實(shí)驗(yàn)室用雙輥間距可調(diào)式壓漿機(jī)設(shè)計(jì)

張大軍，張棟，段文婷，楊靖，劉奇，揭楚濱，林先峰

（1.江西工陶院精細(xì)陶瓷有限公司，萍鄉(xiāng) 337000；2.江西環(huán)宇工陶技術(shù)研究有限公司，萍鄉(xiāng) 337000）

1 引言

利用有機(jī)前驅(qū)體制備泡沫陶瓷采用陶瓷原料，添加外加劑制得料漿，后用有機(jī)前驅(qū)體進(jìn)行掛漿、壓漿，烘干、燒成等工序制備而成。具有氣孔率高、比表面積大、抗熱震、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕及良好的機(jī)械強(qiáng)度和過(guò)濾吸附性能，可廣泛應(yīng)用于熱交換材料，布?xì)獠牧希囄矚庋b置，凈化冶金工業(yè)過(guò)濾熔融態(tài)金屬，熱能回收，輕工噴涂行業(yè)，工業(yè)污水處理,隔熱隔音材料，用作化學(xué)催化劑載體，電解隔膜及分離分散元件等。

在利用有機(jī)前驅(qū)體制備泡沫陶瓷的過(guò)程中，有機(jī)前驅(qū)體吸漿完成后的壓漿工段直接關(guān)系到有機(jī)前驅(qū)體中持漿量料漿的多少、所持料漿在有機(jī)前驅(qū)體中是否分散均勻、進(jìn)而影響成品的抗熱震、氣孔率、抗壓抗折強(qiáng)度等性能，因此，壓漿工段尤為重要，對(duì)壓漿機(jī)的要求也相應(yīng)很高。

目前行業(yè)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室用的手動(dòng)有機(jī)前驅(qū)體制備泡沫陶瓷用壓漿機(jī)通常是單輥+平面壓漿方式，此種方式壓漿存在很多的弊端：第一，不能大幅度調(diào)節(jié)間距（間距調(diào)節(jié)僅≤5mm），單輥壓漿機(jī)對(duì)有機(jī)前驅(qū)體的厚度要求局限性比較大，厚度超過(guò)可調(diào)節(jié)間距的有機(jī)前驅(qū)體無(wú)法使用；第二，單輥與有機(jī)前驅(qū)體接觸的一面為線接觸，另一面為面接觸，導(dǎo)致壓漿過(guò)程中有機(jī)前驅(qū)體被壓兩面不能同時(shí)恢復(fù)到原始形狀，且面接觸一面不能在壓漿過(guò)程中進(jìn)行內(nèi)部漿料的均化，有機(jī)前驅(qū)體持漿效果受到影響，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在較大的局限性。

手動(dòng)、可精確大尺寸調(diào)節(jié)雙輥間距的壓漿機(jī)，克服了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)用手動(dòng)單輥壓漿機(jī)的局限性，到達(dá)更好的壓漿效果。

2 實(shí)驗(yàn)室用雙輥間距可調(diào)式壓漿機(jī)簡(jiǎn)介

如圖1 所示，本設(shè)計(jì)包括動(dòng)力裝置1、壓漿裝置2、間距調(diào)節(jié)裝置3 和支架4。其中，動(dòng)力裝置1 傳動(dòng)連接壓漿裝置2；壓漿裝置2 包括上下布置的上輥21 和下輥22，上輥21 和下輥22 兩端均設(shè)有安裝件23，上輥21 和下輥22 與安裝件23 轉(zhuǎn)動(dòng)連接；支架4 包括位于上輥21 和下輥22 兩側(cè)的第一支架41 和第二支架42，第一支架41和第二支架42 均設(shè)有沿上下方向延伸的滑道（圖中未示出，滑道朝向上輥21 和下輥22），安裝件23 設(shè)置于滑道中；間距調(diào)節(jié)裝置3 位于壓漿裝置2 和支架4 的上方，間距調(diào)節(jié)裝置3 包括升降部，升降部連接上輥21 兩端的安裝件23。

圖1 雙輥間距可調(diào)式壓漿機(jī)原理圖

在本壓漿機(jī)中，升降部分包括第一螺桿31 和第二螺桿32。間距調(diào)節(jié)裝置3 還包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與第一螺桿31 和第二螺桿32 螺紋連接，第一螺桿31 和第二螺桿32 分別與上輥21 兩端的安裝件23 轉(zhuǎn)動(dòng)連接。在本設(shè)計(jì)中，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括中間齒輪33、與中間齒輪33 嚙合的第一齒輪34 和第二齒輪35。其中，中間齒輪33 的軸孔處設(shè)置旋轉(zhuǎn)把手36，第一齒輪34、第二齒輪35 分別通過(guò)軸孔與第一螺桿31、第二螺桿32 螺紋連接。

