摘要：
　　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。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。

　　②成型产品一致性好、合格率提高。消除了人为操作的不确定因素，每块砖均采用同一工艺参数成型，提高了批量成型砖坯的体积密度和合格率。

　　③能量压力数控准确。开关磁阻电机可以大范围无级调速，转速的误差在±1转/分，稳速精度0.2%。因打击能量与转速的平方成正比，转速准确设定（即打击能量准确设定）。当坯料变形量一定时，打击力一定。因此，可以根据工艺的要求数字化准确控制能量和打击力。

　　④自动化程度高、节省人力。按钮式操作、数字化控制，降低了工人的劳动强度，减少了用工人数。采用PLC控制，可以实现称量、上料、成型、出砖的全过程自动控制。

　　⑤传动链短、结构简单。采用电机经皮带驱动飞轮正反转运动，驱动滑块上下运动，产生打击力。与摩擦式相比，没有摩擦盘和支撑机构，少了一个螺旋副和机械操作机构。

　　⑥高效节能。工作时电机启动；上料、出砖、清理模具时，电机停机，能耗比传统的摩擦压力机降低30%左右。

　　⑦调节方便。在额定值范围内，可通过调节启动时间和返程速度，调节每分钟的打击次数；还可调节接近开关的位置和打击行程。

　　⑧调模和维护方便。调模、试模时，可慢速点动上、点动下；易损、易耗件少，维护简单、费用低。

　　⑨可靠性和安全性高。压砖机试运行期间，没有发生功率器件控制错误导致短路而烧毁控制器的现象，并且电机及控制器的温升较低。因设备设计有电机和机械双重刹车功能，保证在任意位置能够刹车制动。

　　⑩无启动冲击电流。滑块速度越慢，设定启动时间越长，启动电流越小。试验中，当启动转矩达到额定转矩l50%时，启动电流仅为额定电流的30%。

　　总之，开关磁阻数控螺旋压砖机克服了现有摩擦螺旋压砖机的缺陷，是一种结构简单、成本低、效率高，运动与打击能量可柔性数控的设备，适用于多种材料、多种工艺和多种变形能量的加工需求，是耐火材料生产企业设备更新换代的一种新机型。