混凝土砌塊主機的選型

2007-01-17 00:00  留言

　　砌塊生產(chǎn)設備一般由混凝土攪拌、砌塊成型、砌塊養(yǎng)護及砌塊碼垛等部分組成。由于砌塊生產(chǎn)線產(chǎn)量規(guī)模及配套程度的不同，主機及配套設備差異也很大，因此籌建砌塊廠時應根據(jù)產(chǎn)量、投資情況等因素，合理選用生產(chǎn)設備。

1 關于砌塊成型機的傳動形式

　　有人說液壓傳動的砌塊成型機比機械傳動的成型機好，成型時不僅振動還加壓。這種說法主要是由于對液壓傳動的成型機，在振動成型時的壓力和砌塊成型的振動系統(tǒng)還不太了解。就拿美國貝賽爾公司生產(chǎn)的成型機來說，在振動成型時壓頭油缸的油壓經(jīng)減壓閥已減至約0．5 MPa，壓頭油缸帶著壓頭隨著模箱中混凝土振動密實而同步下降，此時壓頭油缸處于低壓浮動狀態(tài)，不可能施加很大的壓力。此外，在振動成型時如果施加很大的壓力，等于振動荷載大幅度增加，振幅將大幅度衰減，振動系統(tǒng)振動不起來。一般在設計成型機振動系統(tǒng)和計算振動參數(shù)、選擇振動電機功率時，所考慮的振動荷載主要包括砌塊、模箱及壓頭質(zhì)量，對于臺振式成型機還應包括振動臺的質(zhì)量，但一般不考慮額外施加的壓力。因此不論液壓傳動、還是機械傳動的成型機，砌塊成型時主要靠振動使物料密實。根據(jù)混凝土拌和物受振動作用時的觸變現(xiàn)象，可以在比較小的壓力、較短的時間內(nèi)獲得密實的砌塊，所以砌塊振動成型時需壓頭對混凝土施加一定壓力。我國砌塊成型機標準規(guī)定壓頭對砌塊上表面的加壓值應大于0．02 MPa，國外對干硬性混凝土拌和物的加壓值約為0．015 MPa，壓力值太大將妨礙混凝土拌和物顆粒的振動，影響砌塊密實效果。按上述加壓值，一般砌塊成型機壓頭自重產(chǎn)生的壓力即可滿足要求，特別是在壓頭上設置振動器時，其振動密實效果比靜壓效果好。

　　砌塊成型機一般要7~8個動作才能完成一個成型周期。從設計角度看，液壓傳動的成型機容易實現(xiàn)工藝動作，而且成型機運動部件相對較少，結構比較簡單。

　　所以世界各國成型機制造企業(yè)多數(shù)都生產(chǎn)液壓傳動的成型機。當然也不是說液壓傳動的成型機全部工藝動作都采用液壓傳動，如有的成型機加底板及底板輸送等裝置也采用機械傳動。同時也應該看到液壓傳動成型機的液壓泵站、液壓傳動元件及液壓控制系統(tǒng)等比較復雜。一般需專業(yè)廠家配合制造；特別是采用的油缸、管接頭及控制閥等液壓元件質(zhì)量較差時，故障率較高，用戶維修保養(yǎng)也較麻煩。美國貝賽爾公司生產(chǎn)的機械傳動的成型機型，為凸輪式機械傳動，電機經(jīng)過皮帶輪帶動氣動離合制動器，氣動離合制動器再通過一組皮帶輪帶動凸輪機構完成成型工藝動作，動作可靠，成型周期僅6~7 s，生產(chǎn)效率高，砌塊質(zhì)量好，設備堅固耐用，但機構復雜，機器重達17~32 t，價格較貴。我國自主開發(fā)的QTJ3- 25、QMJ4- 25型等機械傳動的成型機，為曲柄連桿式機械傳動，電機通過皮帶輪、減速器帶動曲柄連接桿機構完成相應的工藝動作，并可自動生產(chǎn)；該類成型機維修保養(yǎng)十分方便，價格低。所以選擇砌塊成型機時，不要簡單地看它是液壓傳動還是機械傳動，主要看它運轉(zhuǎn)是否可靠，維修保養(yǎng)是否方便，成型的砌塊質(zhì)量是否好，價格是否合理等綜合考慮確定。

