1. 立式水泥制管機的結構特點

立式水泥制管機主要由擠壓輥、振動器、外模等組成等組成。其核心系統是位于主軸上的滾實擠壓成型頭。它由三層組成：頂層是布料層，由十幾個布料翼構成，當滾實成型頭旋轉時，將混凝土甩向鋼模周壁，從而均勻布料；中層是壓實層，由2～4層壓實滾輪構成，壓實混凝土管壁；下層是抹光層，由抹光環抹光管壁。為了最大限度減少鋼筋骨架扭曲，對滾實成型頭進行層間相向運動設計，即層間旋轉方向相反。為了確保混凝土壓實不會出現死角，采用多層滾頭設計。另外，考慮到擠壓頭磨損嚴重的問題，所有部件均按耐磨件設計。水泥管承口模塊主要功能是擠壓和振動成型，承口部分通過特寫的振動頻率，將混凝土顆粒壓實。

2. 立式水泥制管機的成型原理

徑向擠壓制管工藝采用半干硬性混凝土，通過布料機構向鋼模內喂料，成型頭的直徑與管子內徑一致，成型頭通過高速旋轉擠壓鋼模內的混凝土混合料，同時成型頭以一定的速度上升，混凝土在擠壓頭與鋼模的作用下擠壓密實，如圖1所示。管口部分除了受擠壓外，還需成型頭進行反復碾壓，使得管口部分不會因為時間短而密實度不夠，從而達到保證端口尺寸精度、表面光潔度的要求。

圖1 立式水泥制管機結構

水泥管成型可分為三段：第一段為承口成型段，由旋壓頭、承口模以及外模模身底部構成水泥管承口段型腔，在振動下模的振動夯實、旋壓滾輪（組）的滾擠壓與成型滾的整形作用下，完成水泥管承口段的成型；第二段為管身成型段，由旋壓頭與外模的模身形成管身段型腔，在旋壓頭自下向上運動過程中，順次滾擠壓成型；第三段為插口成型段，由旋壓頭、配料上膜以及外模模身等構成插口段型腔，在配料上模的旋壓、旋壓滾輪（組）的滾擠壓與成型滾的整形等多重作用下，完成水泥管插口段的成型。

徑向擠壓管子成型后可立即脫模，在無鋼模支護條件相下，對混凝土管進行直立養護。混凝土初凝前只靠混凝土的黏聚力支撐管子，重力作用下混凝土會發生一定的沉降，造成管體變形。因此，采用徑向擠壓的工藝生產混凝土管時，對混凝土的配合比有著嚴格的要求。

徑向擠壓制管工藝生產承插口管子時，由于承口部分有斜度，單靠擠壓難以使混凝土密實，承口成型須配以輔助振動，一般還需噴灑少量的水，以調整承口部分混凝土的塑性，加大塑化，使其充滿承口模具。

3. 立式水泥制管機成形常見缺陷

3.1 管面氣泡

在立式徑向擠壓制管工藝中，所采用原料一般為半干硬性混凝土，在擠壓環壓輥對混凝土拌合物擠壓力作用下，混凝土拌合物中粒子連續不斷地顫振，相鄰粒子發生位移，形成空穴，并在新的不穩定平衡位置繼續不斷顫振，其它粒子借其重力作用填充空穴。振動強度的不合理以及混凝土攪拌，輸送和澆筑混凝土拌合物時外界吸入的空氣不能及時排出，導致管面形成氣泡。

3.2 端口坍塌

管子端口坍塌其主要由于混凝土成型中加水量控制不精準、靜停的時間不夠、混凝土骨架焊接不牢固、設計不合理、縱筋太細、長短不齊等因素使得脫去外模的混凝土管承受不了自重，導致了坍塌。

3.3 管壁裂紋缺陷

徑向擠壓制管時混凝土的配比不合理，也會造成管材出現裂紋。振動過程中，混凝土粒子通過振動、抹光環擠壓的作用成型，其中，混凝土中的水分、砂石含量都是影響脫去外模后是否成型的重要因素。

徑向擠壓制管工藝對砂、石原材料要求較高，由于擠壓成型工藝不能通過離心、振動的方式使混凝土再次液化排列密實，為使管子達到一定的密實度，與其它工藝相比，必須加大細骨料用量，同時在一根管子內還需始終保持混凝土顆粒均勻。

現有的徑向擠壓工藝裝備為解決鋼筋骨架扭曲及保護層厚度不易控制等問題，在模具上增加了多個鋼筋骨架定位塊，用來壓住鋼筋骨架防止其自由扭動。但骨架定位塊難以做到剛好壓緊且又不使骨架受力，一旦定位塊移去后，鋼筋骨架會帶動混凝土產生反彈，控制不好就會使局部發生變形。