CN1211494A - 砂砖自动化生产线 - Google Patents

Abstract

一种生产不需烧结,不需蒸养的砂砖自动化生产线,它采用砂土、白灰、石泥为原料可年产砂砖3600万块,砖的强度等指标可相当于100～120号红砖。在生产线中实现了物料的输送、计量、搅拌、上料、压制、取砖码垛等工序的全部自动化,具有生产率高,砖的质量稳定等特点,在节能、利废、保护环境等方面更具经济效益和社会效益。

Description

砂砖自动化生产线

本发明涉及一种新型建材的生产设备--砂砖自动化生产线。

砂砖是一种新型的建筑材料，适用于低层建筑，近年来在国外流行较广，它的主要原料为砂，白灰，水泥等，经高压成型，自然养护，其强度等综合指标可相当于100～120号的烧结红砖，且成本与其类似，由于砂砖不用烧结，不用黄土又可利用废弃的砂土资源，故具有节能、利废保护环境的优点，是一种很有前途的建筑材料。

目前，国内只有极少数厂家生产砂砖，采用120T或60T压砖机压制，使用蒸气养生的方法，其生产成本较高，生产中原料的配比，计量，搅拌，输送或用简单的设备或用人工方法完成，由于设备间协调性不好，计量准确性差，搅拌不均匀等原因致使砂砖强度等指标这不到使用要求，而且产品质量不稳定，生产环境差，又砖由砖机取下完全是手工操作，不仅生产率低，砖易破损而且工人劳动强度极大，产量较低，不能形成商业化生产的规模，这也是砂砖不能推广的重要原因。

本发明的目的是提出一种年产3600万块砂砖自动化生产线，它把物料的配比、输送、搅拌、上料、压砖、取放、码垛等生产工序全部由机械设备联系在一起，由一个总控制***控制，实现生产过程的全部自动化，具有生产效率高，砖的质量稳定，工人劳动强度低，工作环境好的特点。

实现本发明的技术方案如下：

该生产线按工艺路线由原料制备***、120吨压砖机、砖的取放码垛***等三大部份组成，其中采用一个总的物料***，四台压砖机及四个砖取放码垛装置。

原料制备***的功能里据原料配比将一定配量的砂土、大粒砂、白灰或水泥经搅拌、陈化、定时定量的送往四台砖机料斗内。

原料制备***见附图1,2由计量皮带1,25米皮带输送机2，砂上料斗3，振动筛4二个，计量皮带5，大粒砂料斗6，振捣器7二个，Φ200螺旋输送机8，白灰罐9，Φ120螺旋输送机10，水泥罐11，行星轮碾式搅拌机12两台，合页闸门13，中间给料罐14自控给水罐15，分料罐16，成料皮带输送机17，成料料斗18，喂料皮带机19，四台120T压砖机等组成。

其工作原理为，由铲车将砂土、大粒砂、送进砂土料斗及大粒砂料斗内，大粒砂是否加入取决于当地砂的资源及砂内土的含量而定，料斗下装有振动筛，及时将砂落入斗下的计量皮带上，计量皮带起输送及计量作用定时定量的将砂输往25米皮带输送机皮带上，白灰与水泥在工作对只选用其中一种，罐下部装有振捣器，将白灰或水泥由下部出料口落入装在罐下方的各自螺旋输送机内，螺旋输送机也有输送、计量的功能，其传动参数的设计保证白灰或水泥的输送量与砂的输送量在单位时同内比例相匹配。白灰或水泥由螺旋输送机也输送到25米皮带机上，进入分料罐内，分料罐下方有二个出口，混合好的物料均等的分别进入二个中间给料罐内，一个中间给料罐物料量可容800Kg物料与一台搅拌机的容量相等，中间给罐下方设有合页闸门据工作情况打开或关闭，输料过程中关闭。当打开时，物料分别进入两台行星轮碾式搅拌机内，此对自控给水罐打开定量往搅拌机内送水，物料开始轮碾、混合及搅拌，搅拌好后，搅拌机出料口自动打开，成料经由各自的成料皮带输送机送往各自的成料料斗内，搅拌机上料、搅拌、出料时间总共为5分钟，当搅拌机搅好的料全部出净后，搅拌机出料口关闭，中间给料罐的合页闸门打开，罐内存好的料再落入搅拌机内，时间需20秒搅拌机又开始工作。成料进入成料料斗内，由成料料斗的两个分岔出口分别进入两个转动方向相反的喂料皮带机内，并送往砖机料斗内，由砖机工作压砖。