2 關于砌塊成型機的振動形式

　　砌塊成型機成型方式主要有振動臺振動成型（簡稱臺振）和模箱振動成型（簡稱模振）兩種。從振動成型原理看，臺振與模振都是垂直振動，但傳遞激振力形式有所不同，臺振是間接的，模振是直接的。

　　臺振：一般是由電機通過皮帶輪帶動兩根帶有偏心塊的軸，產(chǎn)生相向轉(zhuǎn)動，水平方向的離心力互相抵消，垂直方向的離心力互相疊加，從而產(chǎn)生垂直定向振動。成型塊數(shù)較少時，模箱下面可設一個振動“源”；成型塊數(shù)較多時，模箱下面可設兩個或多個振動“源”。振動“源”多時，由于電機起動快慢及速差等影響，振動不可能完全同步。歐洲制造設備一般均采用臺振，每次成型的塊數(shù)較多，有的多達18塊，但相對振動功率較小，一般每塊砌塊可分擔的振動功率約為1～2．2 kW。

　　模振：主要有兩種，一種是美國貝賽爾公司為代表的模振形式，即帶有偏心塊的傳動軸直接安裝在模箱兩端，電機通過皮帶輪帶動傳動軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，模箱兩端的兩個電機轉(zhuǎn)動相反，產(chǎn)生的水平方向離心力互相抵消，而垂直方向的離心力互相疊加，從而產(chǎn)生垂直定向振動。由于電機直接帶動模箱振動，所以模箱及其混凝土拌和物的振幅和頻率與振動系統(tǒng)一致。但由于兩臺電機起動快慢及速差影響，模箱兩端的振動也不可能完全同步。該種振動形式的成型機每次成型的塊數(shù)相對較少，目前最多的為6塊，但振動功率較大，每塊砌塊分擔的振動功率為5～6．2 kW。另外一種是美國哥倫比亞公司的模振形式，是靠裝在成型機底架上的振動偏心軸，并通過連桿機構與模箱相連，使模箱產(chǎn)生垂直定向振動，該種振動形式的成型機每次生產(chǎn)的砌塊也不多，振動功率也很大。

　　從模振與臺振成型機振動功率可見，模振成型機每塊砌塊的振動功率約為臺振的3～5倍。在振動質(zhì)量一定的情況下，振動功率大，激振力大，振動加速度也大，所以模振成型機振動成形時間短，砌塊密實度高。由此可見振動密實效果好壞的關鍵是振動加速度的大小，而不是振動形式本身。因此加大臺振的振動功率，提高振動加速度，同樣也可縮短振動成型時間，提高振動密實效果。混凝土振動密實成型還有一個參數(shù)叫振動延續(xù)時間，也就是說混凝土拌和物受振后需要一個互相填充密實的時間，因此過分加大激振力、提高振動加速度也不可能在瞬間使混凝土得以密實。目前模振成型機的振動加速度約為10~19 g，振動成型時間約為1~3 s；臺振成型機的振動加速度約為5~8g，振動成型時間約為3~5 s。對于振動成型時間僅有1~2 s的模振成型機，再提高振動加速度意義不大。因此合理地確定振動加速度是很必要的，振動加速度太小，振動延續(xù)時間加長，振動不密實；振動加速度太大，將會造成振動功率的浪費，并需加強振動系統(tǒng)的結構。

