專利名稱：全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬粉末還原加工和機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種裝料精度要求高，密封與刮平要求嚴(yán)格的粉末材料的裝料，尤其適用于金屬粉末還原加工中采用料舟裝載料粉的自動(dòng)化裝料作業(yè)。
背景技術(shù)：
金屬粉末還原加工中，為了保證還原質(zhì)量的一致性，除了穩(wěn)定工藝參數(shù)外對(duì)料粉的裝料準(zhǔn)確性和平整性要求越來(lái)越高。也就是說(shuō)，對(duì)裝料作業(yè)環(huán)節(jié)中的裝料精度和刮平的平整度要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)鼓式裝料法雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是，因?yàn)樗侨莘e式裝料法，裝料精度受最小容積的限制，相對(duì)裝料精度通常只能達(dá)到5 10%。目前，有些金屬粉末還原加工的裝料精度要求為2500g±2. 5g，折合為相對(duì)精度已達(dá)到0. I%，這樣的精度要求對(duì)容積式裝料法是難以實(shí)現(xiàn)的。此外，轉(zhuǎn)鼓式裝料完全依靠轉(zhuǎn)鼓與轉(zhuǎn)鼓殼之間的配合間隙實(shí)現(xiàn)密封防止不裝料時(shí)的漏粉，這對(duì)粒度很小的料粉來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)密封非常困難。因此，必須采用直接控制裝料重量的稱重法裝料。稱重法裝料根據(jù)稱重方法可以分為上稱重法和下稱重法。上稱重法多是對(duì)裝有料粉的料斗進(jìn)行稱重測(cè)量，通過(guò)控制料斗重量的減少量來(lái)控制裝料量，通常，料斗加料粉質(zhì)量在數(shù)百公斤到幾千公斤以上。而對(duì)于每次裝料僅2. 5Kg公斤的要求，該方法對(duì)稱重分辨率要求很高，控制難度非常大。下稱重法則直接對(duì)裝有料粉的料舟進(jìn)行稱重，料舟和料粉的總重量通常不超過(guò)10Kg，這給精密稱重和控制提供了方便，但是，下稱重法由于稱重傳感器在料舟的下方，刮平時(shí)如不采取措施，容易損壞稱重傳感器。其次，不管采用哪種裝料方法，裝料時(shí)的粉塵飛揚(yáng)也一直是困擾裝料作業(yè)自動(dòng)化的難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，以克服現(xiàn)有的裝料裝置裝料時(shí)粉塵飛揚(yáng)，裝料精度不高的問(wèn)題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為，全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，由進(jìn)料部分、稱重部分和分層布料刮平部分組成；進(jìn)料部分包括布料刮平料斗和密封板，布料刮平料斗的底端穿過(guò)密封板，沿著密封板的周邊邊沿設(shè)置有密封橡膠板；稱重部分包括載舟架和稱重支承板，載舟架上放置有載舟，稱重支承板位于載舟架的下方，稱重支承板上設(shè)置有電磁鐵和稱重傳感器，電磁鐵的頂部頂在載舟架的底端面上；分層布料刮平部分包括電動(dòng)缸、線性滑軌和布料刮平汽缸，布料刮平汽缸的活塞桿與電動(dòng)缸固定連接，電動(dòng)缸設(shè)置在線性滑軌上；
稱重支承板固定聯(lián)接在電動(dòng)缸的推桿軸上。其中，布料刮平料斗的上端開(kāi)口處設(shè)置有螺旋送料器和封料汽缸；設(shè)置在封料汽缸伸縮桿上的擋板與螺旋送料器的出料口相對(duì)應(yīng)。其中，螺旋送料器與送料電機(jī)同軸連接，螺旋送料器與送料電機(jī)之間的軸上設(shè)置有送料計(jì)數(shù)輪，送料計(jì)數(shù)輪上設(shè)置有送料計(jì)數(shù)器。其中，載舟架的底端固定有導(dǎo)桿，稱重支撐板上固定有導(dǎo)套，導(dǎo)套套在導(dǎo)桿上，導(dǎo)桿與導(dǎo)套組成線性軸承。本發(fā)明的有益效果是，裝料過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)粉塵飛揚(yáng)的現(xiàn)象，裝料精度高，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)刮平，且在刮平時(shí)沒(méi)有料粉溢出。


圖I是裝料前本發(fā)明全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是容積式裝料時(shí)本發(fā)明全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是精密稱重裝料時(shí)本發(fā)明全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是布料刮平時(shí)本發(fā)明全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I.線性滑軌，2.稱重支承板，3.電磁鐵，4.線性軸承，4-1.導(dǎo)桿，4-2.導(dǎo)套，
