установка для изготовления облицовочных плит

Формула изобретения

1. Установка для изготовления облицовочных плит, содержащая основание, смонтированные на нем узел перемещения каменных блоков с фиксаторами, шлифовальные головки, шпиндели которых установлены с возможностью осевого перемещения, отрезное приспособление, загрузочный узел и механизм приема готовых плит, отличающаяся тем, что узел перемещения каменных блоков выполнен в виде приводной вращающейся платформы, несущей вертикально расположенные и равноудаленные от центра платформы подающие камеры с грузовой площадкой и фиксаторами блока, размещенными в верхней части камер, а шпиндели шлифовальных головок установлены вертикально на основании над платформой по дуге окружности между загрузочным узлом и механизмом приема готовых плит, при этом шпиндель отрезного приспособления расположен вертикально, а его привод выше механизма приема готовых плит.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждая подающая камера снабжена механизмом подачи блока, выполненным в виде смонтированных в корпусе камеры с возможностью вращения ходовых винтов с зубчатыми колесами на конце и с гайками, соединенными рамкой, на которой шарнирно установлена с возможностью поворота грузовая площадка, при этом зубчатые колеса кинематически связаны с шестерней, входящей в зацепление с сектором механизма подачи, закрепленным на основании.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что сектор механизма подачи блока выполнен сменным.

4. Установка по пп.1 3, отличающаяся тем, что загрузочный узел выполнен в виде рольганга, установленного на основании с возможностью поворота в вертикальной плоскости.

5. Установка по пп.1 4, отличающаяся тем, что механизм приема готовых плит выполнен в виде подпружиненных друг к другу рычагов, шарнирно закрепленных на каретке, расположенной с возможностью периодического совместного перемещения с приводной платформой по криволинейным направляющим опорного корпуса с центром на оси вращения платформы.

6. Установка по пп.1 5, отличающаяся тем, что она снабжена закрепленным на приводной платформе копиром и связанным со шпинделем каждой шлифовальной головки съемным подпружиненным кронштейном, несущим ролик, предназначенный для взаимодействия с копиром.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительной промышленности и может быть использовано при производстве строительных материалов, в частности, облицовочной плитки из природного камня.

Известен станок для резки керамических трубок, содержащий поворотные диски с гнездами-обоймами, в которые вставляют трубки, прижимным элементом в виде роликов и горизонтально расположенный отрезной круг (см. а.с. СССР N 135010, кл. B 28 D 1/02).

Недостатком известного решения является то, что оно не решает задачу обработки торцевой плоскости трубок (обрабатываются их кромки) и нарезки трубок уменьшенной длины.

Известен способ распиловки природного камня на плиты, который предполагает первоначальную распиловку блока на плиты, окантовку этих плит в опалубку с заполнением зазоров между плитами влажной песчано-глинистой смесью, заморозку и последующую распиловку плит сформированного таким образом составного блока на более тонкие (см. а.с. СССР N 1560431, кл. B 28 D 1/00).

Недостатком известного решения является его сложность, многооперационность и связанная с этим значительная стоимость продукции. Кроме того, возможно разрушение составного блока, а также отклонение боковых плоскостей более толстых плит от плоскости режущего инструмента в процессе резки плит на более тонкие, что приведет к повышенному выходу брака.

Близкое к а.с. N 1560431 по технической сущности решение описано в патенте США N 4177789, кл. 125/1, 1979, где при формировании составного блока между отдельными плитами вставляют некоторый прокладочный материал.

Данный способ также имеет отмеченные выше недостатки.

Наиболее близким аналогом к заявленной установке является способ и установка для изготовления тонких пластин (см. патент Франции, N 2480666, кл. В 28 D 1/00, 1981). Известное решение предполагает установку блока на перемещающуюся по направляющим (рельсам) тележку, обработку его торцевой стороны шлифовальными головками до достижения требуемой степени качества и отрезку затем плиты с обработанной лицевой поверхностью от блока.

Недостатками известного решения являются низкая производительность, что связано с цикличностью и необходимостью проведения сложных маневровых операций по перемещению блока природного камня от места проведения шлифовальных работ к отрезному элементу, значительная производственная площадь, занимаемая рабочим оборудованием, что связано с удалением отдельных видов этого оборудования друг от друга, и трудность автоматизации технологического процесса. Кроме этого, имеет место значительный процент боя плитки при ее отрезке и недостаточное качество обработки ее лицевой стороны (или точнее, торцевой стороны блока-заготовки).

Предлагаемое устройство позволяет устранить эти недостатки.

