新型濕硬性混凝土砌塊生產(chǎn)技術研究

李瑞晨，陳　楠，閆法義（.山東建筑大學，山東濟南5000；.濟南建源機械制造有限公司，山東濟南5004）

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新型濕硬性混凝土砌塊生產(chǎn)技術研究

李瑞晨1，陳楠2，閆法義1
（1.山東建筑大學，山東濟南250100；2.濟南建源機械制造有限公司，山東濟南250014）

【摘要】介紹了新型濕硬性混凝土砌塊生產(chǎn)線的工作原理和流程，闡述了生產(chǎn)線的整體結構和相關各模塊。該生產(chǎn)線能大幅提高混凝土砌塊的生產(chǎn)效率，節(jié)約人力、機械、材料成本。

【關鍵詞】濕硬性；混凝土；生產(chǎn)線；研發(fā)；模塊；生產(chǎn)效率

當前，國產(chǎn)混凝土砌塊成型設備存在自動化程度不高、生產(chǎn)效率較低，自動化程度不高、噪音大、故障率高的缺點。而進口設備的價格又極為昂貴，因此國內(nèi)混凝土砌塊生產(chǎn)的需求難以得到滿足。本文開發(fā)了一種高效率，節(jié)約成本的混凝土砌塊生產(chǎn)線，對行業(yè)內(nèi)的混凝土砌塊生產(chǎn)裝備具參考和借鑒作用。

1　生產(chǎn)線工作流程

混凝土按照成型方式的不同可大致分為干硬性混凝土和濕硬性混凝土。本產(chǎn)品主要適應于濕硬性混凝土砌塊的生產(chǎn)。

1.1濕硬性混凝土的成型過程

混凝土砌塊的成型過程分為三步：澆注，蒸養(yǎng)和脫模。澆注：將混合完成的混凝土經(jīng)稱量之后注入模具。蒸養(yǎng)：一定溫度及濕度下進行蒸養(yǎng)，使之干燥而不開裂。脫模：通過較大的慣性力將產(chǎn)品與模具分離。

1.2生產(chǎn)線的工作流程

圖1　生產(chǎn)線工作流程圖

圖中⊙表示托盤或模具被提升機提升；?表示托盤或模具被提升機降落；虛線表示位于下方的模塊；寬箭頭表示產(chǎn)品脫模后的運輸方向。

圖1中，具體工作流程是叉車將托盤和裝有蒸養(yǎng)完成的混凝土的模具一起放置在起始端支架上，并且在起始端提升機的作用下被提升，后又放置在起始端提升機所對應位置的滾子傳送機上進行傳送。

兩者被傳送至①處，此時，立體交叉提升機將裝有蒸養(yǎng)完成的混凝土的模具提起沿路徑B送至脫模機進行脫模，空托盤則繼續(xù)在傳送系統(tǒng)上沿原路徑A運動，當空托盤運送至②處，脫模機已經(jīng)脫模完成，空模具被立體交叉提升機送至②處放置在托盤上，完成整個脫模動作。脫模后的混凝土砌塊成品由小車碼垛后經(jīng)圖2所示的寬箭頭方向運出。

空膜與托盤繼續(xù)沿傳送系統(tǒng)行進至噴油以及下料機構處開始新的澆注過程，與此同時，位于下料裝置下端的振動傳送機在傳動的同時開始振動，直至行進至生產(chǎn)線末尾，由終止端提升機提升并放置在終止端支架上，以待叉車將其運送至蒸養(yǎng)室進行蒸養(yǎng)。

2　生產(chǎn)線結構

本產(chǎn)品總共有三套系統(tǒng)組成（機械系統(tǒng)，氣壓與液壓系統(tǒng)，電子控制系統(tǒng)）。

2.1機械系統(tǒng)

機械系統(tǒng)共由21個模塊組成。圖2為整套混凝土砌塊生產(chǎn)線的三維模型。

圖2　生產(chǎn)線整體結構圖

機械系統(tǒng)模塊分為四大類：傳送類，提升類，脫模碼垛類以及噴油下料類。

1）傳送類。傳送類包括兩類模塊：起始端與終止端支架，滾子傳送機。

2）提升類。提升類包括兩個鏈式提升機模塊，兩個鋼絲繩提升機模塊。

3）脫模碼垛類。碼垛機利用巨大的沖擊慣性力對混凝土砌塊進行脫模。

4）噴油下料類。此類模塊包括噴油機構和兩個下料機構，其中的輔料下料機構在不需要時可以不使用，并且在輔料下料機構不工作時，其下方的振動傳送機只進行傳送工作，不進行振動工作。

