设计砌块成型机所需工艺参数的计算 、

 

 

  目前国内外生产混凝土砌块和路面砖的成型机，一些振动成型工艺参数不尽合理，不是偏大就是偏小。我们诺亚设计部设计振动成型机所需要的工艺参数、工艺参数的计算以及设计成型机的注意事项，供同行们参考。

　　 1.设计振动成型机的工艺参数

　　 设计振动成型机的工艺参数主要有：振动烈度或振动加速度、最大振幅、振动频率、台面面积、上加压力、振动器的最大动力距、扇形偏心块的结构和形状、扇形偏心块的对数、扇形偏心块的重量、扇形偏心块的面积和偏心距、扇形偏心块的最大动力距和振动时间、扇形偏心块的最大动力距和振动时间、扇形偏心块的激振力及振动器的振幅。

　　 2.振动成型工艺参数的设计计算

　　 2.1确定振动烈度或振动加速度范围

　　 振动成型工艺适合成型维勃度为100s～200s的干硬性混凝土，即时成型、即时脱模。其振动烈度或振动加速度范围为：最佳振动烈度在1300cm2/S3～3300 cm2/S3之间；最佳振动加速度在10～20之间。

　　 2.2计算最大振幅

　　 根据成型机成型制品种类，按成型制品混合物中颗粒的大小选择振动频率，按成型制品的种类选择振动烈度。可按下式计算最大振幅。

　　 式中：A——振幅(CM)；U——振动烈度，一般取1300cm2/S3~3300cm2/S3；f3，f——振动频率，一般取3000次/分～4500次/分，即50次/秒～75次/秒，设计振动频率的范围定为0次/分～4500次/分。目前国外成型机的振动频率一般为0次/分～3600次/分，范围定得较小，应定得较大一些，以适宜较小粒径的原材料成型，或采用多频振动。

　　 一般最大振幅取2.3mm左右。

　　 2.3 确定振动台台面尺寸

　　 目前设计的成型机都是多功能的，成型出来的制品是多种多样的。设计振动台台面尺寸跟成型机的种类及一次成型制品的数量有关。其中一次成型制品的数量与单个加压制品摆放形式有关，每个制品的加压面的实际占有面积越小，则一次成型制品的数量就越多。因此，首先确定成型制品的种类及一次成型制品的数量，然后以各种制品一次成型的最大加压面积为依据设计模具，再参照已有成型机台面尺寸，据此确定振动台台面尺寸。设计确定的台面尺寸应大于最大模具尺寸 。台面尺寸的大小应注意结合整机结构的可能性而定。

　　 模具的设计应考虑单个加压制品摆放形式及一次成型制品数量，单个加压制品间的间距应≥10mm。墙用空心砌块的阴模高为24cm，砌块高为19cm，5cm的压缩，压缩比为21%；地面砖的阴模高为70cm，地面砖厚60cm，压缩为10cm，压缩比为14.3%。阴、阳模之间的间隙应为1mm，间隙过大会产生毛边。模具制造好后，应有安装方向的标志，一般采用“＞”符号表示安装方向。安装模型时，按符号方向顺着工艺线流向安装。

　　 2.4确定电控阳模压力阀控制的上加压力

　　 上加压力由上振动器和上压头自重、阳模自重以及由电控阳模压力阀控制的上加压力组成。确定电控阳模压力阀控制的上加压力，首先要确定上振动器和上压头自重以及最重的阳模自重。目前国内外的成型机只要更换模具，成型出来的制品是多种多样的，成型制品不同，一次成型制品的数量也不同，加压接触面积也不同，其最佳单位加压力也不同，制品成型高度也不同，故上加压力应考虑满足生产制品成型时的最大加压力。根据各种制品一次成型时的最大加压面积乘以各种制品中最大的单位加压力，确定上加压力，然后减去上振动器和上压头自重以及阳模自重，得到电控阳模压力阀控制的上加压力，再乘以120%，则是设计的电控阳模压力阀控制的最大加压力。成型机的上加压力设计过大或过小都是不对的。

　　 2.5 确定最大动力距

　　 计算步骤为：确定振动器的最大动力矩，选择偏心块的对数及每对偏心块要求的最大动力距；选定假定偏心块的形状及尺寸，计算假定偏心块的重量、偏心距及最大动力矩。只有当假定偏心块最大动力矩大于或等于要求的偏心块最大动力矩时，假定偏心块方可作为实际应用偏心块，否则重新假定设计计算。当重新假定设计计算时，应重新假定偏心块的对数或重新假定每对偏心块的形状及尺寸，直到假定偏心块最大动力矩大于或等于要求的偏心块最大动力矩时为止。

