混凝土石屑结块自动疏松设备

本技术涉及建筑机械，更具体地说，涉及一种混凝土石屑结块自动疏松设备。

背景技术：

1、石屑是混凝土和水泥稳定碎石重要组成材料之一，广泛应用于建筑工程和道路施工中。废弃石屑作为采石场在加工碎石过程中产生的副产品，可以用于混凝土中取代河砂，是天然材料最合适的替代品。它可以改善混凝土拌和物粘结性及和易性，提高混凝土抗压强度，提高混凝土抗冻、抗渗性。由于石屑长期暴露在空气中，容易吸收空气中的水分，从而形成假性结块，不利于原材料通过料斗顺利进入传送带。传统的办法是使用挖掘机定时对结块进行打散再推到料斗。这种打散效率较低，打散效果较差。为了提高生产效率，降低生产成本，我们研制了新型的混凝土石屑结块自动疏松设备，满足了行业生产设备的需要，填补了行业空白。

技术实现思路

1、为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种混凝土石屑结块自动疏松设备，其能够解决现在使用挖掘机对结块进行打散时打散效率较低、打散效果较差的问题。本技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

2、本技术提供了一种混凝土石屑结块自动疏松设备，包括：

3、连接在转轴上的机械臂，所述转轴上安装有大齿轮，所述机械臂上设置有多个钉耙；

4、长齿轮，所述大齿轮与所述长齿轮啮合，所述大齿轮能沿所述长齿轮的长度方向边旋转边上下移动，所述长齿轮与伺服电机动力连接，所述伺服电机能驱动所述长齿轮转动；

5、升降装置，与所述转轴连接，所述升降装置能驱动所述转轴上下移动。

6、可选地，还包括：

7、齿轮箱，所述大齿轮和所述长齿轮均设置在所述齿轮箱内，所述转轴的顶端和底端分别穿出所述齿轮箱，所述机械臂连接在所述转轴的顶端，所述升降装置与所述转轴连接。

8、可选地，所述升降装置包括：

9、主缸体，通过支架支撑在地面上，所述主缸体的底部和顶部分别设置有进气口和排气口，所述进气口和所述排气口能通过气动控制系统换向；

10、活塞，安装在所述主缸体内与所述主缸体内壁间隙配合安装；

11、副缸体，所述副缸体与所述活塞为一体结构，所述副缸体的顶部伸出所述主缸体顶部的主缸体法兰，所述副缸体能沿所述主缸体法兰上下移动，以带动所述机械臂实现升降运动；

12、连接轴，通过轴承可转动地连接在所述副缸体内，所述转轴的底部设置有花键轴，所述连接轴的顶部设置有花键套，所述花键轴以间隙配合插入所述花键套内，所述花键套的顶部盖设有副缸体法兰，所述花键轴穿过所述副缸体法兰并通过所述连接轴与所述转轴连接。花键轴12与传动轴2为一体结构。

13、可选地，所述花键套为六花键套、所述花键轴为六花键轴。

14、可选地，所述连接轴通过推力球轴承和深沟球轴承与所述副缸体连接。

15、可选地，所述机械臂设置两个，两个所述机械臂呈“十”字安装。

16、本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：

17、本具体实施方式提供了一种混凝土石屑结块自动疏松设备，机械臂、大齿轮、长齿轮和升降装置。机械臂连接在转轴上，转轴上安装有大齿轮，机械臂上设置有多个钉耙。大齿轮安装在转轴上。大齿轮与长齿轮啮合，大齿轮能沿长齿轮的长度方向移动，长齿轮与伺服电机动力连接，伺服电机能驱动长齿轮转动。将升降装置与转轴连接，使用升降装置能驱动转轴上下移动，而由于长齿轮竖直安装，在转轴带动大齿轮上下移动时，大齿轮能够沿长齿轮的长度方向移动而保持与长齿轮啮合。这样，将机械臂上的钉耙伸入石屑中，使用伺服电机驱动长齿轮、大齿轮以及转轴转动，从而驱动机械臂旋转，此时机械臂上的钉耙搅动石屑，使得结块的石屑松散开来，松散后的石屑即可进入并顺利通过料斗。随着石屑的减少，升降装置驱动转轴升降，使得钉耙保持伸入石屑中，保证机械臂对结块石屑的打撒效果。相对于使用挖掘机定时对结块的石屑进行打散，工作效率高，打散效果好。

