新型自動(dòng)貼瓷專(zhuān)用設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

胡興偉

（陜西博選科技有限公司，陜西 西安 710026）

0 引言

礦山及洗煤廠用的煤炭介質(zhì)傳導(dǎo)管道內(nèi)壁需要黏貼瓷片，以提高管道的耐磨性能與使用壽命[1]。目前管道內(nèi)壁的瓷片黏貼一般采用人工作業(yè)，隨著洗煤廠管道需求更換量不斷增加，目前的作業(yè)方式已無(wú)法滿足現(xiàn)有需求，人工涂膠存在配比不均、膠量不勻、涂膠慢效率低等問(wèn)題，同時(shí)人工黏貼還會(huì)出現(xiàn)管道狹窄操作不便、一致性差、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題[2]。因此該文設(shè)計(jì)了一種能夠自動(dòng)完成瓷片黏貼作業(yè)的新型直管道自動(dòng)貼瓷片專(zhuān)用設(shè)備。

1 自動(dòng)貼瓷片專(zhuān)用設(shè)備的設(shè)計(jì)

該設(shè)備包括機(jī)架和混膠裝置，承托裝置和涂膠裝置并排設(shè)置于機(jī)架的上側(cè)，涂膠裝置安裝在機(jī)架的右端，機(jī)械臂的一端安裝在涂膠裝置的上側(cè)，另一端伸至承托裝置的上側(cè)。混膠裝置設(shè)置于涂膠裝置的右側(cè)，混膠裝置的輸出口與涂膠裝置相連通，并將混合后的膠體輸送至涂膠裝置內(nèi)，如圖1 所示。

圖1 新型直管道自動(dòng)貼瓷片專(zhuān)用設(shè)備圖

混膠裝置包括外殼、加熱銅管以及混膠罐，外殼的底部裝有萬(wàn)向輪，各萬(wàn)向輪均通過(guò)萬(wàn)向輪支撐桿安裝于外殼的底部。萬(wàn)向輪支撐桿豎向設(shè)置，其上端與外殼的底部固定連接，下端與對(duì)應(yīng)的萬(wàn)向輪相連，通過(guò)萬(wàn)向輪方便移動(dòng)混膠裝置。加熱銅管設(shè)置在外殼的下部，用于加熱混膠罐，以避免因溫度過(guò)低出現(xiàn)膠體黏度過(guò)小的問(wèn)題。

外殼的左側(cè)設(shè)置有輸膠管。輸膠管為軟管，輸膠管的輸入口與混膠罐的輸出口連通，輸膠管的輸出口與涂膠裝置相連通，并將混合后的膠體送入涂膠裝置內(nèi)，如圖2 所示。

圖2 混膠裝置的主視示意圖

外殼的前側(cè)設(shè)置了配電室拉門(mén)，通過(guò)配電室拉門(mén)可方便地對(duì)外殼內(nèi)的電路進(jìn)行檢修[3]。外殼的頂部前側(cè)裝有混膠器顯示面板和混膠器控制按鈕，混膠器顯示面板位于外殼的中部，混膠器控制按鈕設(shè)置在混膠器顯示面板的一側(cè)。

涂膠裝置包括涂膠架、膠槍以及儲(chǔ)膠罐。儲(chǔ)膠罐豎向安裝在涂膠架的頂部，為豎向設(shè)置，涂膠架的下部設(shè)置有散熱網(wǎng)。膠槍安裝在涂膠架的頂部，膠槍的一側(cè)設(shè)置有瓷片放置臺(tái)，瓷片放置臺(tái)設(shè)置在膠槍靠近承托裝置的一側(cè)。膠槍用于為瓷片涂膠，能夠保證涂膠均勻、穩(wěn)定，涂膠后的瓷片暫存于瓷片放置臺(tái)上。膠槍的輸入口與儲(chǔ)膠罐相連通，并將儲(chǔ)膠罐內(nèi)的膠體涂在瓷片上。并排且間隔設(shè)置的若干個(gè)儲(chǔ)膠罐能夠存儲(chǔ)多種膠體。涂膠架的頂部設(shè)置有機(jī)架支撐板，機(jī)械臂安裝在機(jī)架支撐板上，如圖3 所示。

