一种竹块热整形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种竹块热整形方法及装置。本发明专利技术的竹块热整形方法，是利用经水煮、高温软化的竹壁具有一定的热塑性，使用多级成组渐变的型面轧辊，在竹材横向许用应力许可条件下，对竹块进行挤压展开，并经冷却定型来实现竹壁整形的机械加工方法。本发明专利技术的装置主要包括，在机架平台的最前端下方安装有用于输送弧形竹块的水平托辊以及其前端两侧安装有侧向导向辊；在机架平台上还依次安装有第一级型面轧辊、其它若干级型面轧辊以及若干级冷却定型轧辊；各级型面轧辊的上辊和下辊的型面与竹材整形的花型展开图相匹配。本发明专利技术的装置结构简单，使用方便，保证整形后竹壁的完整性和横向强度，从而使弧形竹块在滚压压力下展开成整体性较好的竹片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于竹材加工
，具体涉及一种竹块热整形方法及装置。
技术介绍
我国竹材资源十分丰富，竹林有第二森林的美称，在全世界范围内森林资源遭受严重破坏，蓄积量日益下降的情况下，竹材资源却呈明显增长趋势。竹子强度高、弹性好、性能稳定，而且密度小，是自然界里存在的一种典型的、具有良好的力学性能的生物体。目前，随着各国对木材资源的限采限伐，人们开始更多地利用环保速生型的竹材，并且应用到家具、日常生活用品、建材等各个领域。然而，竹子是小直径的空心圆锥体，一般是，高10 20m，胸径7 12cm，壁薄中空，其直径和壁厚由根部至梢部逐渐变小，毛竹根部的壁厚最大可达15mm左右,而梢部壁厚仅2 3mm。因此,从形状到性能均不能满足现代建筑工程结构的建造要求。欲将其作为建筑结构型材使用，必须对原竹进行改形改性，制作出能够适用现代建筑工程结构建造技术的板材和型材，比如制造竹材胶合板、竹材层压板和竹编胶合板坐寸ο将原竹制成板材或型材，首先，必须将纵剖后断面呈弧形的竹块加工成断面为四方形的平面状竹块，目前，应用得较多的是机械切削方法，即有屑切削，此方法仅适合弧度较小的弧形竹块，且出材率低，多用于竹地板、竹砧板的竹片生产加工。另一个研究的方向是，将弧形竹块通过物理处理的方法，先将弧形竹块进行增塑处理即软化处理，然后在压力下使弧形断面展成四边形断面的竹片。这种方法适于弧度大的竹块，且竹材利用率高，用于生产宽大竹片是唯一可行和先进合理的方法。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种提高竹材利用率，获得较大尺寸的较完整的竹块，为竹材人造板提供新的构成单元的竹块热整形方法。本专利技术的竹块热整形方法，是利用经水煮、高温软化的竹壁具有一定的热塑性，使用多级成组渐变的型面轧辊，在竹材横向许用应力许可条件下，对竹块进行挤压展开，并经冷却定型来实现竹壁整形的机械加工方法，它包括如下顺序的步骤(I)首先，将竹材进行锯截、去外节、扩口、开条、去内节工序，得到弧形竹块；(2)根据竹材生物特性，选择或者不选择将弧形竹块进行如下四种预处理方法中的一种将竹块粗铣、将竹块竹青面去纵向扇形条、将竹块竹黄面刻槽、以及将竹块的竹青竹黄面滚裂细纹，从而改变竹壁表面形态；(3)将竹块水煮，即将竹块放在70 80°C的热水中浸泡2 3小时，使竹材含水率达到60 70% ;(4)将水煮后的竹块的温度加热到130 150°C ；(5)将经过上两步水煮、高温软化具有一定的热塑性的竹块竹黄面朝上通过其两侧的侧向导向辊和其下方的水平托辊送入到安装于机架平台上的第一级型面轧辊；、(6)经过第一级型面轧辊初步整形后的竹块继续送入到安装于机架平台上的其它若干级型面轧辊中整形；所述第一级型面轧辊的上辊宽度比其下辊宽度窄，第一级型面轧辊之后的其它级型面轧辊的上辊宽度逐渐增大至与其下辊宽度一致，各级型面轧辊的下辊宽度不变；由此，弧形竹块逐渐由窄到宽滚压展开整形为平面状竹块或是统一弧形状竹块；(7)通过热整形后的竹块继续送入到型面轧辊之后的若干级冷却定型轧辊后，得到整形定型的平面状竹块或是统一弧形状竹块。