設計砌塊成型機所需工藝參數的計算-振仕機械

2016-03-30

目前國內外生產混凝土砌塊和路面磚的成型機,一些振動成型工藝參數不盡合理,不是偏大就是偏小。本文論述了設計振動成型機所需要的工藝參數、工藝參數的計算以及設計成型機的注意事項,供同行們參考。
   1.設計振動成型機的工藝參數
   設計振動成型機的工藝參數主要有:振動烈度或振動加速度、最大振幅、振動頻率、臺面面積、上加壓力、振動器的最大動力距、扇形偏心塊的結構和形狀、扇形偏心塊的對數、扇形偏心塊的重量、扇形偏心塊的面積和偏心距、扇形偏心塊的最大動力距和振動時間、扇形偏心塊的最大動力距和振動時間、扇形偏心塊的激振力及振動器的振幅。
   2.振動成型工藝參數的設計計算
   2.1確定振動烈度或振動加速度范圍
   振動成型工藝適合成型維勃度為100s~200s的干硬性混凝土,即時成型、即時脫模。其振動烈度或振動加速度范圍為:最佳振動烈度在1300cm2/S3~3300 cm2/S3之間;最佳振動加速度在10~20之間。
   2.2計算最大振幅
   根據成型機成型制品種類,按成型制品混合物中顆粒的大小選擇振動頻率,按成型制品的種類選擇振動烈度??砂聪率接嬎阕畲笳穹?。

   式中:A——振幅(CM);U——振動烈度,一般取1300cm2/S3~3300cm2/S3;f3,f——振動頻率,一般取3000次/分~4500次/分,即50次/秒~75次/秒,設計振動頻率的范圍定為0次/分~4500次/分。目前國外成型機的振動頻率一般為0次/分~3600次/分,范圍定得較小,應定得較大一些,以適宜較小粒徑的原材料成型,或采用多頻振動。
   一般最大振幅取2.3mm左右。
   2.3 確定振動臺臺面尺寸
   目前設計的成型機都是多功能的,成型出來的制品是多種多樣的。設計振動臺臺面尺寸跟成型機的種類及一次成型制品的數量有關。其中一次成型制品的數量與單個加壓制品擺放形式有關,每個制品的加壓面的實際占有面積越小,則一次成型制品的數量就越多。因此,首先確定成型制品的種類及一次成型制品的數量,然后以各種制品一次成型的最大加壓面積為依據設計模具,再參照已有成型機臺面尺寸,據此確定振動臺臺面尺寸。設計確定的臺面尺寸應大于最大模具尺寸 。臺面尺寸的大小應注意結合整機結構的可能性而定。
   模具的設計應考慮單個加壓制品擺放形式及一次成型制品數量,單個加壓制品間的間距應≥10mm。墻用空心砌塊的陰模高為24cm,砌塊高為19cm,5cm的壓縮,壓縮比為21%;地面磚的陰模高為70cm,地面磚厚60cm,壓縮為10cm,壓縮比為14.3%。陰、陽模之間的間隙應為1mm,間隙過大會產生毛邊。模具制造好后,應有安裝方向的標志,一般采用“>”符號表示安裝方向。安裝模型時,按符號方向順著工藝線流向安裝。
   2.4確定電控陽模壓力閥控制的上加壓力
   上加壓力由上振動器和上壓頭自重、陽模自重以及由電控陽模壓力閥控制的上加壓力組成。確定電控陽模壓力閥控制的上加壓力,首先要確定上振動器和上壓頭自重以及最重的陽模自重。目前國內外的成型機只要更換模具,成型出來的制品是多種多樣的,成型制品不同,一次成型制品的數量也不同,加壓接觸面積也不同,其最佳單位加壓力也不同,制品成型高度也不同,故上加壓力應考慮滿足生產制品成型時的最大加壓力。根據各種制品一次成型時的最大加壓面積乘以各種制品中最大的單位加壓力,確定上加壓力,然后減去上振動器和上壓頭自重以及陽模自重,得到電控陽模壓力閥控制的上加壓力,再乘以120%,則是設計的電控陽模壓力閥控制的最大加壓力。成型機的上加壓力設計過大或過小都是不對的。
   2.5 確定最大動力距
   計算步驟為:確定振動器的最大動力矩,選擇偏心塊的對數及每對偏心塊要求的最大動力距;選定假定偏心塊的形狀及尺寸,計算假定偏心塊的重量、偏心距及最大動力矩。只有當假定偏心塊最大動力矩大于或等于要求的偏心塊最大動力矩時,假定偏心塊方可作為實際應用偏心塊,否則重新假定設計計算。當重新假定設計計算時,應重新假定偏心塊的對數或重新假定每對偏心塊的形狀及尺寸,直到假定偏心塊最大動力矩大于或等于要求的偏心塊最大動力矩時為止。
   多功能的砌塊成型機,應造成型時被振物最重的一種情況作為設計依據,計算大動力矩。其中振動頻率也要根據各種制品中的顆粒大小來確定振動頻率范圍,選定其合適的振動頻率,計算最大振幅,再計算最大動力矩。
   2.5.1計算振動器最大動力矩Md

