欧马克砌块成型机特点
（原载新型建筑材料2002年第五期）
摘要：根据与目前市场上众多砌块成型设备的比较，对欧马克成型机的特点作以总结和简要说明。尤其针对台振和模振设备的区别，对产品类型作以比较。欧马克砌块成型机的特点概括为：独立的予振动和主振动；智能变频控制的振动马达；模具气动悬挂；通过数字编码器实现的位移测量和控制；定量给料。
关键词：台振，模振，予振，主振，气动悬挂，智能变频，成型机，欧马克
1．设备简介
欧马克设备采用钢托板或木托板生产。托板尺寸从1000x500mm 到1400x1200mm，相当于每板0.4到1.5平方米的铺地砖或4—15块标准砌块。设备以托板大小分类，标准型号有125和140 两个系列10几种不同配置。设备采用台振设计，二次布料系统是设备的标准配置。视产品不同，成型周期从12秒到20秒不等。
欧马克设备是基于多品种、多用途的理念而设计的。它能适合高质量混凝土制品的需求。不仅仅能生产各种混凝土空心砌块，同时，用户还可以利用欧马克的设备生产铺地砖、路缘石、花园砖、挡土块、水利砌块、公路护坡石等多种不同的混凝土制品。根据设计，特殊专用的振动台和填料系统可以满足不同产品的需要。
在欧马克的所有设备中，只有125/60型主机采用两种不同的振动系统配置供用户选择：单组和双组振动器。一般情况下，如果用户只生产铺地砖、空心砌块等高度较小的产品，配备单组振动器即可以满足激振力需要。如果用户生产路缘石、花盆砖等高度较大的产品，则必须配备双组振动器，否则，会因单组振动器的激振力强度达不到要求造成产品质量不合格。对于140/80以上的设备，因为托板面积的增大，欧马克配备标准的振动系统：独立的予振和主振系统。无论哪一种情况，都必须配备上模振动系统，否则，产品会出现分层现象。
2.台振和模振的区别：
目前，世界各国都在大力发展砌块制造机械。大大小小的厂家几百家。但是，从振动原理和设备的设计原则上来区分，所有砌块制造设备共分为三大类。{dy}类是移动式。这种设备采用在地面上安装轨道、主机边生产边移动的生产方式。因为其产品质量稳定性差、规模太小、占地面积大等缺点，目前我国限制发展这种设备的使用；第二类是以美国设备为代表的台振设备。通过连接在模具上的振动振动源实现振动。台振设备的特点是托板面积比较小（一般每板成型1-4个390x190x190砌块）、不带有二次布料装置、产品品种单一（主要集中在空心砌块）。优点是成型速度快（一般为6-9秒）。主要代表设备有贝塞尔、哥伦比亚两家；第三类就是以德国为代表的台振设备。震动源不直接连接在模具上，而是通过位于模具下方的振动台实现振动能量的传递。这种设备的缺点是成型周期长（一般为12-20秒，视产品而定）。优点是托板面积大（{zd0}设备每板成型15块390x190x190标准砌块）、带有二次布料、产品范围广。主要代表设备有欧马克、玛莎、海斯、策尼特等厂家。
根据目前国内引进生产线厂家的数量来看，台振设备占据了大部分的市场份额。
3．低频予振和高频主振的特点：
欧马克Tronic振动器共有两组。低频振动器用于布料振动、予振动、脱模振动和辅助振动。高频振动器用于主振动（成型振动）。这主要是根据成型工艺的特点而设计的。因为在一个完整的工艺周期，不同的工艺阶段要有不同的振动。例如，填料时的预振动和成型时的主振动在振动频率、激振力大小等参数上就有很大的不同。
我们知道，台振设备一般配备二次布料。在生产带有面料的产品时，成型机要完成“底料布料（布料过程中伴有轻微振动，称为布料振动）→上模头下压平料（上模头进入模箱约5毫米，目的是形成一个面料布料空间）→上模头返回原点→面料布料→上模头下压（在接近模箱时开始予振动，此时不宜采用过强的主振动，否则底料中的大粒径骨料会跳到表面影响产品美观）→主振动（根据产品类别，自动开启辅助振动）→上模头微动提升（此刻脱模开始，为了避免形成脱模真空，伴有轻微的脱模振动）→模箱升高到设定的原点位置”
这样一个过程。在这个过程中，低频振动使用三到四次，高频（主）振动仅仅使用一次。这是因为，在不同的工艺阶段，所需的激振力是不同的。例如，在脱模振动时如果仍采用高频振动，则强烈
目前，独立的予振和主振已经作为标准配备安装在每一台欧马克设备上.
