LT6800陶瓷板壓機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)分析

梁超寰，談建豪，蘇龍保，梁德成

(佛山市恒力泰機(jī)械有限公司，佛山 528031）

1 引言

傳統(tǒng)家庭用地磚、墻磚規(guī)格，以300mm×600mm、600mm×600mm、800mm×800mm等相近規(guī)格為主。隨著家裝市場的風(fēng)格變換，以及瓷磚應(yīng)用的多元化，2018年開始，以800mm×2600mm、1200mm×2700mm等為代表的大規(guī)格巖板，逐漸進(jìn)入市場。2019年，佛山市恒力泰機(jī)械有限公司和蒙娜麗莎集團(tuán)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，用HT36000壓機(jī)，生產(chǎn)出業(yè)內(nèi)最大的1600mm×3600mm超大規(guī)格巖板，用途也從地磚，推廣至臺面裝飾等。

而近年來，750mm×1500mm、800mm×1600mm等規(guī)格陶瓷板，逐漸風(fēng)靡市場。恒力泰公司的LT6800應(yīng)運(yùn)而生。該機(jī)型具有合適的壓制力和柱間距，專為壓制上述規(guī)格陶瓷板量身定做，促進(jìn)其加速推廣。

2 LT6800壓機(jī)技術(shù)參數(shù)

LT6800主機(jī)采用單纏繞機(jī)架，兼顧柱間距的同時(shí)能保持優(yōu)異的剛性，是專為750mm×1500mm這種長方形磚形設(shè)計(jì)。壓機(jī)外形美觀（圖1）。

圖1 LT6800外觀

LT6800主要技術(shù)參數(shù)如下：

(1)最大壓制力68000kN(6800tf)；

(2)活動(dòng)橫梁最大行程220mm；

(3)活動(dòng)橫梁下平面與工作臺面間距最大765mm、最小545mm；

(4)左右立柱間凈空距2150mm；

(5)動(dòng)梁工作面寬度1150mm；

(6)最大填料深度80mm；

(7)模芯最大頂出力270kN；

(8)主電機(jī)功率200kW。

3 技術(shù)特點(diǎn)

3.1 單纏繞高剛度機(jī)架

LT6800機(jī)架采用單纏繞機(jī)架，該機(jī)架已在陶瓷壓機(jī)領(lǐng)域得到成熟的應(yīng)用，具有超強(qiáng)的抗疲勞和高剛性等特點(diǎn)。有別于兩片600mm×600mm、800mm×800mm，長方形的750mm×1500mm磚具有橫向長度大、連貫的特點(diǎn)，對機(jī)架在重載下的剛性要求更高。針對這個(gè)工況，在設(shè)計(jì)時(shí)，使用了成熟的有限元計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，充分考慮壓機(jī)在壓制各種目標(biāo)陶瓷板時(shí)的變形量，確保了機(jī)架的剛性，使壓制的磚坯變形小、誤差小。

在保證機(jī)架剛性的同時(shí)，在上梁內(nèi)設(shè)計(jì)有上油箱。這種設(shè)計(jì)使油箱更靠近主油缸，有利于提高其充液速度和效率，充液效率的提高，有利于主缸壓力的快速建立，從而提升壓制頻率，而且又能減少耗油量，能夠明顯降低能耗。這種布局使整機(jī)更緊湊協(xié)調(diào)美觀的同時(shí)，還節(jié)省了外置油箱所需的加工費(fèi)用和空間，降低了陶瓷廠的使用成本，使各設(shè)備的擺放能更緊湊，節(jié)約緊張的土地空間。

3.2 雙軸伺服同步頂出

傳統(tǒng)陶瓷壓機(jī)，多使用單伺服閥控制的機(jī)械、同步油缸頂出。其中，機(jī)械頂出，指伺服油缸，連接一個(gè)橫梁，橫梁上連接著四條頂桿，頂桿與模具固定，是為一條硬連接傳遞鏈，這樣，伺服閥就能控制模具頂出和填料等動(dòng)作。這種結(jié)構(gòu)簡單，模芯運(yùn)動(dòng)過程中四角平整，磚坯四角厚度偏差小，可靠性好。但當(dāng)用于大規(guī)格瓷板時(shí)，四個(gè)頂桿之間的跨距要拉大，為保證剛度，橫梁也要拉寬且加厚，這樣導(dǎo)致結(jié)構(gòu)笨重，且占用機(jī)架下梁空間，削弱下梁剛度。而在同步油缸頂出中，伺服油缸通過液壓油路，推動(dòng)四個(gè)頂出油缸，即以液壓油路代替機(jī)械頂出中的頂桿，很好的解決了壓制大規(guī)格磚時(shí)所需的大跨距問題，但缺點(diǎn)是，四個(gè)頂出缸由于油路油液、摩擦力等差異，四個(gè)角的平整度略差于機(jī)械頂出，而且當(dāng)一側(cè)出現(xiàn)較大偏差時(shí)，缺乏調(diào)整糾正手段。

LT6800針對陶瓷板橫向跨距較大的情況，結(jié)合上述兩種頂出機(jī)構(gòu)的使用經(jīng)驗(yàn)，在國產(chǎn)壓機(jī)中，首次研發(fā)出雙軸伺服同步頂出（恒力泰專利技術(shù)，專利號：ZL202120635934.8），很好的解決了上述使用過程中遇到的問題。雙軸伺服同步頂出是指，采用兩個(gè)伺服油缸，分別驅(qū)動(dòng)模芯的左右兩側(cè)，既有同步油缸跨距大的特點(diǎn)，又解決了同步油缸無法單獨(dú)調(diào)整某一側(cè)的問題。為保證同步性能，在元件的使用上，使用了能快速計(jì)算的工控機(jī)和高頻響的伺服閥，并設(shè)計(jì)了基于系統(tǒng)特性的控制算法，在客戶現(xiàn)場實(shí)測，壓制1片750mm×1500mm陶瓷板，磚厚10mm，磚坯四角偏差小于0.2mm，滿足客戶嚴(yán)苛的要求。