具体地说，当竹块需整形为平面状竹块时，所述各级型面轧辊的上辊和下辊分别采用凸形的弧形辊和凹形的弧形辊，并且各级型面轧辊的弧形辊逐级渐变拉直，最后一级 型面轧辊的上辊和下辊渐变为圆柱形直辊，各级冷却定型轧辊的上辊和下辊均采用圆柱形直辊；当竹块需整形为统一弧形状竹块时，所述各级型面轧辊的上辊和下辊分别采用凸形的弧形辊和凹形的弧形辊，并且各级型面轧辊的弧形辊逐级渐变平缓，最后一级型面轧辊的上辊和下辊渐变为统一弧形状竹块的弧度要求的弧形辊，各级冷却定型轧辊的上辊和下辊均采用与最后一级型面轧辊的上辊和下辊的弧度相同的弧形辊。更进一步，所述各级型面轧辊的上辊和下辊的型面根据竹材整形的花型展开图来设计制造，所述竹材整形的花型展开图是将竹块展开过程中每一步的断面形状，叠放在同一张纸上所形成的图形；竹块花型展开图上的每一根线表示竹块整形过程中每一步的断面形状，其内弧面与每级型面轧辊的上辊型面相匹配，其外弧面与每级型面轧辊的下辊型面相匹配。所述各级型面轧辊及冷却定型轧辊通过安装于滑动轴承座上来调节其上辊和下辊之间的间距；其上辊通过安装弹簧机构来调节轧辊的压力大小。本专利技术采用的辊压展开工艺，轧辊与弧形竹块之间是线接触，竹块在整个长度上都能以此均匀受压，提高了展平效果，可以实现连续化生产。辊压后只是改变了竹块横断面的几何形态，竹片一头厚一头薄的现象仍然存在，可以将一头厚一头薄的竹块刨削成在全长上等厚的竹片。本专利技术的第二个目的在于提供一种实现上述竹块热整形方法的装置。本专利技术的装置是，在机架平台的最前端下方安装有用于输送弧形竹块的水平托辊以及其前端两侧安装有侧向导向辊；在机架平台上还依次安装有第一级型面轧辊、其它若干级型面轧辊以及若干级冷却定型轧辊；所述第一级型面轧辊的上辊宽度比其下辊宽度窄，第一级型面轧辊之后的其它级型面轧辊的上辊宽度逐渐增大至与其下辊宽度一致，各级型面轧辊的下辊宽度不变；所述各级冷却定型轧辊的上辊宽度和下辊宽度一致。具体地说，所述各级型面轧辊的上辊和下辊分别采用凸形的弧形辊和凹形的弧形辊，并且各级型面轧辊的弧形辊逐级渐变拉直，最后一级型面轧辊的上辊和下辊渐变为圆柱形直辊，各级冷却定型轧辊的上辊和下辊均采用圆柱形直辊；或者，所述各级型面轧辊的上辊和下辊分别采用凸形的弧形辊和凹形的弧形辊，并且各级型面轧辊的弧形辊逐级渐变平缓，最后一级型面轧辊的上辊和下辊渐变为需整形至统一弧形状竹块的弧度要求的弧形辊，各级冷却定型轧辊的上辊和下辊均采用与最后一级型面轧辊的上辊和下辊的弧度相同的弧形辊。更进一步，所述各级型面轧辊的上辊和下辊的型面与竹材整形的花型展开图相匹配，所述竹材整形的花型展开图是将竹块展开过程中每一步的断面形状，叠放在同一张纸上所形成的图形；竹块花型展开图上的每一根线表示竹块整形过程中每一步的断面形状，其内弧面与每级型面轧辊的上辊型面相匹配，其外弧面与每级型面轧辊的下辊型面相匹配。所述各级型面轧辊及冷却定型轧辊安装于滑动轴承座上；其上辊上方安装有弹簧机构。本专利技术的装置结构简单，使用方便，本专利技术方法中采用水煮、高温软化的方式使竹材增塑，减小了竹材自身的弹性模量，保证整形后竹壁的完整性和横向强度，从而使弧形竹块在滚压压力下展开成整体性较好的竹片。同时避免了采用化学药剂方法软化竹材所带来的环境污染及影响竹材机械强度、竹材颜色等问题。通过各级型面轧辊逐渐展平及各级冷 却定型轧辊定型后的竹片，其竹黄面的裂缝宽度和裂缝深度较小，为原竹制成板材或型材提供了一种新的途径和方法。附图说明图I是本专利技术实施例装置的侧面结构示意图。图2是图I前端的左视图。图3是图I中，当需整形为平面状竹块时，冷却定型轧辊采用直辊时的直辊结构示意图。图4是图I中，当需整形为统一弧形状竹块时，冷却定型轧辊采用弧形辊时的弧形棍结构示意图。图5是高温软化处理前对竹块进行预处理方法中采用将竹块粗铣后的竹块示意图。图6是高温软化处理前对竹块进行预处理方法中采用将竹块竹青面去纵向扇形条的竹块示意图。图7是高温软化处理前对竹块进行预处理方法中采用将竹块竹黄面刻槽的竹块示意图。图8是高温软化处理前对竹块进行预处理方法中采用将竹块的竹青竹黄面滚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亮，艾文胜，孙晓东，丁定安，刘少山，
申请(专利权)人：湖南省林业科学院，
类型：发明
国别省市：