欢迎进入上海莫艺建材有限公司官方网站

内墙涂料自动滚涂机设计

发布时间:2018-11-28 13:36:01  来源:  评论:0 点击:
分享到:
随着我国家装行业的蓬勃发展,内墙涂料涂刷工程量也迅猛增大。然而,相对于庞大的内墙涂料滚涂工程量,我国却鲜见内墙涂料涂刷专用装备。目

随着我国家装行业的蓬勃发展,内墙涂料涂刷工程量也迅猛增大。然而,相对于庞大的内墙涂料滚涂工程量,我国却鲜见内墙涂料涂刷专用装备。目前,室内装修工程中,内墙涂料施工广泛采用的滚涂方法都是人工完成,使用的滚涂工具为装有手柄的滚筒。


进行涂料滚涂作业时,操作工人手持滚筒手柄,先将滚筒轻轻浸入涂料桶内浸蘸涂料,然后往墙上滚涂涂料。浸蘸一下涂料再滚涂一次墙,不能连续滚涂作业,工作效率低,工人劳动强度大。由于滚头吸浆量不均匀,且在滚涂过程中滚头中的涂料浆液逐渐减少,涂层厚度不均匀。在滚筒浸蘸涂料和滚涂过程中,涂料浆液滴落满地,既浪费涂料,又搞脏地板和工人衣服。


针对上述问题,本文提出了一种内墙涂料自动滚涂机,解决现有对内墙墙面涂料的滚涂需要人工操作,工作效率低、涂层厚度不均匀、浪费涂料、污染工作环境等诸多问题。

 

1 内墙涂料自动滚涂机技术方案

1.1 整体方案设计

图1 为内墙涂料自动滚涂机设计效果图。为实现滚筒能够紧贴墙面自动上下往复运动,完成一个上下滚涂工步后能够自动水平位移一个滚涂距离,滚筒无需人工浸蘸涂料等功能要求,本文设计的内墙涂料自动滚涂机由机械系统、涂料泵送系统、控制系统三部分组成。机械系统实现滚筒上下往复运动以及水平移动功能,涂料泵送系装置实现涂料自动泵送至滚筒内腔、连续定量供给滚筒涂料的功能,控制系统控制滚筒上下往复运动的速度和换向以及完成一个上下滚涂工步后水平移动的速度和距离。因本机上下往复运动以及水平移动速度低、功率需求小,因此,动力电机均选用低转速、小功率步进电机,无需减速增力机构即可满足动力和速度要求;采用具有经济、结构简单、传动平稳、能过载打滑、安装维护容易等特点的O 形带传动传递动力,既降低制造成本,又简化结构。

内墙涂料自动滚涂机设计 中国涂料在线,coatingol.com

内墙涂料自动滚涂机效果图

1.2 工作过程

滚涂作业开始时,操作工人首先根据滚涂工艺要求设置好滚涂程序、滚筒上下往复运动速度、小板车水平移动速度和位移距离、涂料供给量等,然后将内墙涂料自动滚涂机移动至墙面滚涂开始位置,使滚筒顶在待滚涂涂料的墙面上,按下启动按键,安装在滚筒支架上的滚筒,随着滚筒支架自动、缓慢、匀速地上下往复运动,同时,动力泵将涂料桶中的涂料源源不断地、定量地泵送至滚筒内腔,通过滚筒的多个渗浆孔渗出,连续供给滚头涂料,滚头将涂料均匀地滚涂在墙面上。当滚筒完成一次或二次上下运动后(即一个工步),小板车自动向前移动一个滚涂距离。如此反复,直至控制系统接收到安装于小板车上的传感器发出的水平移动终点信号,并完成最后一次上下滚涂工步后,一面墙的涂料滚涂作业结束。工人将自动滚涂机移动至另一墙面滚涂开始位置,开始另一面墙的滚涂作业。

 