式中:F——阻力系數;C——彈簧常數; GZ——被振物有效載重之和(kg);A——最大振幅(cm);n——振動頻率(次/分);g——重力加速度(取981cm/s2)。
   2.5.2 計算每對偏心塊要求達到的動力矩M

式中:nd——達到 Md 時的偏心塊對數。
   2.5.3 計算假定每對扇形偏心塊的動力矩Mp
MP=Gp·e 
式中:Gp——扇形偏心塊的重量(kg); e——扇形偏心塊的偏心矩(cm)。
   2.5.4 計算每對扇形偏心塊的重量Gp
Gp=2·f·h·r 
式中:f ——假定偏心塊有效面積(cm2),根據假定偏心塊的形狀計算,偏心塊一般選為扇形;h ——偏心塊的厚度(cm),根據偏心塊的結構尺寸選定;r ——偏心塊用鋼的比重,一般取0.0078kg/cm2。
   2.5.5 計算扇形偏心塊的面積f
f=0.0087·σ1·(R2-r2) 
式中:σ1—扇形偏心塊的夾角(度);R——扇形邊長(CM);r——固定偏心塊的軸半徑(cm)。
   2.5.6 計算扇形偏心塊的偏心矩e

式中:σ——兩扇形偏心塊夾角(度);其余字母意義同前。
   2.6 確定振動時間 
一般振動時間范圍定為0S~9.99S就可以了。
   3.設計成型機的注意事項
設計成型機時要附加雙扇偏心塊的夾角與偏心塊的激振力或振動器的振幅的關系曲線圖。根據計算偏心塊激振力的公式和計算振動器的振幅的公式計算并繪制關系曲線圖。
   3.1 計算雙扇偏心塊的夾角與偏心塊的激振力的關系
計算偏心塊激振力的公式為

式中:Q——扇形偏心塊激振力(kg);Mp ——一對扇形偏心塊的動力矩(kg-cm),隨兩扇形偏心塊的夾角變化而變化,先計算變化的扇形偏心塊的偏心矩,再計算變化的一對扇形偏心塊的動力矩;nd——扇形偏心塊的對數;n1——振動頻率(r/min);g——重力加速度(cm/S2);σ——兩扇形偏心塊的夾角(度)。
其扇形偏心塊的激振力隨兩扇形偏心塊的夾角的變化而變化,當兩扇形偏心塊重合時,激振力最大;當兩扇形偏心塊重合錯角為零時,激振力最小。
   3.2計算雙扇形偏心塊的夾角與振動器的振幅的關系
計算振動器振幅的公式為:

式中:e—扇形偏心塊的偏心矩(cm);A1—振動器的振幅(cm),其余符號意義同前。
   其振動器的振幅隨扇形偏心塊的偏心矩的變化而變化,而扇形偏心塊的偏心矩隨兩扇形偏心塊的夾角的變化而變化。當兩扇形偏心塊重合是地,振幅最大;當兩扇形偏心塊重合錯角為零時,振幅最小。
   3.3 設計成型機的其他注意事項
   在成型機的說明書中,應給出關鍵部件的重量,如上壓頭自重、各種模具的自重、上部振動器自重、振動臺自重(包括振動器)。給出扇形偏心塊的外形尺寸、扇形夾角及扇形偏心塊的對數,并給出各種規格制品的一次成型數量。引進設備的操作反擊應譯中文;自動控制系統中也應有中文文字。
   成型機的鋪料均勻性與制品成型質量有很大關系,制造廠家在設計制造時應嚴格把關。一般來講,鋪料均勻性與許多因素有關:與混凝土混合物勻質性有關,與鋪料給料機機構有關,與給料機上面的中間貯倉倉壓有關。在設計鋪料給料機進,要求給料均勻、鋪料厚度一致,中間貯倉倉壓要穩定。


轉自網絡


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