18、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明专利的申请。

19、综上所述，本发明的创新点如下所述：

20、1.主活塞与副缸体(轴承座)设计为一个整体，与齿轮箱有机连接完成机械臂的升降及旋转运动。

21、2.主气缸安装在底座上，下端用螺钉与底座连接，上端用上法兰封闭，并在相关位置用“0”型密封圈密封。主活塞实现上下运动是依靠气动控制系统电磁换向阀的换向而实现的。

22、3.电磁换向阀换向的控制信号来自机械臂钉耙的压力传感器，钉耙与石屑结块接触在5cm深度范围内产生一定的压力从而对传感器提供信号，由plc的集中控制电磁换向阀换向使机械臂得到自动升降和旋转运动。

23、4.机械臂的最大升降距离等于主气缸的运行行程(300mm)。

24、5.副缸体(轴承座)与主活塞为一体，即形成复合气缸体。轴承座内，上部安装有深沟球轴承，主要承受机械臂的径向力，下部安装推力球轴承，主要承受机械臂的轴向力，与上端六花键轴一起完成机械臂的旋转和升降的复合运动。

25、6.轴承轴上端为花键孔结构，该孔与花键轴间隙配合使用，上端花键轴安装在齿轮箱里，由伺服电机与长齿轮带动实现机械臂的轴向旋转，由于是六花键连接，轴向传动力矩大，安装维修方便。

26、7.由于机械臂的升降及旋转均属低速运动，机械臂传动轴、长齿轮轴(与伺服电机连接的轴)与齿轮箱安装板及齿轮箱安装罩间均采用粉末冶金(含油)轴承。

27、8.在伺服电机带动下，安装在花键轴上端的大齿轮在长齿轮有效长度内可实现边升降、边旋转，使机械臂在理想的升降及旋转状态下，钉耙充分与石屑结块接触，以便对其表面进行疏松。

28、9.采用六花键轴、套配合，可以传递较大的扭矩。同时轴套安装拆卸方便，便于装配与维修。上法兰与花键轴接触处采用毛毡密封，有效的预防沙尘对轴、套之间的磨损，可提高其使用寿命。

29、10.机械臂的升降是依靠主缸活塞在主缸体内的上下移动而实现的。主缸活塞与副缸为一体，主、副缸一体移动带动机械臂升降。为保证机械臂的花键轴在齿轮箱传动带动下，能够自由的、按照设定的精度旋转，在副缸内上、下部位分安装滚动轴承。

30、11.该设备由安装在机械臂上的传感器发出指令，由plc集中控制，智能型的对整机进行无人化有序的工作。

31、12.创新点总结：在工作过程中，机械臂同时具备两大功能，即既升降又能旋转，这也是本次设计的两大创新点：

32、①机械臂的升降依靠主活塞在主气缸内电磁阀换向而实现的，同时主气缸活塞与副缸体为一整体，主活塞的上下移动即为整体活塞结构(含副缸体)的移动。为保证机械臂在副缸体内运动平稳并设置绕其轴线准确转动，在副缸体上下部分轴承室内安装有滚动轴承。

33、②轴承轴与机械臂传动轴分为两部分，中间用六花键轴、套连接。轴承轴与副缸体在主活塞升降带动下也同时升降，安装在轴承轴上端的六花键体上端固定安装有大齿轮。大齿轮右边安装有长齿轮，长齿轮固定安装在主缸支撑架上，下端的伺服电机带动长齿轮作左右旋转，带动大齿轮边旋转边上下移动，上下机械臂的旋转即实现移动的复合运动。在长齿轮与大齿轮啮合带动下，一边旋转，同时在升降装置带动下，在长齿轮有效工作长度内的上下移动，有机的实现二者的复合运动。

34、两项复合体的复合运动满足机械臂在工作过程中既旋转又升降。这是本次设计的技术核心。