專利名稱：高速滾筒式營養缽生產設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高速滾筒式營養缽生產設備，具體為機械化農業生產作業中的一種自動化高速生產壓縮營養缽設備，屬農業機械產品技術領域。
背景技術：
育苗所用的營養缽體，是廣泛應用于棉花、玉米、瓜果、花卉等作物的早期培栽所必需的產品，早期的營養缽體主要由人工制作，其缺點是生產效率低，隨著現代農業技術的迅猛發展，又有了機械化制缽機，機械制作比人工制作效率高、作業成本低，當前已有的機械化缽體制作設備主要有兩種，其一是沖壓式成型設備；其二是水平(螺旋)擠壓式成型設備，如中國發明專利《營養土制缽機》(申請號:200410023266. 4)、《自動制缽機》(申請號 200510095097)和中國實用新型專利《棉花制缽機》(申請號91213620. 0)、《雙連高效營養缽制缽機》(申請號96217850. 0)等缽體的制作方法，其不足之處是所述設備整機結構復雜，其連續性生產作業性能差、生產效率相對較低，特別是制作的缽體質量差，制成品缽體還需要專門的切刀裝置進行后處理。一種高速滾筒式營養缽生產設備10800只/小時)，未見于已有專利及相關技術文獻中。
發明內容
本發明針對背景技術所述的不足，提出一種高速滾筒式營養缽生產設備，采用滾筒式制缽機械，多工位模具可實現每小時10800個以上的缽體制作，一次完成對營養缽的上料、打種坑、壓實、投出等加工，且成品缽體的尺寸、形狀和強度等方面都滿足高速機械化移栽的要求，質量穩定、不需要進行后續處理，具有結構簡單、成本低、生產效率高、使用壽命長等特點。本發明的技術方案是高速滾筒式營養缽生產設備，包括機架和機架上安裝的滾筒裝置、凸輪裝置、加料裝置、傳動裝置和約束裝置；其特征在于所述的滾筒裝置包括滾筒體和制缽模具，滾筒體是圓鼓狀剛體，滾筒體的一個端面上同軸固連有滾筒齒輪，有至少六排、每排至少五只并列的制缽模具固連在滾筒體的圓周上，每只制缽模具是圓筒狀活塞組件，所述活塞組件由活塞、活塞缸、活塞桿和方軸組成，活塞桿的一端與活塞固連在活塞缸內，另一端有螺栓固連在方軸上，方軸兩端有軸承，還有導向筒與活塞缸同軸固連；機架為型鋼加工件，加料裝置由加料攪輪、混料箱、刮料板組成。其有益效果是工作中傳動齒輪帶動滾筒每旋轉一周，通過制缽模具及活塞桿作用，可完成營養缽原料的(進料一預壓一壓緊一出模一成品)全部加工過程，產生30個成品營養缽，當設計轉速為6轉/min時，每小時可生產10800個營養缽，生產效率高、成品質量穩定，有利于種子的機械化栽培。如上所述的高速滾筒式營養缽生產設備，其特征在于所述的凸輪裝置包括導向凸輪和小凸輪，導向凸輪和小凸輪安裝在滾筒體內部，導向凸輪是固連在機架上的鋼板，鋼板上加工有心形凹槽，方軸上有軸承位于凹槽內且與凹槽滑動配合；小凸輪上有齒輪與小凸輪同軸固連，其中心還有安裝小凸輪軸上的軸承，小凸輪軸另一端固連在導向凸輪鋼板上。其有益效果是滾筒旋轉時，通過活塞組件帶動方軸兩端的軸承在導向凸輪的心形凹槽內滑動，完成進料一預壓一壓緊過程，小凸輪完成出模過程，小凸輪的作用還有1)防止被推出一定長度的營養缽出現斷裂或提前脫落現象發生，有利于營養缽垂直落下至傳送帶上；2)防止導向桿在推出營養缽時發生自鎖。如上所述的高速滾筒式營養缽生產設備，其特征在于所述的傳動裝置包括驅動電機、主軸、加料攪輪、滾筒齒輪系和小凸輪齒輪系；主軸通過軸承安裝在機架上，驅動電機與主軸為鏈傳動，主軸與加料攪輪也是鏈傳動，主軸與滾筒齒輪系是二級減速齒輪，主軸與小凸輪齒輪系是一級減速齒輪。其有益效果是利用一臺驅動電機可完成所有工作過程的各裝置驅動。如上所述的高速滾筒式營養缽生產設備，其特征在于所述的約束裝置是鋼板焊接的弧形筋板，安裝在機架上，位于滾筒體圓周外側，其弧長至少為1/4滾筒體圓周長。其有益效果是裝料后的制缽模具活塞缸體在滾筒體帶動下旋轉進入約束裝置的弧形筋板內，同時活塞桿在凸輪作用下逐步壓緊活塞缸內的原料到設計值，當滾筒繼續旋轉時，活塞桿在凸輪作用下又逐步推出成型壓實好的營養缽，最后經小凸輪加速推動作用，將營養缽全部推出活塞缸(出模)并下落到輸送帶上。