原料制备***立面长37米，高14米，水平面室内宽36米，长9米，高7米，其中砂土料斗、水泥、白灰储罐、25米皮带机大部分置于室外，其余放于室内。

原料制备***主要参数为：

皮带输送机共10条，总功率26KW。

振动筛两台，总功率11KW。

振捣器四台，总功率10KW。

搅拌机两台，总功率37KW。

螺旋输送机两台，总功率4.4KW。

原料制备***电机总容量88.4KW。

原料制备量18000～20000KG/H。

压砖机采用国产YZP120-8A型盘转式免烧砖压砖机共四台，对称布置。其工作原理为成料通过砖机喂料斗进入8个模腔中的一个，8个模腔成幅射状均分在压砖机轮盘上，模腔内配有8个压砖机构，压砖机构通过滚子座落在轮盘下尺寸不等的园柱凸轮轨道上，轨道固定在机座上，轮盘回转，带动压砖机构在轨道上上下移动，完成顶砖及喂料的工作动作。压砖则由砖机传动机构带动曲轴机构压砖机构实现，轮盘则由传动***大齿轮带动曲柄连杆机构完成，轮盘每回转45°为一个工位，其中A为出砖工位，B为上料斗压制一块砖总时间为2.4S，其含压砖、转盘转位时间。

压砖机主要技术参数为电机功率21.5KW，生产率1500块/H，总压力120T；单位面积压力42MPa，砖模8个，每次压制砖坯一块。

砖坯取放码垛***的功能是将制砖机压好的砖由砖机取下并码好行与列，由机械手抓取并放在小车的养护板上，并摆好层与层间相错90°的五层。

砖坯取放***由拨砖机构C、码砖步进带D、机械手F、工位小车E等组成。

拨砖机构的功能是将制砖机压出的砖，按相应的生产节拍，从砖机上拨出并将其翻90°后送住下一工序码砖步进带。拔砖机构由拨砖气缸20，棘轮21，拨砖架22，链轮23，链轮挂架24，导向板25，翻转气缸26，机架27，盖板组合件28，翻轮机构29，连接气缸活塞杆的长柄30等组成。其中盖板组合件由盖板31，中同弹簧轴32，楔口朝下的楔板33，挡砖板34，上铰接销轴35等组成。具体结构为机架固定在砖机出砖工位的相应位置处。拨砖气缸固定安装在机架上，气缸两端的活塞杆上固接拨砖架，拨砖架下部装有链条，气缸工作可使拨砖架将砖由砖机上拨进机架内。链轮挂架由两个链轮和挂架组成，两个链轮通过轴承绞接在挂架上，并可绕其轴线回转，挂架左端有一推砖板，链轮上部与拨砖架下部链条相啮合，链轮下与固定在机架上的链条相啮合，当拨砖气缸工作时，可同时完成拨砖与推砖动作。沿导向板左端装有翻轮机构，翻轮为8工位的翻转机构，翻轮结构为每隔45°都有一水平与垂直的叶板，它固定在翻轮轴上，翻轮轴用固定在机架上的两个瓦座支承，翻轮轴左端有8齿棘轮，棘轮内侧套装带有斜度的半园型楔板，楔口朝上楔板上固定一长柄，长柄右端部与绞接在机架上的翻转气缸活塞杆部绞接，棘爪活套在长柄并用弹簧压紧，翻转气缸工作活塞杆下移，带动棘爪往下转动，20°后棘爪与棘轮齿部相接触，此对翻轮不转，再转45°翻轮才翻转一个工位45°，翻轮的每个位置都使翻轮的水平叶板与拨砖板的导向板口相吻合，翻轮的垂直叶板都与推砖板位置相吻合。机架左侧装有一盖板组合，盖板组合的上端用销轴绞接在机架上，可以实现以销轴为中心的微量向左右摆动，盖板中段用销轴与弹黄连接在机架左部侧板上，向左摆动后由弹簧复位，下部左侧装有长型的带斜度的楔板，楔口朝下，位置正与棘轮内侧套装的楔口朝上的半园型楔板长柄相对应，盖板下端右侧装有档砖板，其位置与翻轮侧面接触并与砖的导向板及翻轮水平工位相对应。

