可調(diào)式鋼筋桁架生產(chǎn)線及核心設(shè)備研究分析

丁桂雙

摘 要：該文以?shī)W地利GH-400鋼筋桁架生產(chǎn)線為研究對(duì)象，深入分析鋼筋桁架生產(chǎn)工藝，對(duì)生產(chǎn)線各工藝環(huán)節(jié)設(shè)備進(jìn)行功能與結(jié)構(gòu)分析，同時(shí)采用機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)，對(duì)生產(chǎn)線核心設(shè)備的放線盤、較直、折彎、焊接成型做了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析。

關(guān)鍵詞：桁架 鋼筋 焊接 機(jī)械裝置

中圖分類號(hào)：TG409 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）01（a）-0025-02

在芬蘭、德國(guó)、奧地利等國(guó)家，鋼筋桁架技術(shù)已經(jīng)非常成熟，我國(guó)一些生產(chǎn)制造企業(yè)通過對(duì)國(guó)外鋼筋桁架生產(chǎn)線的研究消化吸收，自主研發(fā)了一系列鋼筋桁架生產(chǎn)設(shè)備，由于對(duì)國(guó)外設(shè)備核心技術(shù)并沒有掌握，生產(chǎn)的設(shè)備存在很多不足，為此該文對(duì)奧地利GH-400鋼筋桁架生產(chǎn)線進(jìn)行研究分析，期待對(duì)我國(guó)鋼筋桁架生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展有所幫助。

1 鋼筋桁架生產(chǎn)線布局及主要生產(chǎn)設(shè)備

1.1 鋼筋桁架焊接成型工藝

將5根鋼筋通過放線盤、矯直裝置引入設(shè)備，在進(jìn)給過程中將兩根腹桿鋼筋折彎成峰谷型，為了解決多點(diǎn)焊接的均流問題，先進(jìn)行上焊點(diǎn)焊接再進(jìn)行下焊點(diǎn)焊接，為了與鍍鋅鋼板焊接，將腹桿鋼筋底腳折彎，下弦筋擴(kuò)寬，達(dá)到規(guī)定長(zhǎng)度剪切。鋼筋桁架焊接成型工藝流程：鋼筋放線—鋼筋矯直—鋼筋引線—腹桿折彎—工件定位夾緊—上焊接點(diǎn)焊接—下焊接點(diǎn)焊接—腹桿底腳折彎—桁架夾緊步進(jìn)—下弦筋擴(kuò)寬—桁架剪切成型—桁架落料堆碼。

1.2 鋼筋桁架生產(chǎn)線主要生產(chǎn)設(shè)備

根據(jù)鋼筋桁架生產(chǎn)工藝流程及結(jié)構(gòu)特征，鋼筋桁架生產(chǎn)線各工藝環(huán)節(jié)的生產(chǎn)設(shè)備有放線盤、矯直牽引裝置、導(dǎo)向穿線架（管）、腹桿鋼筋折彎裝置、自動(dòng)焊接裝置、底腳折彎裝置、自動(dòng)夾緊步進(jìn)裝置、下弦筋擴(kuò)寬裝置、剪切成型裝置、自動(dòng)落料裝置以及電腦控制臺(tái)、鋼筋桁架生產(chǎn)線。

1.2.1 放線盤

將5盤鋼筋吊裝到放線盤位置，順序從左至右依次是上弦鋼筋、下弦鋼筋、腹桿鋼筋、腹桿鋼筋、下弦鋼筋。放線盤由制動(dòng)系統(tǒng)控制機(jī)座，盤筋架以及導(dǎo)向架組成。制動(dòng)系統(tǒng)使盤筋架及時(shí)制動(dòng)，防止由于鋼筋盤的慣性導(dǎo)致多余鋼筋輸出，，盤筋架儲(chǔ)存鋼筋原材，使鋼筋有序輸出，每盤鋼筋要求噸位不超過3 t，高度不超過2 m。導(dǎo)向架防止鋼筋亂線，將鋼筋有序順利的送進(jìn)矯直機(jī)構(gòu)。

1.2.2 較直裝置

矯直裝置作用：（1）使鋼筋在長(zhǎng)度方向的曲率均勻（2）消除鋼筋部分殘余應(yīng)力。較直裝置分為橫向矯直縱向矯直和旋轉(zhuǎn)矯直，每個(gè)放線盤都對(duì)應(yīng)有一組橫縱矯直裝置，由5個(gè)圓形可360°轉(zhuǎn)動(dòng)的凹輪與鋼筋相切，通過星輪桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)壓塊使其夾緊達(dá)到矯直目的。

1.2.3 上下弦鋼筋的旋轉(zhuǎn)矯直裝置

橫縱矯直裝置矯直的鋼筋通過手動(dòng)牽引機(jī)引入導(dǎo)向穿線架進(jìn)入旋轉(zhuǎn)矯直裝置。動(dòng)作過程：通過星輪使雙曲面斜輥扭轉(zhuǎn)一定角度并受到向下的壓力，使上下兩個(gè)斜輥輪與鋼筋壓緊，使鋼筋消除扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，達(dá)到矯直目的，上下弦鋼筋原理相同。

1.2.4 防倒退裝置

腹桿鋼筋是光圓，為了使腹桿鋼筋折彎形狀標(biāo)準(zhǔn)一致，所以需要一個(gè)防倒退裝置使其定位準(zhǔn)確，原理是輥輪與滾針軸承裝配成套，使得輥輪只能單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過星輪使上輥輪受到向下壓力，使得上下輥輪與鋼筋互相壓緊，使得鋼筋只能前進(jìn)不能倒退。

