抹灰机 一、技术领域
本发明涉及一种抹灰机械，尤其一种用于建筑装饰的抹灰机械头。
二、背景技术
目前常见的抹灰机械，大多是将灰浆以均衡流量直接输至刮灰板处，而后由刮灰板或其他机构将灰浆推挤到基面上形成抹灰层。然而，尤其以建筑墙体为主的基面多是凹凸面，不同部位基面的用灰量不同，即基面上的用灰量是随机的，因而易造成灰浆散落或抹灰层质地不均匀的缺点。
三、发明内容
本发明旨在解决上述抹灰机械的缺点，同时改变常见抹灰机直接将灰浆推挤到基面形成抹灰层的做法，以求优质、高效和节约。
本发明的抹灰机由后台机、输送管道及线路、抹灰机头三部分组成。后台机是抹灰机的制浆、储浆、输浆设备以及机头设备的源动力配置；输送管道及线路是向抹灰机头输送灰浆的管道以及动力轴或动力线路；抹灰机头(图1)是抹灰机的终端部件，也是工作主件。一部抹灰机，至少须有一个抹灰头。每个抹灰机头都是一个独立的抹灰单体，若干抹灰单体采用不同的排列方式组合，就形成不同功用的抹灰板。
抹灰机头的抹灰主件，由芯刀、中刀、边刀三个部分组成，这三部分同轴旋转，逐刀套嵌，同时运转形成回各自转面；各刀协同作业，形成一个完整的抹灰过程；芯刀套嵌在中刀范围内，中刀套嵌在边刀范围内。
抹灰单体由刀体、心轴、内筒、外筒、固定筒、动力传动件、连接件等组成，各部件有机配合，形成抹灰单体。抹灰单体将后台设备输入的灰浆抹压在基面上，形成抹灰面，实现抹灰功能。
抹灰单体上的各刀体，分别安装在心轴、内筒、外筒上，并随各自载体同心旋转；心轴、内筒、外筒均安装在固定筒上，外筒安装在固定筒外，内筒安装在固定筒内，心轴安装在内筒内。
机头上的其他组件以及机头连接的部件之间相互配合，形成互相衔接的工作过程。动力源为抹灰机头提供动力，主动轴、传动轴、齿轮将动力传给每个运动部件；输送管将原料灰浆输进机头，流灰管将多余的灰浆排回后台设备；厚度尺等组成抹灰面的厚度控制设备。
芯刀、中刀、边刀形成平面或阶梯式的抹灰面，一方面将灰浆涂抹于基面上，另一方面又同时将多余的灰浆回排；芯刀、中刀或将灰浆推向基面或将多余灰浆回排，设其中一个是输入功能，则另一个就是回排功能，二者的输入和输出(回排)角色可以互换，但功能相反；边刀，用以将已经抹在基面上的灰浆压平、压实和抛光。一般情况下，设中刀的转动方向与芯刀、边刀相反，各刀的转速也各自不同；中刀和边刀对已经抹压在几面上的抹灰面，实施反向揉搓，提高质量。压灰板，则用以荡平抹灰面上的刀片的回转痕迹，进一步提高表面质量。
内筒、外筒、芯轴、动力之间的动力，通过齿轮传递。安装各轴上的齿轮在传递动力的同时，还可以通过直径和齿数的变化，实现各部件之间的转速调节。用轴承将内筒、外筒与固定筒之间进行相应连接，确定各筒的相对位置和固定的对应关系。主动轴通过齿轮将动力源的动力传给内筒和传动轴，芯轴、内筒、外筒分别带动芯刀、中刀、边刀同心旋转。
在实施抹灰作业时，将抹灰单体刀面对准作业基面，同时通过输料管向机头输入灰浆，即可获得连续、均匀、平顺的抹灰面。
芯刀，是一螺旋形刚性刀片，安装在芯轴上。若设由内筒输入灰浆的情况下，则芯刀将灰浆推挤向抹灰基面；若设由内筒、固定筒之间形成的间隙输入灰浆情况下，则芯刀将基面处多余的灰浆收回，向后推挤，通过与内筒相连的回流管排回后台设备复用，以保持抹灰层均匀；同时，也因其回排功能，使得抹灰面上没有多余的灰浆，避免了灰浆撒落造成的污染和浪费。