拨砖机构的工作原理为拨砖架处于砖机出砖位置的前方，当砖机转盘回转45°，压制顶出一块砖时，发出电信号由拔砖气缸控制拨砖杆向后拨砖，沿导向槽滑进，行程460mm，当拨进第三块砖时，砖被拨入翻轮水平叶板上，并被盖板组合的档砖板挡住，由行程开关控制翻砖气缸活塞杆下移，长柄下回转，半园型楔板处上转，通过楔处使盖板组合件左移4mm，档砖板与砖间闪开4mm的间隙，以防止翻砖时砖面与档砖板摩擦损坏砖面，长柄继续回转，半园型楔板继续转，又使盖板左移2mm，盖板上的楔铁推动翻转轴左侧棘轮内侧的垫圈，迫使翻轮轴左移2mm，翻轮也随之左移2mm，使翻轮右端与导向槽内的砖面闪开2mm的间隙，防止翻转时碰坏砖，上述动作由活塞杆下移，长柄转过20°内完成，此时棘爪才接触棘轮齿端，继续转动，翻轮由棘爪棘轮带动才开始转动，又转45°后，由行程开关控制，翻转气缸停止工作，将翻轮水平叶板上砖翻45°拨砖气缸开始工作，反复翻转至垂直位置时砖翻转90°，拨砖架在拨砖同时通过链轮托架上的推砖板将翻轮垂直位置上的砖推入下一工序码砖步进带的滑槽内，至预定行程时行程开关控制，拨砖架停止后返回原位，同时翻转气缸反向运动使长柄及棘爪复位，翻轮轴及盖板组合件也在弹簧作用下复位，开始下一个动作循环，每块砖的推拨时间即一个动作循环对间为2.4秒，信号由制砖机提供。

拨砖机构主要技术参数为：

拨砖频率为：2.4秒。

码砖步进带的功能是将拨砖机构送来的砖依次排列成14行，间距18.9mm，每行5块不留间距的排列位置，以备机械手取砖。

码砖步带由牵引链轮36，砖滑槽37，垂直气缸38，侧挡砖板39，带凹槽的滑板40，凸型导轨41，水平气缸42，链条滑轮43，牵引链板44，机架45，棘轮46，摇杆47，棘爪48，连杆49，曲柄盘50，小链轮轴51，电机减速器52等组成。

码砖步进带的具体结构为：牵引链轮4个通过四个瓦座两根轴安装在机架上，瓦座间距为2133.6mm，轴间距为1033mm，每根轴上装有两个节距为44.45mm的牵引链轮，带有牵引链板的滚子链112节环绕在两对链轮间，链上装有56块长1200mm，宽85mm的长方型链板，每块链板可以沿砖的长度方向摆放5块砖，链轮转动3个齿距，链板移动一个链距，正好移动一行砖的行距88.9mm，右侧牵引链轮轴外侧比左侧牵引链轮轴多出一段轴颈，用以固定安装棘轮及套装一个摇杆，棘爪套装在摇杆上，摇杆转动，棘爪推动棘轮转动。摇杆下部绞接一曲柄，曲柄右端绞接在园盘偏心处，偏心距可通过园盘长孔调整，园盘固定在小链轮轴右端处。小链轮轴通过瓦座固定在传动装置机架上，轴上装有电碰离合器及空套链轮，链轮与电机减速器链轮相联。在机架左端两立梁处装有法兰式垂直气缸、活塞杆与带凹槽的滑板相联，滑板的4个凹槽与固定在立梁上的四个凸形滑轨相配合，气缸工作，滑板可做上下运动，滑板下固定大于砖高度70mm的两个长型侧档砖板，由拨砖机构推过的砖源源不断经滑槽、侧档砖板通过，输送到链板上。在链板另一方固定一水平放置气缸，活塞杆上镶有档砖板，档砖位置可调，在档砖板的侧面机架上装有光电管。

其工作原理为由拨砖机构推过来的砖经滑槽、侧档砖板一块接一块的沿链板长度方向移动，当推入5块砖后，由挡砖板限位，并由光电管控制，垂直气缸工作，带动两侧导向板沿滑轨上移，离开两侧档砖位置，同时电磁离合器通电，电机动力经链轮带动园盘回转，园盘回转一周，通过曲柄摇杆，棘爪，使棘轮转过3齿，由棘轮带动链轮轴上链轮转过2个齿距，则链轮带动链板步进一个行距88.9mm，每块链板上的5块砖也随之步进相应行距。当园盘回转一周时，固定在园盘上的感应片也回转一周，控制开关使电磁离合器断电、步进停止，同时垂直气缸工作活塞杆下移，开始挡砖，之后反复重复上述动作，推进5块后为一工作循环，当步进达到14行70块砖后发出信号由机械手将砖取走。为防止中间段链条下坠，在两链条间，固定安装两条长链条滑轨，链条滚子在滑轨上滑动。

码砖步进带的主要技术参数为：

电机功率1.1KW，步进速度88.9mm/0.7s。

机械手的功能是将码砖步进带码好的70块砖由步进带取出并按每层砖位置错开90°放在小车上。

机械手由手指、止转板，吊装衍架组成。

机械手手指部份的功能是将砖夹紧又不致于破损。

机械手手指部份由气缸53、齿条轴54、固定钳座55、手指槽架56、手指夹板57、活动钳座58、齿轮座59、钢丝绳60、导柱61等组成。气缸活塞杆与齿条轴左端相联，齿轮座固定在手指槽架上，绞接在齿轮座轴上的齿轮可以与齿条轴与活动钳座上的固定齿条相啮合。齿条轴为一长轴，左、右两轴颈可沿手指槽架园孔做轴向移动，固定钳座固定在齿条轴上，在固定钳座与活动钳座间，穿过齿条轴及两个导柱装有13个长形带孔的手指夹板与活动钳座与固定钳座形成14个空隙79.3mm，钢丝绳递过绳夹分别固定在手指夹板与钳座上，它的长度正好是形成14个79.3的长度。手指槽架为方型型钢焊接结构，中间有一Φ325园柱型凸台，用螺钉与止转板主轴法兰盘相联。

机械手指工作原理为当码砖步进带上砖达到14行后，控制***使气缸接通，活塞杆推动齿条轴右移、固定钳座随之右移，齿条轴推动齿轮旋转，使与活动钳座联接的齿条左移，从两端推动手指夹板夹紧砖，夹紧力由气缸调整，手指伸入砖空隙间的动作由吊装衍架部份完成。

