建筑墻壁除灰工程多功能一體化機(jī)械裝置研究

詹 科

（浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)，東陽(yáng) 322100）

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)房屋改造尤其是墻面翻新的需求越來(lái)越大[1]。在建筑墻面翻新的過程中，老舊墻體的墻皮需要先鏟除、刮平、磨光才能進(jìn)行墻面的二次裝修工作。目前，多數(shù)建筑墻壁除灰工程仍然采用人力，即先用鏟刀鏟除老舊墻皮，再用刮刀進(jìn)行刮平，最后用砂紙或者打磨機(jī)進(jìn)行墻面磨光[2]。這種施工方式操作步驟較多，占用了大量勞動(dòng)力，且施工周期長(zhǎng)，勞動(dòng)效率較低[3]。為了改善這一現(xiàn)狀，研究一種能簡(jiǎn)化或者替代人工操作的機(jī)械裝置顯得格外重要。目前，市場(chǎng)上已經(jīng)有不少建筑墻壁除灰裝置，但一種裝置能同時(shí)實(shí)現(xiàn)墻皮鏟除、刮平、磨光一體化的功能還存在大量問題[4]。因此，對(duì)于此類多功能一體化機(jī)器的研究十分必要。

通過對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)特別是建筑機(jī)械結(jié)構(gòu)的研究，借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制等技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種建筑墻壁除灰工程多功能一體化機(jī)械裝置。這種裝置技術(shù)較為先進(jìn)，生產(chǎn)成本低，具有較好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 主要構(gòu)造

1.1 5大模塊

該裝置主要分為5個(gè)模塊，見圖1。模塊1為刮平部分，用于墻皮鏟除后的刮平施工；模塊2為連接部分，連接鏟除、刮平、打磨3大操作模塊；模塊4為磨光部分，用于墻面刮平后的打磨施工；模塊5為裝置固定部分，實(shí)現(xiàn)裝置在各種墻面上的固定、轉(zhuǎn)動(dòng)；模塊6為鏟除部分，用于老舊墻皮的軟化、鏟除。5大模塊詳細(xì)構(gòu)造如圖1所示。

圖1 建筑墻壁除灰工程多功能一體化機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)

裝置的刮平部分（1）包括平板、滑動(dòng)塊、平條、螺紋軸、螺母、滑針和刮刀。平板的下側(cè)設(shè)置有多個(gè)刮刀，兩個(gè)刮刀為一組相對(duì)設(shè)置。同一組兩個(gè)刮刀的下部相互靠近傾斜，平板的上側(cè)中部固定連接有螺紋軸，螺紋軸上豎向滑動(dòng)連接有平條，螺紋軸上套接有壓縮彈簧Ⅰ，壓縮彈簧Ⅰ位于平條和平板之間。螺紋軸的上部通過螺紋連接有螺母，平條的左右兩端均固定連接有滑動(dòng)塊，兩個(gè)滑動(dòng)塊均豎向滑動(dòng)連接在平板上。兩個(gè)滑動(dòng)塊的下側(cè)均固定連接有多個(gè)滑針。

裝置的連接部分（2）還包括緊固螺釘Ⅰ、固定座、橫向臂、斜連桿、轉(zhuǎn)盤和電機(jī)Ⅰ。平板的上側(cè)左端固定連接有固定座，橫向臂在左右方向上滑動(dòng)連接在固定座上，固定座上通過螺紋連接有緊固螺釘Ⅰ，緊固螺釘Ⅰ頂在橫向臂上，橫向臂上固定連接有電機(jī)Ⅰ，電機(jī)Ⅰ的輸出軸上固定連接有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的偏心位置鉸接連接有斜連桿，斜連桿的另一端鉸接連接在固定座上。

裝置的磨光部分（4）包括豎柱、手把桿、擋塊和緊固螺釘Ⅱ。橫向臂的左端在豎向滑動(dòng)連接在豎柱上，豎柱的上端固定連接有手把桿，豎柱的上部滑動(dòng)連接有擋塊，擋塊上通過螺紋連接有緊固螺釘Ⅱ。緊固螺釘Ⅱ頂在豎柱上，豎柱上套接有壓縮彈簧Ⅱ。壓縮彈簧Ⅱ位于橫向臂和擋塊之間。

