全自动液压压砖机（精选3篇）
全自动液压压砖机 篇1
1 引言
砖是房地产业使用最多的材料之一。传统建筑用红砖 (粘土砖) 需占用大量的土地资源以及巨大的能耗, 为此, 国家有关部门提出了取缔传统红砖, 强制淘汰不符合节约资源和环境保护要求的材料和产品, 积极采用环保节能的墙体砖。与此同时, 我国每年都有大量的粉煤灰、河沙、海沙、山沙、矿粉、炉渣、石粉、煤渣、煤矸石、尾矿渣、化工渣等原料被白白浪费。因此, 如何保护土地资源、保护环境、节约能耗和利用废料已经成为建筑材料改革的需要, 也是国民经济、社会环境和资源协调发展的需要。
HZY-18新型环保全自动液压制砖机就是基于这个发展的大环境研制出来的一种替代粘土砖的新型制砖设备。该设备具有环保、节能, 集液压、电控、机械一体化的功能, 通过更换模具即可以生产各种规格型号的新型墙体产品。
2 HZY-18新型环保全自动液压制砖机的工作原理和结构
2.1 结构组成
HZY-18新型环保全自动液压制砖机主要由以下几部分组成:由电动机、减速器组成的传动机构;由搅拌机、卷扬机组成的送料机构;由弹性垫、下模、砖机立柱、料斗、上模) 构成的主机机构;由油缸、油管、液压站组成的压力机构 (见图1) 。
1.电动机2.减速器3.搅拌机4.卷扬机5.弹性垫6.下模7.砖机立柱8.料斗9.上模10.油缸11.油管12.液压站
2.2 工作原理
该设备的工作程序为:下模从一端 (设自后端) 由往复驱动装置向前运行。在行进过程中, 上模在压力机构推动下, 由最高位置向下移动, 当移动到某一位置时, 此时坯料通过送料机构送入下模孔中。当模箱运行到中间位置时, 下模孔中已经加满坯料, 模箱停止运行。当模箱在中间压制位置定位后, 液压机构推动横梁带动上模向下运动, 经过快速压制、变速压制、保压等几个程序, 把坯料压制成所需要的尺寸厚度。压制完成后, 通过液压机构使得带有上模的横梁向上运动, 恢复到起始位置。上模回到最高位置后, 往复驱动装置反向运动。到达出砖位置时, 由顶出机构将压制好的砖坯顶出, 码垛晾干即可。
3 新型环保全自动液压制砖机主要技术指标
每次成型块数:24块/模;每周期时间:35s;产量:2400块/h;总体尺寸长×宽×高:3600mm×2100mm×3000mm;整机重量:3.2t。
4 产品介绍
以前盖房我们使用的多是红实心砖, 自从国家禁止使用这些红砖以来, 免烧砖现在非常流行。然而这些利用工业废渣做成的空心砖的耐用度如何?建好的楼房质量如何?现分析如下。
4.1 免烧砖的性能
HZY-18新型环保全自动液压制砖机所生产的免烧砖是利用粉煤灰、河沙、矿渣、混凝土为主要原材料, 按照标准压制, 其强度符合国家标准, 规格和普通的粘土砖保持一致, 除具有良好的保温性能外, 还具有质量轻、省材、耐磨性和耐腐蚀性好、使用寿命长等特点。黑龙江省寒地建筑工程质量检测中心检测报告如表1所示。
4.2 免烧砖和红砖的特点比较
免烧砖是利用工业废渣作主要原材料, 其工业废渣可以是粉煤灰、石粉、矿渣、炉渣、石硝、河沙等, 只要当地有这些原材料, 那么成本就会大大下降, 政府还给免烧砖项目大力扶持。同时利用工业废渣做免烧砖也可以起到环保的作用。通过比较免烧砖与传统红砖比较具有以下特点:
(1) 节约土地资源:传统的红砖主要原材料是土地, 免烧砖是利用工业废渣为主要原材料, 使我国土地资源得到了节约。
(2) 节能:传统红砖烧制需消耗大量的煤炭, 且烧结过程中会产生大量的二氧化碳, 对空气污染更为严重, 而免烧砖只经过原材料的搅拌就压制成型, 无需烧结, 自然养护成型, 不仅利于环保, 还比红砖生产工艺简单、快捷、成本低。
(3) 功能多, 性能好:免烧砖具有轻集料、容重小、隔音、防火、质轻、抗震、坚固等优点, 可降低建筑自重, 有利于实现房屋节能、轻型化, 是高性价比的建筑材料。
(4) 有利于冶理废渣环境污染:免烧砖采用电石渣、建筑垃圾、炉渣等废旧资源做原材料, 变废为宝且总掺量可达到90%以上, 对环保有着十分重要的作用。
参考文献
[1]陈秀梅, 工吉芳, 方金奇.免烧粉煤灰制砖机液压驱动系统[J].机床与液压, 2002 (4) :94-95.
