立式徑向擠壓制管常見工藝布局介紹

  立式徑向擠壓制管工藝有自動化程度高、生產效率高、制作環(huán)節(jié)無廢漿廢渣等廢棄物、可自然養(yǎng)護能耗低等優(yōu)點得到廣泛應用，在歐洲各國成為中小口徑排水管的主要生產工藝。生產的高效率是徑向擠壓工藝最大的優(yōu)勢，合理的工藝布局對減少生產環(huán)節(jié)瓶頸至關重要，我公司一直致力于企業(yè)和行業(yè)的技術進步，專門針對徑向擠壓制管設備和工藝到歐洲進行了考察，下面結合參觀的廠家介紹幾種歐洲常見徑向擠壓工藝的生產布局和國內徑向擠壓企業(yè)的布局情況。

  一、歐洲常見徑向擠壓工藝生產布局

  1.叉車作業(yè)生產模式介紹

  叉車作業(yè)生產模式其全部生產環(huán)節(jié)用叉車作為運載工具，作業(yè)方式隨著配套模具的不同略有差異，立式徑向擠壓制管模有雙開和三開兩種形式，雙開模具由兩部分組合，一側用螺栓固定一側靠偏心軸開合出現(xiàn)單側開口使模具與擠壓管之間產生間隙，通過垂直提升使兩者分離；三開模具由三部分組合，中間部分和叉車固定兩側可以敞開超過管體圓周的一半，整個模具可以側向和擠壓管分離。

  雙開模具叉車作業(yè)以西班牙Bortubo公司兩個廠區(qū)的立式徑向擠壓生產線做簡單介紹，使用雙開模具叉車的提升行程必須足夠高，生產場地的凈高的必須超出模具總高度的二倍以上。叉車固定一個和模具配套的專用插架，架子前端的插架托起并垂直提升擠壓模具，模具在高度的約四分之三位置對稱布置兩個擺軸承擔模具和擠壓管的重量并通過配重保證其軸線與地面垂直，模具開啟偏心軸固定一個鏈輪，叉車對液壓系統(tǒng)進行改造用前邊液壓缸推拉一排圓柱銷與模具上的鏈輪實現(xiàn)鏈輪銷傳動驅動模具偏心軸實現(xiàn)自動開合功能，這樣叉車的駕駛人員就可以自由操控模具而不需要其他人員輔助。叉車作業(yè)生產模式在生產過程中模具組裝后放入擠壓制管機工位和成品管模具出管都由叉車來完成，叉車將成品管模具運到養(yǎng)護場地脫模后，把空模具運回重新和鋼筋骨架與底托組裝。擠壓管在場地按照工藝要求進行養(yǎng)護，養(yǎng)護結束后用叉車將管運出。

  擠壓管養(yǎng)護時在豎直狀態(tài)運出到場地應回到水平狀態(tài)中間有一個翻管程序，叉車作業(yè)生產模式是在叉車前部安裝一個卡斯卡特抱夾，叉車的液壓系統(tǒng)要做一番改造除保留插架的升降功能還必須實現(xiàn)卡斯卡特抱夾的夾緊和旋轉。叉車先把養(yǎng)護后的擠壓管夾緊提起去除底托后再將管旋轉90度運到產品場地。叉車配兩開模具可以減少輔助人員更有效的利用場地，但叉車液壓系統(tǒng)要進行改裝。

  徑向擠壓制管叉車作業(yè)用三開模具多在亞洲地區(qū)使用，他的工作流程和兩開模具基本相同。它是把三開模具中較大的一片固定到叉車上前面的兩片打開，模具水平移動就可以實現(xiàn)模具組裝和制成管脫模，作業(yè)過程前面要有人輔助打開和鎖閉模具。叉車配三開模具叉車的提升行程和生產場地的凈高可以降低，但生產過程中需人工開模并且生產、養(yǎng)護占用的空間比較大。

