CN1234322A - 盲孔型多孔砌块自动压机 - Google Patents

Abstract

盲孔型多孔砌块自动压机,它采用下置振动芯杆装置及下模头加压的结构,复合振动成型、塑性挤压成型机理,整机结构简单,运行可靠,制造成本低。它能采用砂、粉煤灰、炉碴、黄土、水泥、石灰等为原料生产免烧多孔砌块,也能以劣质粘土生产烧结多孔砌块。它将半干法砌块压机从“空心”系列提高到“多孔”系列,空心率从25%提高到50%,其技术参数大大超过现世界水平。它能用最少的原料成本,生产最高强度的不需垫板脱坯的承重抗渗、保温、质轻的多孔砌块。

Description

盲孔型多孔砌块自动压机

本发明涉及一种建材机械，特别涉及一种半干法高压生产多孔砌块的机械。

我国国家标准规定，多孔砖或多孔砌块，其芯孔直径≤￠22mm，空心率30％。多孔砖或多孔砌块，从隔热性能、结构强度和砌筑性能上均优于现有的空心砖或空心砌块。现在，法国的一种硬挤压多孔砖机，能够生产空心率为50％的烧结多孔砌块。它采用粘土为原料，砌块强度极高，是一种高性能的墙体材料。但是这种烧结多孔砌块的生产工艺十分复杂，生产设备十分昂贵，对粘土原料的要求也很高，同时它要挖毁农田，不符合我国国策。现在还有另一类采用碎石、砂、水泥为原料的水泥空心砌块成型机。它是一种以振动成型为主的机械，1904年在美国出现，其成型技术经过了“工作台振动”、“模箱振动”、“加压振动”、“强力整体振动”的过程。现国外这类生产线技术十分成熟，且多为电脑控制，它能生产单排孔至三排孔的空心砌块。我国60年代开始仿制这种机型，现已成为我国生产水泥空心砌块的主导机型，对节约农田起到很好的示范作用。但不管是国产生产线还是引进的生产线，均还有“热、裂、漏”的问题留待解决，也均不能生产高空心率的多孔砌块。现在还有另一类半干法制砖和砌块的机械，这类机械最具代表性的是1873年在德国出现的以砂和石灰为原料的灰砖机。1971年德国又出现第一台液压式灰砂砖机，并逐步淘汰第三代机械式灰砂砖机。现国外的砌块自动压机均为液压式，压力一般为300-1500T。可生产空心率最高25％的空心砌块。我国在60年代开始仿制第一代机械式灰砂砖机，是我国半干法高压砖机的代表机型，至今没有重大改型。1974年我国有关单位开始研制500吨液压灰砂砖机，1982年通过鉴定。但是在使用中半途而废，至今仍是空白。我国现制造15000吨的液压机技术已很成熟，但由于我国砖和砌块价格特别低，而高压砌块压机运作要求高，研制周期长，费用大。研制单位不愿涉足，应是这个机型空白的重要原因。1988年我国开展墙体改革以来，一些科研单位对半干法多孔砖机提供了较多的报导资料。一种称为HNY型全自动双向液压成型机，可采用水泥、砂为原料生产空心率40％的承重盲孔多孔砖，脱模及养护不用垫板。一种称为YZM60-4盲孔砖成型机，可采用普通粘土、半干法成型盲孔型烧结多孔砖，空心率达30％。但均未见批量投向市场，其实用性还有待证实。1995年中国专利局公开了“一种粉压多孔砖自动模具”的发明申请(专利申请号：94103689.8)它是在现有的机械式或液压式的半干法高压制砖机的下模头加工出若干芯孔。若干芯杆穿过这些芯孔，芯杆上端伸出下模头而置于模框中，芯杆下端与激振器连接。填料时，激振器带动芯杆振动，从而破坏物料在密聚芯杆顶端出现的“拱桥”效应。它从技术原理，技术措施上解决了“粉压法”生产高空心率的多孔砖时长期未能解决的布料和落料难题。但是，当这个发明申请运用在生产多孔砌块时，技术要素发生了重大变化。第一，直径22mm的芯杆悬空长度达400mm，长径比达18，不能承受数百吨的冲压力，而使这种模具很快失效，所以，它必须有解决这个重大问题的技术方案。第二、传统半干法高压制坯理论认为：加压宽度应大于加压厚度，以利于减少压力递减现象。而生产空心率50％的多孔砌块时，芯孔间距仅有4mm。砌块的加压平面可视为被密聚的芯杆分割为仅4mm的宽度，而加压厚度为190mm，厚与宽之比达47，严重的压力递减也必将使这种模具失效。所以，它必须得到其他成型理论的支持。第三，发明申请实质是一套原有模具与一套新增的芯杆模具的复合，在数百吨压力的条件下和大量细长芯杆内置并跨越两套运动部件的条件下，加压结构受力条件恶劣，模具精度要求高，所以，它还必须得到结构设计和制造工艺的支持，必须解决许多实质性的问题。至今，国内外尚没有采用半干法生产空心率30％的多孔砌块自动压机推向市场。