[2]冯长印, 秦杰, 许建清.PH4600和PH7200型全自动液压压砖机液压系统综合分析[J].陶瓷, 2003 (1) :23-26.
[3]冯长印, 冯瑞阳.国外陶瓷墙地砖自动液压压砖机的发展[J].佛山陶瓷, 1999 (1) :15-17.
[4]RENN J C.Development of an Unconventional Electro-hydraulic Proportional Ualve with Fuzzy-Logic Controller for HydraulicPresses[J].Dvanced Manufacturing Technology, 2005 (26) :10-16.
全自动液压压砖机 篇2
液压压砖机是集机、电、油和自动控制为一体的高科技设备,该设备主要由主机、液压站、控制台等部件构成[1]。其中主机包括机架、主液压缸、推料液压缸、底板液压缸、配套模框及模具、压头等。工作时张力主要由机架承受,因此机架设计的好坏直接关系着液压机的工作能力和寿命。传统压砖机耗能大,效率低,应力集中现象严重,创新改进结构已经势在必行[2]。
本文通过建立YL系列压砖机的三维几何模型,应用Hypermesh软件进行网格划分,参数设置及力的加载,应用ANSYS软件对压砖机机体及钢丝层进行接触分析,从而得出预紧状态及工作状态下压砖机各部分的应力情况,为评价机架设计的优劣提供理论参考。
2 预应力理论
预应力结构是由预紧件(钢丝层)和被预紧件(机架)组成。在承载前,对结构施加某种载荷,使其特定部位产生预紧力,与工作载荷异号,可以抵消大部分或全部工作应力,从而大大提高结构的承载能力。
在本研究中,设预应力钢丝缠绕机架的钢丝强度极限为σb,安全系数为n,许用应力为[σ]=σb/n,预紧系数定义为:
其中,Pc——预紧力;
P——工作载荷。
钢丝层上应力为:
其中,c为拉压刚度比,参考文献[3]得知,最危险状况下,c=0.3。
3 有限元分析
为了使模型分析与实际情况更加接近,本研究使用了五个接触对,立柱与上下横梁间以及钢丝层与机架之间都是接触连接。另外拉杆及套筒间加载了预应力。本研究中共有20层钢丝缠绕,仿真中接触过多,将其简化为一层,厚度不变。由于整个模型对称,为节约资源,因此取二分之一模型作为分析对象。
3.1 模型建立于网格划分
机架接触分析采用solid185单元进行网格划分,其中立柱、横梁、上下托板及拉杆套筒采用四面体单元,钢丝层采用六面体单元,共有节点17575个,单元数为58008。
3.2 参数设置及条件加载
该机架模型的上下横梁为平顶,根据缠绕理论可以得知钢丝层上最大应力为14000k N,最小应力为12000k N,将其均匀加载到上下四个圆弧上。对机架底部进行全约束,各接触间摩擦系数为0.15,此为预紧状态。工作时,上下托板载荷分别为10000k N。由于接触对较多,分析不易收敛,故所需计算时间较长。
3.3 计算结果分析
3.3.1 预紧状态
机架及钢丝层变形情况如图2所示,可以看出最大变形位置在底部钢丝层处,位移是0.44mm;机架的最大变形在上横梁位置,位移大约是0.25mm。
应力分析结果如图3所示。最大应力位置在钢丝层与下横梁接触的圆弧上,最大von Mises应力为238.2MPa。
