阅读说明：本技术 一种物料通过啮合方式冲压成型的装置及其使用方法 (Punch forming device for materials in meshing mode and using method thereof ) 是由 芮泽皓 芮泽炜 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及农用机械技术领域,尤其涉及一种物料通过啮合方式冲压成型的装置及其使用方法,包括机架,所述机架的右侧安装有主传动电机,采用齿轮啮合原理即圆锥孔挤压模具和冲压锥在节圆上的间距相等,多点冲压,动作灵活可靠,电气控制智能化、双闭环控制,由传统的电流及经智能控制器对整机称重装置、成品冲板式在线称重装置、原料差重式在线称重装置数据的处理来实现,发明了称重御载系统,避免因压制区原料累积、电流控制的延迟产生堵机,圆锥孔出料模固定装置上安装有加热装置,能够在冬季寒冷的天气对圆锥孔内物料进行解冻及对物料熟化更易成型,确保连续生产,防雨设计,可露天作业,不需要厂房及供暖,投资小。(The invention relates to the technical field of agricultural machinery, in particular to a device for punch forming materials in a meshing mode and a using method thereof.)

一种物料通过啮合方式冲压成型的装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，尤其涉及一种物料通过啮合方式 冲压成型的装置及其使用方法。

背景技术

目前国内农户只有简易的小型成弄设备，人工投料安全性差、效 率低、处理能力小，安全隐患多经常出现机器伤人事件，没推广价值； 做饲料、对农林牧废弃物、秸秆大型成型设备有立式结构也有卧式结 构，但都是采用挤压原理；由环形整体模和平面或齿形压辊组成，靠 物理硬挤压成方形，只能生产生物质燃料、饲料、有机肥料、原料中 的某一种，而且产品只是起步阶段，设备运转稳定性差、能耗高、挤 压模具磨损快，再加原料运输成本高，收聚运机制不成熟，不能全年 生产。

因此，我们提出了一种物料通过啮合方式冲压成型的装置及其使 用方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物料通过啮合方式冲压成型的加工 方法，以解决上述背景技术中提出的目前国内农户只有简易的小型成 型设备，人工投料安全性差、效率低、处理能力小，安全隐患多经常 出现机器伤人事件，没推广价值；做饲料、对农林牧废弃物、秸秆大 型成型设备有立式结构也有卧式结构，但都是采用挤压原理；由环形 整体模和平面或齿形压辊组成，靠物理硬挤压成型，只能生产生物质 燃料、饲料、有机肥料、原料中的某一种，而且产品只是起步阶段， 设备运转稳定性差、能耗高、挤压模具磨损快，对原料水分、长短、 粒度要求高、前期要经粉碎、烘干处理。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种物料通过啮合方式冲压成型的装置，包括机架，所述机架的 右侧安装有主传动电机，主传动电机的顶部有防雨罩，且其输出轴连 接有工业减速机，该工业减速机设置在机架的内腔，机架的顶部左侧 连接有传动箱体，所述传动箱体的顶部连接有布料室，且传动箱体上 安装有仿生轴承组合驱动带圆盘主轴，带圆盘主轴位于传动箱体内腔 的轴体上设有清理刮料装置及迷宫封料装置，所述带圆盘主轴的中部 设有刮刀及固定座，刮刀及固定座的上部套接有十字压盖板，且十字 压盖板设置于布料室的内腔上部，所述十字压盖板的端部均连接有排 式多点啮合辊，所述传动箱体的顶部还安装有出料模固定装置，所述布料室位于出料模固定装置与四个排式多点啮合辊之间，四个所述排 式多点啮合辊上均设有偏心轴及调心装置，且排式多点啮合辊的圆周 上均连接有可拆卸的冲压锥，所述十字压盖板的上部套接有布料盘， 且布料盘为星形结构，布料盘的压料臂底部内侧镶嵌有强磁块，且布 料盘的底部设有卸载装置，所述布料室的顶部有带破拱强制喂料装 置，所述出料模固定装置的均插接有可拆卸孔式的挤压模具，挤压模 具由助进段、成型段、释放段组成，且挤压模具的内孔与上述冲压锥 外形相匹配，所述出料模固定装置的内侧镶嵌有加热装置，且出料模 固定装置上镶嵌有温度传感器，所述温度传感器通过导线与智能控制 器连接。

