LT6800陶瓷板壓機的技術(shù)特點分析

梁超寰，談建豪，蘇龍保，梁德成

(佛山市恒力泰機械有限公司，佛山 528031）

1 引言

傳統(tǒng)家庭用地磚、墻磚規(guī)格，以300mm×600mm、600mm×600mm、800mm×800mm等相近規(guī)格為主。隨著家裝市場的風格變換，以及瓷磚應用的多元化，2018年開始，以800mm×2600mm、1200mm×2700mm等為代表的大規(guī)格巖板，逐漸進入市場。2019年，佛山市恒力泰機械有限公司和蒙娜麗莎集團強強聯(lián)手，用HT36000壓機，生產(chǎn)出業(yè)內(nèi)最大的1600mm×3600mm超大規(guī)格巖板，用途也從地磚，推廣至臺面裝飾等。

而近年來，750mm×1500mm、800mm×1600mm等規(guī)格陶瓷板，逐漸風靡市場。恒力泰公司的LT6800應運而生。該機型具有合適的壓制力和柱間距，專為壓制上述規(guī)格陶瓷板量身定做，促進其加速推廣。

2 LT6800壓機技術(shù)參數(shù)

LT6800主機采用單纏繞機架，兼顧柱間距的同時能保持優(yōu)異的剛性，是專為750mm×1500mm這種長方形磚形設計。壓機外形美觀（圖1）。

圖1 LT6800外觀

LT6800主要技術(shù)參數(shù)如下：

(1)最大壓制力68000kN(6800tf)；

(2)活動橫梁最大行程220mm；

(3)活動橫梁下平面與工作臺面間距最大765mm、最小545mm；

(4)左右立柱間凈空距2150mm；

(5)動梁工作面寬度1150mm；

(6)最大填料深度80mm；

(7)模芯最大頂出力270kN；

(8)主電機功率200kW。

3 技術(shù)特點

3.1 單纏繞高剛度機架

LT6800機架采用單纏繞機架，該機架已在陶瓷壓機領(lǐng)域得到成熟的應用，具有超強的抗疲勞和高剛性等特點。有別于兩片600mm×600mm、800mm×800mm，長方形的750mm×1500mm磚具有橫向長度大、連貫的特點，對機架在重載下的剛性要求更高。針對這個工況，在設計時，使用了成熟的有限元計算機仿真技術(shù)，充分考慮壓機在壓制各種目標陶瓷板時的變形量，確保了機架的剛性，使壓制的磚坯變形小、誤差小。

在保證機架剛性的同時，在上梁內(nèi)設計有上油箱。這種設計使油箱更靠近主油缸，有利于提高其充液速度和效率，充液效率的提高，有利于主缸壓力的快速建立，從而提升壓制頻率，而且又能減少耗油量，能夠明顯降低能耗。這種布局使整機更緊湊協(xié)調(diào)美觀的同時，還節(jié)省了外置油箱所需的加工費用和空間，降低了陶瓷廠的使用成本，使各設備的擺放能更緊湊，節(jié)約緊張的土地空間。

3.2 雙軸伺服同步頂出

傳統(tǒng)陶瓷壓機，多使用單伺服閥控制的機械、同步油缸頂出。其中，機械頂出，指伺服油缸，連接一個橫梁，橫梁上連接著四條頂桿，頂桿與模具固定，是為一條硬連接傳遞鏈，這樣，伺服閥就能控制模具頂出和填料等動作。這種結(jié)構(gòu)簡單，模芯運動過程中四角平整，磚坯四角厚度偏差小，可靠性好。但當用于大規(guī)格瓷板時，四個頂桿之間的跨距要拉大，為保證剛度，橫梁也要拉寬且加厚，這樣導致結(jié)構(gòu)笨重，且占用機架下梁空間，削弱下梁剛度。而在同步油缸頂出中，伺服油缸通過液壓油路，推動四個頂出油缸，即以液壓油路代替機械頂出中的頂桿，很好的解決了壓制大規(guī)格磚時所需的大跨距問題，但缺點是，四個頂出缸由于油路油液、摩擦力等差異，四個角的平整度略差于機械頂出，而且當一側(cè)出現(xiàn)較大偏差時，缺乏調(diào)整糾正手段。

LT6800針對陶瓷板橫向跨距較大的情況，結(jié)合上述兩種頂出機構(gòu)的使用經(jīng)驗，在國產(chǎn)壓機中，首次研發(fā)出雙軸伺服同步頂出（恒力泰專利技術(shù)，專利號：ZL202120635934.8），很好的解決了上述使用過程中遇到的問題。雙軸伺服同步頂出是指，采用兩個伺服油缸，分別驅(qū)動模芯的左右兩側(cè)，既有同步油缸跨距大的特點，又解決了同步油缸無法單獨調(diào)整某一側(cè)的問題。為保證同步性能，在元件的使用上，使用了能快速計算的工控機和高頻響的伺服閥，并設計了基于系統(tǒng)特性的控制算法，在客戶現(xiàn)場實測，壓制1片750mm×1500mm陶瓷板，磚厚10mm，磚坯四角偏差小于0.2mm，滿足客戶嚴苛的要求。

