粉煤灰壓磚機是近年來磚瓦行業(yè)中發(fā)展較快的一種新型制磚設(shè)備，有效地促進了國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。目前，生產(chǎn)粉煤灰磚的常見設(shè)備主要有機械傳動式和振動式，其中傳統(tǒng)機械傳動式壓磚機大多采用快壓成型，加壓曲線對稱，且在最高壓力時停止時間短，坯體內(nèi)高壓氣體不能及時排出，尤其是粉煤灰顆粒狀材料內(nèi)充滿了大量氣體，快壓成型坯體開裂較為嚴(yán)重。采用振動成型時，由于粉煤灰材質(zhì)松軟、容重輕，會導(dǎo)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高；若強行增加摻灰量，則必須提高水泥標(biāo)號和水泥摻量才能達到強度要求，這樣不但提高成本，而且造成長期耐久性、抗風(fēng)化性能下降，干收縮和蠕變值也會增大。可見這兩種生產(chǎn)方式都不符合粉煤灰磚的生產(chǎn)特點。

  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(shè)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，并生產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)粉煤灰磚。

  液壓系統(tǒng)的原理圖及工作過程

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  系統(tǒng)介紹

  全自動粉煤灰壓磚機，液壓系統(tǒng)簡化原理圖如圖1所示。從系統(tǒng)原理圖和工況條件計算得出，該系統(tǒng)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(tǒng)具有局部高壓，所以本系統(tǒng)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的最高壓力，因此可以用低壓泵代替高壓泵。系統(tǒng)中液壓缸的直徑大小不一，而且運動速度也不同，在同步快速動作時需要泵短時間內(nèi)對系統(tǒng)大流量輸出，因此在系統(tǒng)中增加了4個蓄能器，作為輔助能源，可以適當(dāng)?shù)臏p小泵的最大流量輸出，有效地解決了不必要功率損失的問題，并且降低了成本。系統(tǒng)采用雙泵并聯(lián)供油，既使在一個泵出現(xiàn)問題的情況下，系統(tǒng)也可以低速運行，不會影響另一個泵的使用，方便泵的維修和更換，解決了因為泵出問題而使系統(tǒng)停止運行的問題;并把液壓系統(tǒng)做成插裝閥的形式，減少了管路連接，使系統(tǒng)運行更加合理控制尺寸，使其達到預(yù)期性能指標(biāo)，這種方法與耗資引進精密機床相比起來，一般企業(yè)很認可。

  在全自動液壓磚機壓制過程中取消了振動，粉料不會發(fā)生比重分異現(xiàn)象，采用高壓力成型工藝，輸出力大，因此磚坯密實度高，顆粒結(jié)合緊密，收縮率和吸水率降低;模框采用隨動技術(shù)，在脫模液壓缸的控制下處于懸浮狀態(tài)，在壓頭壓制的過程中可以上下自由移動，使坯體上下的壓力處于平衡狀態(tài)，消除了磚坯兩側(cè)的壓力差，因此單液壓缸加壓實現(xiàn)了雙面壓制的生產(chǎn)工藝，同時也解決了上下液壓缸同時加壓帶來的控制復(fù)雜的問題，節(jié)省一個液壓缸，也就減少了動力消耗，減少了成本及設(shè)備的重量;同時改快壓為緩壓，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(tǒng)工作過程

   系統(tǒng)中各液壓元件的動作順序。開始工作時液壓缸7縮回，帶動上活動梁和上壓頭升到上位;液壓缸11伸出，推動下活動梁和模框到下位;液壓缸10縮回并把料車停在后限位;機械鎖解鎖。液壓缸10通過比例閥8控制按所需速度推動料車前進，并將料框送到模框上方，在氣缸配合下打開料斗閘門，粉料均勻地撒落在料框中，同時模框在液壓缸11的作用下上升形成模腔，料框中的強制攪拌機構(gòu)將粉料均勻快速地喂入模腔中，料斗閘門關(guān)，料車退到后限位;充液閥16打開，主液壓缸17帶動上活動梁和上壓頭快速下壓，關(guān)閉充液閥16開始壓制，同時液壓缸11通過一個單向閥使處于隨動狀態(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(tǒng)的控制下，可以實現(xiàn)多次微量上升和下壓，在壓頭微量上升時可以排出模腔內(nèi)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，增壓缸14發(fā)揮增壓功能，主液壓缸17開始增壓壓下，保壓一定時間后主缸卸壓，然后帶動上梁和上壓頭回升到上位，同時脫模液壓缸11伸出帶動模框下行，將磚坯脫出模腔;料車上的夾磚裝置將磚坯夾起，液壓缸10再次動作，推動料車前行將磚坯送出壓磚機，同時料車為下次壓磚布料作準(zhǔn)備，依次循環(huán)壓制。

  液壓系統(tǒng)的PLC控制流程

  全自動液壓壓磚機是磚瓦行業(yè)中至關(guān)重要的設(shè)備，舊式壓磚機自動控制柜通常采用繼電器，體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、通用性差、故障率高且控制精度不高等問題，嚴(yán)重影響了磚的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。根據(jù)原工況存在的問題，結(jié)合實際生產(chǎn)的要求，本磚機的液壓系統(tǒng)采用三菱PLC作主控制器，并結(jié)合觸摸屏作人機交互界面，進行改造滿足了全自動生產(chǎn)，實現(xiàn)了自動布料、加壓、排氣、脫模、夾磚等自動生產(chǎn)工藝過程。通過人機界面可以設(shè)置各種運動參數(shù)、行程極限，并可以隨時顯示各運動部件的當(dāng)前位置，還可以顯示壓磚次數(shù)、磚高、系統(tǒng)壓力、油溫、故障報警等信息，便于操作人員掌握設(shè)備狀態(tài)，快速處理故障，使人機對話更見形象化、人性化，因此保證了磚的質(zhì)量及穩(wěn)定性。

  PLC功能強大，采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)用戶的實際需求和系統(tǒng)的功能自行組合，因此可以很方便地實際需求和系統(tǒng)的功能自行組合，因此可以很方便地實現(xiàn)系統(tǒng)控制要求。圖2是PLC控制該液壓系統(tǒng)的控制流程圖。

  觸摸屏是新一代高科技人機界面的監(jiān)控器，又稱為可編程終端，借助生產(chǎn)廠家提供的專用軟件，用戶可以進行圖形化編程開發(fā)出各種界面，以實現(xiàn)系統(tǒng)的各種控制要求。我們選擇的是海泰克的觸摸屏，滿足了人機界面的易操作性，顯示美觀的要求，獲得較理想的人機交互效果。

  用戶可以在控制界面上雙擊相應(yīng)的數(shù)字對話框，輸入相應(yīng)的數(shù)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(nèi)。

  本液壓系統(tǒng)在壓磚機上投入使用以來，經(jīng)實際運行證明系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性好、可靠性高，完全符合設(shè)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(jié)合作電氣控制系統(tǒng)，克服了單片機與繼電器系統(tǒng)的故障率高、可靠性低等缺點，各類按鈕在觸摸屏上方便快捷的實現(xiàn)，節(jié)省了大量繼電器及硬件連線，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔，提高了控制程序和人機對話的靈活性，因而使液壓系統(tǒng)控制更加方便，各動作協(xié)調(diào)運行也更加容易實現(xiàn)。