中刀(图2)，是一用刚性板弯折的刀片，安装在内筒外面，处于内筒下部。中刀随内筒旋转，刀片在内筒底口处形成旋转平面，或利用刀翼向外挤出灰浆，或向上回刮灰浆输送到回流管。
中刀分为回浆刀和抹浆刀两类，在采用由内筒输入灰浆的方案时，则中刀为回浆刀；芯刀将会将抹压在基面上后，基面上多余的灰浆由回浆刀刮取，并通过旋转向后挤压灰浆，使多余灰浆回排至回流管。
抹浆刀由肋板、翼板、抹板组成，其肋板和翼板与回浆刀类似，其抹浆板外缘部分为弧形平板，内部向上(内里)隆起的锥面；外缘部分的长度大于内缘长度，外缘部位较长能使该处的灰浆压力大于内缘部位，在压力差的作用下多余的灰浆被挤进内筒范围被芯刀回收，抹板的宽度宜延至外筒处；翼板与内筒转动方向的夹角呈锐角，能在其上部刮取灰浆并向基面方向挤压。
在采用由内筒、固定筒之间形成的间隙输入灰浆方案时，即中刀为抹浆刀时，中刀向外挤压并抹平灰浆表面；此时中刀的高度应达到输灰口位置，以便利用自身的旋转将从输灰口进入的灰浆压向内筒底口方向，并利用自身的底部刀体将灰浆压抹在基面上，同时还排除了灰浆在输灰口处的聚积，避免灰浆水分流失。
在中刀为抹浆刀时，其刀体可分成两部分，即专业相向下推挤灰浆的铰刀体和专业将灰浆抹平的抹刀体。铰刀体，位于灰浆输入口处，利用自身随内筒的旋转和相对抹灰基面的倾斜，将灰浆推挤到内筒底口；抹刀体(图9)，位于内筒底口，将来自铰刀体的灰浆压抹到基面上。铰刀体是一刚性螺旋体，依附在内筒上，并随之转动。抹刀体也依附在内筒上并随动，它是由刚性平板和斜板组成的组合体；刚性平板在基面上形成回转平面，压平灰浆；刚性斜板利用自身随内筒的旋转和相对基面的倾斜，将灰浆剪切推挤到基面上。
回浆刀由肋板、翼板组成，肋板是与内筒外壁吻合相贴的条状竖向板，肋板上设置安装螺丝孔，肋板与翼板间的夹角约为直角，肋板起安装和加固翼板的作用，它可以是一段套在内筒上的筒；翼板是固定于肋板上并成直角的螺旋体，是与抹灰基面成斜角的刚性板，它与内筒转动方向的夹角呈钝角，用以铲起多余灰浆并向上托起。
边刀(图3)，是一用刚性板组成(弯折)的刀片，安装在外筒上；由肋板、平(光)板组成，肋板起安装和加固翼板的作用，与上述的回浆刀相同，它也可以是一段套接在内筒上的安装筒；光板(称拖刀)用以灰浆压平和收光。
边刀可以是整体的圆环形刀片，也可以是一段圆环或片状刀片，它随外筒的旋转在基面上形成回转面，根据不同的转速，能在一个时间间隔内，对同一抹灰面进行多遍压平和揉搓；边刀的旋转起进一步压平和揉光作用，边刀的外口立沿呈弧形收口，与抹灰面顺缓圆滑地相切，以利于抹灰面表面平整。
