具創(chuàng)新特色的兩款新型寬體壓磚機

摘 要:本文主要介紹了恒力泰公司最新的兩款梁柱結構型寬體高效壓磚機，即YP2500、YP3000型液壓自動壓磚機的設計及創(chuàng)新特點。

關鍵詞:寬體壓磚機;創(chuàng)新特點

1YP2500、YP3000型壓磚機性能概述

眾所周知，寬體壓磚機的顯著特征是臺面寬度寬，相對普通柱距的機型來說，每次沖壓的磚坯數(shù)量多、生產(chǎn)效率高、日產(chǎn)量大。正是基于這一突出優(yōu)點，近兩年來倍受國內、外建陶企業(yè)用戶青睞，2009年度更是市場需求量猛增，供不應求。YP2500、YP3000型液壓自動壓磚機是恒力泰公司針對目前市場需求，先后于2008和2009年度新推出的兩款新一代梁柱型寬體高效壓磚機，其主機結構和整機性能均在恒力泰經(jīng)典梁柱型壓磚機的基礎上有了較大的改進，并有多項技術創(chuàng)新，結構簡單新穎、實用、可靠。YP2500與YP3000壓磚機外形分別如圖1和圖2所示。

從圖1、圖2可以看出，兩款機型都與國內外同類壓磚機有所不同，尤其是YP2500型壓磚機的外形及充液油箱與主缸結構都有創(chuàng)新(專利號:ZL200730053772.2，ZL200620064089.9)。該兩款中型噸位的寬體壓磚機，除了寬體機型的特征即左右方向寬外，前后方向也顯得更為輕巧，不象傳統(tǒng)梁柱型壓磚機的缸梁合一或內置主缸結構那樣顯得上梁厚重，這主要得益于主機結構的創(chuàng)新，其中YP2500型壓磚機采用新型外掛主缸結構，而YP3000型壓磚機則采用恒力泰經(jīng)典的缸動結構，亦即經(jīng)過多年考驗的主缸動梁組合所采用的柔性聯(lián)接結構。

YP2500、YP3000型壓磚機的設計定位主要是以生產(chǎn)內、外墻磚為主，亦可用于生產(chǎn)中小規(guī)格的陶瓷地磚，具有工作穩(wěn)定、壓制速度快、參數(shù)調控方便靈活、壓制瓷磚制品變化靈活、生產(chǎn)效率高、壓制的坯體質量好等特點。

兩款壓磚機一推向市場就倍受客戶青睞，尤其是YP2500在江西高安得到廣泛關注和認可，已成為當?shù)禺a(chǎn)區(qū)壓制瓷片的首選機型。截至2009年12月，僅一年多時間，YP2500型壓磚機共簽定銷售合同45臺，其中已投放市場應用的近30臺，而2009年度新產(chǎn)品YP3000型壓磚機已簽定銷售合同18臺，其中有3臺已交付客戶使用。

YP2500型壓磚機已于2009年11月20日在廣東佛山通過了省級技術鑒定，由廣東省科學技術廳委托佛山市科技局組織的鑒定委員會專家進行鑒定，經(jīng)過認真評議，并實地考察了恒力泰的壓機生產(chǎn)現(xiàn)場和用戶使用現(xiàn)場，得出鑒定結論如下:該項目產(chǎn)品達到國際先進、國內領先水平，建議擴大生產(chǎn)規(guī)模以滿足市場對寬體壓機的需求。

2主要技術參數(shù)

YP2500與YP3000型壓磚機的主要技術參數(shù)如下:

(1) 最大壓制力:25000kN(30000kN)

(2) 動梁最大行程:160 mm

(3) 動梁下平面與工作臺面間距:最大620mm;最小460mm

(4) 左右立柱間凈空距:1900mm(2250mm)

(5) 最大填料深度: 60mm

(6) 模芯最大頂出力: 243kN

(7) 空循環(huán)次數(shù): 23次/min(22次/min)

(8) 周期性加壓次數(shù): 2～3次

(9) 主電機功率: 90kW

(10)整機重量: 78.5t(99.3t)

3主要設計與創(chuàng)新特點介紹

3.1 臺面寬而實用，壓制磚坯靈活多變，生產(chǎn)效率高

多年來，我國建陶企業(yè)生產(chǎn)線上使用的2500～3000t級的壓磚機，無論進口機型還是國產(chǎn)機型，其左右立柱間凈空距一般都在1600～1750mm范圍內，而YP2500和YP3000型壓磚機的左右立柱間凈空距分別達1900mm和2250mm。由于臺面寬，壓制的磚坯尺寸變化靈活、適應性強，有利于陶瓷企業(yè)擴展瓷磚規(guī)格范圍、增加花色品種;而對于某些常用規(guī)格的瓷磚產(chǎn)品，則可以通過增加模腔數(shù)量來提高生產(chǎn)效率。

