楊麗琴

（蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215009）

砌塊成型機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)

楊麗琴

（蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215009）

為了提高機(jī)制水泥磚的產(chǎn)量和品質(zhì)，有效維護(hù)設(shè)備，延長(zhǎng)其使用壽命，通過(guò)對(duì)砌塊成型機(jī)主機(jī)設(shè)備的關(guān)鍵部位——振動(dòng)系統(tǒng)（臺(tái)振系統(tǒng)）的分析和研究，對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改造。設(shè)備經(jīng)過(guò)改造后，使整個(gè)生產(chǎn)效率得到了大幅度的提高。

砌塊成型機(jī)；振動(dòng)系統(tǒng)；技術(shù)改進(jìn)

隨著國(guó)家新型墻體材料改革的深入開(kāi)展，黏土磚正在逐漸退出歷史舞臺(tái)，而代替它的新型墻體材料正蓬勃發(fā)展，其中水泥磚系列新墻體材料占市場(chǎng)50%以上，其地位是十分重要的。該類產(chǎn)品的生產(chǎn)主機(jī)設(shè)備為砌塊成型機(jī)，由于行業(yè)發(fā)展過(guò)快，生產(chǎn)設(shè)備的廠家眾多，設(shè)備不夠成熟，嚴(yán)重影響水泥磚的產(chǎn)量和質(zhì)量。本文針對(duì)某新型建材有限公司使用的主機(jī)設(shè)備的關(guān)鍵部位振動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行技術(shù)改造，改造后設(shè)備產(chǎn)量、質(zhì)量均有大幅度提高。

1 工作原理與結(jié)構(gòu)

砌塊成型機(jī)是生產(chǎn)機(jī)制水泥磚的主機(jī)設(shè)備，其性能的好壞直接嚴(yán)重影響水泥磚的成型質(zhì)量。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其工作原理如下：（1）布料：存放于料斗①中的拌合混凝土通過(guò)閘口自動(dòng)放入布料器②中，布料器②由油缸前推至模框③上方，進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)，布料臺(tái)振系統(tǒng)④（由托板、臺(tái)振板、工字鋼三部分組成）在布料運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)程序設(shè)定振動(dòng)，直至模框中布滿拌合混凝土，布料器②退回。（2）成型：壓頭下降，同時(shí)臺(tái)振托著托板及?？蜷_(kāi)始振動(dòng)，壓頭進(jìn)入?？?，擠壓模框中的混凝土，直到壓頭⑤壓至設(shè)定位置（由感應(yīng)器控制），成型完成。（3）脫模：壓頭泄壓后微微上提，然后油缸上推，將?？颌厶崞?，使壓制好的磚塊留在托板上，壓頭升至上位。（4）送磚：由送板機(jī)⑥推送空托板，將托板上的磚坯推出至送磚機(jī)⑦上，模框下降回位，即完成了一個(gè)循環(huán)。整個(gè)過(guò)程全部由程序控制。

圖1 砌塊成型機(jī)主機(jī)系統(tǒng)Fig.1 The host system of Brick－making－machine

2 問(wèn)題與缺陷

該設(shè)備在整個(gè)工作過(guò)程中，成型是關(guān)鍵。成型時(shí)臺(tái)振振動(dòng)是通過(guò)托板及?？騻鬟_(dá)到模框中的混凝土，從而達(dá)到振實(shí)混凝土的目的，而成型時(shí)壓頭壓著模框中的混凝土，其下壓力通過(guò)力的傳遞影響振動(dòng)，所以臺(tái)振的振動(dòng)尤為重要。而目前使用的成型機(jī)中所設(shè)計(jì)的臺(tái)振因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不合理，使壓制效果減弱。

臺(tái)振是由上部8根工字鋼焊接在臺(tái)振板上，臺(tái)振板通過(guò)螺栓連接振動(dòng)箱組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 臺(tái)振的基本結(jié)構(gòu)Fig.2 The basic structure of vibration

這種結(jié)構(gòu)存在如下問(wèn)題：

（1）磚托板④托著?？颌诩翱蛑谢炷林苯臃胖糜谂_(tái)振（臺(tái)振板、工字鋼）之上，在振動(dòng)過(guò)程中，因自重及壓頭下壓負(fù)荷很大，形成一個(gè)整體上下運(yùn)動(dòng)，振幅隨著壓頭壓力增大而降低，振動(dòng)力下降，造成成型時(shí)間較長(zhǎng)。

