砌塊成型機振動系統的技術改進

楊麗琴

（蘇州高等職業技術學校，江蘇 蘇州 215009）

砌塊成型機振動系統的技術改進

楊麗琴

（蘇州高等職業技術學校，江蘇 蘇州 215009）

為了提高機制水泥磚的產量和品質，有效維護設備，延長其使用壽命，通過對砌塊成型機主機設備的關鍵部位——振動系統（臺振系統）的分析和研究，對其進行了結構改造。設備經過改造后，使整個生產效率得到了大幅度的提高。

砌塊成型機；振動系統；技術改進

隨著國家新型墻體材料改革的深入開展，黏土磚正在逐漸退出歷史舞臺，而代替它的新型墻體材料正蓬勃發展，其中水泥磚系列新墻體材料占市場50%以上，其地位是十分重要的。該類產品的生產主機設備為砌塊成型機，由于行業發展過快，生產設備的廠家眾多，設備不夠成熟，嚴重影響水泥磚的產量和質量。本文針對某新型建材有限公司使用的主機設備的關鍵部位振動系統，進行技術改造，改造后設備產量、質量均有大幅度提高。

1 工作原理與結構

砌塊成型機是生產機制水泥磚的主機設備，其性能的好壞直接嚴重影響水泥磚的成型質量。具體結構如圖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閘口自動放入布料器②中，布料器②由油缸前推至模框③上方，進行前后運動，布料臺振系統④（由托板、臺振板、工字鋼三部分組成）在布料運行過程中根據程序設定振動，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，同時臺振托著托板及模框開始振動，壓頭進入模框，擠壓模框中的混凝土，直到壓頭⑤壓至設定位置（由感應器控制），成型完成。（3）脫模：壓頭泄壓后微微上提，然后油缸上推，將模框③提起，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⑥推送空托板，將托板上的磚坯推出至送磚機⑦上，模框下降回位，即完成了一個循環。整個過程全部由程序控制。

圖1 砌塊成型機主機系統Fig.1 The host system of Brick－making－machine

2 問題與缺陷

該設備在整個工作過程中，成型是關鍵。成型時臺振振動是通過托板及模框傳達到模框中的混凝土，從而達到振實混凝土的目的，而成型時壓頭壓著模框中的混凝土，其下壓力通過力的傳遞影響振動，所以臺振的振動尤為重要。而目前使用的成型機中所設計的臺振因為結構不合理，使壓制效果減弱。

臺振是由上部8根工字鋼焊接在臺振板上，臺振板通過螺栓連接振動箱組成，其基本結構如圖2所示：

圖2 臺振的基本結構Fig.2 The basic structure of vibration

這種結構存在如下問題：

（1）磚托板④托著模框②及框中混凝土直接放置于臺振（臺振板、工字鋼）之上，在振動過程中，因自重及壓頭下壓負荷很大，形成一個整體上下運動，振幅隨著壓頭壓力增大而降低，振動力下降，造成成型時間較長。

（2）在上部壓頭①壓住模框②中的磚坯③時，磚坯③在模框②中及托板④上受壓受震，容易向下出模，造成磚塊變形、尺寸不準等現象，形成次品。

（3）模框橡膠皮墊無法找到合適的緊固程度，從而影響振動效果，延長成型時間，降低效率。

（4）臺振振幅上位受上部托板模框的負荷限制、下位由硬支撐限制，下位硬支撐通過彈簧頂住臺振板兩側。如果上部壓力過大，臺振向下振動時會過度壓縮彈簧，使臺振板沖擊到下部硬支撐。由于臺振板頻繁受折彎沖擊，容易造成開裂，厚度達40mm的臺振板壽命也僅一年左右。

3 原因分析

振動箱的振動是由兩根對稱的偏心軸相對旋轉產生上下運動，其振幅的曲線是正弦曲線，其振動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。臺振在振動時，其振動頻率由設定的油馬達供油壓力決定，振幅由其振動部位所承受的重力及支撐部位的彈簧、皮墊的緊固度決定，振動所帶負荷直接影響其振幅，從而影響振動力。

