帶拆模裝置的混凝土預(yù)制構(gòu)件邊模研究

摘 要：混凝土預(yù)制構(gòu)件邊模是混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的重要組成部分，關(guān)系到混凝土預(yù)制構(gòu)件成品的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。文章分析了現(xiàn)階段混凝土預(yù)制構(gòu)件邊模存在的一些問(wèn)題，提出了新的混凝土預(yù)制構(gòu)件邊模結(jié)構(gòu)形式，并帶有拆模裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化置模拆模，用于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土預(yù)制構(gòu)件；邊模；拆模裝置

1 概述

近年來(lái)，建筑工業(yè)化這種通過(guò)在工廠內(nèi)加工生產(chǎn)混凝土預(yù)制構(gòu)件，然后在施工工地現(xiàn)場(chǎng)裝配的建筑方式在逐步的取代傳統(tǒng)的分散的、低效率的、污染高的建筑生產(chǎn)方式。而隨著我國(guó)建筑工業(yè)化的發(fā)展，我國(guó)預(yù)制混凝土技術(shù)也迅速發(fā)展，混凝土預(yù)制構(gòu)件朝著高精度、高性能、結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展。而混凝土預(yù)制構(gòu)件邊模是混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要組成部分，關(guān)系到混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，以及混凝土預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品的質(zhì)量精度。混凝土預(yù)制構(gòu)件邊模技術(shù)的發(fā)展很大程度的限制著建筑工業(yè)化程度的發(fā)展。

2 混凝土預(yù)制構(gòu)件邊模的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)外混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線制造公司EBAWE、VOLLERT、SOMMER等公司的自動(dòng)化生產(chǎn)線中，疊合樓板、實(shí)心墻板以及三明治板的置模全部采用機(jī)械手置模。由于國(guó)外混凝土預(yù)制構(gòu)件墻體無(wú)外露鋼筋，所以邊模采用4-6mm的鋼板焊接成封閉的箱型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，不易變形，尺寸精度高，方便清洗保存，使用壽命長(zhǎng)。在邊模拆卸過(guò)程中，SOMMER公司采用機(jī)械手拆模。拆模過(guò)程是半自動(dòng)化，需要人工先將模具與預(yù)制構(gòu)件墻體分離，放置到托盤空置的位置上，然后再采用機(jī)械手進(jìn)行邊模的起吊。EBAWE、VOLLERT等公司為人工拆模。綜合看來(lái)，國(guó)外廠家的生產(chǎn)線上拆模的效率不高。

國(guó)內(nèi)混凝土預(yù)制構(gòu)件由于有外露鋼筋，所以邊模結(jié)構(gòu)與國(guó)外邊模結(jié)構(gòu)有很大的不同，一般采用鋼板焊接成型，邊模側(cè)面開有很多的孔，以滿足外露鋼筋的需要。這種邊模的強(qiáng)度低，剛性小，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的變形，使用壽命短，需要定期更換。由于以上幾點(diǎn)原因，邊模擺放無(wú)法采用機(jī)械手置模，全部采用人工置模方式，生產(chǎn)效率低，擺放精度不高，影響成品質(zhì)量。國(guó)內(nèi)邊模的拆模同樣也為人工拆模，使用敲打或者拖拽的方式將邊模與混凝土分離，然后再進(jìn)行邊模的起吊。這種拆模方式長(zhǎng)時(shí)間會(huì)使邊模造成一定的變形，進(jìn)而更加影響邊模的精度和使用壽命，并且容易混凝土預(yù)制構(gòu)件造成損傷，影響成品質(zhì)量。

邊模系統(tǒng)首先必須應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，能夠生產(chǎn)國(guó)內(nèi)外露鋼筋的混凝土預(yù)制構(gòu)件。同時(shí)邊模的擺放和拆卸需由人工轉(zhuǎn)換成機(jī)械手，不但提高擺放精度，而且提高勞動(dòng)效率，形成模塊化，使用壽命提高，能夠滿足混凝土預(yù)制構(gòu)件自動(dòng)化生產(chǎn)的快速節(jié)拍。