5.載舟架，6.密封橡膠板，7.密封板，8.封料汽缸，9.送料計(jì)數(shù)器，10.送料計(jì)數(shù)輪，11.送料電機(jī)，12.螺旋送料器，13.布料刮平料斗，14.料舟，15.稱重傳感器，16.布料刮平汽缸，17.機(jī)架，18.電動(dòng)缸，19.擋板。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，由進(jìn)料部分、稱重部分和分層布料刮平部分組成。進(jìn)料部分包括布料刮平料斗13和密封板7，布料刮平料斗13的底端穿過(guò)密封板
7,沿著密封板7的周邊邊沿設(shè)置有密封橡膠板6 ;布料刮平料斗13頂端處設(shè)置有螺旋送料器12和封料汽缸8 ;設(shè)置在封料汽缸8伸縮桿上的擋板19與螺旋送料器12的出料口相對(duì)應(yīng)。螺旋送料器12還與送料電機(jī)11同軸連接，螺旋送料器12與送料電機(jī)11之間的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有送料計(jì)數(shù)輪10，送料計(jì)數(shù)輪10與送料計(jì)數(shù)器9連接。稱重部分包括載舟架5和稱重支承板2，載舟架5上放置有載舟14，稱重支承板2位于載舟架5的下方,稱重支承板2上設(shè)置有電磁鐵3和稱重傳感器15,電磁鐵3的頂部頂在載舟架5的底端面上；載舟架5的底端固定有導(dǎo)桿4-1，稱重支撐板2上固定有導(dǎo)套4-2，導(dǎo)套4-2套在導(dǎo)桿4-1上，導(dǎo)桿4-1與導(dǎo)套4-2組成線性軸承4。分層布料刮平部分包括電動(dòng)缸18、線性滑軌I和布料刮平汽缸16，布料刮平汽缸16的活塞桿與電動(dòng)缸18固定連接，電動(dòng)缸18設(shè)置在線性滑軌I上；線性滑軌I與布料刮平汽缸16設(shè)置在機(jī)架17上。
稱重支承板2固定聯(lián)接在電動(dòng)缸18的推桿軸上。裝料之前，本發(fā)明裝置的狀態(tài)如圖I所示，此時(shí)，封料汽缸8的活塞桿伸出，擋板19封堵住螺旋送料器12的出料口，防止料粉泄漏；電磁鐵3將載舟架5升起，使載舟架5與稱重傳感器15脫離接觸；布料刮平汽缸16工作，布料刮平汽缸16的活塞桿推拉電動(dòng)缸18，目的是為了調(diào)整載舟架5的位置，使得料舟14的中軸線與布料刮平料斗13的中軸線重合。裝料前，首先使電磁鐵3的銜鐵下落，載舟架5和料舟14隨之下落，使載舟架5與稱重傳感器15接觸，稱重傳感器15處于稱重測(cè)量狀態(tài)，此時(shí)稱重傳感器15上的載荷為載舟架5和空料舟14重量之和，記為Gtl ;然后電動(dòng)缸18推桿上升，稱重支承板2托住載舟架5和料舟14 一起上升，當(dāng)料舟14的上邊緣與密封橡膠板6接觸時(shí)，稱重傳感器15上的載荷開(kāi)始增加，通過(guò)試驗(yàn)確定保證料舟14的上邊緣與密封橡膠板6可靠接觸所必須的載荷增加量為AG，當(dāng)稱重傳感器15上的載荷增加到G1 = Gtl+AG時(shí)，電動(dòng)缸18的推桿停止上升，并保持此位置不變，至此，料舟14的上邊緣與密封橡膠板6可靠接觸，密封板7與料舟14形成全密封裝料狀態(tài)，而布料刮平料斗13的下端口與料舟14底面之間保持5 IOmm的距離，如圖2所示。此后，封料汽缸8活塞桿縮回，打開(kāi)螺旋送料器12的出料口，送料電機(jī)11工作，開(kāi)始容積式裝料。為了提高裝料效率，根據(jù)需要可以安排多個(gè)螺旋送料器12同時(shí)送料，多個(gè)螺旋送料器12的規(guī)格可以是相同的，也可以只設(shè)置一個(gè)送料分辨率較高的螺旋送料器12，以滿足裝料精度的要求。容積式裝料時(shí)通過(guò)送料計(jì)數(shù)輪10和送料計(jì)數(shù)器9控制裝料量，根據(jù)試驗(yàn)確定容積式裝料的終止裝料量，例如，為總裝料量的90%或95%，并將其轉(zhuǎn)換為送料計(jì)數(shù)器9的計(jì)數(shù)值，當(dāng)送料計(jì)數(shù)器9的計(jì)數(shù)值達(dá)到終止裝料量的計(jì)數(shù)值時(shí)停止裝料。完成容積式裝料后，電動(dòng)缸18的推桿下降，使料舟14與密封橡膠板6脫離接觸，保證作用在稱重傳感器15上的載荷變化僅與裝載的料粉的變化有關(guān)；此時(shí)，料舟14與密封橡膠板6雖然已脫離接觸，但是，料舟14與布料刮平料斗13之間的料粉形成了新的密封層，因此，裝料仍處于全密封狀態(tài)，如圖3所示。為了便于控制裝料量，此時(shí)僅用一個(gè)螺旋送料器12送料，通常是送料分辨率較高的螺旋送料器，裝料量的控制也改為稱重控制，當(dāng)稱重傳感器上的重量G = G^Gn (Gn為額定裝料量)時(shí)送料電機(jī)11停止工作，封料汽缸8活塞桿伸出，擋板封堵螺旋送料器的出料口，防止料粉泄漏，至此完成裝料。裝料完成后電磁鐵3將載舟架5和料舟14托起，使料舟14與稱重傳感器15脫離接觸，保證在布料刮平時(shí)稱重傳感器15不承受載荷，如圖4所示。