YP8390型液壓自動(dòng)壓磚機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)分析

談建豪 鄧耀順 溫怡彰 仇家強(qiáng)

摘 要：恒力泰 YP90系列壓磚機(jī)是本司對(duì)YP系列壓磚機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)的重要成果，其應(yīng)用了本司近年來多項(xiàng)專利技術(shù)，具有抗疲勞性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、自動(dòng)化程度高、可拆分運(yùn)輸、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，是成熟又穩(wěn)定的產(chǎn)品。目前，YP90系列壓磚機(jī)包括YP7890、YP8390、YP8890、YP10090、YP12090。本文將以YP8390為例，對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，為日后其他大噸位液壓自動(dòng)壓磚機(jī)的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：YP8390型壓磚機(jī);可拆分結(jié)構(gòu);節(jié)能減排;技術(shù)參數(shù)

1 前 言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們生活需求的不斷提高，大規(guī)格陶瓷板逐漸受到市場(chǎng)的青睞[1]。受到市場(chǎng)大形勢(shì)的影響，大噸位的壓磚機(jī)逐漸擁有其獨(dú)特的市場(chǎng)地位。但由于大噸位壓機(jī)一般具有較龐大的身軀，在生產(chǎn)、安裝和運(yùn)輸?shù)确矫娲嬖谝欢ǖ睦щy。此外，近年來，國家陸續(xù)出臺(tái)的一系列交通法規(guī)、環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排等政策，使得大噸位壓機(jī)前路受阻[2]。為了解決以上問題，我司推出新一代YP90系列液壓自動(dòng)壓磚機(jī)。目前，YP90系列家族包括YP7890、YP8390、YP8890、YP10090和YP12090。本文將以YP8390為例，詳細(xì)分析其技術(shù)特點(diǎn)。

2 YP8390型壓磚機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

YP8390型壓磚機(jī)是恒力泰公司根據(jù)市場(chǎng)的需求，對(duì)現(xiàn)有大噸位壓磚機(jī)架構(gòu)升級(jí)的其中一個(gè)代表性產(chǎn)品，其工作臺(tái)面寬度達(dá)1580 mm，最大壓制力達(dá)8300 tf，可壓制成型1800 mm×900 mm×（3～30） mm的大規(guī)格陶瓷板（磚）。主要技術(shù)參數(shù)如下：

（1）最大壓制力83000KN（8300 tf）;

（2）活動(dòng)橫梁最大行程220 mm;

（3）活動(dòng)橫梁下平面與工作臺(tái)面間距最大765 mm、最小545 mm;

（4）左右立柱間凈空距2450 mm;

（5）底座臺(tái)面前后寬度1580 mm;

（6）動(dòng)梁工作面寬度1370 mm;

（7）最大填料深度70 mm;

（8）模芯最大頂出力275 kN;

（9）空循環(huán)次數(shù)可達(dá)17次/min;

（10）周期中加壓次數(shù)2～5次;

（11）主電機(jī)功率180 kW（90 kW×2）;

（12）主機(jī)重量203 t。

3 YP8390型壓磚機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

YP8390型壓磚機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.1 可拆分式機(jī)架

由于壓磚機(jī)的重量隨著噸位的增大而增加，因此YP8390型壓磚機(jī)主機(jī)重量達(dá)到203噸。其中主缸部件、活動(dòng)橫梁和框架占據(jù)了壓磚機(jī)主機(jī)的大部分重量，而框架部分正是其中的大頭。目前，大部分壓磚機(jī)的主機(jī)框架一般采用鑄件進(jìn)行生產(chǎn)，越大的鑄件價(jià)格越高，生產(chǎn)周期長，也越難找到可生產(chǎn)的廠家，同時(shí)在鑄造的過程中越容易產(chǎn)生鑄造缺陷，例如：氣孔、縮孔、裂紋和縮松等，影響零件機(jī)械強(qiáng)度。要解決鑄件缺陷的問題，一方面可以通過改善鑄造工藝，另一方面可以通過降低鑄件的形狀結(jié)構(gòu)和重量。此外，隨著交通運(yùn)輸方面的影響，國家近年來陸續(xù)出臺(tái)了一系列關(guān)于公路運(yùn)輸治超的法規(guī)，并加大了對(duì)超載車輛的處罰力度，這一切無疑是對(duì)大噸位壓機(jī)的運(yùn)輸提出了新的挑戰(zhàn)。為了精準(zhǔn)得解決上述問題，在減重的問題上，恒力泰首先把重點(diǎn)放在YP8390的框架升級(jí)改造上。YP8390的主機(jī)機(jī)構(gòu)采用了新型鋼絲預(yù)應(yīng)力雙纏繞可拆分結(jié)構(gòu)（恒力泰專利技術(shù)，專利號(hào)：ZL201210239283.6）。此機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)就是把壓磚機(jī)的框架拆分為前框架和后框架，通過對(duì)框架的分拆達(dá)到降低單片框架重量[3]。此外，優(yōu)化框架的結(jié)構(gòu)，使其更加容易鑄造，不容易產(chǎn)生鑄造缺陷。為了提高框架纏繞的效率，YP8390采用雙板框同時(shí)加工的方式在工作臺(tái)上進(jìn)行鋼絲纏繞。纏繞后的框架剛度足，具有超強(qiáng)的抗疲勞性和承載穩(wěn)定性。此外，松開拉桿和螺母機(jī)構(gòu)，前后板框可實(shí)現(xiàn)完全分離，與噸位相近的單框架型大噸位壓磚機(jī)比較，YP8390可把框架分成前、后框架進(jìn)行分開運(yùn)輸。由于框架的噸位下降了，安裝也方便和靈活了，進(jìn)而直接降低了生產(chǎn)和運(yùn)輸成本。