3.3 多級壓力加壓技術(shù)

在雙碳背景和對生產(chǎn)效率的追求的雙雙驅(qū)動下，陶瓷板生產(chǎn)追求更節(jié)能和更快速成了趨勢。傳統(tǒng)的陶瓷板壓機，當?shù)蛪夯蚋邏簤褐菩枰陀谙到y(tǒng)壓力的輸出時，往往只能用節(jié)流或利用增壓器進行增壓/降壓來實現(xiàn)。增壓器一般只是單活塞，只有兩個工作腔，所以只有一個增壓/降壓比，所以即使用增壓器增壓/降壓輸出，但由于增壓/降壓比只有一個值，適應的壓力范圍非常狹窄，不能很好適應所有的壓力設定，所以這兩種方法都會因節(jié)流而產(chǎn)生大量能量損耗，導致油液發(fā)熱，系統(tǒng)效率低下，油液也因高溫而更容易變質(zhì)。

為了降低壓機的能耗的同時提升壓制速度，LT6800壓機應用一種多級壓力的變壓缸裝置(恒力泰專利技術(shù)，專利號：ZL201710248828.2)。該裝置內(nèi)部裝有兩個活塞，大活塞里套有一個小活塞，每個活塞有兩個工作腔，即有四個工作腔。四個腔的兩兩組合，形成最多16種組合，選取適當?shù)慕M合，就能形成多級增壓/降壓比輸出，適用壓力范圍大幅增加，相比普通增壓器，能選擇到一個更接近設定壓力的增壓/降壓比，從而減小節(jié)流損失。應用該技術(shù)后，能量得到有效的分配，減少了無謂的節(jié)流損失，節(jié)約的壓力能，將轉(zhuǎn)化為壓制頻率，從而達到既節(jié)能又快速的目的。

3.4 液壓系統(tǒng)數(shù)字仿真計算的應用

傳統(tǒng)壓機液壓系統(tǒng)的設計，受限于相關(guān)設計軟件的發(fā)展，設計計算時只能計算壓機穩(wěn)態(tài)時的工況，對系統(tǒng)的動態(tài)性能，無法有效估計。而人工計算又費時費力，有時只能依據(jù)使用經(jīng)驗，進行改進式的設計，當遇到未使用過的工況時，因為無經(jīng)驗借鑒，無法高效設計，往往需要在壓機生產(chǎn)出來之后再花大量時間測試改進，導致設計周期長，耗費大。

LT6800液壓系統(tǒng)設計時，采用了先進的數(shù)字仿真計算技術(shù)（圖2）。一改以往憑經(jīng)驗和手工計算的設計思路，直接根據(jù)客戶對壓機目標壓制磚坯的工藝動作要求，利用數(shù)字仿真技術(shù)，搭建壓機的模型，輸入工藝參數(shù)，根據(jù)目標壓制頻率，選取敏感參數(shù)，自動優(yōu)化計算出泵所需排量、蓄能器放置位置、閥的配比、變壓缸壓力配比等，提前驗證壓機的壓制頻率是否滿足客戶要求，大大提高產(chǎn)品研發(fā)的一次成功率。一些壓力沖擊和動態(tài)性能，也能通過數(shù)字仿真技術(shù)提前計算出來，大大縮短了調(diào)試時間，降低了用戶使用成本和現(xiàn)場調(diào)試成本。

圖2 壓機主缸壓力仿真曲線

3.5 智能化

LT6800可配壓機智能管控系統(tǒng)(Intelligent Press Manage system，簡稱IPMs)（圖3），是恒力泰開發(fā)的一套能適應數(shù)字工廠、工業(yè)4.0、無人化工廠等新時代設備智能化要求的壓機管控系統(tǒng)，具有壓機在線監(jiān)控、壓機遠程控制、數(shù)據(jù)收集處理、報表管理、壓機狀態(tài)監(jiān)測等多種智能化功能。通過遍布機身的多個傳感器及攝像頭等，多維感知壓機的狀態(tài)，能夠更及時的判斷壓機狀況，處理報警信息，減少設備等待時間，調(diào)整壓機動作，提高設備使用效率，優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍，為設備優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐，減少設備維護人員的數(shù)量，降低設備維護的難度，為企業(yè)降低設備使用成本和提高生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語

LT6800是針對陶瓷板開發(fā)的機型，運用多項先進技術(shù)，性能優(yōu)異，運行可靠。目前，該機型已經(jīng)順利投產(chǎn)，全面助力陶瓷板的發(fā)展。