Пресс-форма для вибропресса: устройство, принцип работы и основные виды

Пресс-форма — один из главных рабочих узлов вибропресса. Именно она задает геометрию бетонного изделия, количество изделий за цикл, расположение пустот, форму лицевой поверхности и возможность выпуска определенного ассортимента.

Отметим, что точность размеров и качество продукции зависят также от состава и влажности бетонной смеси, равномерности заполнения, параметров вибрации, усилия прижима, состояния технологического поддона и настроек оборудования.

В статье разберем, из чего состоит пресс-форма для вибропресса, как проходит формование и какие виды оснастки применяют для производства тротуарной плитки, бордюров, стеновых блоков и других бетонных изделий.

Что такое пресс-форма для вибропресса

Устройство пресс-формы

Как работает пресс-форма

Что определяет пресс-форма

Основные виды пресс-форм

Совместимость с вибропрессом

Данные для изготовления пресс-формы

Как оценить качество пресс-формы

Частые ошибки при выборе

Пресс-формы от SOLOMATIC
 

Что такое пресс-форма для вибропресса

Пресс-форма для вибропресса — это сменная технологическая оснастка, внутри которой полусухая бетонная смесь уплотняется под совместным воздействием вибрации и давления. В производственной практике часто используют выражение «матрица-пуансон». Однако полноценная пресс-форма представляет собой не одну деталь, а согласованный комплект элементов.

В отличие от обычной формы для литья, изделие не остается внутри оснастки до набора прочности. После уплотнения выполняется распалубка: матрица поднимается, а свежеотформованные изделия остаются на технологическом поддоне и направляются в зону выдержки.

Поэтому пресс-форма должна не только создавать нужную геометрию, но и обеспечивать:

• равномерное заполнение всех ячеек;
• передачу вибрации бетонной смеси;
• стабильную высоту изделий;
• свободную распалубку без сколов и деформации;
• повторяемость размеров в течение производственного цикла;
• совместимость с конкретным вибропрессом и системой подачи смеси.

 

Из чего состоит пресс-форма

Конструкция зависит от типа продукции и модели оборудования, но большинство пресс-форм включает матрицу, пуансонную группу, элементы крепления и, при необходимости, пустотообразователи или подвижные механизмы.

Элемент	Назначение	На что влияет
Матрица	Формирует боковые поверхности и контур изделия	Геометрия, размеры в плане, качество боковых граней
Пуансон	Уплотняет смесь сверху и формирует верхнюю поверхность	Высота, плотность, фаски, рельеф верхней грани
Башмаки пуансона	Входят в отдельные ячейки матрицы	Равномерность уплотнения и точность высоты
Пустотообразователи	Создают технологические пустоты в блоках	Пустотность, толщина стенок и геометрия внутренних полостей
Вставки и изнашиваемые элементы	Формируют отдельные участки изделия и защищают основные детали	Ремонтопригодность и стоимость восстановления
Направляющие и центровочные элементы	Обеспечивают правильное взаимное положение матрицы и пуансона	Зазоры, равномерность хода и отсутствие контакта деталей
Крепежные и присоединительные элементы	Соединяют оснастку с вибропрессом	Жесткость установки и скорость переналадки

 

Матрица

Матрица представляет собой рабочий короб с одной или несколькими ячейками. Внутренние поверхности ячеек формируют боковые грани изделий.

Количество ячеек определяет, сколько изделий можно получить за один цикл. Однако стремление разместить максимальное количество ячеек не всегда приводит к максимальной производительности. Необходимо учитывать равномерность подачи смеси, возможности вибростола, массу оснастки, расстояние между изделиями и условия распалубки.

Для изготовления сложных изделий матрица может иметь сменные вставки, подвижные стенки или специальные механизмы. Конструкция выбирается с учетом геометрии продукции и возможностей вибропресса.

 

Пуансон

Пуансон опускается в ячейки матрицы и передает бетонной смеси вертикальное усилие. Его рабочие элементы — башмаки — формируют верхнюю поверхность каждого изделия.

На башмаках могут быть предусмотрены:

• плоская рабочая поверхность;
• фаски и скругления;
• декоративный рельеф;
• обозначения или логотип;
• специальные элементы для формирования фактуры.

Пуансон и матрица проектируются совместно. Их рабочие поверхности должны быть соосны, а зазоры — соответствовать конструкции оснастки, характеристикам смеси и требуемой точности продукции.

Слишком большой или неравномерный зазор способствует попаданию смеси между рабочими деталями. Слишком малый повышает риск контакта матрицы и пуансона при вибрации, особенно при нарушении центровки или износе направляющих.

