桌面耗材试验机.pdf

本发明涉及自动化设备领域的桌面耗材试验机，包括机架及设置于机架顶部的自动生产线，自动生产线由塑料丝挤出机构、冷却机构、牵引机构、自动收卷机构和操作机构构成，塑料丝挤出机构位于自动生产线的首端工序位置，冷却机构位于塑料丝挤出机构的下一工序位置，自动收卷机构位于自动生产线的末端工序位置，整条生产线功能齐全，各机构整体结构简单，整体结构为低产量和低能耗的设备，填补了目前行业内缺少对试验新材料配方设备的空白，设计出为新材料配方试验的设备，低产量和低能耗的结构可减少对材料、能耗和人力的消耗与浪费，制作成本低，能耗低，同时本机器只需要配置一个操作员即可完成所有操作，操作过程简单方便。

1.  桌面耗材试验机，包括机架及设置于机架顶部的自动生产线，机架内设有主控电箱，其特征在于：该自动生产线由塑料丝挤出机构、冷却机构、牵引机构、自动收卷机构和操作机构构成，塑料丝挤出机构位于自动生产线的首端工序位置，冷却机构位于塑料丝挤出机构的下一工序位置，自动收卷机构位于自动生产线的末端工序位置，牵引机构位于自动收卷机构的上一工序位置，塑料丝挤出机构将塑料丝挤出后由牵引机构分别牵引至冷却机构及自动收卷机构，先进行冷却后再直接进行收卷;塑料丝挤出机构包括用于挤出塑料丝的挤出装置和驱动电机，挤出装置与驱动电机之间通过链轮传动组件进行连接;冷却机构包括储水槽、水泵和条形冷却槽，条形冷却槽设置在储水槽的顶部，储水槽与条形冷却槽的两末端均设有用于送入塑料丝的送料开口，水泵用于将储水槽内的冷却水抽送至冷却槽内;牵引机构包括牵引电机和由牵引电机带动的牵引轮组，在牵引轮组的上方还设有牵引导轮;自动收卷机构包括竖向安装在机架顶部的立板、收卷电机和收卷盘，收卷电机横向安装在立板的一侧，收卷盘横向安装在立板的另一侧，立板的侧面设有用于连接收卷电机及收卷盘的同步传动组件，收卷电机转动时通过同步传动组件带动收卷盘进行转动收卷，立板的另一侧还横向安装有排线装置，该排线装置由横向支架、排线轴、排线器和排线导轮构成，排线导轮与排线器进行固定连接，且排线导轮向前延伸至收卷盘的上方，排线轴通过轴承安装在横向支架上，排线轴的一端与同步传动组件进行连接，排线轴穿过排线器内，且排线器可沿排线轴的表面进行横向滑动，当收卷电机转动时通过同步传动组件带动排线轴转动，排线轴转动的同时排线器也沿排线轴的表面均匀滑动并带动排线导轮进行排线。

2.  根据权利要求1所述桌面耗材试验机，其特征在于：所述挤出装置包括机筒、口模、挤出料斗、螺杆、主机轴和轴承组件，机筒的顶部设有入料开口，挤出料斗竖向安装在机筒的顶部且与入料开口导通，口模安装在机筒的前端且与机筒的内部导通，并在口模与机筒的外围设有发热组件，螺杆穿入机筒的内部，螺杆的后端与主机轴的前端进行键连接，主机轴的后端穿入固定在轴承组件内，且与链轮传动组件进行连接，当驱动电机工作时通过链轮传动组件带动主机轴进行同步转动，从而带动螺杆在机筒内完成挤出动作。

3.  根据权利要求2所述桌面耗材试验机，其特征在于：所述机筒的前端开口还设有多孔板，多孔板的表面设有若干个透孔，口模的内部设有喇叭口结构，喇叭口结构的大口端紧贴着多孔板。

4.  根据权利要求2所述桌面耗材试验机，其特征在于：所述发热组件包括口模发热圈和机筒发热圈，口模发热圈共设有两个，分别套装在口模的前端表面及后端表面，机筒发热圈也共设有两个，分别套装在机筒的前端表面及后端表面。