此后，電動(dòng)缸18推桿每下降一定距離，布料刮平汽缸16的活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，布料一層，如此循環(huán)，最終完成布料和刮平。為了兼顧布料速度和布料均勻性，電動(dòng)缸18推桿的下降距離依此減小，例如，依次為 10mm、5mm、3mm、Imm 等。全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置的技術(shù)要點(diǎn) I.利用外部密封措施(密封板7和密封橡膠板6)和料粉密封使裝料過(guò)程始終處于密封狀態(tài)，避免了粉塵飛揚(yáng)，實(shí)現(xiàn)綠色裝料。2.采用多個(gè)送料器的容積式裝料和單個(gè)送料器的精密稱重裝料相結(jié)合的裝料方法，既提高了裝料速度，又保證了裝料精度。3.采用分層布料，利用布料刮平料斗的下邊緣刮平已布料的表面，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)刮平，且在刮平時(shí)沒(méi)有料粉溢出。
4.采用階梯式分層布料，逐漸減小布料層的厚度，可以最大限度減小布料后的臺(tái)階差，即布料刮平的平整性誤差。5.采用封堵送料器出口可以可靠的防止不裝料時(shí)的料粉泄漏。6.采用電磁鐵3控制稱重傳感器15的工作狀態(tài)，可以有效地保護(hù)稱重傳感器15。
7.可以在布料刮平料斗13的側(cè)面安裝倉(cāng)壁振動(dòng)器，以保證布料刮平料斗中的料粉干凈徹底地裝入料舟。
權(quán)利要求
1.全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，其特征在于由進(jìn)料部分、稱重部分和分層布料刮平部分組成； 所述進(jìn)料部分包括布料刮平料斗(13)和密封板(7)，布料刮平料斗(13)的底端穿過(guò)密封板(7)，沿著密封板(7)的周邊邊沿設(shè)置有密封橡膠板(6)； 所述稱重部分包括載舟架(5)和稱重支承板(2)，載舟架(5)上放置有載舟(14)，稱重支承板(2)位于載舟架(5)的下方，稱重支承板(2)上設(shè)置有電磁鐵(3)和稱重傳感器(15)，電磁鐵(3)的頂部頂在載舟架(5)的底端面上； 所述分層布料刮平部分包括電動(dòng)缸(18)、線性滑軌(I)和布料刮平汽缸(16)，布料刮平汽缸(16)的活塞桿與電動(dòng)缸(18)固定連接，電動(dòng)缸(18)設(shè)置在線性滑軌(I)上； 稱重支承板(2)固定聯(lián)接在電動(dòng)缸(18)的推桿軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，其特征在于所述布料刮平料斗(13)的上端開(kāi)口處設(shè)置有螺旋送料器(12)和封料汽缸(8);設(shè)置在封料汽缸(8)伸縮桿上的擋板(19)與螺旋送料器(12)的出料口相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，其特征在于所述螺旋送料器(12)與送料電機(jī)(11)同軸連接，螺旋送料器(12)與送料電機(jī)(11)之間的軸上設(shè)置有送料計(jì)數(shù)輪(10)，送料計(jì)數(shù)輪(10)上設(shè)置有送料計(jì)數(shù)器(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，其特征在于所述載舟架(5)的底端固定有導(dǎo)桿(4-1)，稱重支撐板(2)上固定有導(dǎo)套(4-2)，導(dǎo)套(4-2)套在導(dǎo)桿(4-1)上，導(dǎo)桿(4-1)與導(dǎo)套(4-2)組成線性軸承(4)。
全文摘要
本發(fā)明提供全密封精密稱重裝料與自適應(yīng)刮平一體化裝置，由進(jìn)料部分、稱重部分和分層布料刮平部分組成；進(jìn)料部分包括布料刮平料斗和密封板，布料刮平料斗的底端穿過(guò)密封板，沿著密封板的周邊邊沿設(shè)置有密封橡膠板；稱重部分包括載舟架和稱重支承板，載舟架上放置有載舟，稱重支承板位于載舟架的下方，稱重支承板上設(shè)置有電磁鐵和稱重傳感器，電磁鐵的頂部頂在載舟架的底端面上；分層布料刮平部分包括電動(dòng)缸、線性滑軌和布料刮平汽缸，布料刮平汽缸的活塞桿與電動(dòng)缸固定連接，電動(dòng)缸設(shè)置在線性滑軌上；稱重支承板固定在電動(dòng)缸的推桿軸上。其有益效果是，裝料過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)粉塵飛揚(yáng)的現(xiàn)象，裝料精度高，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)刮平，且在刮平時(shí)沒(méi)有料粉溢出。
文檔編號(hào)G01G13/06GK102645258SQ20121011826
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者朱凌建, 李信, 李林, 趙懷軍, 邱宗明 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)