現(xiàn)以目前市場上最為暢銷的瓷磚產(chǎn)品300mm×450mm內墻磚為例，2500t和3000t的普通機型的立柱凈空距最大為1750mm，每次僅能沖壓4片，每分鐘沖壓12次，除去正常擦模外，每日工作21h，那么日產(chǎn)量為0.3×0.45×4×12×60×21=8165m²。而YP2500型壓磚機的立柱凈空距為1900mm，每次可沖壓5片，即日產(chǎn)量達0.3×0.45×5×12×60×21=10206m²，顯然其日產(chǎn)量突破1萬m²，生產(chǎn)率提高25%左右。若用YP3000型壓磚機壓制相同規(guī)格的磚坯，由于立柱凈空距為2250mm，則每次可沖壓6片，即日產(chǎn)量達0.3×0.45×6×12×60×21=12247m²，即比普通機型日產(chǎn)量提高50%左右。顯然，以寬臺面為顯著特征的YP2500、YP3000型壓磚機的成功研制，對于建陶企業(yè)拓展產(chǎn)品規(guī)格、提高產(chǎn)品質量以及生產(chǎn)效率具有重要的現(xiàn)實意義。

3.2 梁體結構創(chuàng)新優(yōu)化，確保寬體機型的機架變形小、剛度足、抗疲勞

YP2500、YP3000型壓磚機是恒力泰全新結構的梁柱型寬體壓磚機，采用拉桿套筒立柱結構，立柱全長預緊，并沿用恒力泰技術成果——基于新結構、新材料、新工藝的抗疲勞性能良好的立柱結構。由于寬體機型的臺面寬，相對普通機型來說，梁體的彎曲變形大，故還必須對機架的上、下橫梁進行創(chuàng)新、優(yōu)化，即尋求最佳的梁體結構來最大限度地提高梁體的強度和剛度。

從圖1和圖2可以看出，兩款機型的下橫梁的外形和結構相同，這種結構經(jīng)過有限元分析、優(yōu)化，具有應力分布均勻、剛度足、受力后工作臺面變形小等特點，有利于提高磚坯坯體的幾何精度。而兩款機型的上橫梁則有所不同，其中YP3000型采用加強型連體式橫梁結構，所謂加強型就是指該結構雖然外部與傳統(tǒng)的連體式橫梁結構相同，但其內部結構獨特，很好地解決了寬體壓機采用連體式橫梁時其上部的油箱壁變形大的缺點。

如圖1所示，最具創(chuàng)新的是YP2500型壓磚機的上梁，其特點是:采用低高度的等強梁結構，梁體的上部不再鑄造出兼作充液油箱的薄壁部分，而是與簡單的薄壁直筒橢圓頂油箱組合，薄壁直筒油箱順應橫梁變形的能力強，貼合面的密封可靠;另一方面，相對傳統(tǒng)的小直徑過渡法蘭安裝的頂置油箱來說，還使充液油箱有效容積相對增大，具有充液暢通等特點。故這種上梁結構既簡單實用，又有利于毛坯鑄造以及機械加工，同時又具有較強的抗彎能力，非常適合于用作寬體壓磚機的上橫梁。

3.3 新型主缸結構

YP3000型壓磚機采用缸動式主缸結構，即活塞桿相對上橫梁固定，而主油缸驅動活動橫梁上、下運動以完成壓制動作。與恒力泰經(jīng)典梁柱機型YP4280的缸動式結構相同，其創(chuàng)新之處在于主缸與動活動橫梁組合，活動橫梁上部的定位圓臺兼作主缸缸底，很好地解決了帶底油缸的缸底受力復雜、容易損壞的缺點;而主缸與活動橫梁采用的柔性聯(lián)結結構，又很好地解決了主缸高壓膨脹變形與活動橫梁的彎曲變形對聯(lián)結結構造成的易于損壞的難題。

YP2500型壓磚機則采用新型外掛式主缸結構(專利號:ZL200620064089.9)。如圖1所示，其特點是在主缸外套有掛圈，掛圈在主缸上的高度位置處于主缸的高壓區(qū)之下，掛圈通過8個長螺栓與上梁固定聯(lián)結。與傳統(tǒng)法蘭式主缸相比，主缸的高壓區(qū)范圍內的缸壁為等壁厚直筒狀，即高壓區(qū)域的缸壁無任何截面突變和安裝螺栓孔，因此大大減小了主缸的應力集中現(xiàn)象，提高了主缸的抗疲勞強度，亦即提高了主缸的工作可靠性，延長了主缸壽命。另一方面，由于長螺栓具有較強的順應變形的能力，而且又因掛圈處于主缸高壓區(qū)以下，故主缸高壓區(qū)的膨脹變形所產(chǎn)生的外力對掛圈和長螺栓的影響很小，故不會出現(xiàn)傳統(tǒng)法蘭式主缸結構常見的螺栓疲勞斷裂現(xiàn)象。