5.  根据权利要求2～4任意一项所述桌面耗材试验机，其特征在于：所述链轮传动组件包括主动链轮、从动链轮和链条，主动链轮安装在驱动电机的转动轴上，从动链轮安装在主机轴的后端，链条分别与主动链轮及从动链轮进行同步啮合连接，使驱动电机动作时通过链条带动主机轴进行同步转动。

6.  根据权利要求5所述桌面耗材试验机，其特征在于：所述轴承组件包括轴承座、前轴承、后轴承、前密封圈、后密封圈和圆螺母，前轴承与前密封圈分别设置在轴承座的前端内部，后轴承、圆螺母与后密封圈分别设置在轴承座的后端内部，主机轴的后端穿入且分别固定在前轴承及后轴承内。

7.  根据权利要求1、2、3、4或者6所述桌面耗材试验机，其特征在于：所述排线器的顶部还设有行程开关，横向支架上还设有两个与行程开关位置相对应的行程触动点，排线器移动过程中同时带动行程开关分别与行程触动点接触，以实现左右往复移动。

8.  根据权利要求7所述桌面耗材试验机，其特征在于：两个行程触动点均可沿横向支架进行横向移动调节，从而改变两个行程触动点的间距。

9.  根据权利要求1、2、3、4、6或者8所述桌面耗材试验机，其特征在于：所述横向支架上还设有横向导杆，排线器的侧面设有两个导向滚轮，两个导向滚轮分别位于横向导杆的上下侧面且可沿横向导杆的上下侧面滚动。

10.  根据权利要求1、2、3、4、6或者8所述桌面耗材试验机，其特征在于：所述同步传动组件包括电机同步轮、收卷同步轮、排线同步轮和同步带，电机同步轮安装在收卷电机的输出转轴上，收卷同步轮通过收卷轴与收卷盘进行连接，排线同步轮与排线轴进行连接，同步带用于连接电机同步轮、收卷同步轮及排线同步轮，使收卷电机转动时通过同步带带动收卷同步轮与排线同步轮进行同步转动。