2.2氣壓與液壓系統(tǒng)

氣壓系統(tǒng)主要負責實現(xiàn)產(chǎn)品傳送，提升，碼垛，下料等動作，全套系統(tǒng)通過壓氣機對氣體加壓，利用管路連接至各個氣缸。利用氣壓系統(tǒng)可實現(xiàn)：傳送機的部分傳送動作；脫模機與立體交叉提升機抓手架以及小車碼垛平板的運動；下料機構中稱量桶下端的閥門開閉。

而脫模機的反轉運動，通過液壓系統(tǒng)控制兩個旋轉油缸來實現(xiàn)。脫模機設有單獨的液壓工作站，負責驅動旋轉油缸。

2.3電子控制系統(tǒng)

本產(chǎn)品內(nèi)部設有若干個限位開關，布置在每個模塊運行軌道的端點處，每個模塊運動結束時，限位開關觸發(fā)，將信號反饋給中央控制器，以實現(xiàn)本模塊終了動作的停止以及下一模塊第一動作的開啟。

傳送類模塊的每個子模塊上均設置有限位開關，當托盤行進至某一個子模塊終了位置時，托盤的前半部分觸發(fā)限位開關，使得該模塊的傳送終止，同時，下一模塊的傳送開啟，使得托盤繼續(xù)向前運動。

而在立體交叉提升機中，觸發(fā)限位開關的不是托盤，而是提升機中的橫向運動子模塊，當立體交叉提升機的第一提升機觸發(fā)了限位開關之后，模具與待脫模的混凝土砌塊被安放在脫模機上，脫模機運動隨即被開啟。當脫模機完成脫模動作之后，脫模機同樣可以觸發(fā)限位開關，使得立體交叉提升機的第二提升機開始工作，將空模運送回生產(chǎn)線，第二提升機結束工作時，傳送模塊便恢復工作，完成整個脫模過程。

3　生產(chǎn)線的特點及優(yōu)勢

1）模塊化的生產(chǎn)線設計。生產(chǎn)過程的模塊化，使得生產(chǎn)時整套復雜的動作得以分解，由不同而簡單的模塊分步實現(xiàn)，在簡化生產(chǎn)過程的同時，也使得整個生產(chǎn)線各個設備便于拆裝運輸。

2）脫模機脫模部分。利用慣性力模擬人工脫模的過程，節(jié)省了傳統(tǒng)工藝中脫模過程所消耗的大量人工。

3）立體交叉提升機。脫模機上方模具與托盤的分離與結合，通過立體交叉的結構方案減小了整個生產(chǎn)線的尺寸，提高了生產(chǎn)效率。

4）下料機處的稱量裝置。混凝土澆注前，將混凝土進行精確的稱量并通過稱量桶的位置限制，使得混凝土精確地落入模具。

5）傳送類模塊中限位開關。限位開關的使用使得不參與工作的子模塊及時停止工作，減少了電能的損耗和操作的危險性。

4　結語

本產(chǎn)品的設計理念是在我國水利工程，路橋工程等不斷發(fā)展的背景下形成的，將傳統(tǒng)濕硬性混凝土砌塊生產(chǎn)的人工澆注，人工脫模，人工碼垛的生產(chǎn)模式進行了機械化革新，從而大大提高了生產(chǎn)效率，降低了次品率。同時，機械化的操作模式節(jié)約了大量的人工成本。該產(chǎn)品便于拆裝和運輸，對極端惡劣工況的適應性強，可以在施工現(xiàn)場進行裝配并工作，節(jié)約了大量的混凝土砌塊的運輸成本。本文重點介紹了新型濕式混凝土砌塊生產(chǎn)線的作用與結構，并且分析了該生產(chǎn)線的主要創(chuàng)新點。由此可以看出，該生產(chǎn)線的發(fā)展前景明媚，在今后的土石方工程中會有良好的發(fā)展。

（責任編輯遲明春）

作者簡介：李瑞晨（1994—），男，本科在讀

收稿日期：2015-06-22

【中圖分類號】TU755.8

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2016）-02-0036-02