陶瓷馬賽克外墻磚輸送生產(chǎn)線減振方法研究*

劉　杰　董關(guān)平　范彥斌

(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院　廣東 佛山　528000)

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陶瓷馬賽克外墻磚輸送生產(chǎn)線減振方法研究*

劉杰董關(guān)平范彥斌

(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院廣東 佛山528000)

摘要筆者主要介紹了目前陶瓷廠馬賽克外墻磚的生產(chǎn)現(xiàn)狀，指出了馬賽克輸送生產(chǎn)線由于振動(dòng)導(dǎo)致磚體排列混亂的現(xiàn)象，并對該振動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行了研究分析。研究發(fā)現(xiàn)，其主要原因是由于鏈輪傳動(dòng)固有特性以及設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致鏈條輸送線發(fā)生振動(dòng)，同時(shí)，為減少生產(chǎn)線的振動(dòng)狀況，筆者提出了一些減振方法及相應(yīng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞陶瓷馬賽克外墻磚生產(chǎn)線減振改進(jìn)

前言

馬賽克又名錦磚，是一種可以通過拼接排雷形成各種圖案的建筑陶瓷裝飾材料，其花色多樣，到目前為止，市場上已經(jīng)生產(chǎn)有上千種顏色的馬賽克磚體。由于其具有耐用度高、價(jià)格低、裝飾效果好和圖案可定制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于室內(nèi)的地板、墻面或室外墻體的裝飾，我國的陶瓷馬賽克生產(chǎn)銷售總量巨大。隨著時(shí)代和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)物質(zhì)文化和精神文化都更加富于多元化，由此人們已經(jīng)不再僅僅滿足溫飽，而是追求更高的精神享受，人們審美意識以及對生活品質(zhì)的追求也在發(fā)生著巨大轉(zhuǎn)變，特別是對于居家裝飾更加注重藝術(shù)風(fēng)格的多樣性[1]。馬賽克市場得到了快速的發(fā)展，市場的需求不斷上升，與國外馬賽克生產(chǎn)廠商相對比，主要是花色和生產(chǎn)成本質(zhì)量兩個(gè)方面存在一些差距：首先，國外生產(chǎn)設(shè)備先進(jìn)，在自動(dòng)檢查破碎品和色差的技術(shù)方面，國內(nèi)生產(chǎn)廠家與其有一定的差距；其次，由于陶瓷廠為24 h連續(xù)作業(yè)，在生產(chǎn)線的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率方面與國外企業(yè)也有一定的差距。國內(nèi)的生產(chǎn)廠商主要依靠相對廉價(jià)的勞動(dòng)力和機(jī)械設(shè)備的低成本，獲得在馬賽克產(chǎn)品價(jià)格方面的優(yōu)勢。從生產(chǎn)陶瓷的本身質(zhì)量來看，在產(chǎn)品本身技術(shù)方面國內(nèi)的陶瓷生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)水平，但是，生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)短板導(dǎo)致生產(chǎn)效率一直較低，這方面還需要不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新。筆者主要介紹了目前陶瓷廠馬賽克外墻磚的生產(chǎn)現(xiàn)狀，以及生產(chǎn)線上馬賽克磚體在輸送過程中出現(xiàn)排列混亂的問題，因?yàn)轳R賽克磚體的排列問題始終貫穿著整個(gè)生產(chǎn)過程，在這方面的改進(jìn)對生產(chǎn)效率具有明顯的益處。同時(shí)，針對這些問題，我們根據(jù)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)并提出自己的一些改進(jìn)意見。

1　馬賽克磚體的生產(chǎn)工藝

陶瓷廠馬賽克外墻磚一般生產(chǎn)工藝為：通過壓機(jī)壓磚坯模(為多組預(yù)留排列整齊的型腔)，一般按照市場需要，主要根據(jù)用途不同大致分為20 mm×20 mm至60 mm×60 mm不等的方形或矩形形狀，一般壓機(jī)下型腔的模具表面有一定的紋理，主要根據(jù)該陶瓷馬賽克設(shè)備中的壓機(jī)成形設(shè)備是正打微粉布料還是反打微粉布料，目前的二次或一次陶瓷布料機(jī)械，主要采用的布料方式是反打微粉布料，由于拋光工藝的發(fā)展，反打工藝相對容易實(shí)現(xiàn)表面紋理的形成。馬賽克磚體經(jīng)過壓機(jī)布料成形之后，經(jīng)過釉線工藝以及翻轉(zhuǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)磚體的翻轉(zhuǎn)平穩(wěn)整齊排列放置在高溫板進(jìn)入高溫爐燒結(jié)。玻璃馬賽克大致工藝為先經(jīng)過高溫將原材料融化，然后將溶液注入到設(shè)備馬賽克模型腔體中，經(jīng)過自然冷卻，并配有相應(yīng)的取出設(shè)備，實(shí)現(xiàn)玻璃馬賽克的收集，然后通過各種排列裝置實(shí)現(xiàn)磚體的重新排列[2]。在磚體從高溫熔爐中進(jìn)入鋪貼打包工藝的過程中，存在自然冷卻的時(shí)間，以及相對較長的輸送距離，在輸送過程中，由于馬賽克磚體放置在高溫板上，其溫度高，在選擇輸送方式上，要考慮這個(gè)因素。在選擇輸送方式時(shí)，平帶傳動(dòng)穩(wěn)定快速，但是高溫板不適合在皮帶輪上運(yùn)輸，所以當(dāng)前主要的運(yùn)輸方式采用鏈條傳動(dòng)。