优选的，所述冲压锥的数量为多个，采用螺纹结构固定，为防止 松动又方便拆装上下采用锁紧螺杆，中间采用反螺纹锁紧螺杆。

优选的，所述带破拱强制喂料装置采用等螺距叶片，能实现体积 计量，且带破拱强制喂料装置上安装有差重式在线称重装置。

优选的，所述智能控制器通过导线与强制喂料装置、加热装置、 主传动电机、出料驱动装置、卸载装置电性连接，智能控制器安装在 机架上。

优选的，所述机架的底部两侧均设置有整机称重装置，且机架的 中部设置有出料室，有出料室的一侧有冷却装置，出料室的下部设有 单向拨料器，出料室的一侧设有出料口，其底部安装有成品冲板式在 线称重装置，所述机架的顶端设有液体添加装置。

优选的，所述挤压模具内孔与冲压锥外形相匹配，且冲压锥的轴 心与可拆孔式挤压模具的轴心在同一条直线上时做功为零，产生最大 挤压力，效率最高。

优选的，一种物料通过啮合方式冲压成型的装置的使用方法，包 括以下步骤：

S1喂料：松散物料在智能控制器的控制下经带破拱强制喂料装 置进行强制喂料作业，强制喂料使原料压实，且能均匀喂入，其喂入 量根据主传动电机电流及经智能控制器对整机称重装置、成品冲板式 在线称重装置、原料差重式在线称重装置数据的处理而调整；

S2布料：而后通过差重式在线称重装置进入布料室，主传动电 机的运转驱动带圆盘主轴、布料盘及排式多点啮合辊旋转，通过布料 盘下压物料；

S3压料：带圆盘主轴与布料盘旋转产生原料流动方向，排式多 点啮合辊经带圆盘主轴驱动而旋转，其中，冲压锥与出料模具啮合， 产生旋转方向与料流方向相同，转动的冲压锥对原料产生敲实，将原 料赶入挤压模具内；

S4啮合冲压：松散物料经冲压锥与出料模固定装置上的挤压模 具啮合冲压成颗粒状、块状或棒状，进入出料室；

S5成品出料：经冷却装置由单向拨料器将成品经带清理装置的 出料口拨出出料室经成品冲板式在线称重装置后储存。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用立式带破拱强制喂料装置喂料，经排式多点啮合 辊与排式多孔出料模固定装置啮合冲压，采用齿轮啮合原理即圆锥孔 挤压模具和冲压锥在节圆上的间距相等，多点冲压，动作灵活、可靠， 冲压锥与圆锥孔出料模具不易咬死，原料易成型，功能多样，本发明 对原料的水分、长度要求不高，工艺中不需对原料烘干、粉碎，动力 消耗小，节能；同一工艺设备、只需更换不同锥度的冲压锥及孔式出 料模具就能啮合冲压生产生物质燃料、饲料、有机肥料、原料等功能 多样。

2、本发明采用可拆冲压锥，可拆换孔式节能挤压模具，方便加 工，如有局部损坏可单个更换，不需全部更换，使用成本低；圆锥孔 出料模固定装置上安装有加热装置，能够在冬季寒冷的天气对圆锥孔 内物料进行解冻及对物料熟化更易成型，确保连续生产，防雨设计， 可露天作业，不需要厂房及供暖，投资小。