3.3 多級壓力加壓技術(shù)

在雙碳背景和對生產(chǎn)效率的追求的雙雙驅(qū)動(dòng)下，陶瓷板生產(chǎn)追求更節(jié)能和更快速成了趨勢。傳統(tǒng)的陶瓷板壓機(jī)，當(dāng)?shù)蛪夯蚋邏簤褐菩枰陀谙到y(tǒng)壓力的輸出時(shí)，往往只能用節(jié)流或利用增壓器進(jìn)行增壓/降壓來實(shí)現(xiàn)。增壓器一般只是單活塞，只有兩個(gè)工作腔，所以只有一個(gè)增壓/降壓比，所以即使用增壓器增壓/降壓輸出，但由于增壓/降壓比只有一個(gè)值，適應(yīng)的壓力范圍非常狹窄，不能很好適應(yīng)所有的壓力設(shè)定，所以這兩種方法都會(huì)因節(jié)流而產(chǎn)生大量能量損耗，導(dǎo)致油液發(fā)熱，系統(tǒng)效率低下，油液也因高溫而更容易變質(zhì)。

為了降低壓機(jī)的能耗的同時(shí)提升壓制速度，LT6800壓機(jī)應(yīng)用一種多級壓力的變壓缸裝置(恒力泰專利技術(shù)，專利號：ZL201710248828.2)。該裝置內(nèi)部裝有兩個(gè)活塞，大活塞里套有一個(gè)小活塞，每個(gè)活塞有兩個(gè)工作腔，即有四個(gè)工作腔。四個(gè)腔的兩兩組合，形成最多16種組合，選取適當(dāng)?shù)慕M合，就能形成多級增壓/降壓比輸出，適用壓力范圍大幅增加，相比普通增壓器，能選擇到一個(gè)更接近設(shè)定壓力的增壓/降壓比，從而減小節(jié)流損失。應(yīng)用該技術(shù)后，能量得到有效的分配，減少了無謂的節(jié)流損失，節(jié)約的壓力能，將轉(zhuǎn)化為壓制頻率，從而達(dá)到既節(jié)能又快速的目的。

3.4 液壓系統(tǒng)數(shù)字仿真計(jì)算的應(yīng)用

傳統(tǒng)壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，受限于相關(guān)設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)只能計(jì)算壓機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)的工況，對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，無法有效估計(jì)。而人工計(jì)算又費(fèi)時(shí)費(fèi)力，有時(shí)只能依據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行改進(jìn)式的設(shè)計(jì)，當(dāng)遇到未使用過的工況時(shí)，因?yàn)闊o經(jīng)驗(yàn)借鑒，無法高效設(shè)計(jì)，往往需要在壓機(jī)生產(chǎn)出來之后再花大量時(shí)間測試改進(jìn)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期長，耗費(fèi)大。

LT6800液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，采用了先進(jìn)的數(shù)字仿真計(jì)算技術(shù)（圖2）。一改以往憑經(jīng)驗(yàn)和手工計(jì)算的設(shè)計(jì)思路，直接根據(jù)客戶對壓機(jī)目標(biāo)壓制磚坯的工藝動(dòng)作要求，利用數(shù)字仿真技術(shù)，搭建壓機(jī)的模型，輸入工藝參數(shù)，根據(jù)目標(biāo)壓制頻率，選取敏感參數(shù)，自動(dòng)優(yōu)化計(jì)算出泵所需排量、蓄能器放置位置、閥的配比、變壓缸壓力配比等，提前驗(yàn)證壓機(jī)的壓制頻率是否滿足客戶要求，大大提高產(chǎn)品研發(fā)的一次成功率。一些壓力沖擊和動(dòng)態(tài)性能，也能通過數(shù)字仿真技術(shù)提前計(jì)算出來，大大縮短了調(diào)試時(shí)間，降低了用戶使用成本和現(xiàn)場調(diào)試成本。

圖2 壓機(jī)主缸壓力仿真曲線

3.5 智能化

LT6800可配壓機(jī)智能管控系統(tǒng)(Intelligent Press Manage system，簡稱IPMs)（圖3），是恒力泰開發(fā)的一套能適應(yīng)數(shù)字工廠、工業(yè)4.0、無人化工廠等新時(shí)代設(shè)備智能化要求的壓機(jī)管控系統(tǒng)，具有壓機(jī)在線監(jiān)控、壓機(jī)遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)收集處理、報(bào)表管理、壓機(jī)狀態(tài)監(jiān)測等多種智能化功能。通過遍布機(jī)身的多個(gè)傳感器及攝像頭等，多維感知壓機(jī)的狀態(tài)，能夠更及時(shí)的判斷壓機(jī)狀況，處理報(bào)警信息，減少設(shè)備等待時(shí)間，調(diào)整壓機(jī)動(dòng)作，提高設(shè)備使用效率，優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍，為設(shè)備優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐，減少設(shè)備維護(hù)人員的數(shù)量，降低設(shè)備維護(hù)的難度，為企業(yè)降低設(shè)備使用成本和提高生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語

LT6800是針對陶瓷板開發(fā)的機(jī)型，運(yùn)用多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，性能優(yōu)異，運(yùn)行可靠。目前，該機(jī)型已經(jīng)順利投產(chǎn)，全面助力陶瓷板的發(fā)展。