在本壓漿機(jī)中，間距調(diào)節(jié)裝置3 還包括支撐板37。支撐板37 兩端分別連接第一支架41 和第二支架42，旋轉(zhuǎn)把手36 穿過(guò)中間齒輪33 的軸孔且與支撐板37 轉(zhuǎn)動(dòng)連接。在設(shè)計(jì)中，支撐板37 兩端分別連接第一支架41 和第二支架42 的上部，且支撐板37 的位置不妨礙上輥21的升降。

在本壓漿機(jī)中，第一支架41 和/或第二支架42 上設(shè)置間距標(biāo)尺5，上輥21 的安裝件23 設(shè)置與間距標(biāo)尺5配合的指示針（圖中未示出）。如圖1 所示，示出的是上輥21 與下輥22 壓緊時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)間距標(biāo)尺5 的0 位點(diǎn)恰好與上輥21 的安裝件23 底部對(duì)應(yīng)，指示針優(yōu)選設(shè)置于上輥21 的安裝件23 底部處，此時(shí)指示針的指示箭頭與0 位點(diǎn)同位，當(dāng)上輥21 上升時(shí)，指示針隨之移動(dòng)，指示針在間距標(biāo)尺5 上指示的示數(shù)即為雙輥間距，方便雙輥間距的獲取。間距標(biāo)尺5 上量程不受限制，精確值也不受限制，例如，可以如圖1 所示的量程為5cm，且精確到毫米，實(shí)現(xiàn)了大間距精確調(diào)節(jié)效果。本實(shí)施例如有繼續(xù)加大間距調(diào)節(jié)（大于5cm）的需求，可通過(guò)加大上輥21和支撐板37 的間距實(shí)現(xiàn)。

在本設(shè)計(jì)中，安裝件23 設(shè)置有安裝孔（圖中未示出），上輥21 和下輥22 的輥軸24 穿過(guò)安裝孔，上輥21和下輥22 的輥軸24 與安裝件23 轉(zhuǎn)動(dòng)連接。安裝件23內(nèi)設(shè)置有軸承，方便對(duì)上輥21 和下輥22 的輥軸24 的支撐以及與上輥21 和下輥22 的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

在本設(shè)計(jì)中，動(dòng)力裝置1 包括旋轉(zhuǎn)軸11，旋轉(zhuǎn)軸11 上設(shè)有第一錐齒輪12 和第二錐齒輪13。上輥21 的輥軸24上設(shè)置第三錐齒輪14，下輥22 的輥軸24 上設(shè)置第四錐齒輪15。第一錐齒輪12 與第三錐齒輪14 嚙合傳動(dòng)，第二錐齒輪13 與第四錐齒輪15 嚙合傳動(dòng)，上輥21 的輥軸24 與下輥22 的輥軸24 轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。為實(shí)現(xiàn)雙輥壓漿，上輥21 與下輥22 的轉(zhuǎn)動(dòng)方向要求相反，本實(shí)施例可以將第一錐齒輪12 設(shè)置在第三錐齒輪14 上方的同時(shí)，將第二錐齒輪13 設(shè)置在第四錐齒輪15 的下方實(shí)現(xiàn)，或者也可以將第一錐齒輪設(shè)置在第三錐齒輪下方的同時(shí)，將第二錐齒輪設(shè)置在第四錐齒輪的上方實(shí)現(xiàn)。

在本設(shè)計(jì)中，旋轉(zhuǎn)軸11 設(shè)有螺紋段16，第一錐齒輪12 設(shè)置于螺紋段16 上，第一錐齒輪12 與旋轉(zhuǎn)軸11 的螺紋段16 轉(zhuǎn)動(dòng)連接。螺紋段16 的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)置，只要螺紋段16 的長(zhǎng)度能夠保證雙輥可以實(shí)現(xiàn)雙輥間距調(diào)整范圍即可，例如，當(dāng)雙輥間距調(diào)節(jié)范圍為0-5cm（尺寸可更大）時(shí)，螺紋段16 的長(zhǎng)度可實(shí)現(xiàn)第一錐齒輪12 調(diào)節(jié)高度范圍為0-5cm（尺寸可更大）。

