雙工件雙工步彩色水泥瓦模壓成型機(jī)的設(shè)計(jì)

雙工件雙工步彩色水泥瓦模壓成型機(jī)的設(shè)計(jì)

發(fā)泡機(jī)分為輥壓結(jié)構(gòu)和模壓結(jié)構(gòu)。輥壓成型是利用上下夾輥的擠壓,使得混凝土按照夾輥截面的形狀成型,然后根據(jù)所需要的長(zhǎng)度切割而成瓦片。模壓成型是將定量的混凝土加入模具后,在壓力下成型。由于輥壓成型的水泥瓦密實(shí)程度遠(yuǎn)趕不上模壓成型的水泥瓦,而且在瓦片所有的截面上形狀一致,屋面覆蓋時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)類似于粘土瓦的聯(lián)結(jié)方式,特別是輥壓而成的水泥瓦的吸水率較高,在冬季結(jié)冰的地區(qū),當(dāng)屋面的水泥瓦吸足了水分后結(jié)冰時(shí),水泥瓦將會(huì)出現(xiàn)斷裂、風(fēng)化的現(xiàn)象。因此,輥壓的水泥瓦在質(zhì)量控制不好時(shí)只能在南方冬季不結(jié)冰或很少結(jié)冰的地區(qū)使用。模壓成型的水泥瓦,由于組織密實(shí)、吸水率低(只是輥壓成型瓦的一半)、表面光潔等特點(diǎn),將逐步取代輥壓成型瓦而得到推廣。目前的彩色水泥瓦模壓成型機(jī)均采用單工位雙工步形式,即瓦的成型以及脫模操作都在一個(gè)工位上,將壓制與出模分別設(shè)置為兩個(gè)工步。這種兩個(gè)工步集中在一個(gè)工位上操作,機(jī)頭的實(shí)際利用率只有一半,每班的產(chǎn)量只能達(dá)到2000～2500片瓦。因此,提高模壓成型機(jī)的生產(chǎn)效率已經(jīng)成為彩色水泥瓦成型機(jī)研究的熱點(diǎn),也將成為現(xiàn)行模壓成型機(jī)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。本文在分析現(xiàn)行彩色水泥瓦模壓成型機(jī)結(jié)構(gòu)與工作節(jié)律的基礎(chǔ)上,結(jié)合與企業(yè)共同開發(fā)的單工位模壓成型機(jī),針對(duì)機(jī)頭工作效率只有一半的缺陷,在原有結(jié)構(gòu)與工作原理不變的前提下,設(shè)計(jì)了雙工位雙工步彩色水泥瓦模壓成型機(jī),成型的效率可以達(dá)到現(xiàn)行成型機(jī)的一倍,成型的工藝條件與工藝參數(shù)基本不變。1成品瓦的壓機(jī)工藝彩色水泥瓦模壓成型的工藝過(guò)程如圖1所示。水泥、砂子、粉煤灰、水等經(jīng)過(guò)充分的拌和后送入定量攪拌機(jī),定量攪拌機(jī)將定量的混凝土送入模腔內(nèi),經(jīng)上模壓頭的壓注排除一部分水后形成濕狀水泥瓦,用托板取出模中的瓦片后,送干燥房進(jìn)行干燥,然后經(jīng)過(guò)上漆工藝即變?yōu)槌善吠摺，F(xiàn)行的單工位模壓成型機(jī)工作過(guò)程見圖2所示的工位1,水泥瓦經(jīng)壓制后隨上模上升到頂點(diǎn),工作臺(tái)左移使托板就位,托板運(yùn)動(dòng)到機(jī)頭上去承接壓制品,定量機(jī)同時(shí)給模腔加料,然后工作臺(tái)右移回到機(jī)頭下進(jìn)行壓制。可以看出,在成型機(jī)取制品及加料的期間,壓頭一直停留在上頂點(diǎn),從時(shí)間上分析,壓機(jī)只有一半時(shí)間在工作,另一半時(shí)間處于空運(yùn)行狀態(tài)。為了消除這種現(xiàn)象,提高壓機(jī)的工作效率以及提高單班的產(chǎn)量,采用雙工位形式,即增加一個(gè)壓頭,兩個(gè)壓頭輪流進(jìn)行壓制,將原來(lái)壓機(jī)的利用率提高一倍。雙工位模壓成型機(jī)工作過(guò)程如圖2所示,當(dāng)工位1處于加料(脫模)狀態(tài)時(shí),工位2處于壓制(取制品)狀態(tài),兩個(gè)壓頭輪流動(dòng)作,增加一個(gè)壓頭將壓機(jī)空載時(shí)間利用起來(lái),在單臺(tái)機(jī)上實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)機(jī)的班產(chǎn)量。2機(jī)械、液壓、控制技術(shù)組合磚瓦機(jī)械中,彩色水泥瓦成型機(jī)的復(fù)雜程度相對(duì)較高,它是機(jī)械、液壓、控制技術(shù)的組合體。將單工位改為雙工位后,則需要解決相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù),才能獲得比較滿意的效果。2.1雙工況雙工步成型周期在彩瓦成型過(guò)程中,成型機(jī)完成了加料—壓制—脫?！≈破返墓ぷ餮h(huán),該循環(huán)中每一個(gè)動(dòng)作所花費(fèi)的時(shí)間總和決定了成型機(jī)的成型周期,單工位成型機(jī)的成型周期為4.2～5.2次/min。對(duì)于雙工位成型機(jī)而言,兩個(gè)工位的工作臺(tái)是連在一起的,在壓頭位置的動(dòng)作(工位1的脫?；蚬の?壓制)時(shí)間,以及在加料(或取制品)位置的動(dòng)作時(shí)間之和決定了它的成型周期。由于采用了雙工位雙工步成型,每一個(gè)動(dòng)作完成的時(shí)間要求比單工位成型機(jī)要高。