Это достигается тем, что в установке для изготовления облицовочных плит, содержащей загрузочный узел, узел перемещения каменных блоков с фиксаторами и рабочий инструмент в виде шлифовальных головок, выполненных с возможностью осевого перемещения в направлении обрабатываемой торцевой поверхности блока, отрезного приспособления, а также механизма приема готовых плит, узел перемещения каменных блоков выполнен в виде приводной вращающейся платформы с вертикальными подающими камерами, равноудаленными от центра платформы и снабженными фиксаторами блока, расположенными в верхней части камер, шлифовальные головки с горизонтально расположенными дисками установлены на неподвижной раме над вращающейся платформой по траектории перемещения подающих камер в процессе вращения платформы между загрузочным узлом и подпружиненными захватывающими рычагами механизма приема готовых плит, а отрезное приспособление выполнено в виде горизонтально расположенного диска, привод которого размещен выше захватывающих подпружиненных рычагов, шарнирно закрепленных на каретке радиального перемещения, при этом последние выполнены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, при этом каретка расположена на несущей плите, размещенной на криволинейных дугообразных направляющих опорного корпуса, а на вращающейся платформе установлен приводной упор, перемещающий несущую плиту с кареткой, рычагами и зажатой в них плиткой на участке ее отрезки по криволинейным направляющим, шлифовальная головка содержит съемный кронштейн, который закреплен на траверсе подпружиненного вертикально расположенного шпинделя с установленным на нем диском шлифовальной головки и контактирующий с копиром, размещенным на вращающейся платформе, при этом загрузочный узел выполнен в виде рольганга, механизм подачи камер выполнен в виде грузовой площадки, шарнирно закрепленной на расположенных у ее боковых сторон гайках, зафиксированных от вращения, в которых проходят вертикальные ходовые винты, а на нижних концах последних установлены колеса зубчатой передачи, взаимодействующие с закрепленным на раме каркаса сектором механизма подачи.

Поскольку предложенное устройство отличается от прототипа рядом существенных признаков, которые направлены на сокращение занимаемой площади, обеспечивает возможность автоматизации процесса приготовления облицовочной плитки, уменьшения выхода брака, а также трудозатрат путем сокращения маневровых операций, следует сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

Современный уровень развития производства позволяет изготовить данное устройство на имеющемся серийном оборудовании, что позволяет заключить, что данное устройство соответствует критерию изобретения "промышленная применимость".

Проведенный поиск не позволил выявить технические решения, предполагающие определенное размещение шлифовальных головок и отрезного элемента (диска) над вращающейся платформой, снабженной камерами, в которых установлены каменные блоки. Данная компановка обеспечивает непрерывность процесса изготовления облицовочных плит. В этой связи существенным признаком является вертикальная ориентация продольной оси подающих камер в совокупности с горизонтальным расположением отрезного диска и рабочей поверхности шлифовальных головок, что позволяет после отрезки очередной плитки от блока осуществлять его перемещение вверх в пределах подающей камеры на величину, соответствующую суммарной толщине плитки и ширине пропила блока в процессе резания. Вращающаяся платформа доставляет выдвинутый блок от отрезного диска к первой по ходу вращения платформы шлифовальной головке, которая начинает процесс обработки торцевой поверхности блока. Наличие фиксаторов в верхней части подающих камер обеспечивает надежное закрепление блока в процессе шлифования и отрезки очередной плитки, что повышает качество обрабатываемой поверхности и сохранность целостности плитки (при ее отрезке). Блок фиксируется в заданном положении за счет его собственного веса, наличия вертикальных стенок камер, а также распора, который создается фиксаторами в верхней части камер. Подпружиненные захватывающие рычаги, имеющие возможность перемещения в горизонтальной плоскости, захватывают отрезаемую плитку в самом начале процесса резки и перемещают синхронно с платформой при ее вращении к месту разгрузки. Это позволяет дополнительно повысить выход готовой продукции за счет сокращения количества разрушенных в процессе резки плиток.

Известность данных признаков с точки зрения проявления ими указанных свойств в результате проведенного поиска нами не обнаружена, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен общий вид установки для изготовления облицовочной плитки, на фиг.2 вид сверху, на фиг.3 подающая камера, на фиг.4 - шлифовальная головка, на фиг.5 механизм приема (разгрузки) готовых плит.