刀片分为平板型、多舌片型、辐条型三种；平板型的抹灰板是环或环段平板；多舌片型是在抹灰板上沿转动方向开u形口，孔中形成舌片或安装舌片，在舌片口处可分离出多余灰浆、颗粒物、水分、气泡等，同时因舌片处的压力变化，可使表面灰浆产生泳动，使浆液浮出表面，起提浆作用，形成均匀密实光洁的表面；若在平板型刀片边缘设凹凸构造，则可使抹灰面拉毛。辐条型刀片，是在刀片上设置由里向外辐射或盘旋渐开(渐开线)的若干辐条的环形平板刀片，通过条辐改变刀片的刚性，产生顺缓变形，使之在与基面呈一定夹角的情况下也能够较好的适应平面抹灰标准，使抹灰面较接近平面，降低平面抹灰的操作难度；它分为半环式和整环式两种，半环，即指一段圆环，而非正环，同一刀片上设若干个半环。辐条型刀片由套筒式肋板、环形内缘、外缘、外沿边组成，套筒与环形内缘固定连接，环形内缘通过辐条与环形外缘连接，环形外缘与外沿边固定连接；辐条与辐条之间紧密排列，避免灰浆流出；外沿边外侧面与基面呈弧形，顺滑相切。辐条型刀片的套筒，是肋板也是刀片的安装接口，套筒套接安装在外筒底端。非整环的条幅型刀片，前边缘和后边缘也与基面呈一定倾角或弧形，以便顺滑的通过基面。渐开式条幅能保证辐条的均一性，但方向性较强，必须按由内到外渐开的旋转方向使用，不能反向。当将渐开式的整环边刀与抹灰基面成一定夹角使用时，在行进方向设置沿沿边滚动的压轮向下挤压，刀片形成喇叭口，兜住灰浆避免外漏；滚轮安装在以固定筒为支撑的活动支架或支座上(称压轮杆)，压住转动的刀片沿边；活动支架可相对固定筒上的支座转动，并在支座处与拖刀的刀杆刚性连接，形成压轮和拖刀的联动，当环形刀片与抹灰面呈一定夹角作业时，环形刀片和拖刀受抹灰面向上的反力作用，环形刀片在抹灰面接触点处变形变成顺缓的曲面适应，拖刀则顶压刀杆相对支座转动来适应，拖刀杆的转动引起压轮杆的联动，压轮杆带动压轮向下挤压环形刀片的沿边，刀片沿边带动辐条变形，形成喇叭口；固定筒上的支座可以相对固定筒转动，当抹灰运行方向改变时，拖刀受抹灰面摩擦作用，始终保持在抹灰运行方向的后方，此时拖刀就与固定筒发生相对转动，并通过刀杆带动压轮也相对固定筒转动，使压轮始终处于运动方向的前端；在非工作状态时，压轮顶住环形刀片沿边后环形刀片呈平面，拖刀与环形刀片处于同一平面上；环形刀片变形后，拖刀在运行方向后端能与环形刀片顺缓衔接。
固定筒，是一刚性圆筒，安装在机架上，也可在其上直接安装把手形成独立机械主体；固定筒中部内壁设一环形肋，将筒身分为上下两段，两段的直径根据具体需要而定；上段用于固定内筒，下段与内筒之间形成灰浆室；固定筒下段部开有流灰口，用以供给或回排灰浆。固定筒内安装内筒和芯轴，固定筒外安装外筒、拖刀杆支座(可转动的圆环)、抹灰标尺、动力轴、动力源、给灰管、排灰管等；固定筒与内筒、外筒之间用轴承连接隔离出一定宽度的间隙，可相对同轴旋转。
在固定筒和内筒间隙供料的情况下，从内筒流灰口供给的灰浆，在离心力和翼板的推挤下的灰浆落于基面上的位置，会超越流灰口的位置，在刀口平移的情况下，利用输料管在固定筒上接入的开口位置的不同来确定灰浆在底面流出的位置，可避免在同一基面上重复铺浆，避免灰浆层质地不均匀。另外，灰浆自进入固定筒和内筒间隙后到被推挤到基面上过程中，还受铰刀或推刀相对基面的倾角、内筒转速等因素影响；须将各因素综合考量，确定出最佳输入口的具体位置。
内筒，是一刚性圆筒，安装在固定筒内，之间用轴承连接，以固定筒轴心为轴旋转；内筒中部设一圆环，用以分开内筒外面的上下两个工作区域，上部是动力区域，接入动力并将原动力进行调速；下区域是输灰区域，将外来灰浆自输料管输入，然后排向抹灰基面；在内筒上部安装从动齿轮，内筒下部安装中刀刀片，下端安装抹灰刀片。