3 帶拆模裝置的混凝土預(yù)制構(gòu)件邊模研究

3.1 主體結(jié)構(gòu)的研究

邊模主體結(jié)構(gòu)綜合了國(guó)內(nèi)外邊模主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。避免了國(guó)外邊模不能用于國(guó)內(nèi)外露鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，也避免了國(guó)內(nèi)邊模存在重量大、精度差，易銹蝕變形，使用壽命短等缺點(diǎn)。為了保證邊模有相應(yīng)的強(qiáng)度和剛度，并且有相當(dāng)長(zhǎng)的使用壽命，邊模主體結(jié)構(gòu)全部采用矩形管材焊接成框架，并在邊模的施工表面以及上表面和兩個(gè)側(cè)面覆蓋鋼板并焊接，這種結(jié)構(gòu)形式使邊模與混凝土預(yù)制構(gòu)件墻體的接觸表面以及邊模與邊模之間的接觸面達(dá)到平整度的要求，并保證邊模尺寸精度，進(jìn)而保證了混凝土預(yù)制構(gòu)件的精度。同時(shí)依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中混凝土預(yù)制構(gòu)件外露鋼筋的尺寸間距，在邊模側(cè)面鋼板上開槽孔，以便鋼筋能夠伸入到邊模當(dāng)中，使邊模能夠滿足生產(chǎn)國(guó)內(nèi)外露鋼筋的混凝土預(yù)制構(gòu)件。邊模主體結(jié)構(gòu)由于主要為空心型材，滿足剛度的同時(shí)，降低了邊模整體的重量，減小了起吊載荷，便于人工搬運(yùn)和機(jī)械手置模和拆模。

3.2 拆模裝置的研究

文章所研究的拆模裝置是嵌入在邊模中的一項(xiàng)裝置，是由一組連桿機(jī)構(gòu)組成的，在每個(gè)邊模中拆模裝置有1到2個(gè)。拆模裝置的連桿機(jī)構(gòu)主要由豎直連桿、中間連桿、水平推桿以及彈簧等組成。豎直連桿、中間連桿、水平推桿之間用銷軸鉸接，彈簧套在豎直連桿上，用于拆模裝置的復(fù)位。豎直連桿可在邊模與下底板所形成的滑道中上下滑動(dòng)，豎直連桿上端用螺紋連接連桿帽，連桿帽起限位作用，使豎直連桿只能由初始位置向上移動(dòng)。水平推桿可在邊模中的水平滑道中水平滑動(dòng)。水平推桿的退出端在初始位置時(shí)，與邊模的側(cè)表面保持水平。

拆模裝置的工作程序是，首先在豎直連桿上通過(guò)連桿帽施加向上的外力，帶動(dòng)豎直連桿向上運(yùn)動(dòng)，豎直連桿向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)中間連桿擺動(dòng)，通過(guò)中間連桿的擺動(dòng)，帶動(dòng)水平推桿的水平運(yùn)動(dòng)，使水平推桿向邊模外伸出，作用在養(yǎng)護(hù)完成的混凝土預(yù)制構(gòu)件墻體表面，通過(guò)作用力與反作用力使混凝土預(yù)制構(gòu)件與墻體分離。然后除去施加在豎直連桿上的外力，在彈簧的作用下，豎直連桿做向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)中間連桿的擺動(dòng)帶動(dòng)水平推桿水平運(yùn)動(dòng)，使整個(gè)拆模機(jī)構(gòu)恢復(fù)到初始狀態(tài)。

角度α的初始值為60°，則其與水平推力的特征曲線如圖1所示。從圖中可以看出，推平推力的范圍為從11000N-24000N，故拆模裝置為省力結(jié)構(gòu)，能夠提供足夠大的推力，將混凝土預(yù)制墻體與邊模分離開來(lái)，達(dá)到拆模的目的。

3.3 磁性單元的研究

磁性單元從上到下主要由豎直桿帽、彈簧、豎直桿、磁塊以及保護(hù)罩等。其中豎直桿帽、豎直桿以及磁塊均為螺紋連接。豎直桿用于帶動(dòng)磁塊做上下運(yùn)動(dòng)。磁塊的初始距離距離邊模最下面為15mm，以保證磁塊不會(huì)直接吸附到底部托盤上。當(dāng)需要固定邊模時(shí)，需通過(guò)外力，將豎直桿帽按下，使磁塊與底部托盤接觸，產(chǎn)生9000N的磁力，使邊模固定。當(dāng)需要拆模時(shí)，在豎直桿帽上施加向上的拉力，克服磁塊的磁力，將磁塊與底模托盤分離。磁性單元中彈簧用于使磁塊在飛工作狀態(tài)下一直處于初始位置。磁塊外面的保護(hù)罩為不銹鋼材質(zhì)，一方面保護(hù)磁塊上不會(huì)吸附其他鐵制品，一方面起導(dǎo)向作用，使磁塊在保護(hù)罩中上下移動(dòng)。磁性單元能夠使邊模固定的操作方便，固定牢固，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

帶有拆模裝置的混凝土預(yù)制構(gòu)件邊模，是一種新型的混凝土預(yù)制構(gòu)件模具，其自身帶有拆模裝置和磁性單元，拆模裝置能夠使邊模與混凝土預(yù)制構(gòu)件墻體分離，不易損壞墻體表面和邊模，拆模方便快捷。磁性單元用于使邊模固定在底模托盤上，此種邊模在滿足生產(chǎn)國(guó)內(nèi)外露鋼筋的混凝土預(yù)制構(gòu)件墻體的同時(shí)。而且可以利用機(jī)械手進(jìn)行操作，能夠較大的提高混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度，屬于國(guó)內(nèi)外技術(shù)首創(chuàng)。