附圖1為本發明實施例外觀圖左視圖； 附圖2為圓柱體壓縮營養缽成品示意圖； 附圖3為圓臺體壓縮營養缽成品示意圖； 附圖4為圖1沿主軸垂直線剖視圖； 附圖5為圖4沿A—A線剖視圖； 附圖6為本發明實施例俯視圖(無攪輪時)； 附圖7為活塞缸剖視圖； 附圖8為圖7的B向視圖。
具體實施例方式附圖中的標記
附圖1中7—輸送帶，8—壓縮營養缽成品，9一弧形筋板，13—軸，45—主軸； 附圖4中1 一活塞，2—活塞缸，3—活塞桿，4一滾筒體，5—導向筒，6—軸承，13—軸， 16—齒輪一，17—齒輪二，23—齒輪三，27—齒輪四，28—方軸，39—攪輪，41一鏈輪四，44一導向凸輪鋼板，45—主軸，47—齒輪五，52—鏈輪二，58—鏈輪三，60—機架，63—齒輪六， 64—小凸輪軸，66—小凸輪，69—驅動電機。附圖5中4一滾筒體，6—軸承，7—輸送帶，8—壓縮營養缽成品，9一弧形筋板， 44一導向凸輪鋼板，47—齒輪五，64—小凸輪軸，66—小凸輪。以下結合附圖對本發明實施例進一步說明
如附圖1和4所示，本發明高速滾筒式營養缽生產設備，包括機架60和機架上安裝的滾筒裝置、凸輪裝置、加料裝置、傳動裝置和約束裝置；機架60為型鋼加工件，加料裝置由加料攪輪39、混料箱和刮料板組成；如附圖4和附圖5所示，滾筒裝置包括滾筒體4和制缽模具，滾筒體4是圓鼓狀剛體， 沿滾筒周邊有六排、每排五只并列的制缽模具固連在滾筒體4圓周上，每只制缽模具是圓筒狀的活塞組件，由活塞1、活塞缸2、活塞桿3和方軸28組成，活塞桿3的一端與活塞1固連在活塞缸2內，另一端有螺栓固連在方軸觀上，方軸觀兩端有軸承6，還有導向筒5與活塞缸2同軸固連；滾筒體4上固連有齒輪四27，齒輪四27與齒輪一 16嚙合，軸13的兩端固連有齒輪一 16和齒輪二 17，齒輪二 17又與固連在主軸45上的齒輪三23嚙合。參見附圖4和附圖5，凸輪裝置包括導向凸輪和小凸輪66，導向凸輪是固連在機架 60上的鋼板44，鋼板44上加工有心形凹槽，方軸28上的軸承6位于鋼板44上的凹槽內且可在凹槽內滑動，小凸輪66與齒輪六63同軸固連，齒輪六63的中心通過軸承安裝在小凸輪軸64端部，小凸輪軸64的另一端固連在鋼板44上，齒輪六63又與固連在主軸45上的齒輪五47嚙合。傳動裝置包括驅動電機69、主軸45、鏈輪四41、滾筒齒輪系和小凸輪齒輪系；驅動電機69固連在機架60上，主軸45通過軸承安裝在機架60上，驅動電機69與主軸45為鏈傳動，主軸45與加料攪輪39也是鏈傳動，主軸45與滾筒齒輪系是二級減速齒輪，主軸45 與小凸輪齒輪系是一級減速齒輪。參見附圖5，約束裝置是鋼板焊接的弧形筋板9，弧形筋板9安裝在機架60上，位于滾筒體4圓周外側，其弧長大于滾筒體4的1/4圓周長。當滾筒體4順時針轉動時，帶動制缽模具上的活塞組件一起轉動，由于導向凸輪鋼板44是固連在機架60上不旋轉，活塞組件除了隨滾筒體4 一起作旋轉運動外，方軸觀兩端的軸承6還在導向凸輪鋼板44上的凹槽約束下，沿徑向作往復運動，通過方軸觀推動活塞桿3在活塞缸2內來回運動，實現全部(進料一預壓一壓緊一出模一成品)生產過程。本發明實施例高速滾筒式營養缽生產設備的具體工作過程如下
(1)填料。參見附圖5，設位于位置I處的制缽模具為第一組，順時針方向分別是第二至第六組制缽模具，滾筒體4順時針旋轉。當滾筒體4上的第一組制缽模具位于加料位置 I時，活塞1處于活塞缸2的最低位置(即活塞1頂面至滾筒體旋轉中心最近)，此時混料箱中的料會在自重和攪輪39的作用下進入活塞缸2中；
(2)壓實。滾筒體4繼續旋轉，當滾筒上盛滿料的制缽模具旋轉到位置II處，由于導向凸輪鋼板44上的凹槽偏心作用，迫使活塞1擠壓料(即活塞1頂面逐漸遠離滾筒旋轉中心)， 由于料的另一端有承力弧形筋板9的約束，活塞缸2中的料將逐步被壓實；