1.2.5 腹桿鋼筋折彎裝置

鋼筋桁架為了保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，將其設(shè)計(jì)成峰谷型，橫向波距190～210 mm根據(jù)桁架生產(chǎn)長(zhǎng)度電腦自動(dòng)計(jì)算手動(dòng)調(diào)整，縱向高度70～270 mm根據(jù)型號(hào)手動(dòng)調(diào)整，橫向波距可調(diào)是奧地利進(jìn)口設(shè)備獨(dú)具的功能，目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備還做不到可調(diào)，只能保證橫向波距200 mm，這樣只能保證200 mm間距倍數(shù)尺寸批量生產(chǎn)。折彎過程是鋼筋桁架生產(chǎn)線中關(guān)鍵的工序，折彎必須標(biāo)準(zhǔn)形狀統(tǒng)一，才能保證腹桿鋼筋與上下弦鋼筋焊接后達(dá)到設(shè)計(jì)力學(xué)性能。折彎動(dòng)作分析：通過兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)裝置使得鋼筋在垂直和水平方向擠壓成型，配合夾緊進(jìn)給裝置動(dòng)作完成連續(xù)折彎。

1.2.6 鋼筋桁架自動(dòng)焊接裝置

焊接裝置屬于高頻電阻焊，上弦鋼筋與腹桿折彎鋼筋波峰通過相對(duì)的兩個(gè)電極（位置可手動(dòng)調(diào)整）加壓夾緊通電，使得鋼筋相切局部焊點(diǎn)加熱融化繼而焊接在一起。因?yàn)槭嵌帱c(diǎn)焊接，需要經(jīng)過幾秒的延時(shí)再進(jìn)行下電極焊接，延時(shí)可以平均電流，使焊接條件保持在最佳狀態(tài)。焊接過程由預(yù)壓—焊接—保持—停止4個(gè)動(dòng)作組成。國(guó)產(chǎn)設(shè)備因?yàn)楹附宇l率高，電極頻繁更換，耗費(fèi)了大量的資金，經(jīng)多種材料試驗(yàn)，最終選擇烙鎬銅（導(dǎo)電性，耐磨性良好）為電極材料，當(dāng)焊接磨損凹陷大于5 mm或焊接次數(shù)大于3 000次（電腦面板自動(dòng)計(jì)數(shù)提醒）時(shí)，就需要轉(zhuǎn)動(dòng)更換新的焊接面以保證焊接質(zhì)量。

1.2.7 夾緊步進(jìn)進(jìn)給裝置

夾緊步進(jìn)進(jìn)給裝置由夾緊裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置組成，夾緊裝置分為上弦筋?yuàn)A緊和下弦筋?yuàn)A緊，并同步在直線導(dǎo)軌上移動(dòng)。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置由伺服電機(jī)、編碼器、曲柄連桿相互配合實(shí)現(xiàn)進(jìn)給動(dòng)作，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)夾緊裝置實(shí)現(xiàn)往返運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給距離按鋼筋桁架間距190～210 mm可調(diào)。

1.2.8 底腳側(cè)彎裝置

通過兩個(gè)圓形導(dǎo)向凹輪固定下弦鋼筋，側(cè)彎裝置在固定的情況下向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，使得底腳側(cè)彎成型，底腳側(cè)彎是為了焊接在鍍鋅鋼板上。

1.2.9 下弦鋼筋間距擴(kuò)寬裝置

擴(kuò)寬裝置通過液壓缸驅(qū)動(dòng)，使得擴(kuò)寬裝置向上穿插在鋼筋中間位置，頂壓使得下弦鋼筋間距擴(kuò)寬到規(guī)定值（下弦鋼筋中心距）。

1.2.10 鋼筋桁架剪切成型裝置

鋼筋桁架剪切成型裝置由液壓系統(tǒng)、切刀底座、切刀組成。工作過程：鋼筋桁架由剪切裝置中心穿過，當(dāng)步進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定尺寸時(shí)，電腦控制臺(tái)發(fā)出切斷信號(hào)，液壓缸活塞帶動(dòng)切刀配合將鋼筋桁架剪切成型。切斷成型的鋼筋桁架由氣動(dòng)機(jī)械手抓取進(jìn)入下一個(gè)工序，進(jìn)行有序的堆疊。

1.2.11 鋼筋桁架落料堆碼

鋼筋桁架落料機(jī)構(gòu)由氣動(dòng)機(jī)械手臂和滑落架組成。氣動(dòng)機(jī)械手臂在鋼筋切斷后立即抓取成型鋼筋桁架右移松開，鋼筋桁架自動(dòng)落入滑落架上，完成有序堆疊。

通過電腦控制程序設(shè)置延時(shí)，使其分解動(dòng)作連續(xù)運(yùn)動(dòng)完成半自動(dòng)和全自動(dòng)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)批量自動(dòng)生產(chǎn)過程。

2 結(jié)語

與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)的鋼筋桁架生產(chǎn)線生產(chǎn)技術(shù)還處于起步階段，該文以?shī)W地利GH-400可調(diào)式鋼筋桁架生產(chǎn)線為研究對(duì)象，深入研究其成型工藝及各環(huán)節(jié)設(shè)備，采用機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，對(duì)生產(chǎn)線的核心設(shè)備做了具體的結(jié)構(gòu)分析。希望該文的研究分析可以對(duì)國(guó)內(nèi)的鋼筋桁架生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展起到一定的積極作用。

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