圖3 涂膠裝置的立體示意圖

涂膠架的頂部后側(cè)裝有計(jì)量控制器。計(jì)量控制器包括計(jì)量控制按鈕和計(jì)量顯示器，通過(guò)計(jì)量控制器可方便控制瓷片的涂膠量。涂膠架的頂部前側(cè)裝有涂膠控制器，涂膠控制器包括涂膠控制器按鈕和涂膠顯示器，通過(guò)涂膠控制器可方便監(jiān)控并控制瓷片的涂膠情況[4]。

機(jī)架的頂部還裝有軌道。軌道沿機(jī)架的長(zhǎng)度方向設(shè)置，設(shè)置于涂膠架的左側(cè)并且分2 根對(duì)稱(chēng)設(shè)置在機(jī)架兩側(cè)。承托裝置安裝在軌道上，并可滑動(dòng)。

機(jī)械臂包括橫梁、平移裝置、吸取部升降裝置以及壓緊部升降裝置。橫梁的一端安裝在機(jī)架支撐板上，另一端伸至承托裝置的上側(cè)，平移裝置安裝在橫梁上。吸取部升降裝置和壓緊部升降裝置均安裝在平移裝置上且二者沿靠近承托裝置的方向依次設(shè)置，吸取部安裝在吸取部升降裝置的底部，壓緊部安裝在壓緊部升降裝置的底部，如圖4～圖6 所示。

圖4 機(jī)械臂的立體示意圖

圖5 圖4 中A 處的局部放大圖

圖6 圖4 中B 處的局部放大圖

橫梁的左端裝有紅外傳感器，通過(guò)紅外傳感器能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)壓板滑座和吸盤(pán)滑座的位置。由于壓板滑座和吸盤(pán)滑座的間距移動(dòng)，因此只檢測(cè)壓板滑座的位置即可。吸取部升降裝置包括吸盤(pán)升降氣缸，吸盤(pán)升降氣缸豎向安裝在吸盤(pán)滑座的前側(cè)，其活塞桿朝下設(shè)置。

吸取部包括吸盤(pán)、吸盤(pán)安裝板以及緩沖彈簧，吸盤(pán)安裝板水平安裝在吸盤(pán)升降氣缸的活塞桿上，并隨其同步升降。吸盤(pán)通過(guò)吸盤(pán)安裝桿安裝在吸盤(pán)安裝板上。吸盤(pán)安裝桿的下端與吸盤(pán)相連，上端可向上滑動(dòng)穿過(guò)吸盤(pán)安裝板。吸盤(pán)安裝桿的上端螺紋連接了限位螺母，緩沖彈簧套設(shè)在吸盤(pán)安裝桿外。緩沖彈簧位于吸盤(pán)和吸盤(pán)安裝板之間，處于壓縮狀態(tài)時(shí)，緩沖彈簧的上端支撐在吸盤(pán)安裝板的底部，下端推動(dòng)吸盤(pán)向下運(yùn)動(dòng)，既能夠保證吸盤(pán)與瓷片貼合可靠，又能夠避免壓壞瓷片。

吸盤(pán)滑座上還裝有真空泵，吸盤(pán)安裝桿上設(shè)置有貫穿其上的通孔。真空泵的進(jìn)氣口同時(shí)與各吸盤(pán)安裝桿的上端連通，并通過(guò)吸盤(pán)安裝桿與各吸盤(pán)連通，即可通過(guò)吸盤(pán)實(shí)現(xiàn)瓷片的吸取。壓緊部升降裝置包括壓板升降氣缸。壓板升降氣缸豎向安裝在壓板滑座的前側(cè)，其活塞桿豎向設(shè)置，壓緊部安裝在壓板升降氣缸的活塞桿上。壓緊部包括壓板架和瓷片壓板。壓板架水平安裝在壓板升降氣缸的活塞桿上，并隨活塞桿升降。瓷片壓板豎向設(shè)置在壓板架的下側(cè)，瓷片壓板的頂部與壓板架的中部固定連接。壓板架與壓板升降氣缸的活塞桿相連，并隨其同步升降。