裝置的固定部分（5）包括擋銷、圓柱、圓磨盤、轉(zhuǎn)板和方磨盤。豎柱的下端固定連接有圓柱，圓柱的下端固定連接有圓磨盤，轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)動(dòng)連接在圓柱上，轉(zhuǎn)板位于圓磨盤的上側(cè)。圓柱上固定連接有擋銷，擋銷位于轉(zhuǎn)板的上側(cè)，轉(zhuǎn)板的前后兩端均固定連接有方磨盤。

裝置的鏟除部分（6）包括滑槽、豎軌桿、電動(dòng)推桿、升降片、滑凸板、擦塊和等長(zhǎng)桿。平板的右側(cè)設(shè)置有滑槽，平板的右端固定連接有豎軌桿，豎軌桿上滑動(dòng)連接有升降片。電動(dòng)推桿的一端固定連接在升降片上，電動(dòng)推桿的另一端固定連接在豎軌桿的上部。升降片的右側(cè)鉸接連接有兩個(gè)等長(zhǎng)桿。擦塊前后設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)擦塊的左側(cè)均固定連接有滑凸板，兩個(gè)滑凸板均滑動(dòng)連接在滑槽上，兩個(gè)等長(zhǎng)桿的另一端分別鉸接連接在兩個(gè)擦塊上。

1.2 附屬構(gòu)造

該裝置還包括實(shí)心柱、電機(jī)Ⅱ、齒輪和齒環(huán)。豎柱的后側(cè)固定連接有實(shí)心柱，實(shí)心柱位于橫向臂和圓柱之間。實(shí)心柱上固定連接有電機(jī)Ⅱ，電機(jī)Ⅱ的輸出軸上固定連接有齒輪。轉(zhuǎn)板的上側(cè)固定連接有齒環(huán)，齒輪與齒環(huán)的內(nèi)側(cè)嚙合傳動(dòng)。

該裝置還包括豎軸、空心柱和緊固螺釘Ⅲ。豎軸的下端為尖狀，豎軸的前側(cè)固定連接有空心柱，實(shí)心柱滑動(dòng)連接在空心柱上，空心柱上通過螺紋連接有緊固螺釘Ⅲ，緊固螺釘Ⅲ頂在實(shí)心柱上。

該裝置還包括固定盤、支腿、電機(jī)Ⅲ、齒輪Ⅱ、手把架、齒輪Ⅲ和限位環(huán)。固定盤的下側(cè)呈環(huán)形均布有4個(gè)支腿，豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在固定盤的中心，豎軸的下部固定連接有限位環(huán)?？招闹拖尬画h(huán)分別位于固定盤的上下兩側(cè)，豎軸的上端固定連接有齒輪Ⅲ。固定盤的上側(cè)固定連接有電機(jī)Ⅲ，電機(jī)Ⅲ的輸出軸上固定連接有齒輪Ⅱ，齒輪Ⅱ與齒輪Ⅲ嚙合傳動(dòng)。固定盤的后側(cè)固定連接有手把架。

2 工作原理

本裝置的平板、橫向臂和豎柱、轉(zhuǎn)板、固定盤以及豎軌桿的結(jié)構(gòu)及其工作原理如圖2所示。將平板1放置在墻壁老化墻皮位置，左右移動(dòng)平板1，帶動(dòng)平板1下側(cè)的多組刮刀108左右移動(dòng)。由于相鄰的兩個(gè)刮刀108的傾斜方向相反，平板1左右移動(dòng)時(shí)均有一半的刮刀108會(huì)刮下老化的墻皮，從而將墻壁刮平。在使用刮刀108刮平墻壁之前，旋動(dòng)螺母106向下移動(dòng)，帶動(dòng)平條102和兩個(gè)滑動(dòng)塊101向下滑動(dòng)，最終帶動(dòng)兩個(gè)滑動(dòng)塊101上的滑針107伸出，使得滑針107先在老化墻皮位置進(jìn)行摩擦，先粗略清理老化的墻皮，避免老化墻皮過多造成刮刀108工作不暢。

