小型環保激振式制磚機的研制與應用

陳秀珍， 唐慶國（江蘇農林職業技術學院，江蘇句容212400）

0 引言

近年來，隨著城市化的不斷深入，環保、綠色市政工程不斷增多，傳統的黏土磚由于破壞資源、污染環境，已經不能適應時代的要求[1-2]。綠色環保水泥磚，由于保護了我國珍貴的土地資源，實現了資源的重新利用，正越來越廣泛地得到使用。環保磚是利用煤渣、煤矸石、粉煤灰、尾礦渣、化工渣或者天然砂、海涂泥、工業廢料、垃圾焚燒爐渣等（以上原料的一種或數種）作為主要原料[3]，不經高溫煅燒而制造的一種新型墻體材料。也是符合我國“保護農田、節約能源、因地制宜、就地取材”的發展建材總方針，環保磚是屬于全免增值稅的建材制品。由于該種材料強度高、耐久性好、尺寸標準、外形完整、色澤均一，具有古樸自然的外觀，可做清水墻也可以做任何外裝飾，因此是一種取代黏土磚的極有發展前景的更新換代產品。水泥磚與黏土磚相比因其利用工業廢渣，又不需要燒結和蒸養，生產成本低，吃渣量大，社會、環境效益突出[4-7]。

本機是利用工業廢渣、建筑垃圾、河沙、煤矸石等原料，摻加定量的水泥，經科學配比，通過小型攪拌機或者人工攪拌均勻，人工操作，振動壓制成型各種異形水泥磚的機械設備。適用于制作外形小于200 mm×500 mm，厚度60~100 mm尺寸的鋪路磚，配用不同形狀的模具可生產工字形、長方形、正方形、骨頭形等各種異形鋪路磚。模具更換方便簡單，維護方便。生產出來的水泥磚，不需要燒結，通過短時間的晾曬，經自然養護而成，出磚效果好，容易達到規定強度，而且比靜壓式的設備省水泥和其他原材料。廣泛應用于道路兩邊的人行道及花園道路的鋪設。利用該制磚機生產綠色環保水泥磚，投資少，見效快，是目前投資的熱門行業。

1 制磚機結構形式

本機主要由9個部分組成，如圖1所示。起模機構設在機架上，模具包括上模和下模，設在起模機構正上方，上模操縱總成固連在模具上方，回轉總成一端與機架固連，另一端與上模操縱總成連接，振動部件設在起模機構下方，且與起模機構相接，柴油機總成設在機架一側，柴油機總成通過三角帶與振動部件聯接。

圖1 制磚機總圖

上述模具為不同形狀的模具，可生產工字形、長方形、正方形、骨頭形等各種異形鋪路磚。振動部件包括軸承座、偏心軸、皮帶輪、墊片和螺栓，軸承座為2個，分別與機架固連，偏心軸一端設在其中一個軸承座上，另一端穿過另一個軸承座向外延伸，皮帶輪設在偏心軸延伸部外圍，皮帶輪外側通過墊片和螺栓與皮帶輪固定，能產生激振力實現激振，使物料實現密實結合。皮帶輪內置離合裝置；能實現皮帶輪離合，從而控制激振時間和強度，提高效率。螺栓端頭外周設有彈墊；因工作時帶有振動，能防止螺栓因長時間振動而松動。柴油機總成上方設有罩殼，罩殼包括罩體、激振操作機構、支架和連接板；支架為兩根，平行設置，每根支架均設有上、下兩個連接板，支架通過連接板與機架連接，罩體一端與兩根支架垂直連接，另一端延伸在在柴油機總成的上方；激振操作機構包括激振機構和油門拉線；激振機構與罩體鉸接，油門拉線一端與激振機構連接，另一端與柴油機油門連接。因柴油機排氣裝置在柴油機上部，柴油機工作時，排氣管消聲器發熱，操作工不小心接觸會燙傷，罩殼能起到安全保護作用并固連激振操作機構。通過操縱激振機構手柄轉動，控制油門拉線伸出的長度，從而控制柴油機油門的大小，實現柴油機的速度變化，使柴油機皮帶盤內離合器實現動作，通過皮帶傳動到下模底部的振動部件實現激振以及控制激振強度和時間。

