径向挤压工艺因其自动化程度高,生产效率高,无废浆、废渣,自然维护能耗低,在欧洲广泛应用于中小口径排水管的生产。生产效率高是径向挤压工艺非常大的一个优势,合理的工艺布局减少生产过程中的瓶颈是必不可少的,我公司一直致力于企业和行业的技术进步,专门针对欧洲径向挤压管设备和工艺,下面结合厂家的参观介绍几种常见的欧洲径向挤压工艺的生产布局和国内径向挤压企业的布局。
一、欧洲常见的径向挤压工艺生产布局
1. 叉车作业生产模式介绍
叉车作业方式其生产过程中全部以叉车为运载工具,与配套模具的作业方式略有不同,立式径向挤压管模具有双开和三开之分,双开模具由两部分组合而成,一边用螺栓固定一边由偏心轴开闭单边开口,模具与挤压管之间通过垂直升降产生间隙。三开模由三部分组合而成,中间部分与叉车固定的两侧可开出管子周长的一半以上,整个模具可与挤压管横向分离。
叉车的升降行程必须足够高,使生产现场的净高超过模具总高度的2倍以上。叉车固定一个与模具相适应的专用小车,小车前部垂直提升挤压模具。模子在其高度的四分之三左右对称布置两个摆杆,承受模子和挤压管的重量,通过配重使其轴线与地面垂直。链轮销传动带动模具偏心轴实现自动开合,使叉车司机可以自由操作模具,无需其他人员协助。叉车作业是指用叉车将模具组装好后放入挤压管制管机,并将成品管模排出的生产模式。挤压管按照工艺要求在现场进行保养,保养完成后,用叉车将管材运出。
挤压管养护在垂直状态下运出现场时应恢复到水平状态中间有一道翻管程序,叉车作业的生产方式是在叉车前部安装一个卡斯特夹,对叉车液压系统做一些改造,除保留插入升降功能外还必须实现卡斯特夹的夹紧和旋转。叉车先将固化的挤压管夹紧提升,并将底托架拆下,再将管子旋转90度至产品现场。叉车采用两开模具可以减少辅助人员,更有效地利用空间,但必须对叉车液压系统进行改造。
亚洲地区采用三开模具进行径向挤压管制作作业,其工作流程与两开模具基本相同。三开模中较大的一个固定在叉车上,前面的两个开模水平移动,实现模具的装配和成品管的脱模。叉车采用三开模的叉车行程和生产场地的净高可以降低,但生产过程中需要人工开模和生产,维修占用空间大。
叉车作业的优点是设备和基建投资少,制管工艺可以比较灵活地安排生产场地。二是由于视线受阻,叉车将组装好的模具放入制管机中,操作难度大;三是由于挤压管多在封闭车间内生产,叉车作业对室内污染严重。另外,叉车作业的油耗和设备运行成本相对较高。2.