本发明的目的是：提供一种盲孔型多孔砌块自动压机。它能采用砂、粉煤灰、炉碴、黄土、水泥、石灰等为原料，生产高强度的空心率50％的盲孔型免烧结多孔砌块。它还能以粘土，特别是劣质粘土为原料，生产高强度，空心率50％的烧结多孔砌块。这种盲孔型多孔砌块自动压机，生产的多孔砌块，坯体强度大，不需垫板协助脱坯养护，能直接脱模堆垛。这种盲孔型多孔砌块自动压机运行可靠，坚固耐用，产量大，制造成本低，能实施电脑控制。

本发明是这样实现的。1、采用现有以下模头加压的半干法砌块自动压机的基本结构。它由上横梁，下横梁和4支立柱等组成机体框架。框架中部安装模框部件，上横梁与横框部件之间安装送料斗部件；上横梁一侧安装储料斗部件，框架下部安装加压部件，加压部件上面安装下模头，下模头由加压部件驱动。2、采用中国专利局公开的“一种粉压多孔砖自动模具”的发明申请(申请号为：94103689.8)所述的下置振动芯杆结构。这个下置芯杆结构是将下模头加工出若干通孔，若干芯杆穿过这些通孔，芯杆上端伸出下模头而置于模框之中，芯杆下端与芯杆定位板、芯杆座及激振器连接。3、撤消机架下方单一支点加压的技术方案，采用在机体框架的下部两端的两个支点的加压方案。腾出下模头以下的空间安装芯杆及芯杆座。在活动横梁与下模头之间增设一个下模座，下模头固定在下模座上，下模座外部两侧具有对称的承力环，活动横梁与下模座的承力环套合或接合，能绕承力环转动。下模座内部为中空结构，可容纳芯杆，芯杆定位板、芯杆座、振动器及导向杆。4、重新设计整机的导向系统。两支上、下端固定的导向杆穿过下模座内部空间。下模座通过滑块由两支导向柱的外侧导向，芯杆座通过滑块由两支导向柱的内侧导向。模框上方的送料斗轨道为独立导轨系统。约100支的芯杆的导向由下模头、芯杆定位板的钻模工艺技术保证。5、增设活动横梁两端的加压支点的同步结构，它分别为：机械式由浮动配合实现，液压式由万向配合实现。6、匹配控制装置。液压式机型的控制机能与现有同类机型完全相同，控制系统采用现有的电脑控制技术；在机械式机型上，增设匹配的卸荷装置、厚度调节装置、落料深度调节装置。这些装置均为“机、电”或“机、电、液”一体化的设计(具体结构由附图阐述)，同样能采用现有的电脑控制技术。多孔砌块自动压机按以下工步运作。1、开模顶坯工步：送料斗后退，模框开启，随后下模头上升至工作台面，顶出砌块坯体。2、推坯填料工步：送料斗前进，将砌块坯体推离模框口，同时完成扫模。随后下模头下降，芯杆振动并跟随下降，送料斗的物料落入模框，在芯杆激振力的作用下，物料逐渐落入芯杆的间隙之间。3、盖模预压工步：送料斗后退，承压块盖住模框口，芯杆继续振动并向上挤压物料，模框中的物料在激振力和挤压力双重作用下，继续进入芯杆的间隙。4、加压工步。下模头上升，对模框中的物料加压，加压时间大于1.5秒。本发明提供的多孔砌块自动压机，是多种成型机里复合的压力机：1、50％空心率的多孔砌块，其芯孔间隙只有4mm，而落料深度需400mm，是间隙的100倍，众所周知的“拱桥”效应和芯杆间的磨擦阻力使模具因无法填料而失效。这是世界现有半干法高压砌块压机都不能生产高空心率多孔砌块的原因。本发明的多孔砌块自动压机，采用“一种粉压多孔砖自动模具”的下置振动芯杆的发明申请的结构，同时盖模后芯杆的预压动作，物料受到振动力和挤压力的双重作用，有效地克服了“拱桥”效应和细密芯杆之间的磨擦阻力，解决了“填料”的问题。在填料和预压盖模工步中，很明显，它是一台振动成型机型。2、在加压工步，由下模头实施加压的结构使下置芯杆处于受拉伸的状态，我们知道，芯杆所受的拉力远低于芯杆材料的许用拉力，同时芯杆伸出长度再大，都不会产生弯曲应力，所以在任何压力吨位下，芯杆都处于稳定状态，保证了多孔砌块模具的可靠动作。3、在加压工步时，随着物料逐渐密实，在水份和微细胶结料的共同作用下，坯体出现了塑性挤压效应，当压力维持时间越长，塑性挤压效应越明显，“压力递减”曲线也逐渐消失。实机验证证明，当压力大于30Mpa，加压时间大于1.5秒，物料含水率在8-12％，微细料20％时，均能实现塑性挤压，从而越过了传统理论“压力递减”的禁地，因此，它又是一台高压硬塑成型机。本行业的技术人员都知道：上述的水份，微细物料，压力和加压时间等的技术参数，均在现有半干法制坯的常规技术范畴之内。由于本发明的多孔砌块自动压机的压制力特别大，它能完全不需垫板脱模、养护。到此，本发明的全部目的均已实现。

