李雄飞 张卓 谭佳泉 李东洋 胡俊

摘要：目前针对以尾矿、粉煤灰、煤矸石、建筑垃圾等固体废弃物为原料的大吨位压制成的墙体砖、地砖、道牙石等都是单一截面的砖，其所使用的制砖模具、压制方法都比较简单，可概括为：料腔填料、上模下降压制、上模回撤、中框与下模产生相对运动将砖脱出。但是这种模具只试用于单一截面的砖型，不能够压制出变截面的砖。这种砖分为两个截面：大端为八边形，小端为正方形。由于需要对这种砖的大小两端都进行填料和压制，所需模具及动作要比压制单一截面的砖复杂，为了批量生产这种砖型，我们设计了一种特殊的压制模具。

关键词：固态废弃物；压制方法；单一截面；变截面；压制模具

引言

针对变截面地砖的结构特点，我们设计了一种适用于大吨位压力机，可自动化批量生产地砖的模具。其特点有：1.可一次性压制16块地砖，对于这种变截面地砖，保证16块地砖大小端可以成型，一次脱模、二次脱模时大小端无相对位移（如有相对位移，大小端会断开）且能顺利脱模的设计难度比较大。2.大吨位单向压制，大小端同时成型，利用这种压制方式可节省一个方向的大吨位压制力（小端成型所需要的压制力），同时大大简化了对压力机的动作要求，模具结构也相应的简化了。3.小端脱模采用外部油缸带动凸轮或斜铁结构，保证16块同时脱模，既可以节省16个内置脱模油缸，又可以保证脱模的同步性。

1地砖模具结构要点介绍

地砖模具总体结构如图1所示。主要由：1.上模 2.上模限位杆 3.中间框 4.大端下模5.小端下模支撑杆 6.小端下模支撑筒7.复位弹簧 8.导向套9.导柱 10.小端脱模斜铁 11.大端下模支撑油缸 12.大端下模限位杆13.底座14.小端脱模油缸所组成。其结构要点在于：1.大端下模与四个导向套用螺栓连接，与四个立柱形成导向，大端下模支撑油缸的活塞杆与大端下模相连接，可对大端下模进行提升、下降和静止作用，大端下模限位杆与底座相连，可以对大端下模的上升进行限位，调节小端的布料深度。2.小端下模支撑杆在小端下模支撑筒里可以往复滑动，设有下极限点，可承受住小端的压制力，复位弹簧置于支撑杆和支撑筒之间。支撑杆下端装有滑轮，支撑筒下端径向开有通槽，小端脱模斜铁可插入槽中与滑轮接触带动支撑杆往复运动。3.小端下模支撑杆、小端下模支撑筒、复位弹簧、导柱、小端脱模斜铁、大端下模支撑油缸、大端下模限位杆、小端脱模油缸全部与底座连成一整体。底座上安有限位支撑铁，可支撑住大端下模传递的压制力。

2地砖模具工作原理介绍

地砖模具工作过程如下：

1.小端脱模油缸前推，复位弹簧将小端下模支撑杆回位。

2.底座静止，中框提升至预设高度（或中框静止，底座下降至下极限点）。

3.大端下模提升至预设高度。

4.模具布料，中框（或底座）开始振动。

5.布料结束，振动停止。

6.上模下降，当上模限位杆接触到中框时，中框利用上模限位杆与上模一起下降，产生随动（若压力机中框为固定式，则可取消限位杆，中框不随动）

7.上模下降时产生的压制力同时会使大端下模产生随动，当大端下模到达下极限点时，小端成型。

8.上模继续下降到预设位置，大端最终成型，准备脱模。

9.上模提升，中框下降至与大端下模一平或低一点位置，大端脱模完毕。

10.小端脱模油缸拉动小端脱模斜铁滑动，小端下模支撑杆随之上升将小端脱出。

11.此时砖已全部脱出，一个循环结束。

3模具优点及替代方案介绍

1.这样的压制方式，通过大端下模提升一定的高度来产生小端的布料高度，同时利用大端下模的随动性将上模的压制力传递到小端，使一个方向压制，大小端同时成型成为可能。这样设计可以不需要对小端单独施加向上的大吨位压制力，因此现有的通用压砖机即可安装这种变截面地砖模具。

2.大端脱模时，底座各部件与大端下模保证为一个整体，没有相对位移，保证了大小端不会断开。

3.对于小端脱模方法，也可以将小端下模支撑杆、小端下模支撑筒替换为16个小型液压油缸对小端进行脱模，同时取消复位弹簧、小端脱模斜铁、小端脱模油缸。但大型机器由于需要小型液压油缸数量太多，同步性难以保证，所以不予采用。

4.对于小端脱模方法，也可以将小端脱模斜铁替换为连杆机构，如圖2所示。

4结语

这种地砖模具是一种高产、高效率的变截面地砖模具，利用本模具首次制造出了通过大吨位压制、高压或常压蒸汽养护或自然养护成型的变截面地砖。本模具可高效、大批量生产变截面地砖。本模具适用于通用压力机机型，通用性强。

参考文献

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[5]雷天觉主编，新编液压工程手册，北京：北京理工大学出版社，1998

（作者单位：中国中车大连机车车辆有限公司）