Установка для изготовления облицовочных плит содержит вращающуюся платформу 1, на которой размещены копиры 2 и подающие камеры 3. Вращающаяся платформа 1 установлена на центральной стойке 4, прикрепленной к раме 5 основания. Вращение платформы достигается через редуктор 6 электродвигателем 7. Над вращающейся платформой 1 установлены шлифовальные головки 8, которые размещены по дуге окружности по траектории перемещения обрабатываемых каменных блоков-заготовок и расположены между загрузочным узлом 9 и отрезным приспособлением 10 с механизмом приема 11 готовых плит.

На раме 5 закреплен сектор 12 привода подачи, который представляет собой криволинейный цевочный или зубчатый элемент (рейку), расположенный по радиусу с центром на оси вращения платформы 1. Подающая камера представляет собой грузовую площадку 13, на которую устанавливается блок-заготовка, шарнирно закрепленная на рамке 14 с возможностью поворота на 90 градусов. На боковых сторонах рамки 14 шарнирно смонтированы две гайки 15, благодаря которым происходит перемещение грузовой площадки 13 по вертикальным ходовым винтам 16. Винты 16 должны быть выполнены с самотормозящейся резьбой. На нижних концах винтов 16 установлены зубчатые колеса 17, получающие вращение через центральную шестерню 18 от шестерни 19 через вал 20. Шестерня 19 входит в зацепление с сектором 12 привода подачи, закрепленным на раме 5. Длина сектора 12 привода определяет величину подъема грузовой площадки 13 вместе с блоком-заготовкой. Сектор 12 может быть выполнен сменным.

В верхней части механизма подачи расположены два ролика 21 и 22, предназначенные для закрепления блока-заготовки. Опоры одного из роликов 21 закреплены жестко, а другого на поворотной скобе 23, которая может открываться при загрузке нового блока. Опоры ролика 22 снабжены прижимающими пружинами 24, что обеспечивает надежную фиксацию блока. Весь механизм смонтирован в корпусе 25.

Шлифовальная головка 8 состоит из полого вертикально установленного вала 26, шпинделя 27 и непосредственно шлифовального инструмента (диска) 28, соединенных с приводным электродвигателем 29 посредством клиноременной передачи 30. Шпиндель 27 выполнен с возможностью осевого перемещения в осевом направлении и прижима к обрабатываемой поверхности каменного блока, для чего в шлифовальной головке имеются две пружины 31, усилие сжатия которых может изменяться регулировочными гайками 32. Подъем и опускание шлифовального инструмента 28 обеспечивается съемным кронштейном 33 с роликом 34, закрепленным на траверсе 35, который контактирует с копиром 2 в процессе вращения платформы 1, поднимая и опуская шлифовальный инструмент. На корпусе шлифовальной головки 8 установлен концевой выключатель (не показан), срабатывающий при износе шлифовального инструмента, включая сигнал на пульте управления.

Отрезное приспособление 10 содержит вертикальный шпиндель 36, соединенный посредством клиноременной передачи 37 с приводным электродвигателем 38. На шпинделе 36 закреплен отрезной диск 39, положение которого по высоте регулируется специальными гайками 40 и винтом 41. Для уменьшения вибрации и колебаний, а также обеспечения охлаждения отрезного диска 39 предусматриваются гидроуспокоители, создающие водяную подушку между этим диском и пятой успокоителя.

Загрузочный узел 9 обрабатываемых каменных блоков состоит из рольганга с поворотным участком 42, лебедки 43 и привода 44 с двигателем 45 маневрового перемещения грузовой площадки 13. Рама поворотного участка 42 рольганга шарнирно закреплена на раме 5 установки и может поворачиваться в вертикальное положение с помощью лебедки 43.

Механизм приема готовых плит состоит из двух захватывающих рычагов 46, сжимаемых пружиной 47, каретки 48 радиального перемещения, несущей плиты 49 с прямолинейными направляющими для каретки 48 и приводом, а также опорного корпуса 50. Плита 49 выполнена с возможностью перемещения вместе с кареткой 48 по криволинейным направляющим 51 опорного корпуса 50. Направляющие 51 должны быть выполнены по дугам окружностей с центром в точке оси вращения платформы 1. Перемещение плиты 49 вместе с вращающейся платформой 1 на участке отрезки плитки после ее захвата рычагами производится при взаимодействии приводных упоров 52, закрепленных на вращающейся платформе 1 через рычаг 53. Привод перемещения каретки 48 при захвате и разгрузке плитки, а также возврате механизма в исходное положение может быть электрическим, гидравлическим или пневматическим. Схема механизма с электрическим приводом состоит из винтовой пары 54 перемещения каретки 48 и цевочного зацепления 55 возврата механизма в исходное положение. Перемещение осуществляется электродвигателем 56 через редуктор 57 при поочередном включении электромагнитных муфт 58, 59, 60, управляемых концевыми выключателями (не показаны), на которые воздействуют кулачки, закрепленные на вращающейся платформе 1.