　　 多功能的砌块成型机，应造成型时被振物最重的一种情况作为设计依据，计算大动力矩。其中振动频率也要根据各种制品中的颗粒大小来确定振动频率范围，选定其合适的振动频率，计算最大振幅，再计算最大动力矩。

　　 2.5.1计算振动器最大动力矩Md

 

 

 

式中：F——阻力系数；C——弹簧常数； GZ——被振物有效载重之和(kg)；A——最大振幅(cm)；n——振动频率(次/分)；g——重力加速度(取981cm/s2)。

　　 2.5.2 计算每对偏心块要求达到的动力矩M

 

式中：nd——达到 Md 时的偏心块对数。

　　 2.5.3 计算假定每对扇形偏心块的动力矩Mp

MP=Gp·e

式中：Gp——扇形偏心块的重量(kg)； e——扇形偏心块的偏心矩(cm)。

　　 2.5.4 计算每对扇形偏心块的重量Gp

Gp=2·f·h·r

式中：f ——假定偏心块有效面积(cm2)，根据假定偏心块的形状计算，偏心块一般选为扇形；h ——偏心块的厚度(cm)，根据偏心块的结构尺寸选定；r ——偏心块用钢的比重，一般取0.0078kg/cm2。

　　 2.5.5 计算扇形偏心块的面积f

f=0.0087·σ1·(R2-r2)

式中：σ1—扇形偏心块的夹角(度)；R——扇形边长(CM)；r——固定偏心块的轴半径(cm)。

　　 2.5.6 计算扇形偏心块的偏心矩e

 

 

 

式中：σ——两扇形偏心块夹角(度)；其余字母意义同前。

　　 2.6 确定振动时间

一般振动时间范围定为0S～9.99S就可以了。

　　 3.设计成型机的注意事项

设计成型机时要附加双扇偏心块的夹角与偏心块的激振力或振动器的振幅的关系曲线图。根据计算偏心块激振力的公式和计算振动器的振幅的公式计算并绘制关系曲线图。

　　 3.1 计算双扇偏心块的夹角与偏心块的激振力的关系

计算偏心块激振力的公式为

 

式中：Q——扇形偏心块激振力(kg)；Mp ——一对扇形偏心块的动力矩(kg-cm)，随两扇形偏心块的夹角变化而变化，先计算变化的扇形偏心块的偏心矩，再计算变化的一对扇形偏心块的动力矩；nd——扇形偏心块的对数；n1——振动频率(r/min)；g——重力加速度(cm/S2)；σ——两扇形偏心块的夹角(度)。

其扇形偏心块的激振力随两扇形偏心块的夹角的变化而变化，当两扇形偏心块重合时，激振力最大；当两扇形偏心块重合错角为零时，激振力最小。

　　 3.2计算双扇形偏心块的夹角与振动器的振幅的关系

计算振动器振幅的公式为：

 

 

式中：e—扇形偏心块的偏心矩(cm)；A1—振动器的振幅(cm)，其余符号意义同前。

　　 其振动器的振幅随扇形偏心块的偏心矩的变化而变化，而扇形偏心块的偏心矩随两扇形偏心块的夹角的变化而变化。当两扇形偏心块重合是地，振幅最大；当两扇形偏心块重合错角为零时，振幅最小。

　　 3.3 设计成型机的其他注意事项

　　 在成型机的说明书中，应给出关键部件的重量，如上压头自重、各种模具的自重、上部振动器自重、振动台自重(包括振动器)。给出扇形偏心块的外形尺寸、扇形夹角及扇形偏心块的对数，并给出各种规格制品的一次成型数量。引进设备的操作反击应译中文；自动控制系统中也应有中文文字。

　　 成型机的铺料均匀性与制品成型质量有很大关系，制造厂家在设计制造时应严格把关。一般来讲，铺料均匀性与许多因素有关：与混凝土混合物匀质性有关，与铺料给料机机构有关，与给料机上面的中间贮仓仓压有关。在设计铺料给料机进，要求给料均匀、铺料厚度一致，中间贮仓仓压要稳定。