承托裝置包括承托架和托輥，承托架的底部裝有軌道輪，承托架通過(guò)軌道輪安裝在軌道上。任意一托輥均連接有托輥電機(jī)，通過(guò)托輥電機(jī)帶動(dòng)托輥轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)托輥上承托的管道轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)管道的角度。承托架的前側(cè)中部設(shè)置有承托架控制面板，承托架控制面板能夠控制行走電機(jī)和托輥電機(jī)的啟停，如圖7 所示。

圖7 承托裝置的立體示意圖

各托輥的兩端均通過(guò)軸承座安裝在承托架上并可轉(zhuǎn)動(dòng)，各軸承座與承托架之間均設(shè)置有復(fù)位裝置。在該設(shè)備上有且只有一組托輥連接托輥電機(jī)，該組托輥的2 個(gè)托輥均同軸連接了同步帶輪，2 個(gè)同步帶輪通過(guò)同步帶相連，使該組的2 個(gè)托輥同步轉(zhuǎn)動(dòng)[5]。托輥電機(jī)的輸出軸上裝有齒輪，同步帶的外側(cè)設(shè)置了與齒輪相嚙合的外齒，齒輪間隔設(shè)置在同步帶的中部下側(cè)。當(dāng)瓷片壓實(shí)氣缸推動(dòng)瓷片壓板下降并壓實(shí)瓷片時(shí)，托輥向下運(yùn)動(dòng)，使同步帶的外齒與齒輪嚙合，此時(shí)托輥轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)管道轉(zhuǎn)動(dòng)，直至瓷片壓板與瓷片脫離。然后復(fù)位裝置推動(dòng)托輥向上運(yùn)動(dòng)并復(fù)位，齒輪與同步帶的外側(cè)脫離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)管道的自動(dòng)調(diào)節(jié)且調(diào)節(jié)準(zhǔn)確[6]，如圖8所示。

圖8 托輥的安裝示意圖

2 自動(dòng)貼瓷片專(zhuān)用設(shè)備的工作方法

膠體在混膠罐內(nèi)混合之后經(jīng)輸膠管送入儲(chǔ)膠罐內(nèi)。膠槍抽取儲(chǔ)膠罐內(nèi)的膠體并涂在瓷片上。平移電機(jī)通過(guò)同步帶帶動(dòng)吸盤(pán)滑座移動(dòng)至膠槍上側(cè)，吸盤(pán)升降氣缸帶動(dòng)吸盤(pán)下降，使吸盤(pán)與瓷片貼合并吸取瓷片，然后吸盤(pán)升降氣缸復(fù)位。平移電機(jī)通過(guò)同步帶帶動(dòng)吸盤(pán)滑座移動(dòng)至托輥上的管道內(nèi)，壓板滑座也同步運(yùn)動(dòng)至管道內(nèi)，托輥電機(jī)動(dòng)作并調(diào)節(jié)管道的位置和角度，吸盤(pán)升降氣缸下降，并將吸盤(pán)上吸取的瓷片貼到管道內(nèi)壁的指定位置，然后吸盤(pán)升降氣缸復(fù)位。平移電機(jī)通過(guò)同步帶帶動(dòng)吸盤(pán)滑座和壓板滑座向管道外運(yùn)動(dòng)，當(dāng)瓷片壓板與剛貼片的瓷片正對(duì)時(shí)，瓷片升降氣缸帶動(dòng)瓷片壓板下降，并對(duì)瓷片壓實(shí)。壓實(shí)后瓷片升降氣缸帶動(dòng)瓷片壓板復(fù)位，完成一塊瓷片的貼片。重復(fù)上述過(guò)程，即可完成管道內(nèi)壁的瓷片貼片工作。

3 結(jié)語(yǔ)

該設(shè)備已投入生產(chǎn)使用，效果顯著，涂膠裝置能夠自動(dòng)對(duì)瓷片進(jìn)行涂膠，機(jī)械臂將涂膠后的瓷片貼在管道內(nèi)壁上，實(shí)現(xiàn)了瓷片的自動(dòng)貼片，解決了手工操作配比不準(zhǔn)、生產(chǎn)效率低、一致性差以及成本高等問(wèn)題。該設(shè)備的投入使用可以填補(bǔ)煤炭介質(zhì)管道自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的空缺[7]。