本发明的多孔砌块自动压机，采用现有世界压制力最高，原料适应性最广的半干法砌块成型机和“一种粉压多孔砖自动模具”发明申请的“下置振动芯杆”的装置，并提供了下模头加压的技术方案；芯杆的预压的技术方案，塑性挤压的技术方案，从而解决了“一种粉压多孔砖自动模具”的发明申请在生产多孔砌块时还没有解决的技术问题。它能采用砂、粉煤灰、炉碴、黄土、水泥、石灰等为原料生产免烧结多孔砌块；也能以劣质粘土为原料生产烧结多孔砌块。它不需垫板脱模养护，它生产的多孔砌块为盲孔型，空心率大于50％，强度特别大，外观工整，最少孔洞排数七排，最少孔数98孔，这种多孔砌块的保温、承重、抗渗、抗冻性能大大优于现有的空心砌块，砌块成本低，并且砌筑时芯孔不漏砂浆，墙体不怕布管开口。众所周知，多孔砌块是对空心砌块的一个进步，本发明的多孔砌块自动压机能用最少的胶结原料，生产最高强度的承重、抗渗的多孔砌块，它将空心率从现有的25％提高到50％，不但保温、隔热性能大幅度提高，质量轻，而且原料成本也降低25％。它生产的砌块品质最高，成本最低；它集合多种技术方案，运行可靠，工艺简单，能实施电脑控制，是一个全新的机型。所以，它将主导世界砌块机械的市场。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是盲孔型多孔砌块自动压机工步图。

