轉(zhuǎn)換件校形模具設(shè)計

張曉翠 唐 宇 王林龍

（內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)江 641100）

目前，我國已有很多高層建筑在施工過程中使用附著式升降腳手架。該升降架是一種搭設(shè)在一定高度并附著于工程結(jié)構(gòu)上，依靠自身的升降設(shè)備和裝置，可隨工程結(jié)構(gòu)逐層爬升或下降，具有防傾覆、防墜落裝置的外腳手架。

附著支承結(jié)構(gòu)是附著升降腳手架的基本組成部分，包括附墻支座、轉(zhuǎn)換裝置和緊固螺栓組件。附墻支座通過錨固螺栓與工程結(jié)構(gòu)相連接，如圖1所示，導(dǎo)軌主框架的導(dǎo)軌穿插在導(dǎo)輪座內(nèi)，利用導(dǎo)向滾輪與導(dǎo)軌的滑動配合，約束導(dǎo)軌主框架進行上下運動，承受并傳遞升降架的荷載，同時通過其內(nèi)部設(shè)置的防墜落裝置，實現(xiàn)意外墜落狀況下的卡阻保護功能。

圖1 附墻支座安裝示例

轉(zhuǎn)換件是附著式升降腳手架為適應(yīng)結(jié)構(gòu)的變化，在附墻支座不能直接安裝在墻或梁上時，而采用的多種形式的轉(zhuǎn)接件，以確保附墻支座的正常安裝。圖2展示了幾種常用的轉(zhuǎn)換件。當(dāng)結(jié)構(gòu)外圍有200～300mm寬水平裝飾檐時，通過多種型號的墊塊將架體與結(jié)構(gòu)的距離適當(dāng)加寬，如圖3所示；當(dāng)結(jié)構(gòu)外圍有寬度300～600mm的空調(diào)板或飄窗板時，通過多種型號的加高件將架體與結(jié)構(gòu)的距離適當(dāng)加寬，如圖4所示；當(dāng)主體結(jié)構(gòu)外部為陽臺或其他懸挑板，可考慮通過三角鐵件進行轉(zhuǎn)換，如圖5所示。這樣可以確保結(jié)構(gòu)施工和架體升降順利進行。

圖2 轉(zhuǎn)換件示例

圖3 墊塊附著安裝實例

圖4 加高件附著安裝實例

圖5 三角鐵件附著安裝實例

轉(zhuǎn)換件承受并傳遞附墻支座的荷載，不同的工況形成不同的變形特征，因此需采用不同結(jié)構(gòu)的校形模具。

1 墊塊校形模具設(shè)計

墊塊系列尺寸值表現(xiàn)在高度方向，50墊塊為一平面結(jié)構(gòu)，200～400墊塊為六面空間結(jié)構(gòu)，由φ48×3.5鋼管焊接而成，利用一根通長螺桿將附墻支座固接在建筑結(jié)構(gòu)上，墊塊主要承受傾覆力矩，導(dǎo)致兩連接面彎曲變形。當(dāng)超過允許變形量時，主框架導(dǎo)軌不能正常通過附墻支座內(nèi)的導(dǎo)輪。

圖6為200mm墊塊校形模，為校正受力面的彎曲變形，人們利用上、下模各一件四V形塊件3對受力面上的四根橫桿合模施壓，并在兩豎桿上各設(shè)一個輔助校正位，僅在上模相應(yīng)位置裝有兩個單V形塊件4。

圖6 墊塊校形模

開模狀態(tài)下，先將工件置于頂件板件9上，再將裝有四V形塊的支承板件5穿過工件定置于支撐塊件8上。合模校正。開模時，在頂件板作用下工件上升，取下支承板后卸工件。

在校正50墊塊時，不需要頂件裝置，也無需裝拆支承板，直接校平即可。其他規(guī)格墊塊需更換相應(yīng)的頂件定距板件10。在液壓機規(guī)格滿足要求的情況下，可利用多個50墊塊的校正模組合，進行ABC片的校平。