此外，為了確保主缸密封可靠，主缸部件的所有固定密封以及動密封均采用國際名牌特瑞堡公司的密封產(chǎn)品。

3.4 下置式充液閥，增壓器帶低壓增速功能

充液閥和增壓器是陶瓷液壓壓磚機主機結構中最重要的兩個液壓部件，前者給主缸快速充、排油以實現(xiàn)活動橫梁的快速升降，而后者則給主缸提供高壓油以實現(xiàn)磚坯成形工藝過程所必需的高壓加壓。YP2500、YP3000型壓磚機都采用結構優(yōu)化的下置式充液閥結構，即將充液閥直接安裝于上橫梁底部，以減少高壓油容腔的體積，有利于給主缸快速充、排油，提高壓制速度以及減少液壓油在高壓狀態(tài)下的壓縮損耗，從而起到節(jié)能的效果。另一方面，由于下置式充液閥的充液液面位較低，當動梁快速下降時，主缸快速充油過程中不易混入充液罐內的空氣而產(chǎn)生氣泡，從而使液壓油的工作狀態(tài)良好，有利于提高液壓傳動效率以及減少氣蝕對主缸密封件的不利影響，延長主缸密封壽命。

此外，兩款機型都采用外置式增壓器并與閥組件Ⅰ復合為一體，通過高壓插管與主缸連通，結構緊湊、外形美觀、維修方便容易。為了縮短低壓加壓時間，兩款機型的增壓器都具有低壓增速功能，以便能有效提高壓磚機的工作速度。

3.5 采用較高的系統(tǒng)壓力，變量泵大容積蓄能器供油系統(tǒng)

YP2500、YP3000型壓磚機的液壓系統(tǒng)都采用較高的系統(tǒng)壓力，即18～20MPa。系統(tǒng)壓力高的優(yōu)點在于能有效提高壓制階段速度以及活動橫梁的空程速度，同時還可以提高中壓壓制力，以增大磚坯中壓壓制過程的變形量，從而減少系統(tǒng)高壓油液的輸出量，縮短高壓壓制時間。另一方面，由于系統(tǒng)壓力高，設計增壓器時可選用較小的增壓比，亦即減少了增壓過程中增壓器大端油液的供給量，起到節(jié)能增效的效果。而采用較高的系統(tǒng)壓力并沒有消耗太多的電能，因為兩款機型都采用恒壓式變量泵，泵的輸出流量按系統(tǒng)實際需求自動調節(jié)，而大容積蓄能器系統(tǒng)更能適時、高效、充足地吸收和釋放系統(tǒng)能量，提高液壓傳動效率，更適合陶瓷壓磚機的這種壓制動作復雜、速度快、系統(tǒng)壓力與流量變化較大的間歇式工作制式。

3.6 優(yōu)化液壓系統(tǒng)油路，閥組件集成化高，閥件選用先進可靠

液壓系統(tǒng)設計采用數(shù)字仿真技術，通過構建數(shù)字模型，進行模擬、仿真、分析、優(yōu)化設計，提升系統(tǒng)效率，提高壓制速度。其主要技術特點是:液壓閥組件集成化程度高，閥件選用先進合理。例如，活動橫梁位置控制、主缸加壓控制等均采用先進的電液比例閥控制，這些閥的動態(tài)性能好、控制精度高、響應快、參數(shù)調控靈活方便。總之，液壓元件均采用國際知名品牌，如力士樂、派克、賀德克、威格士、阿托斯、穆格、特瑞堡等，以確保整機液壓系統(tǒng)性能優(yōu)良、穩(wěn)定可靠、經(jīng)久耐用。

3.7 自動控制系統(tǒng)先進可靠

YP2500、YP3000型壓磚機的自動控制系統(tǒng)都采用操作維護簡單、性能可靠的可編程序控制器控制，并對控制程序進行了全面優(yōu)化、升級，即應用最新的研究成果，使壓磚機的工作性能得到大幅度提升。例如比例控制引入中斷等控制技術，以提高程序的實時快速響應能力，使精確控制得到有效保障;活動橫梁控制采用新的拋物線控制模式，使活動橫梁的快速升降動作更加柔和順暢;主缸加壓模式有經(jīng)典模式和快速模式等多種模式，可供不同用戶選擇。

在主缸壓力控制中，除了傳統(tǒng)的時間，或時間和壓力雙重控制模式的基礎上，還發(fā)明了一種位移監(jiān)測壓力的控制方法(專利號:ZL200610037042.8)，應用該控制模式能夠準確保證每塊磚坯的成形壓力及厚度，使其不會受到諸如液壓沖擊、元件響應速度、壓力傳感器安裝位置及機械阻力等因素所引起的壓力不均的影響。考慮到寬體壓機的活動橫梁較寬，特采用雙位移傳感器對活動橫梁位置進行實時檢測，以確保活動橫梁在快速升降過程和壓制過程中始終處于水平狀態(tài)，有利于保證磚坯的幾何精度，當因布料不均造成活動橫梁在加壓過程中傾斜并超過允許值時，系統(tǒng)會報警并提醒用戶隨時調整料車的布料誤差，以確保磚坯質量。

參考文獻

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