3.2 變壓缸裝置

液壓設(shè)備的工作原理主要以液壓油為工作介質(zhì)，通過借助動(dòng)力元件和執(zhí)行元件，把壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。壓磚機(jī)作為液壓設(shè)備的一種，其工作原理也一樣，因此調(diào)節(jié)液壓壓力將直接影響壓磚機(jī)的工作性能。以前，大多數(shù)的液壓機(jī)相對(duì)呆板，不能根據(jù)實(shí)際的需要調(diào)節(jié)液壓壓力或其壓力調(diào)節(jié)區(qū)間很窄，實(shí)際使用不方便。后來，隨著科技的進(jìn)步，逐漸出現(xiàn)了可實(shí)現(xiàn)高低壓轉(zhuǎn)換的壓磚機(jī)。這種高低壓轉(zhuǎn)換的壓磚機(jī)在低壓加壓時(shí)為主油缸提供低壓液壓油。高壓時(shí)，則通過采用增壓缸裝置，把高壓液壓油輸送到主油缸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高壓加壓的功能。一般的增壓缸裝置只有增壓和降壓的等級(jí)壓力，隨著客戶需求的變化，目前單一的功能已逐漸不能滿足多級(jí)壓力的控制需要。為了解決這個(gè)難題，恒力泰公司開發(fā)出了一種設(shè)置有多級(jí)壓力的變壓缸裝置（恒力泰專利技術(shù)，專利號(hào)：201710248828.2）。此裝置內(nèi)部裝有大、小活塞桿，大活塞桿內(nèi)部為小活塞桿的內(nèi)嵌腔體，小活塞桿與缸體固連，即工作時(shí)只有大活塞桿活動(dòng)。大、小活塞桿和缸體間的組成機(jī)構(gòu)，使變壓缸內(nèi)部形成三個(gè)輸入腔體和一個(gè)輸出腔體。當(dāng)三個(gè)輸入腔體輸入不同壓力組合的壓力油時(shí)，輸出腔體即可輸出不同的多級(jí)壓力油。此時(shí)主油缸則得到多級(jí)增壓壓力輸出。尤其值得一提的是，變壓缸具有降壓增流的能力，避免了傳統(tǒng)方法（節(jié)流降壓）引起的能量損耗及油液發(fā)熱，與傳統(tǒng)增壓缸相比，變壓缸結(jié)構(gòu)更加緊湊，能效更高。早前，在YP16800型壓磚機(jī)已成功應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)。為了響應(yīng)國家綠色生產(chǎn)、節(jié)能減排的號(hào)召，同時(shí)滿足客戶的需求，除了YP16800等萬噸級(jí)別的壓磚機(jī)外，現(xiàn)在，恒力泰YP90系列的壓機(jī)全系均標(biāo)配變壓缸裝置。

3.3 大容積充液油灌

壓磚機(jī)工作時(shí)，通過活動(dòng)橫梁的上下運(yùn)動(dòng)，使得與活動(dòng)橫梁相連的模芯壓制陶瓷粉料，進(jìn)而把陶瓷粉料壓制成陶瓷磚坯。驅(qū)動(dòng)活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)就是主缸部件。主缸部件中的活塞桿每進(jìn)行一次工作，即有一個(gè)油缸容積的液壓油在進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)。越大噸位的壓機(jī)，活塞的直徑越大，則此時(shí)劇烈運(yùn)動(dòng)的液壓油越多。為了令液壓油運(yùn)動(dòng)時(shí)更加穩(wěn)定，一般在油罐的上方通入具有一定壓力的氣體作穩(wěn)定壓機(jī)壓力的作用。以活塞桿慣性下降過程為例，大量的液壓油本來只存在于油罐。充液閥打開后，大量液壓油從油罐流入主缸部分，此時(shí)油罐和主缸部分則組成了密封容積。如果油罐的大小與油缸過于接近的話，則因?yàn)橛凸藓椭鞲撞糠纸M成的密封容積突然增大接近一倍，進(jìn)而導(dǎo)致油灌內(nèi)氣壓瞬間劇烈降低，此時(shí)的氣壓和油壓大小是相同的，這種瞬間變化的油壓波動(dòng)將極不利于壓磚機(jī)的壓制工作，直接降低壓磚機(jī)的穩(wěn)定性能。相反，若油罐的容積足夠大，則油罐和主缸部分組成的密封容積與之前比變化不大，則油壓波動(dòng)較少，壓制的效果穩(wěn)定。一直以來，恒力泰都是通過科學(xué)的計(jì)算方法，并根據(jù)壓磚機(jī)噸位的大小，配置合理的油罐。與YP系列壓機(jī)相同，YP90系列壓磚機(jī)也是通過嚴(yán)密的科學(xué)計(jì)算并結(jié)合多年來的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出有利于壓制效果的大容積充液油罐。此外，YP8390采用把大容積充液油罐頂置的方法進(jìn)行安裝，這樣放置油罐的好處是油罐和主缸部分之間的距離最短，壓磚機(jī)的工作響應(yīng)也更加迅速。