  叉車作業(yè)生產模式的優(yōu)點是設備和基礎設施的投資規(guī)模小，另外制管過程可更靈活的安排場地生產。存在的缺點首先自動化程度低制約擠壓制管設備的效能發(fā)揮；其二叉車將組裝后模具放入管機工位由于視線受阻較難操作；其三由于擠壓管多在封閉的廠房內生產，叉車作業(yè)存在室內污染比較嚴重。另外叉車作業(yè)的燃油消耗和設備運行費用都比較高。

  2. 機械手吊裝作業(yè)自動生產線模式

  機械手吊裝的作業(yè)模式一般在歐洲較發(fā)達的國家使用，下面參照德國的兩家公司介紹一下機械手吊裝作業(yè)的工作流程，歐洲國家為了方便現(xiàn)場施工往往在排水管出廠前把密封膠圈鑲在管體內，采用的方式有兩種：一種是把膠圈放在排水管的插口段；一種是把膠圈放在排水管的承口段。密封膠圈放置的位置不同擠壓管的生產環(huán)節(jié)會有一定的差異。

  首先介紹德國的REIFF公司，此公司現(xiàn)場制作口徑300毫米的徑向擠壓承插口管，整個生產線建于八十年代中期基本布置見圖示，它的密封膠圈安放在承口位置，它主要由模具吊裝機械手、成品管吊裝機械手、去底托裝置、底托倒運機械、底托處理裝置和擠壓成品管后期處理部分等部分組成。模具吊裝機械手和成品管吊裝機械手是以在廠房軌道上運行的橋吊為結構主體附加機械、液壓等裝置完成專門的制管設備。模具吊裝機械手除保證模具的正常吊裝定位、升降外，還有一套液壓系統(tǒng)控制模具的開閉；成品管吊裝機械手可以實現(xiàn)對養(yǎng)護后擠壓管的夾緊、翻轉和升降功能。

  立式徑向擠壓管生產首先在徑向擠壓管機底盤的外側工位上進行模具組裝，底托用專用機械手從傳送帶上抓起放置組裝工位上，人工對其噴涂隔離劑放置鋼筋骨架，口徑300毫米的徑向擠壓承插口管鋼筋骨架重量較輕由操作者人工放置到位，歐洲有生產線用專門的懸掛輸送進行鋼筋骨架傳送，模具吊裝機械手將模具吊起把骨架和底托套入后液壓機構將模具鎖閉，模具組裝完成后模具吊裝機械手和模具脫離，擠壓管機底盤把模具轉動到內側工位上開始一個制管循環(huán)。擠壓管制成后底盤將模具轉到外側工位，模具吊裝機械手將其吊運到養(yǎng)護場地放置穩(wěn)妥當后，液壓機構將模具開啟偏心機構打開垂直提升完成脫模。然后將模具吊運回管機的裝配工位。場地擠壓管的取放有一套數(shù)據庫系統(tǒng)控制模具吊裝機械手和成品管吊裝機械手的擺放位置不需要人工干預。養(yǎng)護場地的擠壓管在完全裸露的自然環(huán)境下進行養(yǎng)護。

  擠壓管在場地完成養(yǎng)護作業(yè)后，先用成品管吊裝機械手夾住擠壓管吊起運行到去托裝置上方，把管身和去底托裝置工作部位對齊下降到預定高度，去底托裝置工作將底托取下。底托由機械手取走放到底托處理工位，首先對底托的承口工作面進行拋光去除表面的附著物，接著底托移到下一個工位有傳送帶將底托送到擠壓管機附近機械手的作業(yè)位置進行模具組裝，在底托傳送的過程中操作人員將預埋的密封膠圈套到底托上。