2　現(xiàn)有設(shè)備存在的問題

鏈條生產(chǎn)輸送線對于大面積比如600 mm×600 mm至1 000 mm×1 000 mm的地面磚影響不是很大，主要原因是因?yàn)榇竺娣e磚體直接放置在鏈條線上，首先其有一定質(zhì)量，運(yùn)動(dòng)相對較平穩(wěn)；其次，其面積大，雖然有一定的振動(dòng)，這些由于振動(dòng)導(dǎo)致磚體發(fā)生偏轉(zhuǎn)而形成的位置誤差，提取機(jī)械手是采用的吸盤吸取，只要不出現(xiàn)磚體損壞是不會(huì)影響到生產(chǎn)的。但是對于尺寸為20 mm×20 mm至60 mm×60 mm的馬賽克磚體，其振動(dòng)導(dǎo)致出現(xiàn)的問題就很容易顯現(xiàn)出來，對于馬賽克磚體，一般都是采用吸盤直接提取，目前的設(shè)計(jì)都是采用一個(gè)吸嘴對應(yīng)一個(gè)馬賽克磚體的吸取方式，整條生產(chǎn)線采用的控制系統(tǒng)是通過檢測高溫托板的到達(dá)位置，而高溫托板在鏈條線上的運(yùn)輸過程中，由于經(jīng)過了高溫?zé)Y(jié)，磚體強(qiáng)度增加，而且高溫板表面摩擦系數(shù)小，磚體的微小振動(dòng)容易導(dǎo)致馬賽克磚體的跳動(dòng)，在提取過程中由于有部分馬賽克偏離預(yù)定位置較多，取磚機(jī)械手下降后所對應(yīng)的吸嘴口不能完全放置在馬賽克磚體上，導(dǎo)致出現(xiàn)整個(gè)版面吸取不全的問題，這樣就造成需要工人手工補(bǔ)磚。

3　產(chǎn)生的原因及解決措施

依據(jù)生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及理論研究發(fā)現(xiàn)，鏈條線生產(chǎn)過程中首先在齒輪的生產(chǎn)上，目前大部分馬賽克的生產(chǎn)廠家都是使用常用的鏈條齒輪，生產(chǎn)的設(shè)備主要是滾齒機(jī)，是通過展成運(yùn)動(dòng)和分齒運(yùn)動(dòng)合成，由于加工過程中是手工對位，容易形成齒形誤差，主要表現(xiàn)在齒形歪斜，形成不對稱的齒廓，以及滾齒刀的軸向跳動(dòng)原因產(chǎn)生的。針對這些問題，我們主要的建議是在加工方面加強(qiáng)機(jī)床操作人員責(zé)任心。同時(shí)，由于齒輪傳動(dòng)的齒廓不是嚴(yán)格的漸開線，在鏈輪與齒輪的嚙合過程中，容易產(chǎn)生沖擊，每次嚙合都產(chǎn)生加速度形成振源，輪齒承受載荷，如同懸臂梁，其根部受到脈沖循環(huán)的彎曲應(yīng)力作用。當(dāng)這種周期性應(yīng)力超過齒輪材料的彎曲疲勞極限時(shí)，會(huì)在根部產(chǎn)生裂紋，并逐步擴(kuò)展。當(dāng)剩余部分無法承受外載荷時(shí)，就會(huì)發(fā)生斷齒。齒輪由于工作中嚴(yán)重的沖擊、偏載以及材質(zhì)不均也會(huì)引起斷齒。所以工人在滾齒機(jī)上加工完鏈輪之后，應(yīng)該齒頂修緣，盡量減少誤差。

振動(dòng)同時(shí)也是噪聲的來源，產(chǎn)生噪聲的3種振動(dòng)形式為：首先鏈節(jié)的橫向振動(dòng)和縱向振動(dòng)所產(chǎn)生的噪音是鏈傳動(dòng)噪聲最主要的部分，這種噪聲是嚙合過程中鏈條和鏈輪齒輪間相互作用產(chǎn)生的[3]；其次振動(dòng)的情況嚴(yán)重，陶瓷廠在設(shè)備保養(yǎng)方面也存在一定的問題，由于齒面工作區(qū)溫度很高，如潤滑條件不好，齒面間油膜破裂，對鏈輪傳動(dòng)形成破壞。一般來說，新鏈輪在未經(jīng)磨合即進(jìn)入生產(chǎn)時(shí)，容易產(chǎn)生較強(qiáng)烈的振動(dòng)沖擊。另一方面，潤滑油粘度過低，運(yùn)行溫度過高，齒面上單位面積載荷過大，相對滑動(dòng)速度過快，以及接觸面積過小等，也會(huì)使油膜易于破裂而造成齒面劃痕，所以機(jī)加工操作人員，需要經(jīng)常注意添加潤滑油以及檢測鏈輪和鏈條的破損情況，以便及時(shí)維護(hù)。