 

Пустотообразователи

Пустотообразователи применяют при производстве стеновых, перегородочных, вентиляционных и других пустотелых блоков. Они формируют внутренние полости и одновременно влияют на распределение смеси внутри ячейки.

При проектировании необходимо учитывать:

• толщину наружных стенок изделия;
• толщину внутренних перегородок;
• форму и расположение пустот;
• максимальную крупность заполнителя;
• направление движения смеси при заполнении;
• условия извлечения свежеотформованного изделия.

Слишком тонкие стенки, узкие каналы или сложные переходы могут затруднить заполнение и привести к различной плотности отдельных участков блока.

 

Технологический поддон

Поддон формально не входит в состав пресс-формы, но является частью системы формования. Матрица устанавливается на его поверхность, а после распалубки на поддоне остаются свежеотформованные изделия.

Поверхность поддона формирует нижнюю грань продукции и воспринимает вибрационные нагрузки. Поэтому его плоскостность, жесткость, толщина, износ и правильное положение влияют на высоту, геометрию и внешний вид изделий.

Даже качественная пресс-форма не сможет обеспечить стабильный результат при деформированных или неодинаковых поддонах.

Подробнее о видах, конструкции и критериях выбора читайте в материале «Технологические поддоны для вибропрессов»

Как работает пресс-форма

Последовательность операций зависит от модели вибропресса, вида продукции и настроек линии. В типичном производственном цикле формование проходит следующим образом.

 

1. Подача технологического поддона

Чистый поддон устанавливается в зоне формования. Система позиционирования должна точно разместить его относительно матрицы.

 

2. Установка матрицы

Матрица опускается или устанавливается на поддон. Между ее нижней частью и поверхностью поддона не должно оставаться зазоров, через которые может выходить бетонная смесь.

 

3. Заполнение ячеек

Загрузочный ящик подает полусухую смесь в матрицу. Ворошители, решетки или другие элементы системы заполнения распределяют материал между ячейками. Равномерность этой операции особенно важна для многоячеечных и multiformat-пресс-форм. Если отдельные участки заполнены по-разному, изделия могут отличаться по высоте, массе и плотности.

 

4. Предварительная вибрация

Вибрация способствует перемещению смеси внутри матрицы и заполнению углов, узких участков и пространства вокруг пустотообразователей. Параметры режима подбираются под состав бетона, высоту изделия и конструкцию оснастки.

 

5. Вибропрессование

Пуансон опускается в матрицу. Под совместным воздействием вибрации и вертикального давления смесь уплотняется до заданной высоты.

Недостаточное уплотнение может привести к низкой плотности и нестабильной геометрии. Избыточная продолжительность цикла не обязательно повышает качество, но снижает производительность и может осложнять распалубку.

 

Распалубка

После уплотнения матрица поднимается. В зависимости от конструкции вибропресса пуансон некоторое время удерживает изделия на поддоне, после чего также возвращается в исходное положение.

На этом этапе бетон еще не набрал прочность. Неправильная влажность смеси, изношенная оснастка, сложная геометрия или неверно настроенная последовательность движений могут стать причиной сколов, прилипания и деформации.

 

7. Вывод продукции

Поддон с изделиями выходит из зоны формования и направляется на выдержку. На его место подается следующий поддон, после чего цикл повторяется.

Подробнее о работе оборудования в материале «Как работает вибропресс».

 

Что определяет пресс-форма

Правильно спроектированная оснастка влияет на:

• форму и размеры изделия;
• расположение пазов, фасок, пустот и декоративных элементов;
• количество изделий за один цикл;
• качество боковых и верхних поверхностей;
• равномерность заполнения ячеек;
• возможность устойчивой распалубки;
• скорость переналадки вибропресса;
• ассортимент выпускаемой продукции.

Отметим, что пресс-форма сама по себе не определяет прочность, морозостойкость или водопоглощение бетона. Эти показатели зависят от рецептуры, качества сырья, водоцементного отношения, уплотнения, режима выдержки и производственной дисциплины.

Если продукция имеет нестабильную высоту или повреждается при распалубке, замена пресс-формы не всегда решает проблему. Необходимо проверять всю технологическую цепочку.

 

Основные виды пресс-форм

Пресс-формы классифицируют прежде всего по виду выпускаемой продукции.