内筒上顶设置心轴固定支座，安装心轴；同时还设置回料管与内筒的接口，回料管通过接口将多余的灰浆接出并输回后台设备，处理复用。
芯轴，安装在内筒中，以固定筒为固定支座，下部安装芯刀刀片。
外筒，是一刚性短圆筒，安装在固定筒外，之间用轴承连接，以固定筒同心旋转；外筒下部安装边刀刀片。
固定筒上端内部、外筒上下端内部各设一圆环，用以封住滚珠，保证各筒间的位置稳定。
动力源，是电机或其他后台引进的动力，安装在固定筒或机架上。
主动轴，安装在固定筒或机架上，与动力源连接，将动力源提供的动力变速后传给内筒和传动轴。
传动轴，安装在固定筒或机架上，将主动轴的动力变速后传给芯轴和外筒。
齿轮，是分别安装在芯轴、内筒、外筒上的传力、变速部件。
上述各轴或齿轮的对应关系，可根据实际需要重新布局。
流灰管分给灰管和回灰管，安装在固定筒上，输灰管用以向抹灰机供料，回灰管(又称回料管)用以将多余灰浆回收。根据具体需要管内可安装其他辅助器件，提高灰浆的运行速度。
抹灰板架，是一刚性板，用以安装抹灰单体或其他构件；将多个抹灰单体组合，形成一个较大的抹灰板。
多排抹灰单体形成的抹灰板(图4)，可将同排的抹灰单体确定为统一的灰层厚度尺寸，不同排的单体确定为另一灰层厚度尺寸，以此类推，抹灰板可同时分层抹灰，若各层的材质或配比不同时，可实现多层灰面一次成活。
若多层次一次成活灰面的最内层灰较薄时，抹灰刀能带动灰浆相对基面错动，将灰浆擦进基面凹孔中，使灰浆层与基面间形成机械嵌合，增大了两者之间的结合力。
厚度尺，可以以固定筒为支座设置(图5)，用以确定灰层厚度，或增设支撑脚，确定抹刀和基面之间的间距。
另外，在固定内筒的运行方向固定时，输灰方式、铰刀螺旋体盘旋方向等也都随之而固定，会失去机头的各组件功能变换的灵活性，但抹灰机头的构造可得到简化。
如图6所示的抹灰机头，是将输料部位固定在内筒和固定筒间隙的方案，此时的机头构造可以省略心轴，将回浆刀设置在内筒内壁，呈螺旋状，方向与铰刀螺旋体的盘旋方向相反；铰刀向基面推挤灰浆，回浆刀则将基面上的多余灰浆向上推挤回排，两者作用相反。
如图7机头上部可以进一步改进，在固定筒上部的动力工作区域筒段开设窗口，将动力直接伸进固定筒和内筒形成的间隙中，在相应安装从动齿轮与内同上与动力齿轮啮合，可减小抹灰机头的外观和体积。外筒的动力，经内筒导出或直接在动力轴上接出，经传导变速后，在接入外筒。
在机头工作中，会有少量浆液逸进固定筒的动力区域或外筒的轴承连接区域，为阻断逸出浆液的浸入途径，须沿固定筒和外筒的相应位置沿圆周设置若干疏导口，同时在内筒上安装当软挡环33，在中刀上安装清刷软环34.1，使溢出的灰浆通过疏导口流出，避免损伤机头部件。
内筒和外筒的动力传导方式，也可采用皮带轮和皮带传导(图8)。
四、附图说明
图1：是抹灰单体的纵向剖面图，表示各部件之间的位置关系。
1代表固定筒；2代表内筒；3代表外筒；4代表内筒上所设的外环；5代表外筒下端的滚珠挡环；6代表固定筒上部内口处的滚珠挡环；7代表内筒上口部的齿轮；8代表芯轴；9代表固定筒与内筒之间的滚珠；10代表外筒齿轮；11代表中刀；12代表边刀；13代表固定筒与外筒之间的滚珠；14代表动力输入轴；15代表从动轴；16代表从动轴动力输入齿轮；19代表从动轴动力输出齿轮；17代表主动轴动力输出齿轮；18代表芯刀。