4．振动系统的智能变频控制
正是有了变频器的控制，使振动频率的调整变得非常方便。这些对于生产高质量的产品非常关键：欧马克通过Movitrac 智能变频器灵活的控制电机的启动、停止、加速、减速等工艺动作，使振动系统既能保持500次/分的低速巡航状态，又能在2—4秒内以108m/s²的加速度达到全速振动状态。提供给振动台2000到4500次/分的高振频和1— 1.5mm的低振幅。尤其适合于干硬性混凝土的生产。振动台振动时，xx通过压力气囊和柔性缓冲橡胶垫均匀的分布振动能量并悬浮在设备机体上。高频振动电机和电子相位偏心振动块的有效结合，能够根据产品需要而提供35—55KN的高强激振力。当生产诸如水利砌块等超大型产品时，欧马克单台振动器激振力可达96KN。
智能变频器可以在0—100Hz频率范围内自由调节电流，从而改变振动马达的工作电流，使其在500—4500次/分的范围内速度可调，频率可调。振动加速度可以达到98—198m/s2 不等。采用变频器控制的{zd0}好处是：所有参数都是通过软件输入，操作员只要在显示平上输入所需的工艺参数，系统就会自动执行，根本需要其他任何辅助工作。
5．激振力的自动调整
当然，振动系统激振力的改变并不仅仅是通过振动频率的改变就能够实现的。如前所属，激振力的大小还与振动偏心配重系统的角度有关。
无论是低频还是高频振动系统，都是通过下面的方式改变振动激振力的。
振动马达在变频器的驱动下高速运转，通过马达轴端的偏心块实现振动。每组振动器由两台振动马达组成：当这两台马达的偏心块的夹角为0（即两个偏心块处于同向）时，两个偏心块力的作用方向一致，振动力相互叠加，此刻的激振力为{zd0}状态；当两个偏心块的夹角为180（即两个偏心块处于相反方向）时，两个偏心块力的作用方向相反，振动力相互抵消，此刻激振力为最小值0，即没有振动。改变两个振动偏心块的相对夹角，激振力也相应改变。从而实现激振力的连续变化，满足不同的产品需要。
通过比较发现：调节振动马达相位（即偏心块夹角）目前常用的方法有两种。一种是手动调整，通过操作人员调整偏心块的机械角度实现；缺点是操作人员必须松开相关螺栓，精度也不容易保证，易形成轻微余震，造成对产品的伤害。另一种就是欧马克采用的‘电子自动调整’，即通过变频器预设参数，不同的工艺阶段采用不同的相位差，从而达到不同的激振力要求。优点是不需要操作人员进行机械上的任何变动，只要根据产品的工艺要求，在人机对话窗口输入相应参数，系统自动把参数转换成变频器指令。欧马克实验室的模拟振动系统形象的说明了这种调整方式的好处：首先我们把振频设定为0，即马达静止。然后，我们在相位差对话框随便输入一个参数，例如70度，{zh1}把这个设定状态存储到计算机。当我们按下振动系统的‘开始’按纽后会发现：两台振动马达转动一定角度并很快停止，测量偏心块的相位差，正好为70度。当然，在生产时相位差的调整是伴随在马达的转动过程中完成的，所以，我们用眼睛根本观察不到。（参考下面的图片）。
（圆盘的黑色代表偏心振动块）
以上过程简化成力学分析图如下：
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合力为0时状态 |
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{zd0}振动力状态 |
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（即不产生振动） |
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当两振动偏心块的夹角为0——180度之间的任意角度时，我们都可以根据力的合成法则计算出合力的方向和大小。有兴趣的读者可以参考工程力学的有关书籍，在这里不在论述。
正是智能变频和自动调整相位的高效结合，使欧马克独具的振动系统能够复合多种混凝土制品的需要，实现振频和激振力的自动调整。
6．快速制动
产品的质量是否合格，除去足够的激振力、合适的尺寸进度等因素外，{zj1}有影响的就是{zh1}一关：脱模。脱模的好坏，直接影响到产品的尺寸、外形、裂纹等指标。例如，因为液压系统本身所具有运动精度不高的缺点，当下模脱出后，上模会轻微下落，此刻产品仍处在上模的压力之下，所以脱模时容易形成成品‘鼓肚’。据此，在程序中有一个动作“上模微动提升”。即在脱模之前上模会有一个小的提升，然后在脱去下模，避免了产品‘鼓肚的形成。另外，为了避免在脱模过程中形成“脱模真空”，一般需要脱模振动。就是在脱模的同时伴随非常轻微的振动。对于脱模振动的{zd0}要求是：脱模结束后振动马上停止。否则，余震会造成产品伤害。欧马克通过变频器自动实现能耗制动，能在极短时间内实现马达的制动，从而将脱模振动的余震减为最小。
7.上模头振动和超长滑动导向趁套：
与早期的台振式成型设备相比较，{zx1}成型机都配备了上模振动系统。这样，振动力从上下两个方向传递到混凝土，有效的避免了早期设备“上疏下密”的缺点，使砌块的密实度均匀一致。
