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1、现代陶瓷液压压砖机主机结构的研究与发展方向2006.No.12陶瓷?33?现代陶瓷液压压砖机主机结构的研究与发展方向前言韦峰山冯瑞阳温怡彰(广东省佛山市恒力泰机械有限公司528031)众所周知,陶瓷液压压砖机的专用性和特有的高周疲劳工况是区别于其它任何行业压力机最明显的特征所在.其专用性就是要适应陶瓷粉料成形工艺的要求,高周疲劳工况则要求压砖机必须具备超强的疲劳抗力,亦需要可靠,耐用.压砖机主机结构的合理与否直接影响压砖机的整机性能和寿命.例如压砖机的主机精度直接影响砖坯的几何精度,压砖机的主机机架是决定压砖机抗疲劳
2、性能的最关键的部件.随着陶瓷砖压砖机技术的日益进步,现代陶瓷液压压砖机无论从主机结构还是液压控制技术方面都和早期的压砖机大有不同.例如主机结构较多的采用经过不断优化的各种新型结构以及预应力结构,使压砖机的主机精度,可靠性和抗疲劳性能得到较大的提高;而近年来较多的采用先进的液压伺服比例控制技术,使压砖机的压制动作更加的柔和,平稳,压制力更加准确.这些都为现代建筑陶瓷业生产多变的高档墙地砖创造了非常有利的条件.现代陶瓷砖压砖机主机结构的研究与开发就是要以最佳的,最台理的结构,尽可能少的原卡才料消耗,获得最理想的实用效果,
3、包括主机精度,综合性能以及抗疲劳性等.但要做到这一点.就需要我们付出很多的努力,不断地总结经验,学习和研究.1现代压砖机的主机机架必须具备超强的疲劳抗力现代压砖饥的主机机架除了满足良好的几何精度外,更应该注重抗疲劳方面的研究.无论是梁柱结构,板框结构,还是钢丝缠绕预应力结构都必须具备超强的疲劳抗力.由于陶瓷砖压砖机的工作频率高,以及采用连续运行的工作制式,故压砖机主机机架的结构设计应当按无限寿命设计进行校核.图1是材料的疲劳S—N曲线图.根据疲劳设计的基本理论:当工作次数<10次时,一般按静强度设计计算;当次数
4、在lOl0次时,要进行疲劳强度校核;当次数>10次时按无限期寿命设计.o(疲劳极限1.OiN(次数J图1材料的疲劳S—N曲线例如,1台2000t级的陶瓷砖压砖机,一次冲压2片500mmx500mm墙地砖,除去正常擦模外,每日工作21h,除去节假日外每年按300d计算,那么该机1年满负荷工作的循环次数就高达300X21X60×14=529.2万次,显然2年的工作循环次数1058.4万次就已经超过了l0次(1000万次),而压砖机主机机架的寿命不可能是2年.故压砖机机架结构的设计应当按无限期寿命设计,这一点就不同于
5、飞机,轮船,汽车,后者更多的出于安全考虑,必须按有限寿命没汁或者到期强制报废.陶瓷砖压砖机不存在类似的安全问题,所以只要不坏或者可以维修的就可以一直使用下去,例如笔者于2006年4月在印度陶瓷市场考察时就发现,二手压砖机在当地的市场交易非常活跃,尤其以Sacmi公司的PII980型最受青睐.?34?陶瓷按无限期寿命没计时,其材料的疲劳强度极限不能取得太高,通常小于0.40甚至更低,有些还要现构件受力区域的受力特征,如脉动拉伸,脉动弯曲等.校核时要以粱体的最薄弱,最危险区域(应力集中区)为主,例如校核梁柱结构压砖机的立
6、柱时,就要选取受力较大的立柱台阶圆角处的应力以及螺纹牙齿根部的最大弯曲应力等.当然疲劳极限的具体取值还要根据构件的截面形状,尺寸,毛坯的铸锻工艺及质量,疲劳试验的数值,还有企业经过多年市场考验的经验数据积累等综合确定.无限期寿命设计的安全系数,要高于一般疲劳校核时的安全系数.但由于陶瓷砖压砖机所处的恶劣工况特点,有些是不可能做到真正的无限期寿命,这是一个相对的概念,例如梁柱结构压砖机的立柱就是一个典型的例子.由于立柱直接影响梁柱结构压砖机机架的疲劳寿命,故立柱结构的优化设计和抗疲劳性研究就显得非常重要.国产压砖机经过
7、多年的努力,在此方面就取得了令人满意的效果.例如,力泰压砖机在立柱结构与抗疲劳性研究,立柱材料和热处理与抗疲劳性研究方面就取得了照着的效果,从而全面提高了力泰梁柱结构压砖机的可靠性及抗疲劳性能.现代陶瓷液压压砖机主机机架的抗疲劳性研究,笔者认为主要包括:机架的结构形式,梁体结构的创新与优化,降低主受力件工作时的应力幅值以及材料与热处理工艺等方面.1.1机架的结构形式机架是压砖机中最主要的受力部件,又是保证压砖机结构精度和工作精度的关键部件.现代大型压砖机机架发展总的趋势是,高强度及刚度,高几何精度及承载稳定性,抗疲劳
8、,重量轻.选择什么样的机架结构更适合陶瓷砖压砖机特有的高周疲劳工况,这就需要不断的研究和创新.例如除了陶瓷砖压砖机常用的几种传统的结构形式(梁柱结构,板框结构,缠绕结构)外,其它行业压力机的各种类似的机架,如多板重叠钢丝缠绕预应力机架,多板重叠C字形后张紧机架等都可以去借鉴,研究,创新.就目前而亩,国产大型压砖机基本都采用钢丝缠绕预应力结构机架
