新型濕硬性混凝土砌塊生產(chǎn)技術(shù)研究

李瑞晨，陳　楠，閆法義（.山東建筑大學(xué)，山東濟(jì)南5000；.濟(jì)南建源機(jī)械制造有限公司，山東濟(jì)南5004）

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新型濕硬性混凝土砌塊生產(chǎn)技術(shù)研究

李瑞晨1，陳楠2，閆法義1
（1.山東建筑大學(xué)，山東濟(jì)南250100；2.濟(jì)南建源機(jī)械制造有限公司，山東濟(jì)南250014）

【摘要】介紹了新型濕硬性混凝土砌塊生產(chǎn)線的工作原理和流程，闡述了生產(chǎn)線的整體結(jié)構(gòu)和相關(guān)各模塊。該生產(chǎn)線能大幅提高混凝土砌塊的生產(chǎn)效率，節(jié)約人力、機(jī)械、材料成本。

【關(guān)鍵詞】濕硬性；混凝土；生產(chǎn)線；研發(fā)；模塊；生產(chǎn)效率

當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)混凝土砌塊成型設(shè)備存在自動(dòng)化程度不高、生產(chǎn)效率較低，自動(dòng)化程度不高、噪音大、故障率高的缺點(diǎn)。而進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格又極為昂貴，因此國(guó)內(nèi)混凝土砌塊生產(chǎn)的需求難以得到滿足。本文開發(fā)了一種高效率，節(jié)約成本的混凝土砌塊生產(chǎn)線，對(duì)行業(yè)內(nèi)的混凝土砌塊生產(chǎn)裝備具參考和借鑒作用。

1　生產(chǎn)線工作流程

混凝土按照成型方式的不同可大致分為干硬性混凝土和濕硬性混凝土。本產(chǎn)品主要適應(yīng)于濕硬性混凝土砌塊的生產(chǎn)。

1.1濕硬性混凝土的成型過(guò)程

混凝土砌塊的成型過(guò)程分為三步：澆注，蒸養(yǎng)和脫模。澆注：將混合完成的混凝土經(jīng)稱量之后注入模具。蒸養(yǎng)：一定溫度及濕度下進(jìn)行蒸養(yǎng)，使之干燥而不開裂。脫模：通過(guò)較大的慣性力將產(chǎn)品與模具分離。

1.2生產(chǎn)線的工作流程

圖1　生產(chǎn)線工作流程圖

圖中⊙表示托盤或模具被提升機(jī)提升；?表示托盤或模具被提升機(jī)降落；虛線表示位于下方的模塊；寬箭頭表示產(chǎn)品脫模后的運(yùn)輸方向。

圖1中，具體工作流程是叉車將托盤和裝有蒸養(yǎng)完成的混凝土的模具一起放置在起始端支架上，并且在起始端提升機(jī)的作用下被提升，后又放置在起始端提升機(jī)所對(duì)應(yīng)位置的滾子傳送機(jī)上進(jìn)行傳送。

兩者被傳送至①處，此時(shí)，立體交叉提升機(jī)將裝有蒸養(yǎng)完成的混凝土的模具提起沿路徑B送至脫模機(jī)進(jìn)行脫模，空托盤則繼續(xù)在傳送系統(tǒng)上沿原路徑A運(yùn)動(dòng)，當(dāng)空托盤運(yùn)送至②處，脫模機(jī)已經(jīng)脫模完成，空模具被立體交叉提升機(jī)送至②處放置在托盤上，完成整個(gè)脫模動(dòng)作。脫模后的混凝土砌塊成品由小車碼垛后經(jīng)圖2所示的寬箭頭方向運(yùn)出。

空膜與托盤繼續(xù)沿傳送系統(tǒng)行進(jìn)至噴油以及下料機(jī)構(gòu)處開始新的澆注過(guò)程，與此同時(shí)，位于下料裝置下端的振動(dòng)傳送機(jī)在傳動(dòng)的同時(shí)開始振動(dòng)，直至行進(jìn)至生產(chǎn)線末尾，由終止端提升機(jī)提升并放置在終止端支架上，以待叉車將其運(yùn)送至蒸養(yǎng)室進(jìn)行蒸養(yǎng)。

2　生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)

本產(chǎn)品總共有三套系統(tǒng)組成（機(jī)械系統(tǒng)，氣壓與液壓系統(tǒng)，電子控制系統(tǒng)）。

2.1機(jī)械系統(tǒng)

機(jī)械系統(tǒng)共由21個(gè)模塊組成。圖2為整套混凝土砌塊生產(chǎn)線的三維模型。

圖2　生產(chǎn)線整體結(jié)構(gòu)圖

機(jī)械系統(tǒng)模塊分為四大類：傳送類，提升類，脫模碼垛類以及噴油下料類。

1）傳送類。傳送類包括兩類模塊：起始端與終止端支架，滾子傳送機(jī)。

2）提升類。提升類包括兩個(gè)鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)模塊，兩個(gè)鋼絲繩提升機(jī)模塊。