3.3.2 工作状态
在工作状态下,机架及钢丝层变形情况如图4所示。可以看出最大变形位置在底部钢丝层处,位移是0.45mm;机架的最大变形仍然位于上横梁和托板位置,但位移大约是0.15mm。
应力分析结果如图5所示。最大应力位置在钢丝层与下横梁接触的圆弧上,最大von Mises应力为177.7MPa。
在预紧及工作状态下的应力结果均在屈服极限内,在工作状态下,压砖机位移和应力都小于预紧状态。
由表1的对比中可以看出,在工作状态时,机架的位移量相对预紧状态要小的多,而钢丝层的最大变形量是基本相同的。这是因为在接触状态下,平顶的压砖机使得钢丝层圆弧位置的应力增大。因此,在工作中需注意该处的钢丝应力情况。
4 结论
本文采用有限元方法,利用Hypermesh和AN-SYS软件对压砖机进行了应力分析并获得如下结论:
(1)由强度分析可知,该压砖机在两种工况下所受的最大应力均小于屈服极限,故此在实际应用中不会发生结构损坏;
(2)该机架结构设计合理,经分析证实,应力值低于原全半圆梁结构;
(3)该机架的最大应力值远远小于屈服极限,还有很大的优化设计空间,可考虑减少材料,降低成本。
参考文献
[1]肖任贤,韩文,许志华.缠绕型全自动液压压砖机的有限元接触分析[J].中国陶瓷工业,2002(5):1-5.
[2]杜业威,杜群贵,黄晓东,等.钢丝缠绕型液压压砖机的有限元疲劳分析[J].机床与液压,2005(11):89-91.
全自动液压压砖机 篇3
1 分体式自动铺砖机结构设计
室内分体式自动铺砖机由瓷砖自动上料机构和瓷砖铺贴机构两部分组成 (见图1) 。上料机构由漏斗、瓷砖提升机构、瓷砖输送机构、砂浆抹平机构和四导柱顶升气缸等机械结构组成。磁性开关与伺服电机的配合可实现自动铺砖机的精确定位。瓷砖铺贴机构由旋转轴盘式输出减速机、真空吸盘和直线气缸等部件构成, 其中真空吸盘和直线气缸的位置可以沿着辐条的方向调整, 以满足铺贴不同尺寸瓷砖的需要。瓷砖的Z周旋转角度可通过伺服旋转轴盘式输出减速机调整, 使瓷砖和地面十字线对齐并保证瓷砖之间的间隙一致。直线气缸的头部安装半球形的橡胶锤, 可在气缸的作用下均匀地分次压实瓷砖, 防止铺贴瓷砖时压坏瓷砖。
2 分体式自动铺砖机控制系统设计
自动铺砖机的控制系统由1台S7-226PLC、光电传感器、压力传感器、接近开关、金属传感器、伺服电机和MCGS昆仑通态TPC7062KX型人机界面等组成铺砖机的控制系统。在料斗的上下两侧安装光电传感器用于检测料斗中砂浆含量;四导柱顶升气缸和压紧气缸上的压力传感器用以反馈挤压砂浆时的压力值;在瓷砖铺贴机构两端分别安装2个接近开关以实现上料底座在传送组件带动下完成精确定位;安装在瓷砖铺贴机构的金属传感器可用于检测X、Y、Z三轴伺服电机是否在原点位置。最后根据控制上料机构的自动上料、抹灰成型的运动位置控制以及瓷砖铺贴机构铺砖移动的轨迹编写相应的PLC程序, 控制X、Y、Z轴伺服电机的移动方向, 使铺贴的瓷砖前后左右对齐。瓷砖的压实通过4个相距90°对称布置的压紧气缸分3次压实瓷砖, 最终使瓷砖在水平面上完成瓷砖的压实处理。
3 自动铺砖机程序设计
3.1 自动铺砖机工作流程
自动铺砖机模拟人工铺贴瓷砖的工艺要求和动作特点编写PLC程序, 设备采用分体式结构由瓷砖自动上料机构和瓷砖铺贴机构两部分组成, 其工作流程如下。