在設(shè)備改進(jìn)方面，主要從兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，為減少振動(dòng)帶來的馬賽克磚體位置跳動(dòng)，可以在鏈條線上設(shè)計(jì)鏈條自動(dòng)張緊裝置。由于該鏈條線生產(chǎn)線單節(jié)長度為10～15 m，整條生產(chǎn)線長200 m左右，長跨距鏈條，由于鏈條鏈節(jié)變形累計(jì)容易產(chǎn)生跳齒和脫齒現(xiàn)象，在生產(chǎn)線上增加自動(dòng)漲緊機(jī)構(gòu)能有效減少跳齒和脫齒現(xiàn)象。其次在減振方面，在鏈輪安裝位置可以設(shè)計(jì)減振彈簧裝置，如圖1所示。

圖1　加彈簧裝置的鏈條傳動(dòng)示意圖

沖擊載荷是產(chǎn)生嚙合噪聲和振動(dòng)的主要原因之一。在鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)中,傳動(dòng)參數(shù)鏈輪齒數(shù)、鏈條節(jié)距的選擇是關(guān)系設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，鏈輪齒數(shù)與鏈節(jié)距是相對獨(dú)立的兩個(gè)參數(shù)。作為獨(dú)立參數(shù),鏈輪齒數(shù)對鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷的影響必有其獨(dú)立的一面[4]。在鏈輪齒數(shù)設(shè)計(jì)方面，生產(chǎn)經(jīng)營中，齒數(shù)多的鏈輪相對要運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)一些，所以設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，盡量選擇相對齒數(shù)多一些齒輪結(jié)構(gòu)，同時(shí)齒形節(jié)距對傳動(dòng)的振動(dòng)平穩(wěn)性也有一定的影響，節(jié)距相對較小的鏈輪傳動(dòng)相對要平穩(wěn)些，大節(jié)距的鏈條傳動(dòng)振動(dòng)要大，但是使用壽命要高一些，這個(gè)也需要設(shè)計(jì)人員綜合考慮設(shè)計(jì)成本和維護(hù)生產(chǎn)成本，相對選擇一個(gè)適中的設(shè)計(jì)方案。

4　結(jié)語

目前陶瓷廠在生產(chǎn)設(shè)備方面的問題還是比較多的，主要原因在于國內(nèi)制造業(yè)技術(shù)的不夠先進(jìn)，設(shè)備精度和質(zhì)量達(dá)不到要求；理論方面的設(shè)計(jì)研究還沒有達(dá)到與之匹配的高度。筆者結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，主要介紹了生產(chǎn)線中鏈傳動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)導(dǎo)致的生產(chǎn)問題，介紹了產(chǎn)生振動(dòng)的幾個(gè)原因。同時(shí)，針對這些問題，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)從設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)和鏈輪的加工方面介紹，提出自己的一些改進(jìn)意見。希望在陶瓷設(shè)備生產(chǎn)中有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

1王靜.淺析陶瓷馬賽克裝飾藝術(shù)的現(xiàn)狀與創(chuàng)新發(fā)展.2013(14):382～382

2董關(guān)平,范彥斌.基于MCGS及PLC的陶瓷外墻磚全自動(dòng)鋪貼系統(tǒng)的設(shè)計(jì).中國陶瓷,2015,51(7):59～63

3李兆文,王勇.滾子鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的減振降噪研究.設(shè)計(jì)與研究,2009(8):19～25

4王君玲,楊玉芬,程玉來.鏈輪齒數(shù)對鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷的影響.沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,26(1):18～22

*基金項(xiàng)目：廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：2014A030310301)；廣東省公益研究與能力建設(shè)專項(xiàng)(項(xiàng)目編號：2014A010106002)；佛山市科技攻關(guān)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：20141020149) ；廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：2012B091000175)。

作者簡介：劉杰(1983-)，講師；主要從事陶瓷機(jī)械自動(dòng)化、數(shù)控系統(tǒng)等方面的研究。

中圖分類號：TP205

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1002-2872(2016)07-0029-03

The Method of Vibration Reduction On Ceramic Mosaic Production Line

Liu Jie,Dong Guanping,Fan Yanbin

(Foshan University,Guangdong,Foshan,528000)

Abstract:This paper mainly introduces the status of ceramics factory Mosaic tile production and analyzed the phenomenon that the mosaic chaos arrangement on transmission line which caused by chain transmission vibration. Studied the causes of the vibration phenomenon, research finding that the main reason is the sprocket drive inherent characteristics and defect design of the equipment that lead to chain line vibration. At the same time, in this paper we put forward our own opinion of equipment structure improvements and some methods of vibration reduction to solve the problems.

Key words:Ceramic mosaic; External tile; Production line; Vibration attenuation; Improvement