本項(xiàng)設(shè)計(jì)確定的成型周期為4.6～5.2次/min,可以保證該成型機(jī)的班產(chǎn)量達(dá)到4400～5000片瓦。2.2加料和取制品的位置對(duì)調(diào)單工位成型機(jī)工作時(shí),加料和取制品分別在機(jī)的兩側(cè),一側(cè)是定量加料機(jī)加料,另一側(cè)是將脫下的制品取走,如圖3(a)所示。雙工位成型機(jī)只采用一個(gè)滑臺(tái),要使得動(dòng)作錯(cuò)開,需要將原先的加料和取制品的位置對(duì)調(diào),如圖3(b)所示。兩側(cè)定量機(jī)與攪拌機(jī)接口問(wèn)題的解決,可以將攪拌機(jī)的出口位置提高,用管道向另一臺(tái)定量機(jī)送料。制品兩頭取出問(wèn)題的解決,一是增加操作人員進(jìn)行人工搬取;另一是增加輸送環(huán)節(jié),在周圍安裝帶式輸送機(jī),將兩邊的制品運(yùn)送到定點(diǎn)位置,再采用人工搬取。由于成型周期比較快,在一個(gè)成型周期(11.5～13秒)的時(shí)間內(nèi)需完成取制品、放托板兩個(gè)動(dòng)作,而要求整個(gè)8小時(shí)不停,工作的負(fù)荷已經(jīng)較大,如果將兩個(gè)工位的工作集中給一個(gè)操作工完成,顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此,采用人工兩邊取制品方案,減少輔助設(shè)備的投入。2.3加料和壓制的統(tǒng)一采用雙工位成型技術(shù)后,兩工位之間同步的矛盾相對(duì)突出,主要表現(xiàn)在工位循環(huán)動(dòng)作的起點(diǎn)相位相差180°,兩工位的順序控制不能獨(dú)立進(jìn)行,需要作為一個(gè)整體的控制系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)。首先要將加料和壓制兩個(gè)位置上動(dòng)作的時(shí)間統(tǒng)一起來(lái),如圖4所示,當(dāng)工位1在0°相位啟動(dòng)加料時(shí),工位2則啟動(dòng)壓制;同樣,當(dāng)工位1在180°相位啟動(dòng)壓制時(shí),工位2則啟動(dòng)加料。將這兩個(gè)位置的啟動(dòng)正時(shí),工步中的其它操作動(dòng)作可以在180°范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,可以保證下一個(gè)啟動(dòng)位置的正常進(jìn)行。2.4托板上升的方法制品從壓頭中脫出,采用了托板上升到上模位置承接的方法,主要考慮到剛剛成型的制品還沒有強(qiáng)度,從上模中脫出來(lái)下落的距離不能太大,以免損壞制品,它要求托板放置的位置要正,否則會(huì)影響制品的幾何形狀。托板上升的方法有兩種,如圖5所示,一種是采用圖5上方所示的方式,在滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,托板架的高度由滑臺(tái)下的軌道控制,當(dāng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)到指定位置時(shí),托板的高度正好達(dá)到接制品的高度;另一種是采用圖5下方所示的方法,當(dāng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)到制定位置后,開啟托板架上行油缸,由油缸桿將托板頂?shù)筋A(yù)定的位置。前一種方法比較簡(jiǎn)單,但調(diào)節(jié)的余地不大;后一種方法容易控制與調(diào)整,也是常用的方法之一。3托架機(jī)構(gòu)的下模送料彩瓦成型機(jī)主要由機(jī)架、滑臺(tái)、壓頭、模具、定量機(jī)、托架機(jī)構(gòu)等部分組成,如圖6所示,滑臺(tái)在底座上左右滑動(dòng),分別停留在圖示的兩個(gè)位置,當(dāng)滑臺(tái)處于圖示的實(shí)線位置時(shí),定量機(jī)向模具的下模送料,此時(shí)壓頭處于上升位置,托架機(jī)構(gòu)動(dòng)作,將托模板舉起承接制品并返回。當(dāng)滑臺(tái)處于虛線位置時(shí),壓頭下降合模,壓制制品,托架機(jī)構(gòu)將壓制成型的水泥瓦送出。工位1與工位2共一個(gè)滑臺(tái),下模與托架機(jī)構(gòu)的位置正好相反,即工位1的下模在左邊、托架機(jī)構(gòu)在右邊時(shí),工位2的下模則在右邊,而托架機(jī)構(gòu)在左邊。與單工位成型機(jī)相比,雙工位成型機(jī)僅僅是多了一個(gè)定量機(jī)、一個(gè)壓頭,同時(shí)將滑臺(tái)和底座加寬,成型的過(guò)程原理未變,單機(jī)的成本大幅下降,雙工位成型機(jī)的售價(jià)僅比單工位成型機(jī)高出20～30%,而工作效率則提高一倍。4雙工況彩瓦成型的優(yōu)點(diǎn)在研制雙工位彩色水泥瓦成型機(jī)的過(guò)程中,從提高成型機(jī)的生產(chǎn)效率出發(fā),對(duì)其功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較為深入的探討,得出如下結(jié)論:a.雙工位彩瓦成型機(jī)在單