2)自动生产线模式下的机器人吊装作业。
机械手吊装作业方式一般在欧洲比较发达的国家,下面参考德国两家公司介绍机械手吊装作业的工作流程,欧洲国家为了方便现场施工往往在排水管厂前将密封圈设置在管体上,有两种方式:一种是将密封圈放在排水管的承插段上;一种是将密封圈放在排水管的承插段上。在不同的挤压管生产工艺中,密封圈的放置位置会有一定的差异。
首先是德国的REIFF公司,该公司现场生产直径300mm的径向挤压承插管,整条生产线建于八十年代中期,其基本布局如图所示,它的密封圈放置在承插口位置,它主要由模具提升机械手、成品管提升机械手、到底托装置、底托倒运机械、底托加工装置和挤压成品管后处理部件等。组成。模具升降机械手和成品管升降机械手是以运行在厂房轨道上的桥式起重机为主体结构附加机械、液压等装置完成的专用制管设备。模具升降机械手除保证模具的正常升降定位、升降外,还有液压系统控制模具的开合;成品管升降机械手可实现对挤压管的维护夹持、翻转和升降功能。
立式径向挤压管生产先在径向挤压机底盘上的工位外侧进行模具组装,底托架用专用机械手从传送带上放置在组装工位上,人工在其上喷洒隔离剂加固骨架,直径300毫米的径向挤压套管加固骨架重量较轻,由操作人员人工放置到位,欧洲有生产线用专用悬挂传送带进行加固骨架传送。模具提升机械手将模具提升到骨架上,底部托盘设置成液压机构将模具锁住,模具组装完成后模具提升机械手与挤压管机底盘分离将模具转到工位内侧开始管子循环。挤压管机制成后底盘将模具转到工位外侧,模具升降机械手将模具升降到维修现场放置妥当后,液压机构将模具偏心机构打开,垂直升降完成脱模。然后将模具吊装回管机装配站。挤压管在现场的取放由数据库系统控制,不需要人工干预模具升降机械手和成品管升降机械手的放置。挤压管在现场的维护是在完全暴露的自然环境中进行的。
挤压管在现场维护后,首先由成品管提升机械手将其提升至脱模装置的顶部,管体与脱模装置的工作部分对准并下降至预定高度,脱模装置工作,将底托架取走。底托被机械手带走后放入底托搬运工位,首先对底托的套筒工作表面进行抛光,去除表面粘连物,然后将底托移至下一工位用传送带将底托送至靠近挤压管机机械手操作位置进行模具装配,在底托传送过程中操作人员将埋在底托上的密封胶圈设置。
成品管提升机械手将挤压后取出底盘夹住管子后将管子翻转90度对出轨进行后处理。先在出轨上对管子的外观进行人工修补和处理,然后进行自动检漏和套筒尺寸检测。几乎所有的挤压管承口在维修过程中都处于游离状态,挤压管在脱模后一段时间内有一定的混凝土塑性,挤压管在混凝土和钢架制管过程中产生的内应力在脱模过程中得到释放,所以产品维修后挤压管承口由于存在底托尺寸恒定而承口尺寸略有偏差。欧洲厂家内部有严格的产品质量控制,在生产线上设有自动测量装置,先将挤压管在导轨上撑起定位,套筒端部装有激光测距系统的小车沿导轨移动到套筒位置,准确定位后激光测距系统以挤压管轴心为圆心360旋转测量套筒的直径数据和偏差并记录。小口径规格的挤压管要经过测压试验,生产线上的测压试验必须提高效率,以适应生产的整体节奏所以试验形式与国内不同,国内是内压、外压、外漏观察,生产线测压试验用两端塞盘、密封圈和挤压管端部压紧密封,内抽真空外喷水,保持真空一段时间后观察管子,再进行试管,再进行试管,再进行试管。整个
径向挤压过程中,除了没有底套密封外,其他都决定了管材是否合格。
德国RUPP公司也有一条直径300毫米径向挤压套筒的生产线,不同的是,密封圈放在套筒位置。
然后将管子垂直堆放,转入后续工序。管子旋转到水平位置后,放在后处理链上,首先通过真空测试是否有渗漏,然后盖上产品标签,送入研磨机。安装在套筒中的环形槽由铣床的砂轮进行研磨,研磨后的环形槽在尺寸精度上可以满足要求,所以不需要测量管口尺寸。挤出的管材经研磨后由机械手按管径自动分层堆放,用楔形槽隔开,便于储存和运输。