Вид продукции	Особенности пресс-формы	Что проверить перед заказом
Тротуарная плитка и брусчатка	Большое количество ячеек, фаски, возможность формирования лицевой поверхности	Размеры, рисунок укладки, толщина, тип лицевого слоя
Мультиформатная брусчатка	Несколько размеров изделий формируются за один цикл	Соотношение форматов в комплекте и схема укладки
Бордюры и поребрики	Высокие или удлиненные ячейки, повышенные требования к заполнению	Высота изделия, ориентация в матрице, возможности вибропресса
Стеновые и перегородочные блоки	Наличие пустотообразователей и тонких перегородок	Пустотность, толщина стенок, крупность заполнителя
Газонные решетки	Сложный контур и большое количество внутренних проемов	Условия заполнения, распалубки и транспортировки
Элементы подпорных стен	Замки, пазы и сложная пространственная геометрия	Сопряжение элементов и допустимые отклонения
Водоотводные и специальные изделия	Каналы, уклоны, пазы или нестандартные поверхности	Рабочее положение изделия и возможность извлечения
Крупноформатные плиты	Большая площадь изделия и повышенная чувствительность к неравномерному уплотнению	Размер зоны формования, жесткость поддона и равномерность подачи

 

Пресс-формы для однослойных и двухслойных изделий

При однослойном формовании вся высота изделия создается из одной бетонной смеси. При двухслойной технологии сначала подается основной бетон, затем более тонкий лицевой слой. Для такого производства необходимо согласовать пресс-форму не только с вибропрессом, но и с системой подачи лицевого бетона.

Наличие второй загрузочной линии само по себе не гарантирует качество поверхности. Важны толщина лицевого слоя, стабильность дозирования, отсутствие смешивания слоев и правильная последовательность вибрации.

 

Одноформатные и мультиформатные пресс-формы

Одноформатная оснастка формирует изделия одного размера. Она удобна для массового выпуска стандартной продукции и упрощает расчет количества изделий за цикл.

Мультиформатная пресс-форма одновременно выпускает несколько типоразмеров, образующих готовый комплект для укладки. Такая конструкция требует особенно внимательного расчета расположения ячеек и подачи смеси: изделия разной площади должны получать достаточное и стабильное количество материала.

 

Пресс-формы с декоративной поверхностью

Фактура может формироваться рабочей поверхностью пуансона, сменными вставками или дополнительными технологическими операциями.

При выборе декоративного решения необходимо учитывать не только внешний вид, но и возможность очистки оснастки, склонность смеси к налипанию, глубину рельефа и сохранение рисунка после распалубки.

 

Оснастка для нестандартных изделий

По индивидуальному проекту можно выпускать пресс-формы для элементов благоустройства, дорожной инфраструктуры, подпорных стен, водоотведения и изделий специального назначения. До изготовления необходимо проверить, возможно ли стабильно заполнить выбранную геометрию полусухой смесью и извлечь изделие без повреждений. Не каждая форма, которую можно построить в трехмерной модели, подходит для промышленного вибропрессования.

 

Сварная, сборная или цельнообработанная конструкция

В описаниях пресс-форм встречаются определения «сварная», «сборная», «модульная» и «монолитная». Эти термины нельзя использовать как универсальную шкалу качества.

Сварная или сборная конструкция может обеспечивать замену отдельных рабочих элементов и удобное восстановление. Цельнообработанные детали могут иметь высокую геометрическую стабильность и меньшее количество соединений. Комбинированная конструкция позволяет совместить жесткий несущий корпус со сменными изнашиваемыми вставками.

Результат зависит не только от способа изготовления, но и от:

• конструкции пресс-формы;
• точности механической обработки;
• выбора материалов для конкретных деталей;
• технологии термической обработки;
• качества сборки;
• соосности матрицы и пуансона;
• условий эксплуатации и обслуживания.

Поэтому при сравнении предложений следует запрашивать рабочую документацию и описание конструкции, а не ориентироваться только на слово «монолитная» или «закаленная».

Подойдет ли одна пресс-форма для разных вибропрессов

Пресс-форму разрабатывают под конкретный вибропресс или под точно определенный интерфейс оборудования. Даже при одинаковых размерах продукции могут различаться:

• зона формования;
• размеры и толщина поддона;
• допустимая высота изделия;
• крепление матрицы и пуансона;
• расположение направляющих;
• рабочие и транспортные положения;
• ход пуансона;
• система центровки;
• масса, которую допускает механизм смены оснастки;
• параметры загрузочного ящика;
• настройки вибрационной системы.

Поэтому понятие «универсальная пресс-форма для любого вибропресса» требует осторожного отношения. Совместимость необходимо подтверждать по чертежам оборудования и присоединительным размерам.