圖2 裝置工作原理

可以通過調(diào)整擋塊302的上下位置，調(diào)整壓縮彈簧Ⅱ的壓縮程度，調(diào)整壓縮彈簧Ⅱ給予多組刮刀108的壓力，以適應(yīng)不同硬度的老化墻皮將其刮平。轉(zhuǎn)板4在圓柱308上以圓柱308的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以帶動(dòng)兩個(gè)方磨盤402以圓柱308的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以對(duì)刮平后的墻壁進(jìn)行高速磨光。電機(jī)305可以帶動(dòng)齒輪306轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪306轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)齒環(huán)401轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)板4在圓柱308上以圓柱308的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)兩個(gè)方磨盤402以圓柱308的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)刮平后的墻壁進(jìn)行高速磨光。

需要手動(dòng)控制平板1左右移動(dòng)時(shí)，可以通過旋動(dòng)緊固螺釘I104將橫向臂2固定在固定座105上。壓縮彈簧Ⅱ始終給予橫向臂2向下的力，進(jìn)而平板1和刮刀108也始終受到向下的力，使得刮刀108壓在墻面上，便于刮刀108緊貼在墻面上對(duì)墻面進(jìn)行刮平。當(dāng)刮刀108遇到硬物時(shí)可以彈起避開硬物，避免刮刀108被破壞。

需要進(jìn)行大面積墻壁老化墻皮刮平時(shí)，可以將豎軸507的下端尖端抵在墻壁上，使得平板1以豎軸507的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得平板1掃過一個(gè)扇形區(qū)域，對(duì)大面積的墻面進(jìn)行刮平。可以通過實(shí)心柱304在空心柱508內(nèi)滑動(dòng)，調(diào)節(jié)平板1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的半徑，旋動(dòng)緊固螺釘Ⅱ509可以將實(shí)心柱304固定在空心柱508內(nèi)。使用時(shí)，按壓手把架505，使得固定盤5下部的4個(gè)支腿501壓在墻壁上，并且使得豎軸507的下端尖端抵在墻壁上。這時(shí)電機(jī)Ⅱ502正向逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以帶動(dòng)齒輪Ⅱ503正向逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)豎軸507正向逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使得空心柱508左右擺動(dòng)，帶動(dòng)平板1掃過一個(gè)扇形區(qū)域，對(duì)大面積的墻面進(jìn)行刮平。兩個(gè)擦塊604下側(cè)的海綿墊對(duì)老化位置進(jìn)行摩擦，軟化老化墻皮，便于刮刀108的工作。

電動(dòng)推桿601伸縮時(shí)可以帶動(dòng)升降片602在豎軌桿6上豎直滑動(dòng)。升降片602豎直滑動(dòng)時(shí)可以帶動(dòng)兩個(gè)擦塊604相互靠近和遠(yuǎn)離，進(jìn)而在刮墻皮之前可以先用兩個(gè)擦塊604對(duì)老化位置進(jìn)行摩擦，將老化墻皮軟化，便于刮刀108的工作。電機(jī)203的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤202轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤202轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以通過斜連桿201帶動(dòng)固定座105在橫向臂2上左右往復(fù)滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)平板1和平板1下側(cè)的刮刀108左右往復(fù)滑動(dòng)，對(duì)老化墻皮位置進(jìn)行刮平。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的建筑業(yè)正逐漸向集成化和機(jī)械化方向發(fā)展，而室內(nèi)裝修是目前行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)[5]。在室內(nèi)裝修中，建筑墻面的翻新工作涉及千家萬(wàn)戶，因此設(shè)計(jì)這種造價(jià)低廉、操作難度低的多功能一體化機(jī)械裝置意義重大。