在此結構中，臺振在振動時始終處于高負荷，這樣振動曲線成為一個變形的曲線，即向上曲線會變得平直，向下曲線陡直，其振動中心線在成型過程中是逐步向下偏離，隨著彈簧和皮墊的壓縮，上下振動阻力會越來越大，振動效果也會越來越差。所以要保證振動效果的穩定，就要讓振動的振幅中心達到穩定，并減輕振動時的負荷。

在觀察振動成型中發現：在下半區時，臺振承受壓力是造成振動效果衰退的根本原因，如果把上部壓力控制在中心線以上，使臺振在下半區空載運行，其向上振動到中心線位置時，沖擊力會達到最大，就可以達到很強的振動效果。因此可以考慮在振動正弦曲線的中心線設置一個固定支架以承載上部負荷，從而達到提高振動頻率的效果。

4 改進方案

針對以上不足，在結構設計上對成型機的振動系統進行了重新設計和改進，使成型機振動更加合理有效，從而使產品產量、質量得到提高。

臺振是由上部8根工字鋼焊接在臺振板上，臺振板通過螺栓連接振動箱組成，因此考慮在臺振上部工字鋼間隙中增加一套固定托架裝置，這樣既可以讓臺振的振動通過工字鋼傳到托板上，又可以阻止上部重量始終壓住臺振，即把托板與臺振內的全聯動改成半聯動，使臺振在下半幅振動處在空載狀態運行，轉至上半幅時沖擊托板，可以使其轉速提高，沖擊力增加，同時消除了上部結構跟隨的緩沖，振動頻率可以提高，振幅中心線不會下降。由于有了固定托架，模框的下限位有了固定，使皮墊的緊固度可以掌握，這樣磚坯不易出模。同時可以取消臺振下部硬支撐，臺振板不會受到硬阻力而開裂。考慮到不同壓力下不同的臺振振幅，在固定托架裝置的四個支腳上設置可調節高度的裝置，使托架可在一定范圍內調節高度，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的實心方條，用于運作中支承托板下位，其與臺振板在同一水平面上支承托板，臺振板上下振動，支架托住托板，防止其隨臺振板下行壓住臺振板，影響振動力。

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

（3）調節裝置：4套特制的直徑40mm異形螺桿及調節螺母。

（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。

具體結構如圖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，經過多次調節固定托架裝置的高度，尋找到了合理的高度位置，在振幅峰頂的下方10mm處振動效果最佳。

經生產試驗，原來的4個問題均能解決：

（1）成型壓力由原來的控制的18MPa可下調為15MPa就能滿足成型要求。

（2）模框橡膠皮墊調節合理的緊固度，在下方托板受臺振沖擊振動時均勻有力地振動，且磚坯不易出模。

（3）臺振在下半區震動時振幅穩定，臺振板不再接觸硬支撐，不會斷裂，原斷裂多次經修補的臺振板已連續使用3個月仍沒有裂縫（原修補的臺振板使用最多1月就有裂縫）。

（4）成型時間由原來的10～12s提高到5～8 s，使整個生產效率提高了15%～20%。

6 結束語

實踐證明，對砌塊成型機振動系統的技術改進，較好地解決了臺振振動效果薄弱、振動力不足的缺陷，新的設計結構使成型機振動更加合理有效，從而使產品產量、質量得到了提高，整個生產效率得到了一定的提高，最終使企業獲得較大的收益。

［1］ 聞邦椿，劉鳳翹.振動機械的理論及應用［M］.北京：機械工業出版社，1982.

［2］ 楊寶成，袁忠學.淺談美國貝賽爾V3－12型砌塊成型機的振動系統［J］.中國建材，2001（10）：34－35.

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

［4］ 張明莉.振動技術在砌塊成型機中的應用［J］.建筑機械，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，中學高級教師，研究方向：機械制造，數控技術。