自动提升线模式的优点是自动化程度高,每道工序都能实现机械化,生产效率高,而且操作人员少,德国REIFF公司整条生产线只有三个操作人员:制管机、底托机、成品管处理机。但是自动提升线的资金投入非常大,所以同一场地不能使用两台提升机进行连续生产,只有在维护结束时管道提升机械手清场后,挤压管生产线才能继续生产。
3.维修窑循环作业生产线模式
REIFF(德国)有一条上世纪80年代的垂直径向挤压生产线,采用固化窑的形式,现场生产1400规格的承插排水管。模具后。带着挤压管的固化车在环形固化窑中运行,每个循环中固化一批挤压管。这种窑炉在生产过程中不需要温度控制系统和相关设施,只需要在循环过程中保持挤压管自然裸露状态所需的时间和空间。
在德国,我们与赫斯公司的相关技术人员进行了深入的交流,根据他们提供的资料现阶段的维护窑系统已经发展的相当完善,完整的维护窑循环运行模式布局如图所示,组成的管子部分的运行方式与自动生产线的提升运行方式基本一致,主要是出管机械手、翻管机械手代替模具提升机械手、成品管提升机械手。每个部件都有自己独立的运行轨道,不在厂房轨道上行走。吊装作业自动生产线的结构、功能、工作程序和自动生产线模式相同,不同的是增加了窑炉养护部分和与之相配套的控制系统,窑炉养护部分由装载小车、行走驱动与控制部分和窑炉温度控制系统组成。
挤压管完成后,完成的管模由专用出管机械手吊起,沿轨道运行到养护窑的搬运小车顶部,机械手和小车的行走控制系统共同将挤压管按一定的顺序摆放好,出管机械手将管模打开并垂直吊起脱模,将空管模带回管机外站重新组装。车厢上的挤压管出料后缓缓移动到固化窑内,下一节车厢运行到工作位置继续作业。小车载着挤压管在养护窑内逐段运行至出窑口,小车运行控制系统和温控系统完成对挤压管的静止、温度、保温、冷却和湿度控制等各方面的维护,养护窑两端的门加帘子用于保温。最后,小车停在挤压管的卸料位置,翻料机械手将小车上的每根管子逐一拾起,先取下底托板,然后将管子吊起并翻转90度,沿轨道走到出口轨道,挤压管在这里进行与自动生产线模式下的吊装操作一样的后处理。底部托盘经过处理后运回管机,装配到模具中,进行下一个生产周期。
保养窑模式的优点是可以实现全自动化生产操作和全天候的维护控制,存在的缺点是设备资金投入非常大,对生产工艺工作的可靠性要求较高,一旦挤压管在保养窑内出现问题处理起来不方便。
二、国内径向挤压工艺生产布局情况
1、沧州宇通建材机械设备有限公司
沧州宇通建材机械设备有限公司是制造水泥制管机械与系列模具的专业制造商,是中国水泥制品协会的常务理事单位,拥有雄厚的技术力量,并与科研单位长期合作!
1)对于
径向挤压,我们采用欧洲广泛使用的双开模,减少了维修面积,方便机械化。
2)所有的挤压底座都是冲床底座。冲压底座重量轻,工作面干净,整体弹性好,可以大大降低生产过程中操作人员的劳动强度;提高径向挤压管套筒部分的振动成型质量;方便径向挤压管底座维修后的拆卸。
3)挤压管模具运输模具定型为桥式起重机全程垂直方向的模具吊装形式,参照欧洲机器人作业模式用10吨桥式起重机将挤压管模具从管道设备上改造到维修吊装现场并对维修现场模具进行脱模,由于模具脱模过程中具有稳定的方向性,保证了挤压管套筒在脱模过程中不会损坏,减少了后期维修的工作量。
4)由于公司生产车间生产班组现场回收维修面积较小,径向挤压管采用蒸汽维修方式,用保温方养护罩扣住一定面积的挤压管进行低温维修。
5)我们在进口卡箍结构的基础上,制作了小口径混凝土管专用卡箍,径向挤压管专用卡箍。
6)我们设计了径向挤压管专用的小型翻管器,体积小、安全、使用方便。管子送至轨道后方进行维修和检查。
7)各规格径向挤压管均按GB/T11836-2009的标准严格进行外观和内外压试验,对径向挤压管产量高的内压进行抽检。