2 加高件校形模具設(shè)計

加高件系列在長度上從400mm到1100mm，高度上從500mm到800mm，寬度不變，主要由φ48×3.5鋼管焊接而成。由于長度尺寸較大，采用兩根螺桿呈平行位一高一低分別固接建筑結(jié)構(gòu)和附墻支座，導(dǎo)致彎剪聯(lián)合變形，并以與附墻支座連接的懸伸面和底面的角變形為主。當(dāng)超過允許變形量時，主框架導(dǎo)軌不能正常通過附墻支座內(nèi)的導(dǎo)輪。

圖7為加高件校形模，在設(shè)計上采用可調(diào)間距的上模座A和上模座B以適應(yīng)長度系列變化，上模座A用于500、600、700、800和900加高件的校正，上模座B用于450、650、750和850加高件的校正；同時，下模板件13可在下模座件15上移動來協(xié)調(diào)并用T形螺栓與下模座連接；以大規(guī)格工件來確定設(shè)計高度，可滿足高度系列要求。

圖7 加高件校形模

工件利用長豎邊在墻板件18側(cè)面定位長度方向，利用支撐塊件6上的V形塊限制工件的橫桿，定位工件的Y、Z方向。上模下行過程中，模具上下V形塊件2、件4和件5對工件施壓，同時斜壓塊件8驅(qū)動滑塊件9對410豎面（加高件與附墻支座的連接面）加壓，墻板件18限制工件的另一豎面，以多向受力來完成平面和角度的校正。

支撐塊對斜壓塊提供導(dǎo)向和平衡側(cè)向力，可在支撐塊和墻板之間增加相應(yīng)規(guī)格的墊塊來增大強度和剛度以抵抗水平方向的校正力。400mm加高件由于無橫桿，模具結(jié)構(gòu)稍有不同。1100mm加高件采用槽鋼構(gòu)件，模具中的V形壓塊換做平面件，也可不用模校方式。

3 三角鐵件校形模具設(shè)計

三角鐵件外形尺寸相同，其系列參數(shù)依據(jù)三角鐵件與建筑結(jié)構(gòu)固接處距410豎面的距離，常用300和350兩個尺寸，該固接處采用槽鋼，與其他φ48×3.5鋼管焊接成三角鐵件。兩固接螺桿軸線成90度，導(dǎo)致彎扭聯(lián)合變形。三角鐵件以互相垂直兩個面及其夾角的變形為主，當(dāng)超過允許變形量時，主框架導(dǎo)軌不能正常通過附墻支座內(nèi)的導(dǎo)輪。

圖8為350mm三角鐵件校形模，工件利用L形定位塊件19和檔塊件24定位，置于下模中。上模下行過程中，由于彈簧件9的作用，凸模件11先接觸工件，接著斜鏟塊件4和件12驅(qū)動相應(yīng)的上V形塊沿凸模的滑槽運動，直到模具閉合，完成校形，斜鏟塊由凸模平衡側(cè)向力。開模時，斜鏟塊上行，滑塊回退，凸模回程。

為提高導(dǎo)向零件的使用壽命，以上模具可在導(dǎo)向部位設(shè)置耐磨塊。校形前可局部加熱，恢復(fù)變形能力，降低變形抗力。如有必要，也可在模校前人工預(yù)校。

4 結(jié)語

對于以鋼管、槽鋼等焊接而成的空間結(jié)構(gòu)件來說，其轉(zhuǎn)換件的類型和規(guī)格較多。通過對工況和變形特征的分析，人們可以合理選取校形受力點，設(shè)計與之適應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)。這樣可以在模具設(shè)計時盡量提高模具及其零件的通用性，達(dá)到較為經(jīng)濟、高效地校正系列轉(zhuǎn)換件變形面和變形角度的目的。

圖8 三角鐵件校形模

[1]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑施工安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，中國建設(shè)教育協(xié)會建設(shè)機械職業(yè)教育專業(yè)委員會.附著式升降腳手架安全操作與使用維護[M].中國建筑工業(yè)出版社，2016：56-58.