液壓式組合建筑機(jī)械機(jī)械部分設(shè)計【液壓式鋼筋彎曲切斷套絲多用機(jī)設(shè)計】

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作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的骨架，鋼筋在構(gòu)筑物和構(gòu)件中起著極其重要的作用。因此鋼筋機(jī)械是建筑施工現(xiàn)場和混凝土預(yù)制構(gòu)件廠不可缺少的機(jī)械設(shè)備。 （一） 鋼筋機(jī)械種類 當(dāng)前工程上使用的鋼筋種類很多，大致可分為熱軋鋼筋和冷加工鋼筋兩大類。鋼筋加工機(jī)械種類繁多，按其加工工藝可分為強(qiáng)化、成形、焊接、預(yù)應(yīng)力等四類： 1鋼筋強(qiáng)化機(jī)械 土要有冷拉機(jī)、冷拔機(jī)、扎扭機(jī)等。其加上原理是通過對鋼筋施以超過其屈服點(diǎn)的力，使鋼筋產(chǎn)生相同形式的變形，從而提高鋼筋的強(qiáng)度相硬度，減少理性變形。 2鋼筋成形機(jī)械 主要有調(diào)直機(jī)、切斷機(jī)、彎曲機(jī)等，它們的作用是把原料鋼筋，按照各種混凝土結(jié)構(gòu)物所需鋼筋骨架的要求進(jìn)行加工成形。 3 鋼筋焊接機(jī)械 主要有對焊機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、網(wǎng)片成形機(jī)、電渣壓力焊機(jī)等．用于鋼筋成形中的焊接。 4 鋼筋預(yù)應(yīng)力機(jī)械 主要有電動油泵和千斤頂?shù)冉M成的拉伸機(jī)和鍛頭機(jī)，用于鋼筋預(yù)應(yīng)力張拉作。[2] 近年來，在建筑、市政、橋梁中廣泛地采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工中使用的鋼筋機(jī)械為預(yù)應(yīng)力鋼筋機(jī)械。我國生產(chǎn)的鋼筋，直徑在14mm以下的大部分以盤圓方式出廠，直徑在14mm以上的大都以8—9m長線材出廠，以便運(yùn)輸、保管和使用。[3] （二）、鋼筋機(jī)械的發(fā)展概況 鋼筋機(jī)械都屬于電動簡易設(shè)備．建國初期，國內(nèi)并無生產(chǎn)。20世紀(jì)50年代后期．由一些施工企業(yè)的加工廠自行制作了一些簡易機(jī)具配合手工操作進(jìn)行鋼筋加工。以后又按照前蘇聯(lián)進(jìn)口樣機(jī)仿制，由于自制自用，不可能批量生產(chǎn)，因而品種單一，結(jié)構(gòu)落后。直到1962年后才開始轉(zhuǎn)入一些地方企業(yè)生產(chǎn)，但還都是兼顧生產(chǎn)，未能列為主導(dǎo)產(chǎn)品，因而發(fā)展不快。進(jìn)入70年代中后朗，才逐步組建成一批鋼筋機(jī)械的生產(chǎn)廠，開發(fā)出一些新機(jī)型并進(jìn)入批量生產(chǎn)。 改革開放以來，隨著基本建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大．鋼筋混凝土的用量急劇上升，促使鋼筋機(jī)械在引進(jìn)國外技術(shù)或樣機(jī)的基礎(chǔ)上，加快了研制步伐。一些采用新技術(shù)和多功能的新機(jī)型相繼研制成功，進(jìn)入批量生產(chǎn)。尤其在鋼筋成形、焊接和預(yù)應(yīng)力機(jī)械中，應(yīng)用了液壓技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)等，使鋼筋機(jī)械朝著半自動化和全自動化發(fā)展。例如：液壓鋼筋套管擠壓機(jī)和鋼筋錐螺紋連接等都相繼應(yīng)用于大型建筑施工中，取得了提高鋼筋強(qiáng)度、連接速度快、質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)省鋼材和改善勞動條件等諸多方面的經(jīng)濟(jì)效益。國內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意;國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角整機(jī)光潔美觀。而國內(nèi)一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長，但沒有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過程拼體力、憑經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)工藝兒十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。 由于以上原因，國內(nèi)建筑機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，企業(yè)技術(shù)力量薄弱，缺乏技術(shù)創(chuàng)新能力，產(chǎn)品單一，效益普遍不好，與國外相比差距非常明顯。