图2是盲孔型多孔砌块自动压机模具构造图。

图3是机械式盲孔型多孔砌块自动压机侧面剖视图。

图4是机械式盲孔型多孔砌块自动压机正面剖视图。

图5是液压式盲孔型多孔砌块自动压机侧面剖视图。

图6是液压式盲孔型多孔砌块自动压机正面剖视图。

参照图1。储料斗(1)、上横梁(2)、模框衬板(5)为固定部件。下模头(17)、芯杆(11)、芯杆定位板(19)、芯杆座(20)为上、下运动部件。承压块(3)、送料框(33)相互连接(以下称送料斗)。模框衬板(5)的上平面连接有台板(以下称工作台面)。送料斗位于上横梁(2)与工作台面之间。储料斗(1)位于上横梁(2)一侧。芯杆(11)穿过下模头(17)的上、下向通孔做上、下运动及振动。本机按如下工步运作：1、开模顶坯工步。送料斗右移，打开模框。下模头(17)上升，把坯体(81)顶出工作台面。2、推坯填料工步。送料斗左移，把坯体(81)推向输送带。同时，承压块(3)下平面与下模头(17)的上平面通过磨擦完成扫模工序。扫模工序完成后，下模头(17)下落，芯杆(11)开始振动并下落，送料框(33)中的物料(83)下落，物料(83)填满芯杆顶端的模框并受到芯杆振动力的作用逐渐落入芯杆之间的间隙。3、盖模预压工步。送料斗右移，承压块(3)盖住模框，芯杆维持振动并作上升运动，模框中的物料受到芯杆的挤压与振动的双重作用，逐渐地挤入芯杆间隙，芯杆顶端上升至距工作台面3-5mm。4：加压工步。下模头上升，加压速度由快到慢，调整压力，加压时间，原料含水量、微细物料比例，能使坯体进入塑性挤压的区域，从而压制出均匀密实的多孔砌块坯体，完成一个制坯循环。重复工步1，便开始新的制坯循环。

参照图2。芯杆(11)、下模头(17)、芯杆定位板(19)、芯杆座(20)、激振器(29)组成一个下置振动芯杆部件。它是“一种粉压多孔砖自动模具”发明申请所述的自动模具在砌块模具上的运用。下模头(17)的通孔数98孔。这些通孔的加工为：在下模头(17)的上、下两面分别钻孔连通，再经扩孔加工出来。芯杆定位板(19)的螺孔必须与下模头(17)的通孔匹配，这个技术要求通过工装很容易实现。芯杆(11)下端加工出螺纹与芯杆定位板(19)的螺孔旋合定位，也可以采用其他结构形式定位。激振器(29)是由现有建筑上用的附着式振动器构成，也可以由其他振动装置构成。导向杆(10)、下模滑块(13)、芯杆滑块(18)组成砌块自动模具导轨部件。下模座(16)内部中空，可容纳芯杆(11)、芯杆定位板(19)、芯杆座(20)。二支导向杆(10)的上下端固定。四件下模滑块(13)通过螺栓与下模座(16)的上平面和下平面连接。四件下模滑块(13)与导向杆(10)的外侧配合。四件芯杆滑块(18)与导向杆(10)的内侧配合，并通过螺栓分别固定在芯杆定位板(19)的上平面和芯杆座(20)的下平面。芯杆定位板(19)与芯杆座(20)连接成一体，它们可焊接也可通过螺栓连接(图中未画出)。下模头(16)外部两侧设计有对称的承力环。下模头(17)通过螺栓固定在下模座(16)的上平面上，从而组成了盲孔型多孔砌块自动模具。下模头(16)的承力环与活动横梁配合，由活动横梁两端把制坯压力传递给下模