　　關于砌塊成型機振動頻率問題，從混凝土振動工藝學看，強迫振動的頻率如接近混凝土拌和物顆粒的固有頻率時則產(chǎn)生共振，此時衰減最小，振幅可達最大。砌塊混凝土拌和物的集料粒徑為3~10 mm，理想振動頻率為100~125 Hz，但對于砌塊成型機來說都達不到，美國一般為46~47 Hz；歐洲個別成型機高達66~67Hz。這主要原因是考慮振動系統(tǒng)的壽命，振頻太高，軸承壽命短，因此一般44~50 Hz即可滿足砌塊振動成型要求。振動變頻從理論上看有一定意義，但從工程實踐來看，特別是對于振動功率較大的模振成型機來說意義不大，因為實際振動成型時間僅1~2 s，在這么短時間內(nèi)給混凝土拌和物施加不同的振動頻率，密實效果不會有明顯變化。

　　有人建議生產(chǎn)承重砌塊選用美國模式的模振機型，生產(chǎn)路面磚選用歐洲模式的臺振機型。其實歐洲砌塊建筑也有近百年的歷史.所用的砌塊主要是采用臺振成型機生產(chǎn)的。此外，路面磚同樣也可采用美國模式的模振成型機生產(chǎn)。從目前我國砌塊建筑來看，對承重砌塊強度等級要求并不高，一般村鎮(zhèn)建筑1～3層，所需砌塊為MU5．0、MU7．5；城市多為6層建筑，所需砌塊為MU7．5、MU10．0；而城市少數(shù)高層配筋砌塊建筑，目前僅為15~18層， 1~3層需用MU20．0， 4~8層需用MU15．0，其余各層為MU10．0，而且MU15．0、MU20．0砌塊用量不大。因此，量大面廣的是多層住宅建筑所需的MU5．0~MU10．0砌塊，一般國產(chǎn)或進口的臺振成型機都能滿足生產(chǎn)要求，而且我國目前砌塊建筑所用的砌塊多數(shù)也是采用臺振成型機生產(chǎn)的。其實真正要提高砌塊強度等級，主要不是靠成型機，不管模振還是臺振成型機，生產(chǎn)不同強度等級的砌塊時，都要采用不同的混凝土配比，調(diào)整水泥用量。由于目前模振成型機的振動功率大，振動密實效果好，在生產(chǎn)MU15．0、MU20．0等砌塊時應優(yōu)先采用模振成型機。模振成型機一般價格較高，系因為激振裝置直接安裝在模箱上，模箱結構較復雜，模箱費用較大。在選用成型機時，應根據(jù)產(chǎn)品要求、生產(chǎn)工藝方案及投資狀況等綜合研究確定。

3 結束語

　　目前，我國從事砌塊生產(chǎn)設備制造的企業(yè)不斷發(fā)展，以砌塊生產(chǎn)設備為主要產(chǎn)品的企業(yè)有40余家，國外著名砌塊生產(chǎn)設備制造商也紛紛涌向我國市場。在國內(nèi)外競爭的形勢下，我國砌塊生產(chǎn)設備制造企業(yè)應立足國內(nèi)市場、放眼國際市場，積極開發(fā)企業(yè)的系列產(chǎn)品，創(chuàng)造名牌產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的可靠性。我國砌塊生產(chǎn)設備與國外先進生產(chǎn)設備相比，主要差距是可靠性不如國外設備，國外砌塊生產(chǎn)設備所采用的電氣元件、液壓元件及機械配件等都是世界著名公司產(chǎn)品，因此設備故障率較低，使用比較可靠。從我國目前砌塊生產(chǎn)設備使用情況看，故障多在電氣、液壓及機械等配件上，而各設備制造廠家所采用的電氣元件，液壓元件及機械配件比較雜，質(zhì)量比較差，特別是電氣與液壓元件的質(zhì)量與國外相比還有較大差距。因此開發(fā)出適用于砌塊生產(chǎn)設備的電氣、液壓及機械等配件，提高設備的可靠性，對砌塊生產(chǎn)行業(yè)也是十分重要的。要提高我國砌塊生產(chǎn)設備的可靠性，除加強國產(chǎn)配套件開發(fā)外，也可采用國外高質(zhì)量的電氣及液壓元件，提高國產(chǎn)設備的可靠性，使我國的砌塊生產(chǎn)設備在國際市場上也有一定的競爭能力。

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