Установка работает следующим образом. С помощью загрузочного узла 9 блок-заготовку подают к вращающейся платформе 1 и устанавливают на грузовой площадке 13 вертикальной подающей камеры 3. Для этого поворотный участок 42 рольганга вместе с блоком-заготовкой поворачивают из горизонтального положения в вертикальное, устанавливают данный блок на грузовой площадке 13, после чего, используя привод 44, поднимают данную площадку с установленным на ней блоком до заданной отметки таким образом, чтобы торец блока-заготовки возвышался над поверхностью вращающейся платформы 1 на высоту, необходимую для отрезки плитки заданной толщины. Для этого необходимо учесть высоту расположения отрезного диска 34 над платформой 1, а также толщину пропила. Верхняя часть блока фиксируется скобой 23 роликового зажима.

В процессе вращения платформы 1 ролик 34 взаимодействует с копиром 2 и, сжимая пружины 31, опускает (или поднимает) шпиндель 27 шлифовальной головки 8 вместе с инструментом (шлифовальный диск 28) к обрабатываемой торцевой поверхности блока-заготовки при ее подходе (или удалении) под край шлифовального диска 28. В случае отсутствия необходимости прижатия инструмента (например, при шлифовании алмазным инструментом) кронштейн 33 с роликом 34 снимают, а на пружины устанавливают распорные втулки, фиксирующие положение инструмента, которое можно регулировать гайками 32. Таким образом, в процессе вращения платформы 1 торцевая поверхность каждого из блоков, установленных в подающих камерах, проходит обработку с использованием шлифовальных головок: последовательно от первой по ходу вращения платформы 1 шлифовальной головки 8 (считая от рольганга 9), до последней перед отрезным приспособлением 10. При этом, с переходом к каждой последующей шлифовальной головке уменьшают размер зерен абразивного материала, тем самым повышая на каждой стадии технологического процесса степень обработки поверхности.

Пройдя все операции по обработке поверхности, блок-заготовка подходит к отрезному приспособлению 10. После формирования первоначального пропила (примерно на одну четверть площади сечения) кулачок, закрепленный на платформе 1, нажимает на концевой выключатель, установленный на раме 5 каркаса, приводит в действие захватывающие рычаги 46 механизма 11 приема готовых плит, которые зажимают плитку, придерживая ее затем во время отрезки. При этом несущая плита 49 механизма 11 приема плит вместе с кареткой 48, захватывающими рычагами 46 и зажатой плиткой перемещаются по криволинейным (дугообразным) направляющим 51 под действием упора 52 на вращающейся платформе 1, который нажимает на рычаг 53. После полной отрезки плитки рычаги 53 поворачиваются, размыкая связь механизма 11 приема плит с вращающейся платформой 1. В это время освобождается концевой выключатель, установленный на раме 5 каркаса, по сигналу которого происходит отвод каретки 48 с рычагами 46 и готовой плиткой. При достижении кареткой 48 положения разгрузки, задние концы захватывающих рычагов 46 надвигаются на упоры 61, которые сжимают пружину 47, раскрывая эти рычаги. Освобожденная плитка через разгрузочное окно попадает в отводной лоток. Одновременно каретка 48 воздействует на концевой выключатель, приводящий в действие привод механизма 11 приема готовых плит, возвращая его в исходное положение.

После отрезки готовой плитки блок-заготовка перемещается в результате вращения платформы 1 на участок, где происходит его подъем на величину, необходимую для формирования следующей плитки. На участке подъема шестерня 19 подающей камеры 3 входит в зацепление с сектором 12 привода подачи, при этом шестерня 19 обкатывается по сектору 12, вращая редуктор механизма подачи и поднимая грузовую площадку 13 вместе с блоком-заготовкой. Величина подъема блока-заготовки может быть отрегулирована (изменена) с большой точностью путем задания определенной длины сектору 12 и выполнения его сменным, что позволяет легко изменять толщину отрезаемой плитки, уменьшая или увеличивая длину сектора.

Отработанную воду вместе с продуктами разрушения собирают в шламоотстойнике, расположенном под рамой каркаса 5, откуда ее отводят в центральный отстойник. Для предохранения окружающих от брызг вокруг установки сооружают ограждение с уплотненными дверьми. Дверь снабжена концевыми выключателями, препятствующими работе станка при открытых дверях.