图2：是抹浆刀的中刀示意图，表示抹刀肋板是与内筒紧密贴合的竖向板；左图表示中刀的正面示意图，右图表示中刀的侧面示意图。
11.1代表中刀肋板；11.2代表中刀的翼板，该板用以推挤灰浆；11.3代表抹灰板；
11.6代表安装孔；α代表抹板与基面呈锐角。
图3：是舌片型中刀的俯视图。
11.5代表芯轴、固定筒、内筒、外筒的回转轴心；11.7代表抹设于灰板上的舌片U型口；11.8代表舌片。
图4：是组合式抹灰板；上图表示抹灰板平面图，由若干个抹灰单体组成，若干个单体排成同一抹灰厚度的单体行，抹灰板上排列若干不同抹灰厚度的单体行；下图表示抹灰板侧面图，表明不同单体行上的灰刀与基面的距离不同。
20.1代表前单体行；20.2代表中间单体行；20.3代表后单体行；21代表抹灰板托架；22代表抹灰单体上的灰刀。
图5：左图表示灰层厚度尺，有图表示支撑脚。
23代表滑动槽；28代表标尺0刻度；25代表拧紧螺丝；26代表滑杆或标志尺；27代表支撑脚；24代表标尺刻度。
图6：是抹灰单体的纵向剖面图，表示各部件之间的位置关系。该方案不设心轴，芯刀安装在内同上，设置疏导口，动力直接接近固定筒和内筒的间隙，内筒直接与回灰管连接件连接，去掉了图1方案中需要考虑心轴支座的问题。
47代表中刀片上的斜板，它通过旋转将灰浆剪切挤压到基面上；48代表中刀片上的洞口，灰浆经协办挤压后，经此口流向基面；49.1、49.2代表疏导口；33、34.1代表软当环；37动力转换设备；35固定筒上开的动力输入窗口。
图7：表示动力传导路径，动力有动力源18输出，通过动力齿轮17传导给内筒上的从动齿轮7带动内筒转动，然后再将动力传给变速装置上的从动齿轮16，最后带动外筒转动。
图8：表示将动力齿轮、从动齿轮等用皮带和皮带轮替代的内筒、固定筒、外筒之间的动力传导关系。
图9：中刀片示意图，表示中刀片由筒状刀肋、刀片组成，刀片又有平板和斜板组成
五、具体实施方式
1、确定固定灰浆供给通道，即确定在内筒中供料，还是在由内筒、固定筒之间间隙(本例的供料通道)供料；
2、根据抹灰需求确定固定筒尺寸；
3、根据固定筒尺寸确定内筒尺寸、外筒尺寸；
4、确定各筒的转速和转动方向；
5、根据现场抹灰需求，确定外刀、芯刀、中刀的形制和数量；
6、根据各筒的情况选定滚珠，制作分隔和挡阻滚珠的各种环；
7、根据各筒的尺寸确定各轴、筒上的动力输入齿轮的外径；
8、根据各筒间的摩擦力、灰刀与灰浆之间的摩擦力等，确定动力源；
9、根据各确定动力输入齿轮的外径、动力源的形制等，确定动力源齿轮、传动齿轮的外径；制作相应的各轴；
10、组装上述各筒、刀、环、滚珠等，以固定筒为支座安装动力轴、传动轴、动力源；
11、以固定筒为支座安装給灰管、回灰管；
自此，抹灰单体制作完毕，此时既可将多个抹灰单体组成抹灰板式机(抹灰板上的各单体共用一个动力源)，也可由单个抹灰单体形成抹灰机。
12、将抹灰机刀面对准抹灰基面，由输灰管将灰浆输入抹灰单体，开启抹灰机动力源即开始抹灰；沿基面平移抹灰机即形成连续抹灰面。