头，从而完成与加压活动横梁接合，并达到腾出芯杆部件占据的中部空间，并切断导轨公差积累的目的。

参照图3、图4。一件上横梁(2)、4支立柱(27)、下横梁(26)、摆臂架(61)组成机械式砌块压机的机体框架。储料斗(1)、导向框(32)、框架(47)组成“浮动储料斗部件。储料斗的出料口能在导向框(32)内做上、下浮动。衬板(5)、模框(6)、上框座(7)、下框座(8)组成模框部件。这个模框部件能满足在高压条件对模框刚度的要求及高磨损条件下对模具补偿性的要求。前台板(31)、后台板(35)与模框部件及1#轴承座(49)组成模框工作台。承压块(3)、送料框(33)组成送料斗部件。送料斗部件在工作台面上运作。芯杆(11)、下模头(17)、芯杆定位板(19)、芯杆座(20)、激振器(29)及导向杆(10)、下模座(16)组成多孔砌块自动模具。下模座(16)两侧的承力环与活动横梁(64)的半月形环座接合。活动横梁通过半月形环座驱动下模座(16)向上做加压运作。导向杆(10)由上定位件(9)、下定位件(80)定位。活动横梁(64)两端通过两件连杆销(74)、两件连杆(75)与曲轴(67)连接。曲轴(67)通过四件轴承座(66)安装在下横梁(26)上。曲轴(67)一端安装连轴器(76)、另一端安装基轮(78)、中部安装芯杆凸轮(65)。曲转(67)转速12-15转/分。连杆(75)的行程200mm。芯杆凸轮(65)通过转轴件(79)驱动芯杆座(20)作100-150mm行程的上、下运动。固定斜铁(40)、活动斜铁(41)、摆杆(43)、摆臂(42)、拉杆(44)及电控装置(图中未画出)组成砌块厚度调节装置。固定斜铁(40)、活动斜铁(41)的斜角相同并且小于15°，以保证达到“自锁”的技术要求。减压斜板(45)、减压框(46)、两件减压斜块(71)组成机械减压器。减压斜块(71)的上、下斜角对称，总斜角大于16°，以保证达到“不自锁”的技术要求。减压器能把一个垂直的高压分解成两个水平的低压。两个柱塞缸(70)锁接在减压框(46)两侧，承受水平压力。两个柱塞缸(70)与一套溢流液压装置配合(图中未画出)组成液压式的安全装置。厚度调节装置、机械式减压器、液压式安全装置及浮动储料斗部件整体连接成上横梁可控部件。上横梁可控部件通过4支定位杆(69)与模框工作台连接组成模框--上横梁浮动总成。模框--上横梁浮动总成由机体框架定位，能在0-50mm的范围内上、下位移。1#共轭轮(68)安装于基轮(78)的内侧，2#共轭凸轮(77)安装于基轮(78)的外侧。1#共轭凸轮(68)与1#共轭摆杆(63)配合，经共轭转轴(62)、1#下摆杆(59)、1#中连接杆(52)、中摆杆(51)、两件侧摆杆(53)、两件耳环组件(73)驱动下模座(16)作上、下运动。下模座(16)向下运动为填料工序，向上运动为顶坯工序，顶坯力为30T。2#共轭摆杆(82)能在共轭转轴(62)上转动(侧视图上未画出)。2#共轭凸轮(77)与2#共轭摆杆(82)配合。2#共轭摆杆(82)经2#侧摆杆(57)、2#转轴(56)、2#上摆臂(54)、连接杆(48)驱动送料框(33)做进、退运作，设计驱动力为10T。共轭转轴(62)安装在两件共轭轴承座(60)上。1#转轴(50)安装在两件1#轴承座(49)上。2#转轴(56)安装在两件2#轴承座(55)上。整机按图1规定的工步运行，单模时产标准多孔砌块720-900块，电机功率30KW。众所周知，机械式砌块压力机在国外被淘汰的原因有2个，1、上死点不可调，因而随时会发生“死机”，运作不可靠，而国外采用的液压缓冲装置，直接承受全部压制力，结构复杂庞大，造价高昂。2、自动机构复杂，加工难度大，造价高。本发明的机械式多孔砌块自动压机，①采用经斜铁减压后连接小型液压缸的技术方案，结构简单可靠，造价极低。②采用共轭凸轮的自动控制，不但运作准确可靠，而且与国外同类机相比，结构简单，加工难度低，造价最低。机械式机型的维护技术要求远低于液压机型，产量远高于液压机型，运行可靠性也高于目前我国液压元件的可靠性。所以，它不但会“东山再起”，而且会成为我国现阶段的主导机型。