像德國PEDDING HAUS公司，職工300人左右，年產(chǎn)值達(dá)上億馬克。我國只有對企業(yè)進(jìn)行徹底的改制，引進(jìn)競爭機(jī)制，重視對人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，依靠科技進(jìn)步、科技創(chuàng)新，才能增強(qiáng)自身的實(shí)力，企業(yè)才有希望。[4] 三 內(nèi)容： 在此，主要說明液壓式組合建筑機(jī)械，即鋼筋切斷機(jī)，鋼筋折彎機(jī)，鋼筋套絲機(jī)等各自獨(dú)立的加工原理，組成，提供動力的方式等。 （一）鋼筋切斷機(jī) 1 鋼筋切斷機(jī)的分類： (1)按結(jié)構(gòu)型式可分為手持式、立式、臥式、顎剪式等四種，其中以臥式為基本型，使用最普遍。 (2)技工作原理可分為凸輪式和曲柄式兩種。 (3)按傳動方式可分為手壓鋼筋切斷式，機(jī)械式和液壓式三種。[6] 2手壓鋼筋切斷機(jī) 按結(jié)構(gòu)分有杠桿式，齒輪式等，結(jié)構(gòu)簡單，費(fèi)力費(fèi)時，一般應(yīng)用于細(xì)鋼筋等加工，且間斷少量切斷加工。 3機(jī)械式筋切斷機(jī) 機(jī)械式鋼筋切斷機(jī)是鋼筋切斷的專用設(shè)備，也是鋼筋加工的基本設(shè)備。目前普遍使用的有GJ5—40型曲柄連桿式鋼筋切斷機(jī)、QJ40—1凸輪式鋼筋切斷機(jī)及GQ40L型立式偏心軸鋼筋切斷機(jī)等種類．用于切斷?6一40 mm的鋼筋。[7] 4液壓式鋼筋切斷機(jī) (1)．手動式液壓鋼筋切斷機(jī) SYJ—16型手動液壓切斷機(jī)主要用于切斷直徑16mm以下的鋼筋及直徑25mm以下的綱絞線。該機(jī)體積小、重量輕、操作簡單、便于現(xiàn)場攜帶工作。結(jié)構(gòu)見圖4-11。 (2)．GQ—20型電動液壓子持式鋼筋切斷機(jī) GQ—20型電動液壓手持式鋼筋切斷機(jī)外形如圖4-12所示。主要由電動機(jī)5、油箱4、工作頭2和機(jī)體3等組成。采用一個可超載2．6倍，轉(zhuǎn)速22000 r／min單向串激電動機(jī)5帶動一只直徑8mm的活塞缸，產(chǎn)生150kN的壓力，推進(jìn)動刀片l與工作頭2配合工作，可以剪斷25mm以下的單根鋼筋。鋼筋切斷后，限位回流閥自功打開，壓力油自動返回，同時在復(fù)位彈簧的協(xié)助下動刀片復(fù)位。[8] 電動液壓手持式鋼筋切斷機(jī)自重輕，一般不超過15kg，可以跨在操作人員的肩上進(jìn)行現(xiàn)場施工或高空作業(yè)，尤其適用于建筑施工工地現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物上多余鋼筋頭的切斷工作。[9] (二)鋼筋折彎機(jī) 為了保證鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的相互連接，提高預(yù)制構(gòu)件的強(qiáng)度。必須對鋼筋進(jìn)行配置，彎曲成設(shè)計圖紙所要求的尺寸和形狀．這是鋼筋加工中一道重要的加工工序。因此．在鋼筋加工機(jī)械中，鋼筋彎曲機(jī)械同樣是重要的鋼筋加工設(shè)備之一。手工彎曲鋼筋的方法，在一些現(xiàn)場工地中還經(jīng)常被采用，這種方法具有投資小、設(shè)備簡單等特點(diǎn)，但是勞動強(qiáng)度大、效率低等，一般僅在彎曲工序少或缺少動力設(shè)備的中小型建筑企業(yè)中采用。[10] 采用機(jī)械彎曲鋼筋，既能減輕勞動強(qiáng)度，且工效高、質(zhì)量易于保證。因此，鋼筋彎曲機(jī)成為鋼筋加工的主要機(jī)械設(shè)備。目前，在彎制40mm以下的鋼筋時，常用的有蝸輪蝸桿式鋼筋彎曲機(jī)械。 目前，為了更適應(yīng)于建筑行業(yè)的發(fā)展方向，成功設(shè)計了一種液壓鋼筋彎曲切斷機(jī)，它是由液壓傳動和操縱的兩用機(jī)床，適用于加工直徑為6—32mm的鋼筋。這種彎曲機(jī)還可以進(jìn)行切斷工作，是一種兩用機(jī)械，自動化程度高，操作方便，但不能同時進(jìn)行切斷和彎曲兩項工作。該機(jī)械有一臺電動機(jī)帶動兩組柱塞式液壓泵，一組推動切斷用活塞；另一組驅(qū)動回轉(zhuǎn)液壓缸，帶動工作盤旋轉(zhuǎn)。同時，為了移動方便，機(jī)械底盤上裝有行走輪。但是這樣的兩用機(jī)械有一個缺點(diǎn)就是不能同時進(jìn)行加工。[11] （三）鋼筋套絲機(jī) 鋼筋套絲機(jī)即鋼筋螺紋連接設(shè)備的一種， 鋼筋螺紋連接設(shè)備和工具主要有鋼筋套絲機(jī)、量規(guī)、力矩扳手和砂輪鋸等。圖8—27是鋼筋套絲機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。鋼筋套絲機(jī)由夾緊機(jī)構(gòu)2、切削頭4、退刀機(jī)構(gòu)3、減速器5、冷卻泵1和機(jī)體7等組成。 鐓粗直螺紋連接所用設(shè)備和工具主要由鋼筋鐓粗機(jī)、鐓粗直螺紋套絲機(jī)、量規(guī)、管鉗和力矩扳手等組成。[12] 滾壓直螺紋連接所用設(shè)備和工具主要由滾壓直螺紋機(jī)、量具、管鉗和力矩扳手等組成。