Analyse des technologies de base des machines de fabrication de briques : des systèmes hydrauliques au moulage par vibration, comment améliorer l’efficacité de la production et la résistance des briques ?

Analyse des technologies de base des machines de fabrication de briques : des systèmes hydrauliques au moulage par vibration, comment améliorer l’efficacité de la production et la résistance des briques ?

Résumé : Élément clé de la production moderne de matériaux de construction, les machines à fabriquer des briques ont un impact direct sur l'efficacité de la production et la qualité des briques. Cet article se concentre sur deux modules essentiels : le système hydraulique et le moulage par vibration. Il analyse en profondeur leurs principes techniques, leurs pistes d'optimisation et leurs mécanismes de synergie. Grâce à l'analyse de la commande hydraulique intelligente, du couplage vibratoire multifréquence et des stratégies d'intégration du système, il explore comment améliorer simultanément l'efficacité de la production et la résistance des briques. Il fournit ainsi une base théorique et des orientations pratiques pour la modernisation des machines à fabriquer des briques et la transformation industrielle du secteur.

1. Introduction

L'industrie de la production de blocs est confrontée à de multiples défis : amélioration de la qualité, optimisation de l'efficacité, économies d'énergie et réduction des émissions. Élément clé du processus de fabrication des blocs, le système hydraulique et la technologie de moulage par vibration des machines à fabriquer des briques déterminent directement l'efficacité opérationnelle de ces machines, leur consommation d'énergie et les propriétés mécaniques des produits. Actuellement, de nombreuses machines à fabriquer des briques souffrent de problèmes tels qu'une réponse hydraulique lente et une répartition inégale de l'énergie vibratoire, ce qui entraîne une faible productivité et une grande variabilité de la résistance des briques. Cet article analyse systématiquement les voies d'optimisation de ces deux technologies essentielles, en construisant un cadre technique pour une amélioration synergique de l'efficacité et de la résistance, et en proposant une solution systématique pour la modernisation technologique de l'industrie.

2. Analyse et optimisation de la technologie des systèmes hydrauliques

2.1 Le rôle central du système hydraulique dans les machines à briques

Le système hydraulique est le centre névralgique de la transmission de puissance et du contrôle de la pression dans les machines à briques, et assure principalement :

Actionner le moule pour l'ouverture et la fermeture, en contrôlant la courbe de pression de formage

Réglage du levage et du mouvement synchrone de la table vibrante

Assurer un contrôle précis des fonctions auxiliaires telles que l'alimentation et l'empilage des plaques

Les systèmes hydrauliques traditionnels souffrent souvent d'une réponse lente des vannes et de fortes fluctuations de pression, ce qui entraîne une pression de formage instable et une consommation d'énergie élevée.

2.2 Technologie de contrôle hydraulique intelligente en boucle fermée

L'introduction de vannes proportionnelles électrohydrauliques, de capteurs de haute précision et d'algorithmes de contrôle adaptatifs permet de construire un système hydraulique intelligent en boucle fermée :

Adaptation précise de la pression : détection en temps réel des caractéristiques de résistance du matériau et ajustement dynamique de la pression de sortie pour éviter une pression insuffisante ou une surcharge.

Ajustement dynamique de la consommation d'énergie : Utilisation de groupes motopompes à fréquence variable et de la technologie de récupération d'énergie par accumulateur pour réduire la consommation d'énergie en veille et à l'arrêt.

Mécanisme d'alerte précoce aux pannes : grâce à une analyse multiparamétrique (pression, débit, température, etc.), les anomalies du système sont identifiées à l'avance.

Le système hydraulique optimisé permet de réduire les fluctuations de pression de formage de 60 % et la consommation d'énergie du système de 25 à 30 %.

3. Percée et optimisation collaborative de la technologie de moulage par vibration

3.1 Principes scientifiques du moulage par vibration
Le moulage par vibration utilise des vibrations mécaniques pour réorganiser les particules d'agrégats et expulser l'air, assurant ainsi le compactage du mélange. Les systèmes de vibration traditionnels utilisent souvent une seule fréquence, ce qui peut facilement entraîner des « zones mortes de résonance » et une répartition inégale de l'énergie.

3.2 Technologie de vibration couplée multifréquence
Utilisation novatrice d'un système de vibration à modulation d'amplitude et de fréquence variable, collaboratif et multimoteur :

Conception d'optimisation spectrale : Détermination de la combinaison optimale de fréquences de vibration par des expériences (par exemple, fréquence principale 25-30 Hz, fréquence auxiliaire 40-45 Hz)

Construction d'un champ de vibration tridimensionnel : obtention d'une superposition de vibrations multidimensionnelles dans les directions verticale, horizontale et de torsion

Contrôle intelligent de l'isolation des vibrations : ajustement dynamique des paramètres de vibration en fonction de la fréquence naturelle du moule afin d'éviter les dommages dus à la résonance.

Cette technologie permet d'améliorer l'utilisation de l'énergie vibratoire de 40 % et de réduire le temps de moulage de 20 à 25 %.

3.3 Stratégie de contrôle coordonnée hydraulique-vibration
Établir un modèle de correspondance dynamique pour les paramètres de pression hydraulique et de vibration :

Optimisation du calage pression-vibration : Contrôle précis du calage de démarrage de la pressurisation et des vibrations en fonction des caractéristiques de compression du matériau.

