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摘要：为了提高机制水泥砖的产量和品质，有效维护设备，延长其使用寿命，通过对砌块成型机主机设备的关键部位———振动系统(台振系统)的分析和研究，对其进行了结构改造。设备经过改造后，使整个生产效率得到了大幅度的提高。
关键词：砌块成型机;振动系统;技术改进
随着国家新型墙体材料改革的深入开展，黏土砖正在逐渐退出历史舞台，而代替它的新型墙体材料正蓬勃发展，其中水泥砖系列新墙体材料占市场50%以上，其地位是十分重要的。该类产品的生产主机设备为砌块成型机，由于行业发展过快，生产设备的厂家众多，设备不够成熟，严重影响水泥砖的产量和质量。本文针对某新型建材有限公司使用的主机设备的关键部位振动系统，进行技术改造，改造后设备产量、质量均有大幅度提高。
1工作原理与结构
砌块成型机是生产机制水泥砖的主机设备，其性能的好坏直接严重影响水泥砖的成型质量。具体结构如图1所示。
其工作原理如下：(1)布料：存放于料斗①中的拌合混凝土通过闸口自动放入布料器②中，布料器②由油缸前推至模框③上方，进行前后运动，布料台振系统④(由托板、台振板、工字钢三部分组成)在布料运行过程中根据程序设定振动，直至模框中布满拌合混凝土，布料器②退回。(2)成型：压头下降，同时台振托着托板及模框开始振动，压头进入模框，挤压模框中的混凝土，直到压头⑤压至设定位置(由感应器控制)，成型完成。(3)脱模：压头泄压后微微上提，然后油缸上推，将模框③提起，使压制好的砖块留在托板上，压头升至上位。(4)送砖：由送板机⑥推送空托板，将托板上的砖坯推出至送砖机⑦上，模框下降回位，即完成了一个循环。整个过程全部由程序控制。
2问题与缺陷
该设备在整个工作过程中，成型是关键。成型时台振振动是通过托板及模框传达到模框中的混凝土，从而达到振实混凝土的目的，而成型时压头压着模框中的混凝土，其下压力通过力的传递影响振动，所以台振的振动尤为重要。而目前使用的成型机中所设计的台振因为结构不合理，使压制效果减弱。
台振是由上部8根工字钢焊接在台振板上，台振板通过螺栓连接振动箱组成，其基本结构如图2所示：
这种结构存在如下问题：
(1)砖托板④托着模框②及框中混凝土直接放置于台振(台振板、工字钢)之上，在振动过程中，因自重及压头下压负荷很大，形成一个整体上下运动，振幅随着压头压力增大而降低，振动力下降，造成成型时间较长。
(2)在上部压头①压住模框②中的砖坯③时，砖坯③在模框②中及托板④上受压受震，容易向下出模，造成砖块变形、尺寸不准等现象，形成次品。
(3)模框橡胶皮垫无法找到合适的紧固程度，从而影响振动效果，延长成型时间，降低效率。
(4)台振振幅上位受上部托板模框的负荷限制、下位由硬支撑限制，下位硬支撑通过弹簧顶住台振板两侧。如果上部压力过大，台振向下振动时会过度压缩弹簧，使台振板冲击到下部硬支撑。由于台振板频繁受折弯冲击，容易造成开裂，厚度达40mm的台振板寿命也仅一年左右。
3原因分析
振动箱的振动是由两根对称的偏心轴相对旋转产生上下运动，其振幅的曲线是正弦曲线，其振动的冲击力在中心最大，与频率成正比，上下逐步减弱直至换向。台振在振动时，其振动频率由设定
的油马达供油压力决定，振幅由其振动部位所承受的重力及支撑部位的弹簧、皮垫的紧固度决定，振动所带负荷直接影响其振幅，从而影响振动力。
在此结构中，台振在振动时始终处于高负荷，这样振动曲线成为一个变形的曲线，即向上曲线会变得平直，向下曲线陡直，其振动中心线在成型过程中是逐步向下偏离，随着弹簧和皮垫的压缩，上下振动阻力会越来越大，振动效果也会越来越差。
所以要保证振动效果的稳定，就要让振动的振幅中心达到稳定，并减轻振动时的负荷。在观察振动成型中发现：在下半区时，台振承受压力是造成振动效果衰退的根本原因，如果把上部压力控制在中心线以上，使台振在下半区空载运行，其向上振动到中心线位置时，冲击力会达到最大，就可以达到很强的振动效果。因此可以考虑在振动正弦曲线的中心线设置一个固定支架以承载上部负荷，从而达到提高振动频率的效果。
4改进方案
针对以上不足，在结构设计上对成型机的振动系统进行了重新设计和改进，使成型机振动更加合理有效，从而使产品产量、质量得到提高。台振是由上部8根工字钢焊接在台振板上，台振板通过螺栓连接振动箱组成，因此考虑在台振上部工字钢间隙中增加一套固定托架装置，这样既可以让台振的振动通过工字钢传到托板上，又可以阻止上部重量始终压住台振，即把托板与台振内的全联动改成半联动，使台振在下半幅振动处在空载状态运行，转至上半幅时冲击托板，可以使其转速提
高，冲击力增加，同时消除了上部结构跟随的缓冲，振动频率可以提高，振幅中心线不会下降。由于有了固定托架，模框的下限位有了固定，使皮垫的紧固度可以掌握，这样砖坯不易出模。同时可以取消台振下部硬支撑，台振板不会受到硬阻力而开裂。考虑到不同压力下不同的台振振幅，在固定托架装置的四个支脚上设置可调节高度的装置，使托架可在一定范围内调节高度，找到最合理的上半幅冲击面。固定托架装置由以下几部分组成：
(1)横梁：采用40mm钢板加工制成6根40mm×40mm×960mm的实心方条，用于运作中支承托板下位，其与台振板在同一水平面上支承托板，台振板上下振动，支架托住托板，防止其随台振板下行压住台振板，影响振动力。
(2)支架大梁：采用40mm钢板加工制成2根40mm×60mm×960mm的实心方条。
(3)调节装置：4套特制的直径40mm异形螺杆及调节螺母。
(4)支脚：采用100mm×150mm方管及40mm钢板加工制成的4根100mm×150mm×420mm支脚。
具体结构如图3所示：
5使用效果
该装置安装使用后，经过多次调节固定托架装置的高度，寻找到了合理的高度位置，在振幅峰顶的下方10mm处振动效果最佳。经生产试验，原来的4个问题均能解决：
(1)成型压力由原来的控制的18MPa可下调为15MPa就能满足成型要求。
(2)模框橡胶皮垫调节合理的紧固度，在下方托板受台振冲击振动时均匀有力地振动，且砖坯不易出模。
(3)台振在下半区震动时振幅稳定，台振板不再接触硬支撑，不会断裂，原断裂多次经修补的台振板已连续使用3个月仍没有裂缝(原修补的台振板使用最多1月就有裂缝)。
(4)成型时间由原来的10～12s提高到5～8s，使整个生产效率提高了15%～20%。
6结束语
实践证明，对砌块成型机振动系统的技术改进，较好地解决了台振振动效果薄弱、振动力不足的缺陷，新的设计结构使成型机振动更加合理有效，从而使产品产量、质量得到了提高，整个生产效率得到了一定的提高，最终使企业获得较大的收益。
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