  成品管吊裝機械手待擠壓管的底托取下后抱夾將管翻轉90度放到出管軌道上做后期處理。在出管軌道上先用人工進行外觀修補和處理，后續(xù)配備有自動滲漏檢測、插口尺寸自動檢測等裝置。幾乎所有的擠壓管的插口在養(yǎng)護過程中都處于自由狀態(tài)，擠壓管在脫模后的一段時間里混凝土存在一定的可塑性，擠壓管中混凝土和鋼筋骨架在制管過程產生的內部應力在脫模過程中得到釋放，所以在經過產品養(yǎng)護后擠壓管承口由于有底托的存在尺寸是恒定的而插口的尺寸略有少許偏差。歐洲廠家內部產品質量控制嚴格在生產線上有自動測量裝置，在軌道上先把擠壓管托起定位，插口端有一個裝有激光測距系統(tǒng)的小車沿軌道移到插口位置，準確定位后激光測距系統(tǒng)以擠壓管的軸心為圓心360旋轉測量插口的直徑數(shù)據和偏差并進行記錄。小口徑規(guī)格擠壓管測量后要進行內壓試驗，在生產線上內壓試驗必須提高效率適應整體的生產節(jié)奏所以試驗形式和國內的不同，國內是內部注水加壓、保壓觀察外部滲漏情況，生產線上內壓試驗用兩端堵盤、密封件和擠壓管端部壓緊密封后，內部抽真空外部用水噴淋，保持真空一段時間后觀察管的內壁是否有水滲漏的痕跡確定其是否合格。

  德國的RUPP公司現(xiàn)場也有一條生產線制作口徑300毫米的徑向擠壓承插口管，不同的是它的密封膠圈安放在插口位置， 整個徑向擠壓的制作過程除了沒有底托套密封膠圈外，生產過程和REIFF公司基本相同，但養(yǎng)護后的處理存在較大差異。

  德國RUPP公司在擠壓管養(yǎng)護后也是用成品管吊裝機械手把擠壓管放到自動去托裝置上取下底托，底托隨后依次垂直疊成一摞移送到后續(xù)工序，擠壓管旋轉到水平位置放到后期處理的傳動鏈上，首先經過真空滲漏檢測，然后打碼機打上產品標識送到磨口機，排水管的密封膠圈放到管的插口部位，其安裝的環(huán)形槽無法在制管過程加工只能在后續(xù)加工，插口部分的環(huán)形槽由磨口機的砂輪磨削而成，磨削加工的膠圈環(huán)形槽在尺寸精度上可以滿足要求，因此不需要進行管口尺寸測量。擠壓管磨口后由自動碼放設備根據管徑的大小用機械手分層自動堆放，各層之間用兩端帶有楔形的木楞隔開這樣便于場地的存放和運輸。

  吊裝作業(yè)自動生產線模式的優(yōu)點是自動化程度比較高、各個工序都可實現(xiàn)機械化作業(yè)，有很高的生產效率、生產過程操作人員少，德國REIFF公司的整條生產線只有制管操作、底托套膠圈和成品管處理三個操作人員。但吊裝作業(yè)自動生產線各個環(huán)節(jié)生產設備加工制作的資金投入非常大，在生產過程中兩臺吊裝作業(yè)設備使用同一場地不能完成連續(xù)生產，擠壓制管完成制管作業(yè)后必須等養(yǎng)護結束產品管吊裝機械手把場地清理后才能繼續(xù)生產。

  3. 養(yǎng)護窯循環(huán)作業(yè)生產線模式

  德國REIFF公司有一條八十年代的立式徑向擠壓生產線養(yǎng)護形式采用了養(yǎng)護窯，現(xiàn)場生產1400規(guī)格的承插口排水管，徑向擠壓管機配套的模具吊裝及輸送機構在制管前先完成模具、鋼筋骨架和底托的組裝，制管過程完成后該機構將帶有擠壓管的模具運送到養(yǎng)護窯的養(yǎng)護車上放到預定位置后脫模。載有擠壓管的養(yǎng)護車在環(huán)型養(yǎng)護窯內運行，每一個循環(huán)完成一個批次的擠壓管養(yǎng)護。此養(yǎng)護窯在生產過程中沒有溫控系統(tǒng)及相關設施，只是在循環(huán)過程中滿足擠壓管在自然裸露狀態(tài)下時間和空間的養(yǎng)護需求。

  在德國海斯公司我們和相關的技術人員進行了深入的交流， 據他們提供的資料看現(xiàn)階段養(yǎng)護窯系統(tǒng)已經發(fā)展的相當完備，完整養(yǎng)護窯循環(huán)作業(yè)模式布局見圖，其制管作業(yè)部分的組成和吊裝作業(yè)自動生產線基本相同的，主要是出管機械手、翻管機械手替代模具吊裝機械手、成品管吊裝機械手，二者有各自獨立的運行軌道不是在廠房軌道上行走，各個組成部分的結構、功能、工作程序和吊裝作業(yè)自動生產線模式相同，不同之處是增加了養(yǎng)護窯部分和配套的控制系統(tǒng)，養(yǎng)護窯部分有承載小車、行走驅動和控制部分和窯溫控系統(tǒng)等組成。

  擠壓管機制管完成后成品管模具由專用的出管機械手吊起沿著軌道運行到養(yǎng)護窯承載小車上方，機械手和承載小車的行走控制系統(tǒng)配合將擠壓管按一定順序放置好，出管機械手將模具打開垂直提升脫模并帶空模具返回管機的外側工位重新組裝。承載小車上擠壓管排滿后緩緩移動進入養(yǎng)護窯，下一個小車運行到工作位置繼續(xù)作業(yè)。載有擠壓管的小車在養(yǎng)護窯中逐段運行到窯的出口，小車行走過程中運行控制系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)相配合完成擠壓管的靜停、升溫、保溫、降溫和濕度控制等全部的養(yǎng)護環(huán)節(jié)，養(yǎng)護窯的兩端窯門加門簾用來保溫。最后小車停到擠壓管的卸載位置，翻管機械手逐根夾起承載小車上每根管，先用去托裝置去掉底托，然后把管吊起翻轉管體90度沿軌道行走放到出管軌道上，擠壓管在上面進行和吊裝作業(yè)自動生產線模式相同的后期處理。底托經過相關的處理和輸送環(huán)節(jié)送回管機和模具組裝進行下一個生產循環(huán)。

  養(yǎng)護窯模式最大的優(yōu)點是可以實現(xiàn)全自動化的生產作業(yè)和全天侯的養(yǎng)護控制，存在的缺點是全套裝備資金投入最大，對生產環(huán)節(jié)工作的可靠性要求高，一旦擠壓管在養(yǎng)護窯中出現(xiàn)問題處理起來不方便。

  二、國內徑向擠壓工藝生產布局

  1、上海水泥制管廠徑向擠壓生產布局

  上海水泥制管廠八十年代引進麥克拉肯徑向擠壓PH48徑向擠壓制管機的養(yǎng)護形式為養(yǎng)護窯蒸汽養(yǎng)護，徑向擠壓制管機制成產品后吊到養(yǎng)護窯前部的養(yǎng)護小車上脫模，此后小車排滿后進入蒸養(yǎng)窯進行養(yǎng)護，蒸養(yǎng)窯內擠壓管完成養(yǎng)護過程，由于PH48徑向擠壓制管機采用戴帽養(yǎng)護，蒸養(yǎng)間后的一段區(qū)域為脫帽去托區(qū)，脫帽去托區(qū)外側是橫向擺渡車，蒸養(yǎng)間的一側有聯(lián)通兩端擺渡車進行倒運的軌道，擠壓管脫去頂帽和經過翻管運到產品場地。

  2、天津貫通管井公司徑向擠壓生產布局

  天津貫通管井公司近幾年從德國引進了立式徑向擠壓制管設備，它采用叉車作業(yè)的生產模式，制管模具采用三開模的形式，養(yǎng)護采用制成品套塑料薄膜自然養(yǎng)護，為了提高擠壓管的養(yǎng)護效果外套的塑料薄膜是緊緊纏繞在擠壓管的管體上，這樣可以充分利用管內的水分參與混凝土的水化反應，這樣相比擠壓管套塑料袋養(yǎng)護可以獲得較好的養(yǎng)護效果。生產過程中有兩部部單梁吊車輔助作業(yè)，一部輔助叉車向擠壓管機放置組裝好的模具，一部完成完成養(yǎng)護后擠壓管的去管底托和翻管等一系列作業(yè)，最后由叉車將運達產品場地。

  3、秦皇島市撫寧水泥管材有限責任公司徑向擠壓生產布局

  秦皇島市撫寧水泥管材有限責任公司2013年初和設備制造廠家合作開始徑向擠壓制管生產的嘗試，擠壓制管機生產排水管規(guī)格為口徑300-1000毫米長度3米的承插口管，徑向擠壓的制管模具分別使用過三開和兩開模具最終選用歐洲大量使用的兩開式的模具；擠壓制成管的模具運輸方式嘗試過叉車和單梁吊車，通過一段時間的生產實踐的摸索結合國外徑向擠壓制管的經驗，探索出一套適合公司立式徑向擠壓制管生產的工藝流程。

  1）徑向擠壓的制管模具選用歐洲大量使用的兩開式的模具，它可以減少養(yǎng)護場地的占用方便機械化作業(yè)。

  2）所有的擠壓底托為沖壓底托。沖壓底托重量輕、工作面光潔、整體彈性好，可以大大減輕生產過程中操作人員的勞動強度；提高徑向擠壓管承口部分部分的振動成型質量；方便養(yǎng)護后徑向擠壓管底托的拆卸。

  3）擠壓制成管的模具運輸方式定型為橋吊全程垂直導向的模具吊裝形式，參照歐洲機械手作業(yè)生產模式用10噸橋吊進行改造實現(xiàn)擠壓管模具從制管設備到養(yǎng)護場地的吊裝和養(yǎng)護場地模具的脫模，由于模具脫模過程全程有穩(wěn)定的導向可以確保擠壓管插口不會在脫模過程中受到損傷減輕后期修補的工作量。

  4）由于公司生產廠房面積偏小生產班組要循環(huán)使用養(yǎng)護場地，徑向擠壓管采用蒸汽養(yǎng)護的模式，用帶有保溫層的方形養(yǎng)護罩扣住一定區(qū)域的擠壓管進行低溫養(yǎng)護。

  5）公司在參照進口夾管器在結構上我們進行改進專門制作了用于小口徑混凝土管的專用夾管器用于徑向擠壓管生產，養(yǎng)護后的徑向擠壓管先用夾管器吊起去除底托然后放置到翻管器上。

  6）公司專門為徑向擠壓管設計了專用的小型翻管器，它占地面積小、使用安全、操作方便，翻轉后的擠壓管送到后面的鋼軌上進行修補檢驗等后續(xù)工作，完成后用叉車運到成品場地。

  7）公司對生產的每個規(guī)格的徑向擠壓管都按照GB/T11836-2009的標準進行嚴格的外觀和內外壓檢驗，針對徑向擠壓管產量高內壓抽檢工作量大的特點專門為其制作了配套的內壓試驗機，它試驗范圍涵蓋公司全部口徑300-1650毫米的承插口排水管，各種規(guī)格的管有相應的試驗壓力限制保護，工作效率高操作方便。

  立式徑向擠壓制管機有很高的生產效率毋庸置疑，在實際生產過程中它的產能發(fā)揮往往受到配套設備設施的制約，選擇正確的工藝布局和相關配套設備設施對提高設備產能、降低生產成本、改善工作環(huán)境至關重要。