Mécanisme de complémentarité énergétique : Réduire de manière appropriée l’intensité des vibrations pendant la phase de moulage à haute pression et améliorer l’effet des vibrations pendant la phase de pré-pressurisation.

Algorithme d'ajustement adaptatif : Optimisation dynamique des paramètres coordonnés basée sur le retour d'information en temps réel de la détection de la densité des briques.

4. Analyse empirique de l'amélioration de l'efficacité de la production et de la résistance des briques
La vérification de la transformation technique a été effectuée sur une ligne de production de blocs d'une capacité de 500 000 mètres cubes par an :

4.1 Effet d'amélioration de l'efficacité de la production
Réduction du temps de cycle : Le temps de cycle unique est passé de 12 secondes à 8,5 secondes, soit une réduction de 29 %.

Amélioration de l'utilisation des équipements : le temps d'arrêt dû aux pannes a diminué de 40 % et le TRS (taux de rendement global) est passé de 68 % à 85 %.

Réduction significative de la consommation d'énergie : la consommation d'électricité par tonne de produit a diminué de 28 % et l'élévation de température de l'huile hydraulique a diminué de 15 °C.

4.2 Amélioration des performances de résistance des briques

Résistance à la compression accrue : La résistance à la compression moyenne est passée de 12,5 MPa à 16,8 MPa, soit une augmentation de 34 %.

Dispersion de résistance réduite : le coefficient de variation de la résistance est passé de 18 % à 6,5 %.

Stabilité dimensionnelle améliorée : l'écart d'épaisseur a diminué de ±1,5 mm à ±0,6 mm.

4.3 Analyse techno-économique

Délai de récupération de l'investissement : L'investissement dans les mises à niveau technologiques peut être récupéré en 14 mois grâce aux économies d'énergie et à l'augmentation de la production.

Avantages à long terme : réduction annuelle des pertes de rebuts d’environ 1,2 million de RMB et économies sur les coûts de maintenance de 800 000 RMB.

5. Principales avancées et innovations technologiques

Technologie de contrôle adaptatif hydraulique intelligent : Permet un contrôle en boucle fermée de plusieurs paramètres tels que la pression, le débit et la température.

Méthode de vibration à couplage de phase multifréquence : elle rompt avec le mode de vibration unique traditionnel, améliorant ainsi l’efficacité d’utilisation de l’énergie.

Modèle de co-optimisation hydraulique-vibrationnelle : établit un algorithme d’appariement dynamique basé sur les caractéristiques des matériaux.

Solution de mise à niveau modulaire : Permet des mises à niveau progressives des équipements existants, réduisant ainsi les coûts de mise à niveau.

6. Voie de mise en œuvre et recommandations d'application industrielle

6.1 Stratégie de mise à niveau progressive

Phase 1 : Prioriser la mise à niveau du système de commande hydraulique afin d'obtenir un contrôle précis de la pression.

Phase 2 : Modifier le système de vibration et introduire la technologie de couplage multifréquence.

Phase 3 : Déployer un système de contrôle collaboratif pour achever l'optimisation intégrée.

6.2 Valeur de la promotion industrielle

Nouvelles lignes de production : Possibilité d’adopter directement la solution d’optimisation du système complet.

Modernisation des équipements existants : Prend en charge les mises à niveau modulaires et progressives.

Production de blocs spéciaux : Applicable à la production de produits haut de gamme à haute résistance, légers et de forme irrégulière.

6.3 Recommandations de normalisation
Promouvoir l’élaboration de spécifications techniques pour la commande collaborative hydraulique-vibratoire, établir des méthodes d’essai normalisées pour l’industrie et promouvoir l’application normalisée des avancées technologiques.

7. Conclusion et perspectives
Cet article analyse systématiquement l'optimisation du système hydraulique et de la technologie de moulage par vibration des machines de fabrication de briques. Grâce à une commande intelligente, à la vibration multifréquence et à la collaboration entre les différents systèmes, il permet d'améliorer simultanément l'efficacité de la production et la résistance des briques. L'expérience a démontré que cette solution technique permet d'accroître l'efficacité de la production de plus de 30 % et la résistance des briques de 25 à 40 %, ce qui représente un avantage technique et économique significatif.

Les orientations futures en matière de développement comprennent :

Application poussée des technologies intelligentes : introduction d’algorithmes d’intelligence artificielle pour parvenir à un apprentissage autonome et à l’optimisation des paramètres de processus.

Technologie du jumeau numérique : Création d’une plateforme virtuelle de débogage et d’optimisation pour réduire les coûts liés aux essais et erreurs.

Intégration de la production verte : Intégration poussée avec les technologies de protection de l’environnement telles que la valorisation des déchets solides et la récupération de la chaleur résiduelle.

Construction d'un système de normalisation : Promouvoir la formulation et l'amélioration des normes techniques industrielles.

Grâce à une innovation technologique continue et à l'optimisation des systèmes, la technologie de fabrication des briques évoluera vers une efficacité élevée, une qualité supérieure et une faible consommation d'énergie, fournissant un soutien technique solide à la transformation écologique de l'industrie des matériaux de construction.