桌面耗材试验机
技术领域
本发明涉及自动化设备领域，具体涉及用于制作3D打印产品耗材的设备，特别涉及桌面耗材试验机。
背景技术
目前用于制作3D打印耗材的生产线有多种，并且都应用于大产量的生产厂家，传统的大型生产线设备整体结构复杂，能耗高，产量高，包括挤出设备、冷却设备及收卷设备的结构均较为复杂，而且整体体积较大，均为独立的一台大型设备，需要独立配置整个生产车间才能够容纳该生产线，同时整体操作也很复杂，每台设备均需要配置一名操作员进行独立操作，投入工作时会消耗大量的材料、能源和人力资源。
随着市场需求的不段变化，现市场上有需要小产量的客户，或者有需要用于制作新型材料配方的客户，这种客户对产量要求不高，而且也不愿意花费更多的成本，如果直接使用大型生产线来进行生产则会导致大量的资源浪费，同时也会增加各方面的成本，包括购买设备的成本、原材料成本、能源消耗成本和人力资源成本，因此传统的大型生产线根本不能够满意这方面的客户需求。
发明内容
本发明的目的是解决以上缺陷，提供桌面耗材试验机，其整体结构简单，制作成本低，且操作方便。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
桌面耗材试验机，包括机架及设置于机架顶部的自动生产线，机架内设有主控电箱，该自动生产线由塑料丝挤出机构、冷却机构、牵引机构、自动收卷机构和操作机构构成，塑料丝挤出机构位于自动生产线的首端工序位置，冷却机构位于塑料丝挤出机构的下一工序位置，自动收卷机构位于自动生产线的末端工序位置，牵引机构位于自动收卷机构的上一工序位置，塑料丝挤出机构将塑料丝挤出后由牵引机构分别牵引至冷却机构及自动收卷机构，先进行冷却后再直接进行收卷。
塑料丝挤出机构包括用于挤出塑料丝的挤出装置和驱动电机，挤出装置与驱动电机之间通过链轮传动组件进行连接;冷却机构包括储水槽、水泵和条形冷却槽，条形冷却槽设置在储水槽的顶部，储水槽与条形冷却槽的两末端均设有用于送入塑料丝的送料开口，水泵用于将储水槽内的冷却水抽送至冷却槽内。
牵引机构包括牵引电机和由牵引电机带动的牵引轮组，在牵引轮组的上方还设有牵引导轮;自动收卷机构包括竖向安装在机架顶部的立板、收卷电机和收卷盘，收卷电机横向安装在立板的一侧，收卷盘横向安装在立板的另一侧，立板的侧面设有用于连接收卷电机及收卷盘的同步传动组件，收卷电机转动时通过同步传动组件带动收卷盘进行转动收卷，立板的另一侧还横向安装有排线装置，该排线装置由横向支架、排线轴、排线器和排线导轮构成，排线导轮与排线器进行固定连接，且排线导轮向前延伸至收卷盘的上方，排线轴通过轴承安装在横向支架上，排线轴的一端与同步传动组件进行连接，排线轴穿过排线器内，且排线器可沿排线轴的表面进行横向滑动，当收卷电机转动时通过同步传动组件带动排线轴转动，排线轴转动的同时排线器也沿排线轴的表面均匀滑动并带动排线导轮进行排线。
上述说明中，作为优选的方案，所述挤出装置包括机筒、口模、挤出料斗、螺杆、主机轴和轴承组件，机筒的顶部设有入料开口，挤出料斗竖向安装在机筒的顶部且与入料开口导通，口模安装在机筒的前端且与机筒的内部导通，并在口模与机筒的外围设有发热组件，螺杆穿入机筒的内部，螺杆的后端与主机轴的前端进行键连接，主机轴的后端穿入固定在轴承组件内，且与链轮传动组件进行连接，当驱动电机工作时通过链轮传动组件带动主机轴进行同步转动，从而带动螺杆在机筒内完成挤出动作。
上述说明中，作为优选的方案，所述机筒的前端开口还设有多孔板，多孔板的表面设有若干个透孔，口模的内部设有喇叭口结构，喇叭口结构的大口端紧贴着多孔板。
上述说明中，作为优选的方案，所述发热组件包括口模发热圈和机筒发热圈，口模发热圈共设有两个，分别套装在口模的前端表面及后端表面，机筒发热圈也共设有两个，分别套装在机筒的前端表面及后端表面。
上述说明中，作为优选的方案，所述链轮传动组件包括主动链轮、从动链轮和链条，主动链轮安装在驱动电机的转动轴上，从动链轮安装在主机轴的后端，链条分别与主动链轮及从动链轮进行同步啮合连接，使驱动电机动作时通过链条带动主机轴进行同步转动。
上述说明中，作为优选的方案，所述轴承组件包括轴承座、前轴承、后轴承、前密封圈、后密封圈和圆螺母，前轴承与前密封圈分别设置在轴承座的前端内部，后轴承、圆螺母与后密封圈分别设置在轴承座的后端内部，主机轴的后端穿入且分别固定在前轴承及后轴承内。
上述说明中，作为优选的方案，所述排线器的顶部还设有行程开关，横向支架上还设有两个与行程开关位置相对应的行程触动点，排线器移动过程中同时带动行程开关分别与行程触动点接触，以实现左右往复移动。