(3)保持。制缽模具脫離弧形筋板9的約束旋轉到位置III處，活塞1無徑向移動。(4)投出。當制缽模具繼續旋轉，將到達位置IV處時，活塞缸2內已被壓實的營養缽體8開始投出，直到IV處時缽體8完全被推出，落在傳輸帶7上。同時滾筒繼續旋轉，開始下一個工作循環，，處于其它位置的制缽模具工作過程與此相同呈，僅是時間順延。小凸輪66的作用是實現營養缽8在將到達位置IV處時開始動作，到達位置IV處時，快速推出加工好的營養缽。若沒有小凸輪66，則會出現兩種情況(1)被推出一定長度的營養缽8有可能斷裂，或提前脫落，不能垂直落入傳送帶上；(2)如果不提前推出營養缽 8，那么必須將導向凸輪凹槽的曲線在此段設計的很陡，這樣會導致導向筒5與活塞桿3在此處發生自鎖。本發明實施例以30個制缽模具為例，由一臺驅動電機帶動，傳動齒輪帶動滾筒每旋轉一周，通過制缽模具及活塞桿作用，可完成營養缽原料(進料一預壓一壓緊一出模一成品)的全部加工過程，由六排、每排5只制缽模具產生30個成品營養缽，當設計轉速為6轉/ min時，每小時可生產10800個營養缽，生產效率高、成品質量穩定，同時制出的營養缽外光內松、大小高矮一致，透氣性好，促進苗齊苗壯，符合農藝標準，有利于種子的機械化栽培。滾筒式營養缽生產設備的設計過程大量運用標準件，縮短了設計的工作量、降低了生產制造周期及成本。投出的缽體落料可碼放整齊，為營養缽的后續播種及覆土作業環節創造了好條件。制成的營養缽既可采用工廠化方式大批量育苗，也可由農戶按傳統方式在地頭覆膜育苗，具有較強的適應性，具有很好的推廣前景。制缽模具也可以是每排5只以上，這樣本設備的生產效率將達到更高水平。類似的，制缽模具的活塞缸可以做成前端帶凸臺的形狀，這樣所制作的營養缽如附圖2所示，為帶有凹狀打種孔的缽體；活塞缸也可以是圓臺體結構，這樣制作的營養缽體也為帶打種孔的圓臺體。
權利要求
1.高速滾筒式營養缽生產設備，包括機架和機架上安裝的滾筒裝置、凸輪裝置、加料裝置、傳動裝置和約束裝置；其特征在于所述的滾筒裝置包括滾筒體和制缽模具，滾筒體是圓鼓狀剛體，滾筒體的一個端面上同軸固連有滾筒齒輪，有至少六排、每排至少五只并列的制缽模具固連在滾筒體的圓周上，每只制缽模具是圓筒狀活塞組件，所述活塞組件由活塞、 活塞缸、活塞桿和方軸組成，活塞桿的一端與活塞固連在活塞缸內，另一端有螺栓固連在方軸上，方軸兩端有軸承，還有導向筒與活塞缸同軸固連；機架為型鋼加工件，加料裝置由加料攪輪、混料箱、刮料板組成。
2.如權利要求1所述的高速滾筒式營養缽生產設備，其特征在于所述的凸輪裝置包括導向凸輪和小凸輪，導向凸輪和小凸輪安裝在滾筒體內部，導向凸輪是固連在機架上的鋼板，鋼板上加工有心形凹槽，方軸上有軸承位于凹槽內且與凹槽滑動配合；小凸輪上有齒輪與小凸輪同軸固連，其中心還有安裝小凸輪軸上的軸承，小凸輪軸另一端固連在導向凸輪鋼板上。
3.如權利要求1所述的高速滾筒式營養缽生產設備，其特征在于所述的傳動裝置包括驅動電機、主軸、加料攪輪、滾筒齒輪系和小凸輪齒輪系；主軸通過軸承安裝在機架上，驅動電機與主軸為鏈傳動，主軸與加料攪輪也是鏈傳動，主軸與滾筒齒輪系是二級減速齒輪， 主軸與小凸輪齒輪系是一級減速齒輪。
4.如權利要求1所述的高速滾筒式營養缽生產設備，其特征在于所述的約束裝置是鋼板焊接的弧形筋板，安裝在機架上，位于滾筒體圓周外側，其弧長至少為1/4滾筒體圓周長。
全文摘要
本發明提出一種高速滾筒式營養缽生產設備，包括機架和機架上安裝的滾筒裝置、凸輪裝置、加料裝置、傳動裝置和約束裝置，采用滾筒式多工位模壓制缽方法，可實現每小時10800個以上的缽體制作，一次完成對營養缽的上料、打種坑、壓實、投出等加工，且成品缽體的尺寸、形狀和強度等方面都滿足高速機械化移栽的要求，質量穩定、不需要進行后續處理，具有結構簡單、成本低、生產效率高、使用壽命長等特點。
文檔編號A01G9/10GK102283046SQ20111019755
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月13日 優先權日2011年7月13日
發明者余曉琴, 吳星成, 孫金風, 尹業宏, 江志鵬, 蔡志濤, 鄔述暉 申請人:湖北工業大學