粉煤灰壓磚機是近年來(lái)磚瓦行業(yè)中發(fā)展較快的一種新型制磚設備，有效地促進(jìn)了國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。目前，生產(chǎn)粉煤灰磚的常見(jiàn)設備主要有機械傳動(dòng)式和振動(dòng)式，其中傳統機械傳動(dòng)式壓磚機大多采用快壓成型，加壓曲線(xiàn)對稱(chēng)，且在最高壓力時(shí)停止時(shí)間短，坯體內高壓氣體不能及時(shí)排出，尤其是粉煤灰顆粒狀材料內充滿(mǎn)了大量氣體，快壓成型坯體開(kāi)裂較為嚴重。采用振動(dòng)成型時(shí)，由于粉煤灰材質(zhì)松軟、容重輕，會(huì )導致砂和水泥等容重較大的骨料下沉，而粉煤灰等容重輕的材料上浮，造成物料分層，上下表層抗彎剪強度差異較大，因此粉煤灰參量不可能過(guò)高；若強行增加摻灰量，則必須提高水泥標號和水泥摻量才能達到強度要求，這樣不但提高成本，而且造成長(cháng)期耐久性、抗風(fēng)化性能下降，干收縮和蠕變值也會(huì )增大。可見(jiàn)這兩種生產(chǎn)方式都不符合粉煤灰磚的生產(chǎn)特點(diǎn)。
為符合我國粉煤灰磚的生產(chǎn)要求，我們?yōu)樗闹鶋捍u機設計了一種液壓方案，更改了磚的生產(chǎn)工藝，適合粉煤灰的生產(chǎn)特點(diǎn)，并生產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)粉煤灰磚。
液壓系統的原理圖及工作過(guò)程
系統介紹
全自動(dòng)粉煤灰壓磚機，液壓系統簡(jiǎn)化原理圖如圖1所示。從系統原理圖和工況條件計算得出，該系統中只有主液壓缸的壓力最高，其他地方最高工作壓力相對較低，系統具有局部高壓，所以本系統使用了增壓缸。用增壓缸給主液壓缸提供高壓油，從而降低了主油泵工作時(shí)的最高壓力，因此可以用低壓泵代替高壓泵。系統中液壓缸的直徑大小不一，而且運動(dòng)速度也不同，在同步快速動(dòng)作時(shí)需要泵短時(shí)間內對系統大流量輸出，因此在系統中增加了4個(gè)蓄能器，作為輔助能源，可以適當的減小泵的最大流量輸出，有效地解決了不必要功率損失的問(wèn)題，并且降低了成本。系統采用雙泵并聯(lián)供油，既使在一個(gè)泵出現問(wèn)題的情況下，系統也可以低速運行，不會(huì )影響另一個(gè)泵的使用，方便泵的維修和更換，解決了因為泵出問(wèn)題而使系統停止運行的問(wèn)題;并把液壓系統做成插裝閥的形式，減少了管路連接，使系統運行更加合理控制尺寸，使其達到預期性能指標，這種方法與耗資引進(jìn)精密機床相比起來(lái)，一般企業(yè)很認可。
在全自動(dòng)液壓磚機壓制過(guò)程中取消了振動(dòng)，粉料不會(huì )發(fā)生比重分異現象，采用高壓力成型工藝，輸出力大，因此磚坯密實(shí)度高，顆粒結合緊密，收縮率和吸水率降低;模框采用隨動(dòng)技術(shù)，在脫模液壓缸的控制下處于懸浮狀態(tài)，在壓頭壓制的過(guò)程中可以上下自由移動(dòng)，使坯體上下的壓力處于平衡狀態(tài)，消除了磚坯兩側的壓力差，因此單液壓缸加壓實(shí)現了雙面壓制的生產(chǎn)工藝，同時(shí)也解決了上下液壓缸同時(shí)加壓帶來(lái)的控制復雜的問(wèn)題，節省一個(gè)液壓缸，也就減少了動(dòng)力消耗，減少了成本及設備的重量;同時(shí)改快壓為緩壓，多次排氣并保壓，解決了制品的層裂、掉角和的抗剪、抗彎強度低的問(wèn)題，抗凍融性能也得到很大提高;磚的總體性能更加可靠。
系統工作過(guò)程
系統中各液壓元件的動(dòng)作順序。開(kāi)始工作時(shí)液壓缸7縮回，帶動(dòng)上活動(dòng)梁和上壓頭升到上位;液壓缸11伸出，推動(dòng)下活動(dòng)梁和模框到下位;液壓缸10縮回并把料車(chē)停在后限位;機械鎖解鎖。液壓缸10通過(guò)比例閥8控制按所需速度推動(dòng)料車(chē)前進(jìn)，并將料框送到模框上方，在氣缸配合下打開(kāi)料斗閘門(mén)，粉料均勻地撒落在料框中，同時(shí)模框在液壓缸11的作用下上升形成模腔，料框中的強制攪拌機構將粉料均勻快速地喂入模腔中，料斗閘門(mén)關(guān)，料車(chē)退到后限位;充液閥16打開(kāi)，主液壓缸17帶動(dòng)上活動(dòng)梁和上壓頭快速下壓，關(guān)閉充液閥16開(kāi)始壓制，同時(shí)液壓缸11通過(guò)一個(gè)單向閥使處于隨動(dòng)狀態(tài)，在模框受力的情況下可以自由伸縮，取消磚坯上下表面的壓力差，以達到雙向加壓的目的;液壓缸17在液壓系統的控制下，可以實(shí)現多次微量上升和下壓，在壓頭微量上升時(shí)可以排出模腔內的高壓氣體，以完成多次排氣和加壓;電磁閥YA10, YA11, YA12和YA14通電時(shí)，增壓缸14發(fā)揮增壓功能，主液壓缸17開(kāi)始增壓壓下，保壓一定時(shí)間后主缸卸壓，然后帶動(dòng)上梁和上壓頭回升到上位，同時(shí)脫模液壓缸11伸出帶動(dòng)模框下行，將磚坯脫出模腔;料車(chē)上的夾磚裝置將磚坯夾起，液壓缸10再次動(dòng)作，推動(dòng)料車(chē)前行將磚坯送出壓磚機，同時(shí)料車(chē)為下次壓磚布料作準備，依次循環(huán)壓制。
液壓系統的PLC控制流程
全自動(dòng)液壓壓磚機是磚瓦行業(yè)中至關(guān)重要的設備，舊式壓磚機自動(dòng)控制柜通常采用繼電器，體積大、結構復雜、通用性差、故障率高且控制精度不高等問(wèn)題，嚴重影響了磚的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。根據原工況存在的問(wèn)題，結合實(shí)際生產(chǎn)的要求，本磚機的液壓系統采用三菱PLC作主控制器，并結合觸摸屏作人機交互界面，進(jìn)行改造滿(mǎn)足了全自動(dòng)生產(chǎn)，實(shí)現了自動(dòng)布料、加壓、排氣、脫模、夾磚等自動(dòng)生產(chǎn)工藝過(guò)程。通過(guò)人機界面可以設置各種運動(dòng)參數、行程極限，并可以隨時(shí)顯示各運動(dòng)部件的當前位置，還可以顯示壓磚次數、磚高、系統壓力、油溫、故障報警等信息，便于操作人員掌握設備狀態(tài)，快速處理故障，使人機對話(huà)更見(jiàn)形象化、人性化，因此保證了磚的質(zhì)量及穩定性。
PLC功能強大，采用模塊化設計，可根據用戶(hù)的實(shí)際需求和系統的功能自行組合，因此可以很方便地實(shí)際需求和系統的功能自行組合，因此可以很方便地實(shí)現系統控制要求。圖2是PLC控制該液壓系統的控制流程圖。
觸摸屏是新一代高科技人機界面的監控器，又稱(chēng)為可編程終端，借助生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的專(zhuān)用軟件，用戶(hù)可以進(jìn)行圖形化編程開(kāi)發(fā)出各種界面，以實(shí)現系統的各種控制要求。我們選擇的是海泰克的觸摸屏，滿(mǎn)足了人機界面的易操作性，顯示美觀(guān)的要求，獲得較理想的人機交互效果。
用戶(hù)可以在控制界面上雙擊相應的數字對話(huà)框，輸入相應的數值，以控制液壓缸速度換接的位置，上下限位置，因此磚高得到有效控制，保證在誤差之內。
本液壓系統在壓磚機上投入使用以來(lái)，經(jīng)實(shí)際運行證明系統的運行穩定性好、可靠性高，完全符合設計要求，消除了以往舊式壓磚機存在的缺陷，而且輸出力大，磚的質(zhì)量有了明顯改善;采用PLC和觸摸屏相結合作電氣控制系統，克服了單片機與繼電器系統的故障率高、可靠性低等缺點(diǎn)，各類(lèi)按鈕在觸摸屏上方便快捷的實(shí)現，節省了大量繼電器及硬件連線(xiàn)，系統結構緊湊、簡(jiǎn)潔，提高了控制程序和人機對話(huà)的靈活性，因而使液壓系統控制更加方便，各動(dòng)作協(xié)調運行也更加容易實(shí)現。