在本設(shè)計(jì)中，動(dòng)力裝置1 還包括可鎖死第一錐齒輪12 的鎖緊裝置17。在本實(shí)施例中，鎖緊裝置17 的結(jié)構(gòu)不受限制，只要在雙輥間距調(diào)整完成后，在第一錐齒輪12沿螺紋段16 旋轉(zhuǎn)至與第三錐齒輪14 嚙合后，能夠鎖緊第一錐齒輪12，防止其沿螺紋段16 移動(dòng)即可。

在本設(shè)計(jì)中，動(dòng)力裝置1 還包括殼體18，殼體18 套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸11 外，殼體18 與旋轉(zhuǎn)軸11 之間設(shè)置支撐件19，旋轉(zhuǎn)軸11 可相對(duì)于殼體18 轉(zhuǎn)動(dòng)。支撐件19 的結(jié)構(gòu)不受限制，只要能保證旋轉(zhuǎn)軸11 可相對(duì)于殼體18 轉(zhuǎn)動(dòng)即可，例如支撐件19 為軸承，軸承的直徑與殼體18 內(nèi)徑配合以阻止旋轉(zhuǎn)軸11 除轉(zhuǎn)動(dòng)外的位移。為便于第一錐齒輪12 沿螺紋段16 的移動(dòng)、鎖緊裝置17 對(duì)第一錐齒輪12 的鎖死、上輥21 帶動(dòng)第三錐齒輪14 的升降，可在第一殼體對(duì)應(yīng)于螺紋段16、第三錐齒輪14 隨上輥21 升降的位置開設(shè)開口。

3 實(shí)驗(yàn)室用雙輥間距可調(diào)式壓漿機(jī)工作原理

本壓漿機(jī)工作原理如下：將鎖緊裝置17 松開，將第一錐齒輪12 沿螺紋段16 旋轉(zhuǎn)使第一錐齒輪12 向上移動(dòng)，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手36，旋轉(zhuǎn)把手36 在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)支撐板37 進(jìn)行限位，中間齒輪33 轉(zhuǎn)動(dòng)，中間齒輪33帶動(dòng)左右側(cè)的第一齒輪34 和第二齒輪35 轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第一齒輪34 和第二齒輪35 的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一螺桿31 和第二螺桿32 上下移動(dòng)，上輥21 以及上輥21 兩端的安裝件23 隨之上下移動(dòng)，移動(dòng)數(shù)值根據(jù)間距標(biāo)尺5 側(cè)的上輥21的安裝件23 底部的指示針的指示箭頭指示在間距標(biāo)尺5 的位置讀取。第一螺桿31 和第二螺桿32 帶動(dòng)上輥21到規(guī)定位置（雙輥壓緊狀態(tài)，如果上輥21 的安裝件23 底部的指示針的指示箭頭與0 位點(diǎn)同位，則上輥21 升降過(guò)程中讀取的指示箭頭指示在間距標(biāo)尺5 上的數(shù)值即為雙輥間距）時(shí)，停止上輥21 的升降。此時(shí)，沿螺紋段16 旋轉(zhuǎn)第一錐齒輪12 至第一錐齒輪12 與第三錐齒輪14 嚙合，通過(guò)鎖緊裝置17 鎖死第一錐齒輪12，實(shí)現(xiàn)雙輥間距精準(zhǔn)可調(diào)。將有機(jī)前驅(qū)體放入雙輥中間位置，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸11，旋轉(zhuǎn)軸11 帶動(dòng)第一錐齒輪12 和第二錐齒輪13 轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與第一錐齒輪12 嚙合的第三錐齒輪14 和與第二錐齒輪13 嚙合的第四錐齒輪15 轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力改向，上輥21 的輥軸24 與下輥22 的輥軸24 轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，實(shí)現(xiàn)雙輥碾壓功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)壓漿。

4 結(jié)語(yǔ)

本雙輥間距可調(diào)式壓漿機(jī)的設(shè)計(jì)主要用于的是實(shí)驗(yàn)室利用前驅(qū)體制備泡沫的壓漿工段，本設(shè)備操作簡(jiǎn)單，在保證前驅(qū)體持漿量的情況下，可以提供給實(shí)驗(yàn)者不同壓漿厚度情況下的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，更好的反應(yīng)有機(jī)前驅(qū)體泡沫陶瓷不同持漿量對(duì)泡沫陶瓷成型的影響。