2 工作原理及操作步驟

工作原理：振動部件采用柴油機為動力源，經三角皮帶傳送到產生振動部件實現激振，物料顆粒在激振力作用下，按照振動方向產生強烈的運動，空隙就在物料的運動中被填充，實現密實結合，從而產生較高的強度，不需要復雜的齒輪連桿系統及制造成本高的專用振動箱[8-9]；起模機構帶動下模往上直線移動，在此過程中上模一直壓住磚坯，下模繼續上移，磚坯脫出模腔后，下模帶動上模一起上移，實現完全脫模。

如圖1所示，該制磚機具體的操作步驟為：1）提起上模操縱總成手柄9，使模具7上模完全脫離下模，繞回轉軸8旋轉上模至90°側面；2）扳動并壓下起模機構手柄6少許，使下模和底座之間露出空隙，然后放入專用托板，起模機構手柄6復位；3）往下模中投入物料工業廢渣、建筑垃圾、河沙、煤矸石任意一種或一種以上，與水泥、砂漿寶加水攪拌均勻的混合料，攤平即可，旋轉上模回位，并壓下上模操縱總成手柄9，使上模和下模互相貼合，壓住下模腔內物料；4）啟動柴油機，通過速度調節離合裝置，三角皮帶3傳動給振動部件5動作，使模腔內的物料振實；5）扳動起模機構6的操縱手柄，使起模機構6帶動下模往上直線移動，在此過程中上模一直壓住磚坯，下模繼續上移，磚坯脫出模腔后，下模帶動上模一起上移，實現完全脫模；6）連托板一起移除磚坯，放置陰涼干燥處保養陰干，然后放入下一個托板，進行下一個循環。

3 主要結構特點

本機結構上區別于其它的水泥制磚機有兩大主要特點：一是采用機械連桿機構實現壓緊和脫模動作；二是采用偏心軸實現激振成型。利用偏心軸實現激振，使該機結構簡單、實用。

其工作原理如下：振動部分采用柴油機為動力源，經皮帶3傳送到產生激振的偏心軸部件2實現激振，物料顆粒在激振力作用下，按照振動方向產生強烈的運動，空隙就在物料的運動中被填充，實現密實結合，從而產生較高的強度。柴油機皮帶輪4內置離合裝置，利用控制柴油機油門使柴油機快慢速運轉實現皮帶輪離合，從而控制激振時間和強度，效率高，不需要復雜的齒輪連桿系統及制造成本高的專用振動箱[10-12]，結構簡單實用，是一種比較理想的小型化制磚機振動裝置。振壓式制磚機要比靜壓式制磚機的出磚效果好，強度容易達到，而且比靜壓式的設備省水泥和其他原材料[13-14]。

圖2 振動總成

柴油機快慢速運轉實現皮帶輪的離合，是由安裝在罩殼支架1上的油門拉線3和激振機構2控制的。

圖3 罩殼總成

4 結論

目前，國內有些地區依然在使用燒結磚，這使得越來越多的耕地面積被破壞，造成了國土資源大量流失和浪費。同時在磚窯里燒結的時候會產生大量的有害氣體，嚴重污染了環境。國家已發布明文禁止使用燒結黏土磚，提倡建設綠色環保家園，大力支持新型建筑材料的使用。水泥磚自重較輕，強度較高，無須燒制，用污染物粉煤灰做材料，比較環保，國家已經在大力推廣[15]。

本機結構簡單，易維修，投資小、見效快。每臺機器成本價格在7000元左右。操作簡便靈活，一個人即可操作，操作工不需要多少理論知識，只要知道鋪路磚的沙、石、水泥的配比即可，勞動強度不大。通過更換不同的模具可生產各種不同類型的鋪路磚，且模具更換方便。可以在偏遠地區及無電的情況下進行施工，是偏遠地區致富及就業的一種途徑。適用于家庭及小型工地的使用，方便靈活，用途廣泛，具有可觀的市場前景和廣闊的發展市場[16]。