圖8—28是剝肋鋼筋滾壓直螺紋成型機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，主要由臺鉗1、剝肋機(jī)構(gòu)4、滾絲頭5、減速機(jī)7和機(jī)座12等組成。工作原理是：鋼筋夾持在臺鉗上，扳動進(jìn)給手柄8，減速機(jī)向前移動，剝肋機(jī)構(gòu)對鋼筋進(jìn)行剝肋，到調(diào)定長度后，通過漲刀觸頭2使剝肋機(jī)構(gòu)停止剝肋，減速機(jī)繼續(xù)向前進(jìn)給，漲刀觸頭縮回，滾絲頭開始滾壓螺紋，滾到設(shè)定長度后，行程擋塊與限位開關(guān)接觸斷電，設(shè)備自動停機(jī)并延時反轉(zhuǎn)，將鋼筋退出滾絲頭，扳動進(jìn)給手柄后退，通過收刀觸頭2收刀復(fù)位，減速機(jī)退到極限位置后停機(jī)，松開臺鉗、取出鋼筋，完成螺紋加工。 以上設(shè)備使用時注意要點(diǎn)較多，操作時不太安全，并且維護(hù)麻煩，不宜使用于建筑工地現(xiàn)場，同時移動不便。[13] 四 自己設(shè)計的思路： 但是目前的現(xiàn)狀就是如此，使用液壓提供動力的設(shè)備很少，而一臺機(jī)器具有三種以上的加工功能的更少?，F(xiàn)在我個人認(rèn)為只有從現(xiàn)有機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成，工作原理及性能特點(diǎn)出發(fā)，在理解該機(jī)械工作原理和工作環(huán)境的情況下，進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，就是使他們的共同優(yōu)點(diǎn)集中于一臺機(jī)械，當(dāng)然這樣缺點(diǎn)也就會隨之而生，因此，在設(shè)計的同時，應(yīng)該使該機(jī)應(yīng)用在假想的工作環(huán)境之中，避免該設(shè)計的理想化設(shè)計。 為完成該設(shè)計，具體步驟如下： 1認(rèn)真查閱有關(guān)資料，并進(jìn)行仔細(xì)研讀，寫出綜述。 2認(rèn)真熟悉液壓方面的有關(guān)知識，為該機(jī)械的動力輸出奠定基礎(chǔ)。 3設(shè)計初期，做好設(shè)計方面的數(shù)據(jù)計算，并綜合考慮各因素的影響。 4根據(jù)加工條件的要求，選好機(jī)械基礎(chǔ)材料，具有較好的性價比，符合人機(jī)工程的一般要求。 5根據(jù)加工要求，選好刀具材料。 五 總結(jié) 展望前景，隨著建筑施工機(jī)械化程度的提高，液壓技術(shù)和電子技術(shù)在鋼筋機(jī)械中加快推廣應(yīng)用，微機(jī)自動控制技術(shù)的逐漸普及，將使鋼筋機(jī)械自動化和半自動化的新面貌早日實(shí)現(xiàn)，他們的實(shí)現(xiàn)將為國家的現(xiàn)代化建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)，深信建筑加工機(jī)械的明天會更好！ 參考文獻(xiàn) [1] 劉偉.鋼筋加工商品化勢在必行.中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院，河北廊坊 [2] 朱學(xué)敏、錢風(fēng).簡明建筑機(jī)械使用手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992 [3] 高忠民。工程機(jī)械使用與維修。北京。金盾出版社。2002 [4] 張兆強(qiáng)。鋼筋加工基本技能。中國勞動社會保障出版社。2010.2 [5] 潘全祥。施工員必讀。中國建筑工業(yè)出版社。2005 [6] 紀(jì)世斌. 建筑機(jī)械基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2002 [7] 紀(jì)士斌、李世華、張晶.施工機(jī)械.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001 [8] 李世華．現(xiàn)代施工機(jī)械實(shí)用手冊．廣州：華南理工大學(xué)出版社，1999 [9] 鋼筋工快速入門.北京：北京理工大學(xué)。2011 [10] 應(yīng)惠清.土木工程施工.上海: 同濟(jì)大學(xué)出版社,2001 [11] 建筑施工手冊編寫組.建筑施工手冊. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997 [12] 吳成材、湯熊川、王金平等. 鋼筋連接技術(shù)手冊. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999 [13] 趙炳禎.螺紋加工技術(shù)的新進(jìn)展.世界制造技術(shù)與裝備市場, 1994 [14] Mercer S, Bogduk N (1993) Steel structure house Br J Rheumatol 32:705-710 [15] 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