上述说明中，作为优选的方案，两个行程触动点均可沿横向支架进行横向移动调节，从而改变两个行程触动点的间距。
上述说明中，作为优选的方案，所述横向支架上还设有横向导杆，排线器的侧面设有两个导向滚轮，两个导向滚轮分别位于横向导杆的上下侧面且可沿横向导杆的上下侧面滚动。
上述说明中，作为优选的方案，所述同步传动组件包括电机同步轮、收卷同步轮、排线同步轮和同步带，电机同步轮安装在收卷电机的输出转轴上，收卷同步轮通过收卷轴与收卷盘进行连接，排线同步轮与排线轴进行连接，同步带用于连接电机同步轮、收卷同步轮及排线同步轮，使收卷电机转动时通过同步带带动收卷同步轮与排线同步轮进行同步转动。
上述说明中，作为优选的方案，所述操作机构位于冷却机构的后方，且位于整条自动生产线的中端位置，设置有简单的启动、停止操作按键，操作过程简单方便，只需要一个操作员即可完成所有操作。
上述说明中，作为优选的方案，所述牵引轮组由两个牵引轮构成，分别为上牵引轮及下牵引轮，下牵引轮通过牵引底板进行安装，且通过轴承安装在牵引底板上，下牵引轮与牵引电机的转轴进行连接，上牵引轮设置在牵引底板的顶部，通过调节臂进行固定安装，通过转动调节臂从而调节上牵引轮与下牵引轮的间距，以适应不同直径大小的塑料丝。
本发明所产生的有益效果是：整机的自动生产线由塑料丝挤出机构、冷却机构、牵引机构、自动收卷机构和操作机构组合构成，整体设计成只有电脑桌大小的结构，与传统的应用于大产量的机器相比，本发明的试验机的整条生产线功能齐全，各机构整体结构简单，整体结构为低产量和低能耗的设备，目前很多厂家都无法达到低产量与低能耗的要求，另外，本发明的试验机填补了目前行业内缺少对试验新材料配方设备的空白，特别设计出为新材料配方试验的设备，低产量和低能耗的结构可减少对材料、能耗和人力的消耗与浪费，制作成本低，能耗低，同时本机器只需要配置一个操作员即可完成所有操作，操作过程简单方便。
附图说明
图1为本发明实施例的立体结构示意图;
图2为本发明实施例的主视图;
图3为本发明实施例的俯视图;
图4为本发明实施例中塑料丝挤出机构的结构分解示意图;
图5为本发明实施例中自动收卷机构立体结构示意图;
图中，1为机架，2为主控电箱，3为塑料丝挤出机构，4为冷却机构，5为牵引机构，6为自动收卷机构，7为操作机构，301为L形底座，302为驱动电机，303为口模，304为机筒，305为挤出料斗，306为螺杆，307为主机轴，308为口模发热圈，309为机筒发热圈，310为主动链轮，311为从动链轮，312为链条，313为轴承座，314为前轴承，315为后轴承，316为前密封圈，317为后密封圈，318为圆螺母，601为立板，602为收卷电机，603为收卷盘，604为横向支架，605为排线轴，606为排线器，607为排线导轮，608为行程开关，609为行程触动点，610为电机同步轮，611为收卷同步轮，612为排线同步轮，613为同步带。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本实施例，参照图1～图5，其具体实施的桌面耗材试验机包括机架1及设置于机架1顶部的自动生产线，机架1内设有主控电箱2。如图1～图3所示，自动生产线由塑料丝挤出机构3、冷却机构4、牵引机构5、自动收卷机构6和操作机构7构成，塑料丝挤出机构3位于自动生产线的首端工序位置，冷却机构4位于塑料丝挤出机构3的下一工序位置，自动收卷机构6位于自动生产线的末端工序位置，牵引机构5位于自动收卷机构6的上一工序位置。本实施例的操作机构7位于冷却机构4的后方，且位于整条自动生产线的中端位置，设置有简单的启动、停止操作按键，操作过程简单方便，只需要一个操作员即可完成所有操作。工作时，塑料丝挤出机构3将塑料丝挤出后由牵引机构5分别牵引至冷却机构4及自动收卷机构6，先进行冷却后再直接进行收卷，收卷过程可进行自动排线，整体自动化程度高，排线稳定。
如图4所示，塑料丝挤出机构3包括用于挤出塑料丝的挤出装置和驱动电机302，挤出装置与驱动电机302均通过L形底座301进行安装，通过L形底座301固定安装在机架1的顶面，挤出装置与驱动电机302之间通过链轮传动组件进行连接。挤出装置包括机筒304、口模303、挤出料斗305、螺杆306、主机轴307和轴承组件，机筒304的顶部设有入料开口，挤出料斗305竖向安装在机筒304的顶部且与入料开口导通。口模303安装在机筒304的前端且与机筒304的内部导通，机筒304的前端开口还设有多孔板，多孔板的表面设有若干个透孔，口模303的内部设有喇叭口结构，喇叭口结构的大口端紧贴着多孔板。在口模303与机筒304的外围设有发热组件，发热组件包括口模发热圈308和机筒发热圈309，口模发热圈308共设有两个，分别套装在口模303的前端表面及后端表面，机筒发热圈309也共设有两个，分别套装在机筒304的前端表面及后端表面。螺杆306穿入机筒304的内部，螺杆306的后端与主机轴307的前端进行键连接，主机轴307的后端穿入固定在轴承组件内，且与链轮传动组件进行连接，当驱动电机302工作时通过链轮传动组件带动主机轴307进行同步转动，从而带动螺杆306在机筒304内完成挤出动作。
