[发明专利]一种防裂竹材整形设备和整形方法

说明书

本发明提出的是一种防裂竹材整形设备和整形方法，该设备结构由控制系统和加压成型机构两部分组成：控制系统由PLC、电机、空压机、储气罐、电磁阀、气缸、压力传感器、高压蒸汽罐等零部件组成；加压机构由夹料机构、压料架及上压板先后运动机构、密封通气机构、成型机构等组成。整形方法包括以下主要步骤：选材、高温蒸汽软化预处理、上料、防裂纹成型、烘干等。本发明优点有：整形效率高、效果好，工艺简单，自动化程度高。能满足竹材矩形截面成型且不产生裂纹的要求；能有效解决采用填充碎屑、橡胶等实体材料整形方法效果差、工艺繁琐等系列问题，具有易于工业放大的特点。

技术领域

本发明涉及的是一种防裂竹材整形设备和整形方法，属于竹材处理设备技术领域。

背景技术

天然竹材从粗放型应用转型，有时需要对竹材进行一些处理，如整形等。由于竹筒空心的形态特征，加上竹黄处组织和力学性能差等问题，实际整形处理过程中，如压方、压椭圆等处理时，往往出现内凹、裂纹等问题，如图1所示。专利申请号为200610051300.8的发明专利《全竹整形方管》中提出一种用草绳、竹渣填充进行竹材整形的方法，但其采用填充碎屑、橡胶等实体材料进行整形，存在效果差、工艺繁琐、效率低、劳动力大、自动化程度低等系列问题，对整形竹材的推广使用极为不利，亟待找出一种简便有效的方法解决这个问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有竹材整形技术存在的上述缺陷，提出一种防裂竹材整形设备和整形方法，通过成型时向竹材内部通压缩气体的方法，使竹材成型时各受力单元体三向受压，从而防止成型时产生裂纹，及竹材的内凹，如图2所示。

本发明的技术解决方案：一种防裂竹材整形设备，由控制系统和加压成型机构两部分组成：控制系统由PLC、电机、空压机、储气罐、电磁阀、气缸、压力传感器、高压蒸汽罐组成；加压机构由夹料机构、压料架及上压板先后运动机构、密封通气机构、成型机构组成。

所述的夹料机构包括承料架和压料架，工作时，竹段先放置在承料架两端带半圆形孔的承料台上，由控制系统控制，气压系统提供动力，将上模座下移，装在上模座上的压料架同时下移，碰到承料架，压料架停止移动，压料架与承料架一起形成整圆，夹住竹段两侧外圆。

所述压料架及上压板先后运动机构包括压料螺杆、2块上压板、上模座；压料架通过压料螺杆固定在上模座上，上压板也通过肋板固定在上模座上。

上模座在气缸作用下下移时，压料架首先碰到工件和承料架，停止下移，上模座带动上压板继续下移约一定距离，压料橡胶逐步压缩、缩短，压料螺杆相对上模座上串，在上压板未碰到工件前，由控制系统控制上模座及上压板停止运动；通气机构密封，并通过空心通气螺杆中心孔向竹段中通入饱和蒸汽，达到一定压力后，上模座带动上压板继续下移，对竹段加压成型；同时压料橡胶继续压缩、缩短，压紧竹段孔口，压料螺杆相对上模座继续上串；竹段冷却定型后，由控制系统控制上模座及上压板首先向上移动撤离，压料橡胶恢复原长，当螺杆头部台阶碰到上模座中台阶孔时，螺杆、压料架撤离。

所述的密封通气机构包括密封座板、四个导杆，两侧密封座板均通过四个导杆架在承料架的导向孔；在各压板压制竹段前，两侧密封座板由控制系统控制，气压缸提供动力，经导杆导向，移近承料架，将装在密封座板上的全部密封橡胶塞插入相应竹段两端孔口中；随后由控制系统控制通过向竹段中通入饱和水蒸气，以保证加压时竹段内部的成型压力，同时保证竹段成型时的温度和湿度，以防止高温蒸汽预处理后由于竹段取出耐压容器和放入加压机构阶段的降温，造成竹段加压时开裂，通气时，气体由左侧空心通气螺杆通入，右侧相应阀门关闭；上、下、左、右四侧压板对竹段加压形成方形截面后，由控制系统控制，接着向竹段内通入冷却空气，冷却空气由左侧空心通气螺杆通入，此时，右侧相应阀门打开，对竹段进行冷却定型。