附图说明

图1为本发明提出的一种物料通过啮合方式冲压成型的装置的 结构示意图；

图2为本发明提出的一种物料通过啮合方式冲压成型的装置的 侧面结构示意图；

图3为本发明提出的一种物料通过啮合方式冲压成型的装置的 冷却装置结构示意图；

图4为本发明提出的一种物料通过啮合方式冲压成型的装置的 啮合冲压状态的结构示意图；

图5为本发明提出的一种物料通过啮合方式冲压成型的装置的 使用方法的流程图。

图中：1机架、2主传动电机、3工业减速机、4传动箱体、5带 圆盘主轴、6清理刮料装置、7迷宫封料装置、8布料室、9十字压盖 板、10出料模固定装置、11刮刀及固定装置、12排式多点啮合辊、 13冲压锥、14布料盘、15强磁块、16带破拱强制喂料装置、17挤 压模具、18加热装置、19温度传感器、20出料室、21单向拨料器、 22出料驱动装置、23冷却装置、24出料口、25智能控制器、26整 机称重装置、27成品冲板式在线称重装置、28差重式在线称重装置、 29卸载装置、30液体添加装置。

具体实施方式

除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明 所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本 说明书中的定义为准。“质量、浓度、密度、温度、时间、或者其它 值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定 的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值 与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范 围是否单独公开了。

本发明的实施例提出了一种物料通过啮合方式冲压成型的装置， 包括机架1，机架1的右侧安装有主传动电机2，主传动电机2的顶 部有防雨罩，且其输出轴连接有工业减速机3，该工业减速机3设置 在机架1的内腔，机架1的顶部左侧连接有传动箱体4，传动箱体4 的顶部连接有布料室8，且传动箱体4上安装有仿生轴承组合驱动带 圆盘主轴5，带圆盘主轴5位于传动箱体4内腔的轴体上设有清理刮 料装置6及迷宫封料装置7，带圆盘主轴5的中部设有刮刀及固定座 11，刮刀及固定座11的上部套接有十字压盖板9，且十字压盖板9设置于布料室8的内腔上部，十字压盖板9的端部均连接有排式多点 啮合辊12，传动箱体4的顶部还安装有出料模固定装置10，布料室 8位于出料模固定装置10与四个排式多点啮合辊12之间，四个排式 多点啮合辊12上均设有偏心轴及调心装置，且排式多点啮合辊12的圆周上均连接有可拆卸的冲压锥13，十字压盖板9的上部套接有布 料盘14，且布料盘14为星形结构，布料盘14的压料臂底部内侧镶 嵌有强磁块15，且布料盘14的底部设有卸载装置29，布料室8的顶 部有带破拱强制喂料装置16，出料模固定装置10的均插接有可拆孔 式的挤压模具17，挤压模具17由助进段、成型段、释放段组成，且 挤压模具17的内孔与上述冲压锥13外形相匹配，出料模固定装置 10的内侧镶嵌有加热装置18，且出料模固定装置10上镶嵌有温度传 感器19，温度传感器19通过导线与智能控制器25连接。

本实施例中，冲压锥13的数量为多个，采用螺纹结构，为防止 松动又方便拆装上下采用锁紧螺杆，中间采用反螺纹锁紧螺杆，带破 拱强制喂料装置16采用等螺距叶片，能实现体积计量，且带破拱强 制喂料装置16上安装有28差重式称重装置。

其中，智能控制器25通过导线与加热装置18、主传动电机2、 出料驱动装置22电性连接，智能控制器25安装在机架1上。

进一步地，机架1的底部两侧均设置有整机称重装置26，且机 架1的中部设置有冷却装置23，且冷却装置23的一侧设有出料室20， 且其中部另一侧设有单向拨料器21，冷却装置23的一侧底部设有出 料口24，其底部安装有成品冲板式在线称重装置27，机架1的顶端 设有液体添加装置30，通过添加液体能改变成品的成份及密实度。

具体地，挤压模具17内孔与冲压锥13外形相匹配，且冲压锥 13的轴心与可拆孔式挤压模具17的轴心在同一条直线上时做功为 零，产生最大挤压力，效率最高。

本实施例中，还提出了一种物料通过啮合方式冲压成型的装置的 使用方法，包括以下步骤：

S1喂料：松散物料在智能控制器25的控制下经带破拱强制喂料 装置16进行强制喂料作业，强制喂料使原料压实，且能均匀喂入， 其喂入量根据主传动电机电流及经智能控制器25对整机称重装置 26、成品冲板式在线称重装置27、原料差重式在线称重装置28数据 的处理而调整；