本实施例的螺杆306的长径比(D/L)只是同类螺杆306长径比的0.5倍，螺距也是同类螺杆306的0.5倍，由于长径比和螺距减小，所以驱动螺杆306的功率也相应减小。
另外，如图4所示，链轮传动组件包括主动链轮310、从动链轮311和链条312，主动链轮310安装在驱动电机302的转动轴上，从动链轮311安装在主机轴307的后端，链条312分别与主动链轮310及从动链轮311进行同步啮合连接，使驱动电机302动作时通过链条312带动主机轴307进行同步转动。轴承组件包括轴承座313、前轴承314、后轴承315、前密封圈316、后密封圈317和圆螺母318，前轴承314与前密封圈316分别设置在轴承座313的前端内部，后轴承315、圆螺母318与后密封圈317分别设置在轴承座313的后端内部，主机轴307的后端穿入且分别固定在前轴承314及后轴承315内。
冷却机构4包括储水槽、水泵和条形冷却槽，条形冷却槽设置在储水槽的顶部，储水槽与条形冷却槽的两末端均设有用于送入塑料丝的送料开口，水泵用于将储水槽内的冷却水抽送至冷却槽内。
如图5所示，牵引机构5包括牵引电机和由牵引电机带动的牵引轮组，在牵引轮组的上方还设有牵引导轮。自动收卷机构6包括竖向安装在机架1顶部的立板601、收卷电机602和收卷盘603，收卷电机602横向安装在立板601的一侧，收卷盘603横向安装在立板601的另一侧，立板601的侧面设有用于连接收卷电机602及收卷盘603的同步传动组件，收卷电机602转动时通过同步传动组件带动收卷盘603进行转动收卷。立板601的另一侧还横向安装有排线装置，该排线装置由横向支架604、排线轴605、排线器606和排线导轮607构成，排线导轮607与排线器606进行固定连接，且排线导轮607向前延伸至收卷盘603的上方，排线轴605通过轴承安装在横向支架604上，排线轴605的一端与同步传动组件进行连接，排线轴605穿过排线器606内，且排线器606可沿排线轴605的表面进行横向滑动，当收卷电机602转动时通过同步传动组件带动排线轴605转动，排线轴605转动的同时排线器606也沿排线轴605的表面均匀滑动并带动排线导轮607进行排线。
另外，为了使排线器606可实现左右往复移动，如图5所示，排线器606的顶部还设有行程开关608，横向支架604上还设有两个与行程开关608位置相对应的行程触动点609，两个行程触动点609分别位于左右限位点上，两个行程触动点609均可沿横向支架604进行横向移动调节，从而改变两个行程触动点609的间距，排线器606在移动的过程中同时带动行程开关608分别与行程触动点609接触，从而可实现行程控制及转向切换。同步传动组件包括电机同步轮610、收卷同步轮611、排线同步轮612和同步带613，电机同步轮610安装在收卷电机602的输出转轴上，收卷同步轮611通过收卷轴与收卷盘603进行连接，排线同步轮612与排线轴605进行连接，同步带613用于连接电机同步轮610、收卷同步轮611及排线同步轮612，使收卷电机602转动时通过同步带613带动收卷同步轮611与排线同步轮612进行同步转动。
本实施例的自动生产线由塑料丝挤出机构3、冷却机构4、牵引机构5、自动收卷机构6和操作机构7组合构成，整体设计成只有电脑桌大小的结构，经过调试，本生产线可生产1KG/H的产品，整机功率小于1KW，特别小巧，整体为电脑桌大小，可直接在桌面操作，与传统的应用于大产量的机器相比，本发明的试验机的整条生产线功能齐全，各机构整体结构简单，整体结构为低产量和低能耗的设备，目前很多厂家都无法达到低产量与低能耗的要求，另外，本发明的试验机填补了目前行业内缺少对试验新材料配方设备的空白，特别设计出为新材料配方试验的设备，低产量和低能耗的结构可减少对材料、能耗和人力的消耗与浪费，制作成本低，能耗低，同时本机器只需要配置一个操作员即可完成所有操作，操作过程简单方便。
以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本发明的保护范围。