2 机械系统设计

内墙涂料自动滚涂机的机械系统包括滚筒组件、上下运动机构、行走机构,其结构如图2 所示。

内墙涂料自动滚涂机设计 中国涂料在线,coatingol.com

内墙涂料自动滚涂机结构图

2.1 滚筒组件的设计

滚筒组件由滚头、滚筒、中心管、T 型三通管、把手等组成,其结构如图3 所示。滚头套装在滚筒上,中心管穿过套筒一端筒壁插装在另一端的筒壁上,并通过螺钉与其筒壁固定连接。为使滚筒内腔形成密闭的涂料存储腔,滚筒与中心管连接处装有O 型密封圈。滚筒滚涂涂料时,要求涂料能够从滚筒内腔均匀渗出,因此,将在中心管伸入套筒内的管壁上以及滚筒圆周上的多个渗浆孔设计成交叉均匀分布。在控制系统的控制下,涂料通过涂料泵送系统泵送至T 型三通管,经中心管输送到滚筒内腔,并从渗浆孔不断渗透到滚头,实现涂料自动、连续、定量、均匀供给滚头,从而取代了手工滚涂时滚筒浸蘸涂料的工步。

内墙涂料自动滚涂机设计 中国涂料在线,coatingol.com

滚筒组件结构图

2.2 上下运动机构的设计

上下运动机构的结构如图4 所示,以框形导轨为主体,主要由滑轮、卷绳轮、钢丝绳、滚筒支架、滚轮等组成。框形导轨垂直固定在行走机构上,其高度略低于室内高度,为便于滚筒支座上下移动,在框形导轨的一侧开有竖条形开口,滚筒支座的滚筒连接部伸出框形导轨。框形导轨上端设置有可张紧的一对滑轮,下端设置有卷绳轮。钢丝绳绕卷在卷绳轮上,其两端口分别与滚筒支座的上、下吊环相连接。在设计滚筒与框形导轨的联接时,为使滚筒支座上下移动时更轻便、灵敏,滚筒支座穿装在两个滚轮之间的滚轮轴上,由两个滚轮分别与框形导轨的两内侧相压接,当滚筒支座上下移动时,两个滚轮在框形导轨两内侧滚动。卷绳轮通过O 型带传动机构与步进电机连接,由步进电机驱动旋转。通过卷绳轮的旋转,拉拽钢丝绳的一端向上或向下运动,同时松放钢丝绳的另一端,使钢丝绳始终保持绷紧状态,拉拽着滚筒支座上下往复运动,从而带动滚筒组件上下往复运动,以使滚筒实施涂料滚涂作业。

内墙涂料自动滚涂机设计 中国涂料在线,coatingol.com

滚筒组件结构图

在滚筒支座与滚筒手柄的连接部上装有穿过滚筒手柄的定位螺钉,定位螺钉穿过滚筒手柄的限位长槽固定在滚筒手柄支座连接部上,以确保滚筒手柄只能在连接部的安装孔内移动,不能转动。为了确保滚头在滚涂过程中始终与墙面保持贴合,在滚筒支座的安装孔底部与滚筒组件的把手端头之间设计有弹簧,弹簧通过把手始终对滚头进行施压。

2.3 行走机构的设计

行走机构的结构如图5 所示。小板车面板为矩形的车面板,其下方安装有前、后两对行走轮,后一对行走轮为驱动轮,通过O 形带传动机构与步进电机连接。小板车面板在位移正前端安装有接近开关,当小板车水平移动至滚涂终点位置时,向控制系统发出水平移动终点位置信号。

内墙涂料自动滚涂机设计 中国涂料在线,coatingol.com

行走机构结构图


3 涂料泵送系统设计

涂料泵送系统由涂料桶、涂料泵、搅拌器、涂料输送软管和压力传感器等组成,放置于行走机构的小板车面板上。选用节能、高效、运转平衡安静的变量叶片泵作为涂料泵,可在设定的系统压力下自动流量补偿,以确保滚筒内腔涂料浆液压力恒定。叶片泵的启动、停止以及流量均由控制系统控制。涂料在施涂过程中必须充分搅拌,以免因沉淀影响施涂操作和施涂质量[3],为此,在涂料桶中增设搅拌器,以满足施涂工艺要求。由于涂料泵送系统放置于小板车上,涂料桶的质量过大会增大行走机构的动力要求,但过小又会增加工人添加涂料的频次,因此,根据人工施涂经验综合考虑,涂料桶的直径设计约为Φ250 mm×300 mm 左右。