另外，欧马克采用自重较大的上模头和超长导向衬套，既能严格保证上模头运动的xx性，又能提高混凝土成型时所需的压力。
超长导向趁套的控制效果，对于生产砌块等较高产品有明显的优势：因为欧洲设备的托板一般来讲都比较大，如何保证上模的同步水平移动决定了同一板产品的高度差。超长导向趁套严格保证了上模运动的同一性，确保同一板产品都具有同样的高度。
8．独特的模具固定技术：
目前，常用的模具固定技术为螺栓索紧式，这种技术的缺点是更换模具时间太长、合模出现问题不容易调整、容易造成模具损坏。针对这种技术的缺点，目前开发出一种新的模具固定技术：气动夹紧固定。这种技术的基本原理是：上模和下模的固定不再通过螺栓索紧完成，而是采用压缩空气动力的夹具自动固定
下模气动固定索紧装置
模具。这种技术率先由欧马克公司开发出来，并逐渐应用到{zx1}的设备上。目前，欧马克公司的每一台设备都配备了这种技术。正如德国《混凝土设备和技术》杂志的编辑Mr. Becker在参观完欧洲设备的中国工厂之后所讲的那样：所有采用欧洲设备的中国工厂，只有德州工厂配备了完整的气动模具固定和托板缓冲技术装备（请参考德国《BFT杂志2001年7月刊》）。关于这项技术的详细介绍，请参考《新型建筑材料》2001年第5期。在这里不做过多介绍。
9．托板缓冲：
托板缓冲技术的{wy}好处是提高工作效率。采用托板缓冲技术，生产线的干区和湿区可以自成一体，独立工作，互相不产生影响。例如，当湿区出现故障时，干区可以继续进行出窑和码垛。码完垛的空托板通过托板缓冲存储装置自动存储到备用存储区。湿区可以进行设备故障排查；当干区出现问题时，湿区可以通过托板缓冲装置提供的空托板继续进行生产，不会出现等待干区的现象。正是这种独立的工作区域设计，大大提高了设备的整体利用率。
10．电液比例阀：
我们知道，欧洲设备工作动力大部分来自系统自带的液压站。液压系统的运动稳定性和xx性直接影响了产品的质量。欧马克设备采用世界xxxx的液压元件：例如博世、力世勒等。在保证运动部件的稳定性方面，在这里着重要介绍一下电液比例阀的应用。电液比例阀是70年代出现的新型液压控制元件，随着精密电子技术和机加工技术的发展，电液比例阀的制造水平大大提高，由此也更多的应用在设备的精密控制方面。其原理是利用程序控制自动改变阀芯的开口大小和打开速度，使流经阀门的油量根据设备动作需要自动调整。与普通的开关阀相比，电液比例法的优点是受控元件的运动平稳、可以通过程序自动调整、状态更换简单等。欧马克在几个重要的部位都采用了电液比例阀控制。例如，湿区托板传送装置就是通过电液比例阀控制其动作的。刚刚成型的产品尤其是砌块、花盆等高度较大的产品，在运送过程中不能受到冲击。电冶比例阀通过延长打开时间、减少液压油的流量达到降低运动速度的的效果，很好的避免了开关阀门所带来的运动冲击，使运动更具有柔和性。上面的曲线表明了普通开关阀和电液比例阀运动状态的区别。
11．数字编码器控制的位移
在欧马克的设备上，更多的采用了数字编码器。传统的运动部件位移控制是通过限位开关来实现的。因为限位开关只有0和1 两种状态，所以如果要改变运动部件位移量（这是需要经常进行的，因为不同的模具需要不同的位移参数设置），{wy}的办法就是调整限位开关的物理位置，这样给操作带来很多不便。
数字编码器本身就是一个采样和控制主体。通过测定编码器本身的旋转圈数（一圈代表的位移是一定的），系统检测部件的实际位移发生量，并将这个量与控制计算机进行比较，直到达到所需要的位移量为止。如果更换模具或调整部件的位移量，操作人员只需要在控制面板上输入相应的参数，而不用在调整限位开关的物理位置。欧马克不仅仅将这种技术用在圆周运动部件的位置控制，通过齿轮齿条转换机构，这种编码器也用于直线运动的位移控制。例如，通过这种编码器控制上模的运动位置，可以更xx的控制砌块高度。关于具体的控制方式，在这里不做过多介绍，有兴趣的读者可以参考《中国建材》2000年第8期。
12．定量喂料和多种面料
目前国内还没有采用这种技术的厂家。所谓定量喂料，就是根据磨具所需要原料（半干混凝土）的量，自动确定料斗下料量。不同于自由下料的是，定量喂料装置的下料是通过皮带完成。皮带位于下料口下方，可以根据下料的快慢改变两者开口的大小。皮带在匀速状态时，下料量跟运动时间成正比（因匀速运动速度不是很快，启动误差忽略不计）。这样，可以方便的控制下料量。避免了开口式下料不能控制下料量的缺点。当然，这种装置一般用于比较特殊的产品。根据产品需要，复合面料技术也是未来发展的趋势之一。所谓复合面料技术，指的是多种不同颜色面料同时工作，可以生产组合颜色的地砖类产品。如图片所示，在这种系统中配备了三种颜色。（红、白、蓝）。
作为一家具有50多年历史的砌块设备制造公司，欧马克一直在不断的研究、发展和应用{zx1}技术。在这里，笔者仅就砌块机的几个重点地方做一简单说明。在今后的时间里，会就砌块设备的更多技术问题和大家探讨。同时，笔者愿借此文抛砖引玉，热诚希望更多的朋友加入到探讨的行列中来，
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