该件长1814mm，宽1500mm，一次夹5×14共70块砖。

复位后由钢丝绳使其恢复原始状态。

止转板的功能是使机械手指转位90°。

导轨柱62、止转板由止转板体63、链轮座64、链轮65、回转主轴66、杯型轴承座67、铰接气缸68、叉接头69等组成。

导轨柱两个，下端与止转板体用螺钉固定，链轮座固定在上转板上。杯型轴承座固定在止转板上，回转主轴通过球轴承外环安装在杯型轴承座内并通过安装在杯型轴承座上面的平面轴承承受轴向载荷。机械手手指通过其Φ325园凸台用螺钉与回转主轴下端法兰相连，回转主轴回转，手指也随之回转相应角度。叉接头为长型拐臂形状，一端用双链与回转主轴上部相联，另一端通过销轴与气缸活塞杆铰接，气缸铰接在气缸座上，气缸座固定在止转板体上。据码砖要求，层与层砖位置应错开90°当码上层时由控制***发出信号后气缸工作，带动活塞杆移动同时又由叉接头便回转主轴转动，气缸也随之转动，转90°停止使手指夹的砖也转过90°，气缸反向运动复位。

该部份长1300mm宽520mm。

机械手吊装桁架由桁架70滑行轨道架71电机减速器75、链轮74、链轮座72、链条77、制动器73、缓冲气缸78、车轮76等组成。

具体结构为：止转板的两个导柱与滑行轨道架上的两个长轴也相连接配合。牵引链条通过止转板上的链轮端固定在滑行轨道架的座上，另一端通过螺钉固定在电机减速器链轮上。轨道架为一型钢焊成的构架，上部装有电机减速器、减速器链轮、制动器等件、下部安装两个车轮，车轮安装在桁架上部两侧轨道上，下部中间部位通过联接板与气缸活塞杆相联接，桁架为型钢焊接构件，两跨间放置码砖步进带及工位小车，上端右部固定有气缸。

机械手吊装桁架功能是使机械手指上下及水平运动，实现夹砖及往小车上码5层砖的动作。

其工作原理是当码砖步进带上达到14行砖后发出信号，电机减速器启动，通过牵引链条止转板上小链轮，使止转板导柱沿滑行轨道园柱套下降，至砖位置，由行程开关控制，电机停转，制动器制动，手指工作夹紧砖，发出信号，电机启动，牵引链条使止转板、手指上升至规定位置时由行程开关控制电机停，制动器制动，气缸工作，滑行轨道车轮沿桁架轨道水平移动，带动止转板、手指一起移动，至小车位置后，气缸停，手指下降，共有五个下降位置砖至小车玛砖位置，手指松开，回到原始位置。整个工作循环包括提升、行走、转位、下降、手指夹紧及松开共需39秒，步进14行砖需120秒。

该部份长3360mm，宽1.5m，高2m。

主要技术参数为：电机功率1.1KW，提升速度80mm/s，提升高度500mm，行走速度130～150mm/s，行走距离1500mm，回转90°50°/s。

工位小车的功能是接放机械手输送过来的砖，并可实现两个工位卸砖。

工位小车由车架79、行程开关80、车轮81、撞头82、撞头架83、轮轴84、链轮85、电机减速器86等组成。车架为型钢焊接成的方型框架，下端通过瓦座与车轮轴相联，车轮安装在轨道上，轨道与地基相联。电机减速器固定在车架的下框架上，电机双链轮分别与两个车轮轴中部固定链轮用链条联接。车架下部左右两端分别安装两个头部为半球型撞头，两个撞头架固定在轨道的适当位置处，撞头架头部镶有与撞头相对应两个弹簧片，开口与撞头相适应。在两车轮与撞头架间固定安装两个行程开关架。

其工作原理为砖的两块养护板置于车架左右部，每个养护板可码放5层砖，每层5×14=70块砖，并要求层与层间砖位置转动90°。为车架一端撞头进入撞头架内对，车架两块养护板的一块正好置于机械手卸砖位置之下，由机械手按要求一层一层的往车上的养护板上卸砖，当养护板上码好5层砖后，由机械手位置的控制开关启动电机，双链轮带动车轮轴链轮旋转，小车离开机械手卸砖位置，先碰行程开关，电机停止，又滑行一段距离，撞头进入撞头架后停。将巳码好砖的养护板带到卸板工位一侧，而小车上的另一块养护板进入机械手卸砖位置，由铲车在卸板工位上将养护板带砖从小车上卸下，运往养生间养护，同对机械手又开始卸砖，至5层后，小车驶向另一方卸板，小车已卸完养护板的一侧又驶向机械手卸砖位置，以此反复循环。小车卸养护板工位共两个，行程1800mm，车速为16.45m/min，车轨6000mm，车长4500mm，宽1300mm，高800mm。小车电机功率0.75KW，行走距离1800mm。

