑轮 ３⁃４ 吊装于摆动导轨机构两导轨 ３⁃１ 之间，其摆动导轨机构安装并铰接于万向支撑小车的支架 ５⁃２ 上，灰厚控制装置主要由固接于导轨框架上的贴墙滚轮架 ４⁃１、横向滚轮 ４⁃２、调节螺栓 ４⁃４ 和支撑滑板 ４⁃５ 组成，万向支撑小车为整台机器的支撑部件和人力驱动行走部件。

４ 抹灰机主要设计参数
抹灰机的主要参数设计取决于所设定的抹灰效率，拟定为 ４８０ｍ２／ ｈ，由此而确定抹灰幅宽和抹灰头上下移动速度，抹灰幅宽要受建筑常见门楣宽度和抹灰效率的制约，可定为 ８００ｍｍ，而抹灰头上下移动速度要受自身惯性、换向冲击和抹灰效率的限制，又考虑到幅间重叠和机器换位移动所需时间，可以先行酌定为 １５ｍ ／ ｍｉｎ，然后进行卷扬提升计算，这些属于常规设计计算，在此不予赘述。 本抹灰机主要是差动轮系和螺旋输送器的参数设计。

（略）

投稿会员：可爱莹