参照图5、图6。上横梁(2)、四支立柱(27)、下横梁(26)、尾架(39)组成机体框架。储料斗(1)、导向框(32)组成浮动料斗装置。衬板(5)、模框(6)、上框座(7)、下框座(8)组成模框部件。前台板(31)、后台板(35)与模框部件连接组成模框工作台。承压块(3)与送料框(33)连接组成送料斗部件。送料斗部件在模框工作台上运作。芯杆(11)、下模头(17)、芯杆定位板(19)、芯杆座(20)、激振器(29)及导向杆(10)、下模座(16)组成多孔砌块自动模具。导向杆(10)上端由上定位件(9)、下端由下横梁(26)的定位孔定位。两件三角梁(21)、二件承力销(23)、二件承力头(22)组成活动横梁部件。两件三角梁的中部套在下模座(16)的支承环上，故活动横梁能绕下模座(16)的支承环转动。两个1#高压柱塞缸(25)通过承力头(22)对下模座(16)施加制坯压力。1#缸(25)柱塞直径250mm，单缸公称压力150T。2#缸(28)通过橡胶垫板(24)驱动芯杆座(20)做上升运作。2#缸(28)柱塞直径160mm，公称压力30T。两件侧摆臂(14)、摆臂轴(12)、中摆臂(38)组成一个刚性的摆臂部件。摆臂部件由二付轴承座(36)支撑。3#缸(37)通过摆臂部件两个耳环(15)、承力头(22)驱动活动横梁上、下位运作。耳环(15)具有30-50mm的活动间隙，以允许两个1#缸在运行中的误差。当摆臂部件驱动活动横梁向下运作时，两个1#缸的起点便实现同步。这样，两个1#缸每个工作循环均消除了误差积累，达到整机的同步要求。3#缸(37)为双作用标准高压油缸，公称压力30T，4#缸(34)直接驱动送料斗作进、退运作。4#缸(34)为双作用标准油缸，公称压力10T。整机按图1规定的工步运行，单模时产标准多孔砌块360-450块，电机功率30KW，液压系统最大流量300升/分，最大压力31.5Mpa，配套三泵功恒率泵站。众所周知，液压式砌块自动压机结构简单，压力大，没有加压死点、运作控制柔性化。本发明的液压式多孔砌块自动压机，结构更为简单，在采用双模头、三模头的结构后，能有效地弥补产量低的不足，在我国的液压元件性能提高后，将成为高性能的机型，特别有利于生产品质最好的烧结多孔砌块。

Claims (4)

1、一种盲孔型多孔砌块自动压机，有机械式机型和液压式机型，是一种半干法高压砌块自动压制机械，其自动模具中的下模头有若干通孔，若干芯杆穿过下模头的通孔，芯杆上端置于模框中，芯杆下端与振动器连接，其特征是：

a：下模头(17)固定在下模座(16)上、下模座(16)内部为中空结构，可容纳芯杆(11)、芯杆定位板(19)、芯杆座(20)、振动器(29)及两支导向杆(10)；

b：两支导向杆(10)的外侧为下模座(16)的运行轨道，两支导向杆(10)的内侧为芯杆座(20)的运行轨道；

c：下模座(16)外部两侧有对称的承力环、活动横梁与下模座(16)的承力环套合或接合、绕承力环转动、制坯压力由活动横梁两端传递给下模座(16)的承力环，实施下模头加压的运作；

d：在填料工步时，芯杆振动并下降，在盖模预压工步时，芯杆继续振动并上升，实施对模框中的物料做预压运作。

2、根据权利要求1所述的盲孔型多孔砌块自动压机，其特征是：机械式机型有由减压斜板(45)、减压框(46)、两件减压斜块(71)组成的机械减压器。

3、根据权利要求1所述的盲孔型多孔砌块自动压机，其特征是：机械式机型有安装于曲轴(67)一端的1#共轭凸轮(68)和2#共轭凸轮(77)及配套的两套共轭摆杆机构控制下模头及送料斗的自动运作。

4、根据权利要求1所述的盲孔型多孔砌块自动压机，其特征是：液压式机型有由两件侧摆臂(14)、摆臂轴(12)、中摆臂(38)组成的摆臂部件驱动活动横梁上、下运作并实现两个1#缸每个工作循环的起点同步。

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