小型环保激振式制砖机的研制与应用

陈秀珍， 唐庆国（江苏农林职业技术学院，江苏句容212400）

0 引言

近年来，随着城市化的不断深入，环保、绿色市政工程不断增多，传统的黏土砖由于破坏资源、污染环境，已经不能适应时代的要求[1-2]。绿色环保水泥砖，由于保护了我国珍贵的土地资源，实现了资源的重新利用，正越来越广泛地得到使用。环保砖是利用煤渣、煤矸石、粉煤灰、尾矿渣、化工渣或者天然砂、海涂泥、工业废料、垃圾焚烧炉渣等（以上原料的一种或数种）作为主要原料[3]，不经高温煅烧而制造的一种新型墙体材料。也是符合我国“保护农田、节约能源、因地制宜、就地取材”的发展建材总方针，环保砖是属于全免增值税的建材制品。由于该种材料强度高、耐久性好、尺寸标准、外形完整、色泽均一，具有古朴自然的外观，可做清水墙也可以做任何外装饰，因此是一种取代黏土砖的极有发展前景的更新换代产品。水泥砖与黏土砖相比因其利用工业废渣，又不需要烧结和蒸养，生产成本低，吃渣量大，社会、环境效益突出[4-7]。

本机是利用工业废渣、建筑垃圾、河沙、煤矸石等原料，掺加定量的水泥，经科学配比，通过小型搅拌机或者人工搅拌均匀，人工操作，振动压制成型各种异形水泥砖的机械设备。适用于制作外形小于200 mm×500 mm，厚度60~100 mm尺寸的铺路砖，配用不同形状的模具可生产工字形、长方形、正方形、骨头形等各种异形铺路砖。模具更换方便简单，维护方便。生产出来的水泥砖，不需要烧结，通过短时间的晾晒，经自然养护而成，出砖效果好，容易达到规定强度，而且比静压式的设备省水泥和其他原材料。广泛应用于道路两边的人行道及花园道路的铺设。利用该制砖机生产绿色环保水泥砖，投资少，见效快，是目前投资的热门行业。

1 制砖机结构形式

本机主要由9个部分组成，如图1所示。起模机构设在机架上，模具包括上模和下模，设在起模机构正上方，上模操纵总成固连在模具上方，回转总成一端与机架固连，另一端与上模操纵总成连接，振动部件设在起模机构下方，且与起模机构相接，柴油机总成设在机架一侧，柴油机总成通过三角带与振动部件联接。

图1 制砖机总图

上述模具为不同形状的模具，可生产工字形、长方形、正方形、骨头形等各种异形铺路砖。振动部件包括轴承座、偏心轴、皮带轮、垫片和螺栓，轴承座为2个，分别与机架固连，偏心轴一端设在其中一个轴承座上，另一端穿过另一个轴承座向外延伸，皮带轮设在偏心轴延伸部外围，皮带轮外侧通过垫片和螺栓与皮带轮固定，能产生激振力实现激振，使物料实现密实结合。皮带轮内置离合装置；能实现皮带轮离合，从而控制激振时间和强度，提高效率。螺栓端头外周设有弹垫；因工作时带有振动，能防止螺栓因长时间振动而松动。柴油机总成上方设有罩壳，罩壳包括罩体、激振操作机构、支架和连接板；支架为两根，平行设置，每根支架均设有上、下两个连接板，支架通过连接板与机架连接，罩体一端与两根支架垂直连接，另一端延伸在在柴油机总成的上方；激振操作机构包括激振机构和油门拉线；激振机构与罩体铰接，油门拉线一端与激振机构连接，另一端与柴油机油门连接。因柴油机排气装置在柴油机上部，柴油机工作时，排气管消声器发热，操作工不小心接触会烫伤，罩壳能起到安全保护作用并固连激振操作机构。通过操纵激振机构手柄转动，控制油门拉线伸出的长度，从而控制柴油机油门的大小，实现柴油机的速度变化，使柴油机皮带盘内离合器实现动作，通过皮带传动到下模底部的振动部件实现激振以及控制激振强度和时间。

