耐火材料成型用压砖机的研究过程与应用

耐火材料成型用压砖机的常用机型有液压式、曲柄式和螺旋传动式。目前，耐火材料生产企业采用的多是摩擦式螺旋压砖机，由于这种压砖机是人工操作，不能准确控制打击力和打击能量等，l999年摩擦式螺旋压力机被国家列入“淘汰落后生产能力、工艺和产品目录”。

    多年来，人们一直希望能用数字化控制螺旋压砖机设备的打击力和打击能量，使设备的工艺参数得到方便调节，以达到工艺参数优化、砖坯体积密度提高的目的。同时，提高压砖机工作性能和效率，节能降耗、减人增效。笔者现将开关磁阻数控的螺旋压砖机的研究过程做一简单介绍。

    1.结构设计

    ①结构设计。开关磁阻调速式数控螺旋压砖机整机采用电机、皮带传动、螺杆的结构方式。电机连接飞轮，飞轮连接螺杆，螺杆连接滑块内的螺母。电机通过飞轮带动螺杆转动，螺母与滑块一起上下往复运动，对砖坯实施打击。

    ②能量与压力控制。螺旋压砖机的运动部分：打击能量与电机角速度的平方成正比，所以能量的数字控制归结为电机转速的设定。打击结束时，滑块速度为零，打击能量转化为：坯料变形功、压力机受力件的变形功、克服摩擦所消耗的摩擦功。当螺旋压砖机的能量数字化设定后，坯料变形越大，打击力越小；坯料变形功越小，打击力越大。

    2.数控能量的实现方法

    ①开关磁阻数控驱动。开关磁阻调速系统由电机及控制器两大部分组成。其电机定、转子由冲有凸极和凹槽的硅钢冲片叠压而成。转子上既无绕阻也无永磁体，定子的相绕阻为集中绕阻。当绝缘栅双极晶体管导通时，绕组通过直流电源吸收电能，而当电源断开时，绕阻电流经续流二极管继续流通，并回馈给电源。因此，开关磁阻调速系统的特点是具有再生作用，系统节电、效率高。另外，转子上固定有齿盘，定子上装有检测齿盘转动的光电传感器，转子角位移以电脉冲信号的方式传送给控制器，由控制器控制电机的工作运动。电机的起停位置（即上止点和下止点的位置）可通过行程开关或电机转角位移设定予以控制。

    ②数控方法设计。驱动螺旋压砖机的开关磁阻调速系统工作在额定转速以下，电机定子相电流和转子瞬时转矩及运动方程式。

    3.试验与应用

    在对400吨开关磁阻数控螺旋压砖机进行试运行过程中，总结出十大性能特点：

    ①成型产品质量提高。可以按照耐火材料成型工艺要求，数字化设置各次打击的打击力、打击能量，在一个砖次成型过程中，实现重力度打击M次、中力度打击N次、轻力度打击L次、排除空气，产品质量提高。