（2）在上部壓頭①壓住模框②中的磚坯③時(shí)，磚坯③在?？颌谥屑巴邪澧苌鲜軌菏苷?，容易向下出模，造成磚塊變形、尺寸不準(zhǔn)等現(xiàn)象，形成次品。

（3）?？蛳鹉z皮墊無(wú)法找到合適的緊固程度，從而影響振動(dòng)效果，延長(zhǎng)成型時(shí)間，降低效率。

（4）臺(tái)振振幅上位受上部托板?？虻呢?fù)荷限制、下位由硬支撐限制，下位硬支撐通過(guò)彈簧頂住臺(tái)振板兩側(cè)。如果上部壓力過(guò)大，臺(tái)振向下振動(dòng)時(shí)會(huì)過(guò)度壓縮彈簧，使臺(tái)振板沖擊到下部硬支撐。由于臺(tái)振板頻繁受折彎沖擊，容易造成開(kāi)裂，厚度達(dá)40mm的臺(tái)振板壽命也僅一年左右。

3 原因分析

振動(dòng)箱的振動(dòng)是由兩根對(duì)稱的偏心軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)，其振幅的曲線是正弦曲線，其振動(dòng)的沖擊力在中心最大，與頻率成正比，上下逐步減弱直至換向。臺(tái)振在振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)頻率由設(shè)定的油馬達(dá)供油壓力決定，振幅由其振動(dòng)部位所承受的重力及支撐部位的彈簧、皮墊的緊固度決定，振動(dòng)所帶負(fù)荷直接影響其振幅，從而影響振動(dòng)力。

在此結(jié)構(gòu)中，臺(tái)振在振動(dòng)時(shí)始終處于高負(fù)荷，這樣振動(dòng)曲線成為一個(gè)變形的曲線，即向上曲線會(huì)變得平直，向下曲線陡直，其振動(dòng)中心線在成型過(guò)程中是逐步向下偏離，隨著彈簧和皮墊的壓縮，上下振動(dòng)阻力會(huì)越來(lái)越大，振動(dòng)效果也會(huì)越來(lái)越差。所以要保證振動(dòng)效果的穩(wěn)定，就要讓振動(dòng)的振幅中心達(dá)到穩(wěn)定，并減輕振動(dòng)時(shí)的負(fù)荷。

在觀察振動(dòng)成型中發(fā)現(xiàn)：在下半?yún)^(qū)時(shí)，臺(tái)振承受壓力是造成振動(dòng)效果衰退的根本原因，如果把上部壓力控制在中心線以上，使臺(tái)振在下半?yún)^(qū)空載運(yùn)行，其向上振動(dòng)到中心線位置時(shí)，沖擊力會(huì)達(dá)到最大，就可以達(dá)到很強(qiáng)的振動(dòng)效果。因此可以考慮在振動(dòng)正弦曲線的中心線設(shè)置一個(gè)固定支架以承載上部負(fù)荷，從而達(dá)到提高振動(dòng)頻率的效果。

4 改進(jìn)方案

針對(duì)以上不足，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上對(duì)成型機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)，使成型機(jī)振動(dòng)更加合理有效，從而使產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量得到提高。

臺(tái)振是由上部8根工字鋼焊接在臺(tái)振板上，臺(tái)振板通過(guò)螺栓連接振動(dòng)箱組成，因此考慮在臺(tái)振上部工字鋼間隙中增加一套固定托架裝置，這樣既可以讓臺(tái)振的振動(dòng)通過(guò)工字鋼傳到托板上，又可以阻止上部重量始終壓住臺(tái)振，即把托板與臺(tái)振內(nèi)的全聯(lián)動(dòng)改成半聯(lián)動(dòng)，使臺(tái)振在下半幅振動(dòng)處在空載狀態(tài)運(yùn)行，轉(zhuǎn)至上半幅時(shí)沖擊托板，可以使其轉(zhuǎn)速提高，沖擊力增加，同時(shí)消除了上部結(jié)構(gòu)跟隨的緩沖，振動(dòng)頻率可以提高，振幅中心線不會(huì)下降。由于有了固定托架，?？虻南孪尬挥辛斯潭ǎ蛊|的緊固度可以掌握，這樣磚坯不易出模。同時(shí)可以取消臺(tái)振下部硬支撐，臺(tái)振板不會(huì)受到硬阻力而開(kāi)裂?？紤]到不同壓力下不同的臺(tái)振振幅，在固定托架裝置的四個(gè)支腳上設(shè)置可調(diào)節(jié)高度的裝置，使托架可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)高度，找到最合理的上半幅沖擊面。固定托架裝置由以下幾部分組成：