3）脫模碼垛類。碼垛機(jī)利用巨大的沖擊慣性力對(duì)混凝土砌塊進(jìn)行脫模。

4）噴油下料類。此類模塊包括噴油機(jī)構(gòu)和兩個(gè)下料機(jī)構(gòu)，其中的輔料下料機(jī)構(gòu)在不需要時(shí)可以不使用，并且在輔料下料機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，其下方的振動(dòng)傳送機(jī)只進(jìn)行傳送工作，不進(jìn)行振動(dòng)工作。

2.2氣壓與液壓系統(tǒng)

氣壓系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品傳送，提升，碼垛，下料等動(dòng)作，全套系統(tǒng)通過(guò)壓氣機(jī)對(duì)氣體加壓，利用管路連接至各個(gè)氣缸。利用氣壓系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)：傳送機(jī)的部分傳送動(dòng)作；脫模機(jī)與立體交叉提升機(jī)抓手架以及小車碼垛平板的運(yùn)動(dòng)；下料機(jī)構(gòu)中稱量桶下端的閥門開閉。

而脫模機(jī)的反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)液壓系統(tǒng)控制兩個(gè)旋轉(zhuǎn)油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。脫模機(jī)設(shè)有單獨(dú)的液壓工作站，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)油缸。

2.3電子控制系統(tǒng)

本產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)限位開關(guān)，布置在每個(gè)模塊運(yùn)行軌道的端點(diǎn)處，每個(gè)模塊運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，限位開關(guān)觸發(fā)，將信號(hào)反饋給中央控制器，以實(shí)現(xiàn)本模塊終了動(dòng)作的停止以及下一模塊第一動(dòng)作的開啟。

傳送類模塊的每個(gè)子模塊上均設(shè)置有限位開關(guān)，當(dāng)托盤行進(jìn)至某一個(gè)子模塊終了位置時(shí)，托盤的前半部分觸發(fā)限位開關(guān)，使得該模塊的傳送終止，同時(shí)，下一模塊的傳送開啟，使得托盤繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。

而在立體交叉提升機(jī)中，觸發(fā)限位開關(guān)的不是托盤，而是提升機(jī)中的橫向運(yùn)動(dòng)子模塊，當(dāng)立體交叉提升機(jī)的第一提升機(jī)觸發(fā)了限位開關(guān)之后，模具與待脫模的混凝土砌塊被安放在脫模機(jī)上，脫模機(jī)運(yùn)動(dòng)隨即被開啟。當(dāng)脫模機(jī)完成脫模動(dòng)作之后，脫模機(jī)同樣可以觸發(fā)限位開關(guān)，使得立體交叉提升機(jī)的第二提升機(jī)開始工作，將空模運(yùn)送回生產(chǎn)線，第二提升機(jī)結(jié)束工作時(shí)，傳送模塊便恢復(fù)工作，完成整個(gè)脫模過(guò)程。

3　生產(chǎn)線的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

1）模塊化的生產(chǎn)線設(shè)計(jì)。生產(chǎn)過(guò)程的模塊化，使得生產(chǎn)時(shí)整套復(fù)雜的動(dòng)作得以分解，由不同而簡(jiǎn)單的模塊分步實(shí)現(xiàn)，在簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程的同時(shí)，也使得整個(gè)生產(chǎn)線各個(gè)設(shè)備便于拆裝運(yùn)輸。

2）脫模機(jī)脫模部分。利用慣性力模擬人工脫模的過(guò)程，節(jié)省了傳統(tǒng)工藝中脫模過(guò)程所消耗的大量人工。

3）立體交叉提升機(jī)。脫模機(jī)上方模具與托盤的分離與結(jié)合，通過(guò)立體交叉的結(jié)構(gòu)方案減小了整個(gè)生產(chǎn)線的尺寸，提高了生產(chǎn)效率。

4）下料機(jī)處的稱量裝置。混凝土澆注前，將混凝土進(jìn)行精確的稱量并通過(guò)稱量桶的位置限制，使得混凝土精確地落入模具。

5）傳送類模塊中限位開關(guān)。限位開關(guān)的使用使得不參與工作的子模塊及時(shí)停止工作，減少了電能的損耗和操作的危險(xiǎn)性。

4　結(jié)語(yǔ)

本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念是在我國(guó)水利工程，路橋工程等不斷發(fā)展的背景下形成的，將傳統(tǒng)濕硬性混凝土砌塊生產(chǎn)的人工澆注，人工脫模，人工碼垛的生產(chǎn)模式進(jìn)行了機(jī)械化革新，從而大大提高了生產(chǎn)效率，降低了次品率。同時(shí)，機(jī)械化的操作模式節(jié)約了大量的人工成本。該產(chǎn)品便于拆裝和運(yùn)輸，對(duì)極端惡劣工況的適應(yīng)性強(qiáng)，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配并工作，節(jié)約了大量的混凝土砌塊的運(yùn)輸成本。本文重點(diǎn)介紹了新型濕式混凝土砌塊生產(chǎn)線的作用與結(jié)構(gòu)，并且分析了該生產(chǎn)線的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。由此可以看出，該生產(chǎn)線的發(fā)展前景明媚，在今后的土石方工程中會(huì)有良好的發(fā)展。

（責(zé)任編輯遲明春）

作者簡(jiǎn)介：李瑞晨（1994—），男，本科在讀

收稿日期：2015-06-22

【中圖分類號(hào)】TU755.8

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1009-6159（2016）-02-0036-02