S2布料：而后通过差重式在线称重装置28进入布料室8，主传 动电机2的运转驱动带圆盘主轴5、布料盘14及排式多点啮合辊12 旋转，通过布料盘14下压物料；

S3压料：带圆盘主轴5与布料盘14旋转产生原料流动方向，排 式多点啮合辊12经带圆盘主轴5旋转因冲压锥13与出料模具啮合产 生高速旋转，方向与料流方向相同，冲压锥13对原料产生敲实，将 原料赶入挤压模具内；

S4啮合冲压：松散物料经冲压锥13与出料模固定装置10上的 挤压模具17啮合冲压成颗粒状、块状或棒状，进入出料室20；

S5成品出料：经冷却装置23由单向拨料器21将成品经带清理 装置的出料口24拨出出料室20经成品冲板式在线称重装置27后储 存。

工作原理：对智能控制器25设定参考温度、电流、重量，使用 时，主传动电机2固定在机架1上，由工业减速机3驱动固定在传动 箱体4上带圆盘主轴5，带动排式多点啮合辊12旋转，使得冲压锥 13与出料模固定装置10上孔式挤压模具17啮合，将物料冲压成圆 柱，清理刮料装置6上端有立式带破拱强制喂料装置16，带破拱强 制喂料装置16下面是布料盘14，对原料起到强制布料作用，布料更 均匀，布料流动方向与冲压方向一致，增加产量，背面设有强磁块 15，利用强磁块15取出物料中的贴，除铁更砌底，避免冲压锥13与 出料模固定装置10上圆孔式挤压模具17啮合因异物而损坏冲压锥 13、圆锥孔式挤压模具17及出料模固定装置10，出料模固定装置压 盖上配有加热装置18及温度传感器19，在北方冬季因物料含水分， 圆锥孔式挤压模具内物料会结冰，生产前必须让冰溶化，否则影响冲 压生产，温度传感器19检测到温度低于设定温度时，温度传感器19 将信号传递给智能控制器25，智能控制器25控制加热装置18通电 加热，通过加热板18确保能连续生产，圆锥孔式挤压模具17可拆换， 方便加工，如有局部损坏可单个更换，不需全部更换，使用成本低； 根据相同截面圆周长小的原理，得知使用圆锥孔挤压模具有效摩擦 小，易成型，能耗小，排式多点啮合辊12，每个排式多点式排式多 点啮合辊12的外壁均匀分布有多排可拆冲压锥13，每排有三个冲压 锥13，冲压锥13可单个拆换，采用可调偏心转轴结构，可通过调节 辊与模啮合的深浅的装置，可到达最佳啮合即圆锥孔挤压模具和冲压 锥在节圆上的间距相等，不容易咬死，采用十字型对称结构，易拆解， 四个排式多点啮合辊成十字分布，有可调节辊与模啮合的深浅的装 置，可到达最佳啮合，不容易咬死，出料效率高。

进一步地，轴带动十字压辊，运转平稳，布料流动方向与冲压方 向一致，增加产量，经冲压锥13的出料由驱动装置22将进入出料室 20，经冷却装置23、再由单向拨料器21将成品，经带清理装置的出 料口24拨出出料室。称重御载系统，整机称重装置26、成品冲板式 在线称重装置27、原料差重式在线称重装置28、经智能控制器25控 制御载装置29，实现生产过程中实时监控布料室内物料的重量使主 机电流在额定电流范围内平稳工作，在因不确定因素造成超电流时会 及时关闭带破拱强制喂料装置开启御载装置，将布料室内挤压区的原 料移开，快速让主机电流回到额定电流内，不会闷机、堵机，确保连 续生产。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改 变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。