一種新型抹灰機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王 飛， 邢 進(jìn)， 趙華文

（1.濱州學(xué)院 機(jī)電工程系，山東 濱州 256600；2.濱州市公路管理局，山東 濱州 256603）

一種新型抹灰機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王 飛1， 邢 進(jìn)1， 趙華文2

（1.濱州學(xué)院 機(jī)電工程系，山東 濱州 256600；2.濱州市公路管理局，山東 濱州 256603）

針對(duì)目前抹灰機(jī)存在的工序復(fù)雜效率低的問題，進(jìn)行了一種新的抹灰機(jī)的探索研究。通過對(duì)抹灰機(jī)支撐架，抹灰機(jī)構(gòu)和移動(dòng)機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使該機(jī)經(jīng)過一次組裝可以進(jìn)行大面積抹灰。

抹灰機(jī)械，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，墻體表面

0 引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)科技水平的不斷提高，各種裝備技術(shù)層出不窮，功能也變得越來越智能。在如此背景之下，作為基礎(chǔ)行業(yè)的建筑業(yè)，也已形成了比較完善的裝備體系。但是，相較塔吊，泵車的高水平發(fā)展，墻體抹灰卻仍停留在人工的層面上，通過手工操作來完成的粉抹墻體施工，操作簡(jiǎn)單，靈活方便，但同時(shí)也存在下列缺點(diǎn)：危險(xiǎn)性大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，而且抹灰質(zhì)量也因人而異，參差不齊[1]。 因此，為了解決這些問題，有人研制出了抹灰機(jī)，它工作效率高、抹灰質(zhì)量好，但是現(xiàn)有的抹灰機(jī)也存在許多問題，比如自動(dòng)化程度較低，抹完一個(gè)灰板的寬度后往往又要重新組裝與定位，造成人力與物力的浪費(fèi)。基于此，本文介紹了一種經(jīng)一次組裝能夠大面積抹灰的抹灰機(jī)。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

抹灰機(jī)的主要結(jié)構(gòu)由以下三個(gè)部分構(gòu)成：外部支撐結(jié)構(gòu)和內(nèi)部的抹灰機(jī)構(gòu)以及機(jī)器橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)。

1.1 外部支撐結(jié)構(gòu)

外部的支撐結(jié)構(gòu)包括固定支桿的底座，支桿和支桿上的梁架。支桿上端固定有液壓桿，當(dāng)液壓桿伸長(zhǎng)時(shí)可觸及房頂[2]。

1.2 抹灰機(jī)構(gòu)

抹灰機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)底盤，抹灰裝置和立式齒條支桿等組成。

其中移動(dòng)底盤用于對(duì)抹灰裝置的承載，移動(dòng)底盤下方有四個(gè)軌道輪，可在普通軌道上橫向滾動(dòng)。

抹灰裝置由電機(jī)，鏈條，傳動(dòng)帶，抹灰板，撥輥，振動(dòng)電機(jī)等構(gòu)成。當(dāng)接通電源時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)位于抹灰裝置內(nèi)部的齒輪系統(tǒng)沿立式齒條支桿向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，抹灰裝置離開底座，電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)抹灰裝置向下運(yùn)動(dòng)，直至與底座接觸時(shí)停止。電機(jī)在控制抹灰裝置上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也通過鏈條帶動(dòng)位于裝置前部的傳動(dòng)帶和撥輥，將灰槽內(nèi)的灰漿推向墻面。由于抹灰板與墻面之間具有一定角度，所以灰漿落入由灰板與墻面組成的夾角中，隨著抹灰機(jī)的不斷上升，灰漿被均勻的涂抹在墻面上。當(dāng)抹灰裝置將要到達(dá)頂端時(shí)，連接著抹灰板的杠桿被壓下，抹灰板變成向下的角度，同時(shí)觸發(fā)行程開關(guān)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，抹灰裝置開始下降，此時(shí)抹灰板也對(duì)墻面進(jìn)行了壓光。

圖1 整體結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Overall structure

1.3 橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)

橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)由位于支桿上端的齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，位于地面的導(dǎo)軌和導(dǎo)軌上的抹灰裝置底座構(gòu)成。

齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用封閉式設(shè)計(jì)，齒條導(dǎo)軌與位于抹灰機(jī)構(gòu)頂部的齒輪配合使用，用于實(shí)現(xiàn)抹灰機(jī)構(gòu)的橫向位移。下方導(dǎo)軌的采用一方面是為了控制機(jī)器移動(dòng)方向，同時(shí)也為抹灰機(jī)的移動(dòng)提供了一個(gè)相對(duì)平整的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。機(jī)構(gòu)通過連接桿與抹灰裝置的立式齒條支桿連接，一方面帶動(dòng)整個(gè)抹灰裝置橫向移動(dòng)，另一個(gè)方面起到固定支桿，減少抹灰裝置工作中的晃動(dòng)的作用。

圖2 抹灰裝置Fig.2 Plastering mechanism

2 工作原理

需要抹灰時(shí)，將機(jī)器運(yùn)至工地進(jìn)行組裝。首先根據(jù)抹灰厚度的需要，確定支桿底座到墻壁的距離，然后將支桿固定在底座上，接著將支桿頂端的液壓桿伸長(zhǎng)，使橫架與房屋頂端緊密接觸，將支桿牢牢固定在地面與屋頂之間。然后將兩條軌道也固定底座上，再將齒輪齒條機(jī)構(gòu)安裝到支桿頂端[3]。

圖3 齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)Fig.3 Rack and gear device

將立式齒條導(dǎo)軌下端固定在抹灰裝置底盤上，上端與齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接桿相連，組裝起抹灰機(jī)構(gòu)。抹灰裝置內(nèi)的電動(dòng)機(jī)將通過齒輪齒條系統(tǒng)帶動(dòng)抹灰裝置上下運(yùn)動(dòng)，以完成抹灰的工作。當(dāng)抹灰裝置完成一次上下抹灰動(dòng)作后，位于齒輪齒條機(jī)構(gòu)上方的電機(jī)將啟動(dòng)，帶動(dòng)抹灰機(jī)構(gòu)在軌道上移動(dòng)一個(gè)抹灰板的距離后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，然后位于抹灰裝置內(nèi)的電機(jī)再次啟動(dòng)，再次帶動(dòng)抹灰裝置上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行抹灰作業(yè)。接下來抹灰機(jī)將反復(fù)重復(fù)這個(gè)過程直至運(yùn)動(dòng)到橫向齒條軌道的盡頭。由于機(jī)器抹灰的寬度由橫向齒條軌道確定，因此原則上只要增加齒條軌道的長(zhǎng)度，該抹灰機(jī)經(jīng)過一次組裝可以粉抹更多的面積。

3 主要性能指標(biāo)

抹灰高度/m：2.7～4.0；抹灰板抹灰寬度/m：0.6～1.0；抹灰速度/(cm/s)：1.25～30；功率/kW：1.0；整機(jī)質(zhì)量/kg：200；行走方式：電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

4 總結(jié)

該抹灰機(jī)結(jié)合了人工抹灰的靈活方便與當(dāng)下抹灰機(jī)械的省時(shí)省力，也可以說是將抹灰機(jī)與腳手架結(jié)合在了一起，使抹灰機(jī)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)抹灰，省去了抹灰機(jī)頻繁組裝與拆卸的煩惱。而且，齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)用使抹灰機(jī)構(gòu)從上一個(gè)工位到下一個(gè)工位所抹墻面之間的連接更加平整，在提高工作效率的同時(shí)也提高了抹灰質(zhì)量。

[1]薛奎.新型半自動(dòng)多功能抹灰機(jī)的設(shè)計(jì)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2002，10.

[2]楊振宇，鞏傳根，等.新型抹灰機(jī)的設(shè)計(jì)[J].建筑機(jī)械，2008，15.

[3]王瑩，謝守勇，王靖,一種新型抹灰機(jī)的設(shè)計(jì)和仿真[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，11.

[4]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)全卷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

Structure Design of a New Type Wall Plastering Machine

WANG Fei1，XING Jin1，ZHAO Hua-Wen2
（1.Department of Electrical and Mechanical Engineering,Binzhou University,Binzhou Shandong 256600,China；2.Binzhou Highway Administration Bureau,Binzhou Shandong 256603,China）

In order to solve the problem of complexity and low efficiency in current,a new type of wall plastering machine has been designed in this paper.Due to adoption of the new type of mounting,plastering mechanism and the moving mechanism,this new machine can paint larger area once assembled.

plastering machine；structure design；wall surface

TB47

：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2014.03.029

1002－6673（2014）03－072－02

2014－04－10

項(xiàng)目來源：濱州學(xué)院國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201210449149）

王飛（1990-），男，在讀本科生。研究方向：產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)；通訊作者：邢進(jìn)（1980-），女，碩士研究生。研究方向：機(jī)電控制與生產(chǎn)過程自診斷。