3.4 新型多缸板式伺服頂出裝置

為了減少壓磚機(jī)在生產(chǎn)大規(guī)格陶瓷板過程中頂出裝置對(duì)磚坯造成的變形，保證磚坯的質(zhì)量。YP8390壓磚機(jī)采用了由恒力泰開發(fā)出的新型多缸板式伺服頂出裝置（恒力泰專利技術(shù)，專利號(hào)：ZL201120063497.3）。早前，在YP10000型壓磚機(jī)已成功應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)[4]，并收到了不錯(cuò)的效果。該裝置的主要特色是通過對(duì)頂出裝置的頂出油缸和液壓油路進(jìn)行優(yōu)化，采用對(duì)工作執(zhí)行油缸周期性補(bǔ)油的方法，保證工作執(zhí)行油缸即使遇到機(jī)械加工誤差、密封泄露等惡劣情況下，依然能動(dòng)作同步準(zhǔn)確可靠。此外，頂出裝置上還裝有高精度、強(qiáng)抗干擾能力的SSI傳感器，幫助頂出裝置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的位置檢測(cè)。

3.5 電氣系統(tǒng)全新升級(jí)

簡單來說，隨著壓機(jī)噸位的增大，其運(yùn)動(dòng)部件也相對(duì)較大。因此，大噸位壓機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)部件因其重量的原因，運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性等指標(biāo)也相對(duì)較大。YP8390在運(yùn)行過程中需兼顧頂出0.1 mm的定位精度，動(dòng)梁0.2 mm的定位精度及主油缸0.5 bar的壓力精度，這些龐然大物的高精度控制要求控制系統(tǒng)必須具有更高的性能。YP8390采用最新一代控制器。此控制器不但運(yùn)行速度更快、更穩(wěn)定，還功能強(qiáng)大;此外，還有全新開發(fā)及優(yōu)化的控制系統(tǒng)，其功能更加強(qiáng)大、更加完善。

3.6 其它優(yōu)化

除了上述性能上的提升外，YP8390壓磚機(jī)其他各方面的也有改進(jìn)設(shè)計(jì)。

1）因?yàn)榇髧嵨粔簷C(jī)體形龐大，頂部與地面的距離較高，因此，為方便工作人員對(duì)壓磚機(jī)開展維護(hù)工作，YP8390壓磚機(jī)充液油罐上裝有環(huán)形防護(hù)欄和安全爬梯等安全裝置。

2）為了保證活動(dòng)橫梁在升、降的過程中與工作臺(tái)面的位置精度，YP8390活動(dòng)橫梁設(shè)置有四桿導(dǎo)向裝置，并配備了自動(dòng)潤滑系統(tǒng)。終端客戶不需要安排人手定期為導(dǎo)桿加注潤滑油，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

3）YP8390壓磚機(jī)配置有高性能隔音罩。該隔音罩不但隔音效果良好，散熱性能優(yōu)秀，還具有亮麗的外觀。再加上煥然一新的主體外觀，讓YP8390壓磚機(jī)顯得更加干練和大氣。

4 結(jié) 語

YP8390型壓磚機(jī)是恒力泰近年來取得的多項(xiàng)新技術(shù)的結(jié)晶。其通過把多項(xiàng)已經(jīng)通過市場(chǎng)驗(yàn)證的優(yōu)秀技術(shù)（可拆分式機(jī)架、變壓缸裝置等）整合，然后精益生產(chǎn)出來的一款不但能降低生產(chǎn)成本、滿足客戶生產(chǎn)需要，還能滿足國家對(duì)陶瓷行業(yè)節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)的要求的共贏產(chǎn)物。目前，除了YP8390外，與YP8390同系列的YP7890、YP8890也已經(jīng)順利投產(chǎn)，同時(shí)也是好評(píng)不斷。針對(duì)目前國內(nèi)外市場(chǎng)的發(fā)展、客戶的迫切需求以及進(jìn)一步響應(yīng)國家綠色發(fā)展的號(hào)召，YP90系列家族即將迎來新成員——YP16890。

參考文獻(xiàn)

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[3] 韋峰山;彭滬新;溫怡彰. YP10000 型液壓自動(dòng)壓磚機(jī)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新及優(yōu)化特點(diǎn)[J].佛山陶瓷，2013（09）.

[4] 陳延林;黃國雄;肖偉平. 淺談 YP10000 型液壓自動(dòng)壓磚機(jī)的亮點(diǎn)[J].佛山陶瓷，2017（02）.