2 工作原理及操作步骤

工作原理：振动部件采用柴油机为动力源，经三角皮带传送到产生振动部件实现激振，物料颗粒在激振力作用下，按照振动方向产生强烈的运动，空隙就在物料的运动中被填充，实现密实结合，从而产生较高的强度，不需要复杂的齿轮连杆系统及制造成本高的专用振动箱[8-9]；起模机构带动下模往上直线移动，在此过程中上模一直压住砖坯，下模继续上移，砖坯脱出模腔后，下模带动上模一起上移，实现完全脱模。

如图1所示，该制砖机具体的操作步骤为：1）提起上模操纵总成手柄9，使模具7上模完全脱离下模，绕回转轴8旋转上模至90°侧面；2）扳动并压下起模机构手柄6少许，使下模和底座之间露出空隙，然后放入专用托板，起模机构手柄6复位；3）往下模中投入物料工业废渣、建筑垃圾、河沙、煤矸石任意一种或一种以上，与水泥、砂浆宝加水搅拌均匀的混合料，摊平即可，旋转上模回位，并压下上模操纵总成手柄9，使上模和下模互相贴合，压住下模腔内物料；4）启动柴油机，通过速度调节离合装置，三角皮带3传动给振动部件5动作，使模腔内的物料振实；5）扳动起模机构6的操纵手柄，使起模机构6带动下模往上直线移动，在此过程中上模一直压住砖坯，下模继续上移，砖坯脱出模腔后，下模带动上模一起上移，实现完全脱模；6）连托板一起移除砖坯，放置阴凉干燥处保养阴干，然后放入下一个托板，进行下一个循环。

3 主要结构特点

本机结构上区别于其它的水泥制砖机有两大主要特点：一是采用机械连杆机构实现压紧和脱模动作；二是采用偏心轴实现激振成型。利用偏心轴实现激振，使该机结构简单、实用。

其工作原理如下：振动部分采用柴油机为动力源，经皮带3传送到产生激振的偏心轴部件2实现激振，物料颗粒在激振力作用下，按照振动方向产生强烈的运动，空隙就在物料的运动中被填充，实现密实结合，从而产生较高的强度。柴油机皮带轮4内置离合装置，利用控制柴油机油门使柴油机快慢速运转实现皮带轮离合，从而控制激振时间和强度，效率高，不需要复杂的齿轮连杆系统及制造成本高的专用振动箱[10-12]，结构简单实用，是一种比较理想的小型化制砖机振动装置。振压式制砖机要比静压式制砖机的出砖效果好，强度容易达到，而且比静压式的设备省水泥和其他原材料[13-14]。

图2 振动总成

柴油机快慢速运转实现皮带轮的离合，是由安装在罩壳支架1上的油门拉线3和激振机构2控制的。

图3 罩壳总成

4 结论

目前，国内有些地区依然在使用烧结砖，这使得越来越多的耕地面积被破坏，造成了国土资源大量流失和浪费。同时在砖窑里烧结的时候会产生大量的有害气体，严重污染了环境。国家已发布明文禁止使用烧结黏土砖，提倡建设绿色环保家园，大力支持新型建筑材料的使用。水泥砖自重较轻，强度较高，无须烧制，用污染物粉煤灰做材料，比较环保，国家已经在大力推广[15]。

本机结构简单，易维修，投资小、见效快。每台机器成本价格在7000元左右。操作简便灵活，一个人即可操作，操作工不需要多少理论知识，只要知道铺路砖的沙、石、水泥的配比即可，劳动强度不大。通过更换不同的模具可生产各种不同类型的铺路砖，且模具更换方便。可以在偏远地区及无电的情况下进行施工，是偏远地区致富及就业的一种途径。适用于家庭及小型工地的使用，方便灵活，用途广泛，具有可观的市场前景和广阔的发展市场[16]。