3.1.1 自动上料机构工作流程。
首先, 将水泥砂浆搅拌均匀后输送给料斗3, 经料斗下料到料槽10中, 加满后刷浆机构将料槽中砂浆刮平并返回。瓷砖自底部放入抬升支架上, 经伺服电机6将瓷砖抬升到水平推料气缸处, 这时水平推料气缸将瓷砖推入砂浆成型料槽的上方后缩回。然后, 伺服电机带动滚珠丝杠将砂浆成型底座和瓷砖移动到压紧机构5处, 由压紧机构将瓷砖和料槽中的水泥压实后抬起。最后, 由伺服电机6将底座移动到机架的最右侧, 四导柱顶升气缸抬起抹灰后的瓷砖脱离砂浆成型料槽备用。
3.1.2 瓷砖铺贴机构工作流程。
首先, 瓷砖铺贴机构在X、Y、Z三轴伺服电机的带动下, 自坐标原点将真空吸盘移动到临近自动上料机构的瓷砖处;然后, 真空吸盘吸附起瓷砖, 移动X、Y、Z三轴电机使瓷砖回到用户坐标系原点正上方10mm处, 调整旋转轴盘式输出减速机角度使瓷砖与地面十字线对齐;再由伺服电机及减速机沿Z轴下降到指定位置后, 真空吸盘释放瓷砖;在气缸7下降压两三次 (模拟橡胶锤敲击效果) , 将瓷砖压实到标高控制线后缩回。当第一块瓷砖铺好后, 瓷砖铺贴机构即按照S7-200PLC控制程序实现精确、高效、连续化铺砖作业。
3.2 自动铺砖机的顺序控制功能图设计
按上述自动铺砖机工作流程设计的自动铺砖机程序结构包括:主程序、初态检查子程序、瓷砖自动上料子程序、运行控制子程序、瓷砖铺贴子程序和状态指示子程序等。主程序是一个周期循环扫描的程序, 通电后先进行初态检查:即检查料斗中砂浆供料充足、瓷砖上料机构有无瓷砖、水平推料气缸缩回、刷浆机构缩回、四导柱顶升气缸下降、铺料底座在滚珠丝杠左侧、瓷砖搬运铺贴机构是否在原点以及瓷砖压紧气缸缩回8个状态是否满足要求。这8个条件中任一条件不满足初态条件, 设备均不能启动瓷砖铺贴程序并使之运行。如果初态检查通过, 则说明设备准备就绪, 准许启动。启动后主程序每个扫描周期调用瓷砖自动上料子程序、运行控制子程序和瓷砖铺贴子程序循环执行。如果在运行过程中按下停止按钮, 系统运行一个周期后进入停止状态。
4 人机界面设计
根据自动铺砖机的PLC程序选择MCGS昆仑通态人机界面TPC7062KX设计其组态画面, 可实现如下功能:1在触摸屏上实现设备的起动、停止操作和工作状态指示;2当入料口通过人工放下瓷砖时伺服电机立即启动, 按触摸屏设定的速度驱动传送电机把瓷砖送往铺砖机构处;3在触摸屏上可显示各横向、纵向铺贴瓷砖的累计数据, 且数据在触摸屏上可以重新设定;4根据实际需要设定铺贴瓷砖时气缸施加的压力值大小;5可手动设定铺贴机构旋转z轴的初始角度, 便于手动调整铺贴瓷砖使其和地面十字线对齐。
5 结语
本文设计的室内分体式自动铺砖机模拟人工贴砖抹灰和贴压瓷砖的工艺过程, 借助PLC、传感器和伺服电机控制其自动送料机构和铺砖机构水平和垂直方向的位移, 可实现精确、高效、连续化的铺砖作业。PLC和MCGS的综合应用实现了铺贴瓷砖的自动化控制, 且在铺砖机运行的过程状态和数量都可从人机界面上实时的监控, 并可根据需要做适当修改, 大大提高了铺贴瓷砖的效率, 适用于更多的场合。其具有低成本、质量一致性好的优点, 是对自动铺砖机控制系统设计的一次有意义尝试。
参考文献