研制超大吨位陶瓷压砖机面临的技术难点

陈延林+梁德成+周思宇+谭永光

摘 要：研制超大吨位陶瓷压砖机存在着诸多方面的难点，大体可分为三大类：框架和液压控制设计、大零件加工、安装工艺。本文也将从这几个方面展开，简要介绍一下研制超大吨位陶瓷压砖机所面临的难题。

关健词：研制；超大吨位；陶瓷压砖机；难点

1 引言

在去年的意大利博洛尼亚陶瓷展会上，“大”行其道，各种大板尤其多，其实，伴随着国民生活品质的提高，人们对于瓷砖的体验感也越来越重视，大规格瓷砖的铺贴突破了传统规格砖带给人们的审美疲劳，给人一种延伸、开阔的感觉，而且大规格瓷砖因其单片面积较大，可承载的纹理元素更多，因此装修出来的整体空间纹理图案效果更加完整和立体，砖面所体现的细节也更加丰富，更能满足人们高品质生活的需求。随着大规格陶瓷板砖的应用，压制传统规格（600 mm × 600 mm，800 mm × 800 mm）瓷砖的陶瓷压砖机的压制力已无法满足压制大规格陶瓷板砖的需要，作为陶瓷成型设备的制造商，恒力泰凭借其雄厚的研发能力，不断向市场推出超大吨位陶瓷压砖机：YP10000N、YP10000、YP10000L、YP12000、YP12000L、YP16800、YP20000，满足不同客户的需求。但在这一系列超大吨位陶瓷压砖机的背后，却是技术人员不断攻克难题，不断创新的写照。

2 主要的技术难点

2.1 框架和液压控制设计

超大吨位陶瓷压砖机在设计上的难点，我们主要从框架结构和液压控制方面简要讲一讲。由于国家出台了关于公路运输治超的新规，加大了对超限超载的处罚，导致超大吨位陶瓷压砖机的运输成为一个不可避免的问题，这就会让我们去思考如何通过框架结构设计来解决超大吨位陶瓷压砖机的运输问题。既然运输超重，那我们势必需要分拆运输，目前现有的框架结构大体可分为两种：梁柱结构、缠绕结构，如图1所示。

从图1可以看出，缠绕结构在钢丝缠绕预紧后，整个框架是无法进行拆分的；而梁柱结构可通过松开立柱两端螺母实现框架拆分，从而降低单件的最大运输重量，貌似可行，但对于超大吨位的陶瓷压砖机而言，不管是框架的受力方面还是压砖机的成本方面，梁柱结构都不是最佳的選择。那么，我们只能从框架受力较好，成本较低的缠绕框架入手，来解决超大吨位陶瓷压砖机的运输问题。恒力泰经过不断研发，终于解决该问题，如图2所示。

通过板框细分[1]，来降低单片板框的整体重量，从而满足运输要求。框架细分后各框架的拼装就需要有一套装置来拉紧各个框架，拉紧装置的设计对压机的使用也是至关重要的，拉紧装置的设计可以说直接影响到超大吨位陶瓷压砖机压制的砖坯质量，关系到超大吨位陶瓷压砖机的成败[2]。

在液压控制方面，超大吨位陶瓷压砖机的油缸直径也是极其巨大的，这样必然导致其每个工作周期所耗的压力油也是相当巨大，如YP16800型陶瓷压砖机，其每个工作周期所耗压力油就多达120 L，可想而知，在动梁接触粉料到压制成型动梁上升那么短的时间内需要供如此多的油，属于瞬间大流量控制，要实现大流量控制并同时达到很高的控制精度，液压系统的设计也是难点。其次，超大吨位陶瓷压砖机由于各零部件的重量相当大，如其运动部件重量就多达50 t，主缸直径超过2 m，对于这样的庞然大物，要实现顶出0.1 mm的定位精度，动梁0.2 mm的定位精度及主油缸0.5 bar的压力精度，无疑对控制系统提出了更高、更苛刻的要求，难度可想而知。

2.2 大零件加工

通过上文的分析，我们基本已经明确了超大吨位陶瓷压砖机的框架结构方向，可框架在细分成多个板框的同时，也会带来一系列的问题。譬如板框在细分后外形变得大且薄，这样的框架在缠绕过程中容易扭曲变形，可我们又必须保证板框拼接的接触面能相互贴合，这便成为一大难点。或许我们可以在缠绕后通过加工来消除这些变形，但对于超大吨位的陶瓷压砖机，不仅是其外形尺寸巨大，而且其每个零部件的重量也是很重的，因此，消除这样的变形便需要由工作台面够大，能够承受其重量的机床来完成，这对于企业来说又是一项成本。还有细分成多板框后，如何保证各板框分别加工拼装缠绕，在板框连接时板框内框上下梁的平面能共面，这也是一大难题。需要设计者在设计时解决。上面说到板框细分后外形变得大且薄，那么对于这样的零件，采用何种成型方式，也是一个难题。假如上下梁采用铸造，对于这种面积大厚度薄的零件，对铸造工艺的要求也很高，如浇注方式、补缩冒口的设置等等都会严重影响到铸件的质量。

2.3 安装工艺

超大吨位陶瓷压砖机的安装对起吊能力和安装空间都提出了要求。随着超大吨位陶瓷压砖机的吨位越大，其框架重量也会越大，就YP10000型陶瓷压砖机而言，框架重量就达220 t，可想而知，更大吨位的陶瓷压砖机框架的起吊对起吊能力的要求有多高。由于超大吨位陶瓷压砖机的框架外形尺寸都相当大，安装车间的吊车要足够高，才能满足起吊条件，这对吊耳位置的设计也提出了要求。另外，各框架在拼装过程中，各框架的定位和调整对安装技术也有很高要求。框架在到位后如何调整位置与另一片框架对准实现拼装，调整过程需要注意哪些问题，都是对安装人员的考验。还有，框架拉紧时如何保证各拉紧处均对框架均匀施加拉力，不会产生各处拉紧力大小不一而导致框架受力和变形不一，从而影响到压砖机的好坏。

3 结语

面对上述这么多的问题，恒力泰一直坚持不懈，不断探索，不断创新，攻克这一个个难题，研发出“可拆分的缠绕式压砖机机架”、“多板框式压砖机”、“大规格陶瓷全自动压砖机的控制系统”“多级变压缸及控制方法”等多项技术，积极响应国家绿色生产、节能减排的号召，为研制超大吨位陶瓷压砖机打下坚实的基础。

在国家大力倡导绿色生产、节能减排的大环境下，瓷砖做薄做大不但可以节约原料，而且符合陶瓷砖薄型化的发展趋势。由此可见研制超大吨位陶瓷压砖机意义深远，它不仅代表着我国陶瓷机械行业的发展水平已经达到国际先进水平，增强了我国陶瓷机械的国际竞争力，扩大了对国际陶瓷压砖机市场的影响，而且还促进国内陶瓷行业的转型升级，为绿色生产、节能减排做出贡献。

参考文献

[1] 温怡彰，叶松君. 多板框式压砖机[P].专利号：CN200920263160.X.

[2] 韦峰山，彭沪新，温怡彰. 可拆分的缠绕式压砖机机架[P].专利号：CN201210239283.6