（1）橫梁：采用40mm鋼板加工制成6根40 mm×40mm×960mm的實(shí)心方條，用于運(yùn)作中支承托板下位，其與臺(tái)振板在同一水平面上支承托板，臺(tái)振板上下振動(dòng)，支架托住托板，防止其隨臺(tái)振板下行壓住臺(tái)振板，影響振動(dòng)力。

（2）支架大梁：采用40mm鋼板加工制成2根40mm×60mm×960mm的實(shí)心方條。

（3）調(diào)節(jié)裝置：4套特制的直徑40mm異形螺桿及調(diào)節(jié)螺母。

（4）支腳：采用100mm×150mm方管及40 mm鋼板加工制成的4根100mm×150mm×420 mm支腳。

具體結(jié)構(gòu)如圖3所示：

圖3 改裝后的固定托架裝置Fig.3 The fixed bracket device after refitting

5 使用效果

該裝置安裝使用后，經(jīng)過(guò)多次調(diào)節(jié)固定托架裝置的高度，尋找到了合理的高度位置，在振幅峰頂?shù)南路?0mm處振動(dòng)效果最佳。

經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)，原來(lái)的4個(gè)問(wèn)題均能解決：

（1）成型壓力由原來(lái)的控制的18MPa可下調(diào)為15MPa就能滿足成型要求。

（2）模框橡膠皮墊調(diào)節(jié)合理的緊固度，在下方托板受臺(tái)振沖擊振動(dòng)時(shí)均勻有力地振動(dòng)，且磚坯不易出模。

（3）臺(tái)振在下半?yún)^(qū)震動(dòng)時(shí)振幅穩(wěn)定，臺(tái)振板不再接觸硬支撐，不會(huì)斷裂，原斷裂多次經(jīng)修補(bǔ)的臺(tái)振板已連續(xù)使用3個(gè)月仍沒(méi)有裂縫（原修補(bǔ)的臺(tái)振板使用最多1月就有裂縫）。

（4）成型時(shí)間由原來(lái)的10～12s提高到5～8 s，使整個(gè)生產(chǎn)效率提高了15%～20%。

6 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，對(duì)砌塊成型機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)，較好地解決了臺(tái)振振動(dòng)效果薄弱、振動(dòng)力不足的缺陷，新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使成型機(jī)振動(dòng)更加合理有效，從而使產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量得到了提高，整個(gè)生產(chǎn)效率得到了一定的提高，最終使企業(yè)獲得較大的收益。

［1］ 聞邦椿，劉鳳翹.振動(dòng)機(jī)械的理論及應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.

［2］ 楊寶成，袁忠學(xué).淺談美國(guó)貝賽爾V3－12型砌塊成型機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)［J］.中國(guó)建材，2001（10）：34－35.

［3］ 一種混凝土砌塊成型機(jī)新型振動(dòng)系統(tǒng)［J］.建筑砌塊與砌塊建筑，2011（2）：18.

［4］ 張明莉.振動(dòng)技術(shù)在砌塊成型機(jī)中的應(yīng)用［J］.建筑機(jī)械，2005（1）：102－103.

Technological Improvements of the Vibrating System of Brick－making－machine

YANG Liqin
（Suzhou Higher Vocational School，Suzhou 215009，China）

By means of analyzing and studying the key part—the vibrating system of the brick making machine，we reformed its construction.We hope that we can make improvements on the production and quality of the machine－made bricks.At the same time，we can maintain the machine effectively in order to prolong the service life as well.It proved that after the reform，the producing efficiency had been increased by a big margin.

brick making machine；vibrating system；table vibration

TU 651

A

1671－7880（2012）05－0058－03

2012－06－27

楊麗琴（1968— ），女，江蘇蘇州人，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：機(jī)械制造，數(shù)控技術(shù)。