 

От чего зависит производительность пресс-формы

Расчетная производительность определяется количеством изделий за цикл и продолжительностью цикла:

Производительность = количество изделий за цикл × количество циклов в час

Но увеличение числа ячеек не всегда повышает фактический выпуск. Слишком плотная компоновка может ухудшить заполнение, увеличить массу пресс-формы и затруднить распалубку.

На результат также влияют:

• скорость подачи поддонов;
• время заполнения матрицы;
• продолжительность вибрации;
• ход и скорость пуансона;
• время распалубки;
• наличие лицевого слоя;
• стабильность бетонной смеси;
• квалификация оператора;
• время остановок для очистки и переналадки.

Поэтому производительность следует рассчитывать для конкретного изделия, рецептуры и вибропресса, а не только по количеству ячеек.

Какие данные нужны для изготовления пресс-формы

Для подготовки технического предложения производителю следует передать:

• Чертеж или трехмерную модель изделия.
• Основные размеры и допустимые отклонения.
• Форму фасок, пазов, замков и внутренних пустот.
• Требования к лицевым поверхностям.
• Модель и серийный номер вибропресса.
• Чертеж зоны формования и присоединительных элементов.
• Размеры и толщину технологического поддона.
• Минимальную и максимальную высоту продукции.
• Планируемое количество изделий за цикл.
• Требуемую сменную или годовую производительность.
• Состав смеси и максимальную крупность заполнителя.
• Информацию о наличии лицевого слоя.
• Планируемый режим эксплуатации и количество смен.
• Требования нормативной документации на готовую продукцию.

Если готового чертежа нет, исходной точкой могут стать эскиз, образец или описание изделия. Но до запуска производства геометрия должна быть согласована и зафиксирована в документации.

 

Как оценить качество пресс-формы

До покупки рекомендуется оценивать не только стоимость оснастки, но и ее конструкцию, совместимость и ремонтопригодность. Запросите у изготовителя:

• сборочный чертеж;
• перечень основных деталей;
• присоединительные размеры;
• массу оснастки;
• количество изделий за цикл;
• требования к технологическим поддонам;
• описание сменных и изнашиваемых элементов;
• схему установки и центровки;
• порядок обслуживания;
• условия восстановления рабочих поверхностей;
• перечень запасных частей;
• порядок приемки и контрольного формования.

Если производитель обещает определенный ресурс, необходимо уточнить, в каких условиях он рассчитан: для какого бетона, количества циклов, режима очистки и допустимого износа. Универсальное значение ресурса без описания условий эксплуатации не позволяет объективно сравнить две пресс-формы.

 

Основные ошибки при выборе пресс-формы

Выбор только по цене

Недорогая оснастка может потребовать частых регулировок, давать повышенный процент брака или оказаться сложной в восстановлении. Сравнивать следует не только цену приобретения, но и стоимость владения.

 

Заказ без проверки вибропресса

Даже точный чертеж изделия не содержит информации о креплениях, ходах, направляющих и зоне формования оборудования. Производителю пресс-формы нужны данные конкретной машины.

 

Максимальное количество ячеек любой ценой

Большее количество изделий за цикл полезно только при равномерном заполнении и стабильной распалубке. Иногда меньшее число ячеек обеспечивает более короткий цикл и меньший процент брака.

 

Игнорирование состояния поддонов

Изношенные или деформированные поддоны могут вызывать перепад высоты, повреждение нижней грани и нестабильную передачу вибрации.

 

Изменение изделия после запуска проекта

Даже небольшое изменение фаски, пустоты или толщины стенки может потребовать переработки матрицы и пуансона. Геометрию необходимо согласовать до изготовления рабочих деталей.

 

Пресс-формы от SOLOMATIC

SOLOMATIC проектирует и изготавливает пресс-формы для производства тротуарной плитки, брусчатки, бордюров, стеновых блоков, газонных решеток и других вибропрессованных изделий.

Конструкция разрабатывается с учетом:

• модели вибропресса;
• размеров зоны формования;
• характеристик технологического поддона;
• геометрии изделия;
• состава бетонной смеси;
• требуемого количества изделий за цикл;
• планируемого производственного режима;
• требований к обслуживанию и восстановлению оснастки.

Чтобы получить техническое предложение, направьте специалистам SOLOMATIC чертеж или образец изделия, укажите модель вибропресса, размеры технологического поддона и требуемую производительность.

Инженеры SOLOMATIC оценят возможность формования продукции, проверят совместимость пресс-формы с оборудованием, рассчитают количество изделий за цикл и предложат оптимальную компоновку оснастки под Вашу производственную задачу. Получить консультацию и обсудить проект можно по телефону 8 800 555-73-40 или по электронной почте sale@solomatic.ru.