4 控制系统设计

控制系统采用单片机作为控制器,接收安装于机械系统的三个接近开关、涂料泵送系统的压力传感器输出的信号,并向机械系统的步进电机、涂料泵送系统的涂料泵发出指令,通过控制步进电机的转向和转速,实现控制滚筒运动上下方向和运动速度、小板车移动速度和距离以及涂料的供给量和供给时间。在框形导轨近顶端的上止点处和近底端处的下止点处分别装有接近开关,当滚筒支座上的定位螺钉运动至上接近开关或下接近开关的感应距离内时,上接近开关或下接近开关向控制器输出到达信号。控制系统收到滚筒运动到达上、下止点位置的信号后,向驱动卷绳轮的步进电机发出正转或反转的指令,以实现滚筒换向运动。在小板车面板前端安装有接近开关,用于输出小板车到达滚涂终点位置的信号。当控制系统收到滚涂终点位置的信号后,通过控制驱动小板车水平移动的步进电机的转速和工作时间,实现控制小板车水平移动的速度和距离。为安全、方便施涂作业,控制系统在滚筒运行上、下止点设置有保护开关,还设置有各种运行状态的信号灯显示。

 

5 内墙涂料自动滚涂机主要特点

(1)实现涂料滚涂过程高度自动化。内墙涂料自动滚涂机采用单片机控制、接近开关等现代监测控制技术,并配以合理的机械结构设计,可以根据滚涂工艺要求,灵活设置不同的滚涂程序,滚涂速度可调,实现了从涂料供给到涂料滚涂全过程高度自动化。

(2)提高滚涂作业效率。使用内墙涂料自动滚涂机进行涂料滚涂作业,滚涂涂料的滚筒能够自动上下往复运动以及水平位置移动,一次自动完成室内一面墙的涂料滚涂连续作业,极大地提高了工作效率,减轻了操作工人的劳动强度,省时、省力、省料。

(3)提升滚涂作业质量。内墙涂料自动滚涂机能够根据涂料滚涂工艺要求,设置滚筒上下往复运动一次、二次或者多次后小板车才移动一个滚涂位,调节滚筒上下运动的速度以及涂料浆液的供给量,实现连续、定量、匀速上下滚涂涂料,确保了滚涂面涂料层的厚度均匀、美观,大幅度提高了涂料滚涂作业的质量。

(4)节约涂料。内墙涂料自动滚涂机能够实现自动连续不断定量供给滚筒涂料浆液,不需要人工浸蘸涂料,减少甚至完全避免了滚筒浸蘸涂料和滚涂时浆液的滴落,减少甚至杜绝了涂料的浪费,保持了施工现场和操作工人的清洁。

(5)容易使用操作。内墙涂料自动滚涂机结构简单,制造成本低,质量小,大部分零部件和控制元件都能够在机电市场上采购,生产制造和使用维护都很容易,方便高楼层搬运,一般的作业工人只需简单培训即可操作使用。

 

6 结束语

本文提出的内墙涂料自动滚涂机的运动机构,通过运用Pro/E 软件模拟仿真系统,对卷绳轮、小板车驱动轮建立一个伺服马达,生成一个可视化的、形象的机构运动过程,模拟真实环境下运行机构的运动和功能特性,论证了其机构运行是可行和稳定的。该机较好地解决了内墙涂料手工滚涂存在的问题,填补了国内内墙涂料自动涂刷设备的空白,为内墙涂料涂刷作业自动化提供了一种切实可行的思路和方法,还可以以本机为参照设计天花板涂料滚涂机。该机现已正式申请国家发明专利,专利申请号为201410591009.4。


相关热词搜索: