[发明专利]一种对数螺线式圆捆成形装置及方法

权利要求书

1.一种对数螺线式圆捆成形装置，其特征在于：它包括设置在机架上的对数螺线式喂料机构、对数螺线式成形舱和液压机构，所述成形舱的输入端位于所述喂料机构的输出端；

所述喂料机构包括由动力设备驱动的驱动轮、主导轮、若干从导轮和围绕各轮设置的一输送带；所述主导轮和各所述从导轮支撑的所述输送带为一段对数螺线形工作表面；

所述成形舱包括对称设置的两舱壁，所述两舱壁顶端转动设置在所述机架上；所述两舱壁上对称设置有一导轨，导轨呈对数螺线连接扇形圆弧线形；在所述导轨外侧的所述两舱壁之间设置有与所述导轨的弧线对应的若干外导轮，所述两舱壁顶端前方的机架上设置有一动力设备驱动的主动链轮；所述两舱壁的末端设置有一从动链轮，所述主动链轮与所述从动链轮通过两根链条啮合连接，两所述链条分别设置在所述主动链轮和从动链轮的两轴端，且限位于各所述外导轮与所述导轨之间的间隙内；两所述链条之间设置有一系列压捆单元，各所述压捆单元之间紧密搭接；

所述液压机构包括分别铰接在所述两舱壁外侧机架上的液压缸，两所述液压缸另一端的活塞杆分别铰接在相应一侧的所述舱壁上。

2.如权利要求1所述的一种对数螺线式圆捆成形装置，其特征在于：所述压捆单元为燕尾形链式压捆单元，每一所述燕尾形链式压捆单元包括一截面呈燕尾形的压捆板，所述压捆板的两端均设置有连接相应一侧所述链条上链片的连接板。

3.如权利要求1所述的一种对数螺线式圆捆成形装置，其特征在于：两所述活塞杆与两所述舱壁的铰接处均设置有液压缸安全锁。

4.如权利要求2所述的一种对数螺线式圆捆成形装置，其特征在于：两所述活塞杆与两所述舱壁的铰接处均设置有液压缸安全锁。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种对数螺线式圆捆成形装置，其特征在于：所述喂料机构中，所述输送带沿主导轮和各从导轮到成形舱输入端的方向形成的对数螺线形工作表面特征如下：假设x-o-y是以成形舱内预形成的圆捆中心为坐标原点o的坐标系，则对数螺线形工作表面和其延长线在x-o-y面内的交线符合下述曲线方程：

ρ＝ke^θcotλ

其中，ρ为极半径，表示对数螺线形工作表面和其延长线上的任意点距离圆捆在x-o-y面中心的距离；k为表征该对数螺线曲率特性的参数，通过物料压缩实验获得；θ是极半径ρ与坐标轴o-x的夹角。λ为该对数螺线上的任意切线与极半径ρ的夹角；上式中，令m＝cotλ，则曲线上任意点的曲率半径为i＝1，2，3·，构造其直角坐标系下的参数方程可得：

x＝ke^mθcosθ

y＝ke^mθsinθ

根据上述参数方程，并代入一定的θ角，即可得到构成对数螺线形工作表面的主导轮和各从导轮的(x，y)坐标位置。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种对数螺线式圆捆成形装置，其特征在于：所述成形舱中，导轨的对数螺线段的轨迹具有以下特征：假设x-o-y是以圆捆中心为坐标原点o的坐标系，导轨的对数螺线形段在x-o-y面的投影符合下述曲线方程：

ρ′＝k′e′^{θ′cotλ′}

其中，ρ′为极半径，表示导轨的对数螺线形段上的任意点距离圆捆在x-o-y面中心的距离；k′为表征该对数螺线曲率特性的参数，通过物料压缩实验获得；θ′为极半径ρ′与坐标轴o-x的夹角。λ′为该对数螺线上任意切线与极半径ρ′的夹角；上式中，令m′＝cotλ′，则该对数螺线上任意点的曲率半径为i＝1，2，3·，构造其直角坐标系下的参数方程可得：

x＝k′e^m′θ′cosθ′

y＝k′e^m′θ′sinθ′

根据上述参数方程，并代入一定的θ′角，即可得到各外导轮的(x，y)坐标位置；α′＝90°-λ′，α′表示各压捆单元组成的对数螺线形工作面与物料的摩擦角；且α′≤ψ，ψ为物料与压捆板单元的自锁摩擦角。