生产线总长45m

        宽19m

        高14m

生产线电机总功率186.2KW；需空气压缩站一个及配水、配电装置。

图1为原料制备***立面布置图。图2为原料制备***水平布置图。图3为压砖机外廓图。图4为砖坯取放码垛装置立面布置图。图5为拨砖机机构主视图。图6为拨砖机构俯视图。图7为拨砖机构左视图。图8为拨砖机构俯视图的左部放大图。图9为盖板组合的剖视图。图10为码砖步进带的主视图。图11为机械手指的主俯视图。图12机械手止转板的主俯视图。图13为机械手吊装桁架主视图。图14为工位小车主视图。图15为工位小车剖视图。

Claims (5)

1．一种生产砂砖的自动化生产线，它由一个原料制备***，四台砖机，四个砖坯取放码垛***组成，其特征在于各***中又包含若干台设备，实现了砂砖生产过程中的配料、计量、搅拌、上料、压砖、取砖、码垛等生产工序的全部自动化，原料制备***由砂料斗、大砂料斗，两条计量皮带，两台振动筛，白灰罐，水泥灌，四个振捣器，两台螺旋输送机，25米皮带输送机，分料罐，两中间给料器，合页闸门，两台行星轮碾搅拌机，两个成料料斗，两条成料输送带，四条成料喂料皮带机等组成，砖坯取放***由拨砖装置，码砖步进带，机械手，工位小车等组成。

2．根据权利要求1所述的生产线其特征在于拨砖装置由拨砖杆同时完成拨砖与推砖动作，拨出的砖在翻轮上翻转90°后推出进码砖步进带，翻轮机构由翻轮、8齿棘轮、翻轮轴、翻转气缸、长柄楔板、棘抓组成，翻轮为等分8工位的水平与垂直叶板的结构，其水平与垂直位置正好与拨砖杆的拨砖与推砖位置相对应，盖板机构由弹簧、楔板、档砖板等组成，棘抓工作65°，其中20°为空转后45°拨动棘轮，20°空转时通过楔板楔面使翻轮上的砖在回转前离开左档砖板与右面的砖。

3．根据权利要求1所述的生产线其特征在于码砖步进带采用长链板结构板式链实现码砖，步进由棘轮机构带动链轮完成，每块链板上可容5块砖，链板步进可形成具有14行，每行5块的一层砖，链板有固定链轮导轨与链滚子相接触，以支承并滑动链条，链轮转动或停止由电磁离合器控制。

4．根据权利要求1上所述的生产线，其特征在于：机械手由手指部分，止转板与吊装桁架组成，手指夹砖由气缸推动齿轮，齿条推动活动钳板，推动13个手指夹板完成，手指回转90°由气缸推动手指主轴实现的，主轴上部与长型拐臂形状的叉接头相联，叉接头另端与气缸活塞杆相联，气缸铰接在止转板上，手指上部园型法兰与止转板主轴端部法兰相联，止转板两端固定两立式导柱与吊装桁架两孔配合，提升动作由桁架上电机链轮带动固定电机上链条传动固定在止转板上的链轮完成，由气缸实现行走。

5．根据权利要求1所述的生产线，其特征在于：工位小车，可实现机械手装砖与卸砖两工位动作，它由小车，链轮，撞头，撞头架等组成，撞头为半球型，固定在小车上，撞头架为开启的两弹簧片，开口与撞头相适应，固定在导轨上的撞头架上。

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