专利名称：：一种用于制备55mPHC管桩的离心机组的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种建筑材料的制备用具，特别是一种用于制备55mPHC管桩的离心机组。技术背景1920年由澳大利亚人W.RHUME发明了离心法制作混凝土制品生产工艺，日本于次年引进了该项技术，用于制造钢筋混凝土管桩，1934年开始制造离心混凝土桩(ReinforcedSpunHighStregthConcretePiles,简称PC桩)。1967-1970年日本开发了预应力高强度混凝土离心管桩(PretesionedSpunHighStregthConcretePiles,简称PHC管桩)。PHC管桩是目前广泛被采用在大型建筑施工上的建筑设备。目前在日本使用的混凝土桩几乎均为PHC桩，此外在欧美国家，如美国、法国、德国、意大利、前苏联，以及东南亚诸国的起步时间虽然较晚，但近十多年来发展很快，尤其是大规格的管桩，，其产量和产品规格均超过日本。我国早在1944年就开始生产离心混凝土管(RC桩)；六十年代，研制开发了预应力钢筋混凝土管桩(PC桩)，并批量生产O400和O550的PC桩，七十年代研制生产了后张法预应力混凝土管桩；八十年代后期开发了先张法预应力高强混凝土管桩(PHC桩)和先张法预应力混凝土薄壁管桩(PTC桩)，并开始推广应用。近年来随着建筑施工的要求越来越高，水上工程使用的管桩长度越来越长，然而现有技术对于单节管桩长度只能做到50m，而一般均为30m，那么超过30m的桩就必须接桩，由于接桩会带来很多问题，特别是PHC桩施打过程经常发生断桩现象，如南京龙潭港二、三期工程中，设计08OOPHC管桩2005年12月进行打桩，打桩过程中，发生了严重的断桩现象，几乎全部被打断，且都发生在接头附近，后来采用01000管桩依然在接头附近发生断桩。据统计，rac管桩在打桩过程中70Q/^的断桩发生在接头附近，由于涉及到具体的沉桩工艺、地质条件等因素。使得PHC桩特有的接头构造与此类断桩具有较大的关系。在现有的制备PHC管桩的设备中，离心机组是整个管桩制造过程中不可获却的设备。离心机工作的原理是通过皮带传动把电动机的功率传给主动轮，利用主动轮与钢模跑轮之间的摩擦力驱动钢模转动，达到混凝土离心成形的目的。目前0700-01200X30m管桩离心机采用2台185kw直流电动机(额定低速400rpm、额定高速1200rpm)、14根8V皮带，小皮带轮直径0329、大皮带轮直径0650、跑轮直径0700，生产O800PHC管桩时总传动比为2.96。管桩离心机的工作特点是起动和加速时需要较大的扭矩、匀速运转时需要的扭矩较小，直流电机的转速(n)——扭矩(T)特性如图1所示，转速越低扭矩越大，具有良好的起动性能和调速性能，其起动扭矩约为额定扭矩的2.5-3倍。在实际使用过程中，如果混凝土凝固了，2台185kw电动机不能使①800X55m钢模转动。另外，现有国内大直径PHC管桩离心机启动时，皮带严重打滑并发出尖叫声。有的离心机采用了增加皮带张紧的方法解决打滑问题，但皮带的使用寿命很短，每月需要更换；有的离心机采用增加皮带数量的办法，但还是有打滑的现象。还有，现有国内大直径PHC管桩离心机的托轮采用单边轴承座支撑，托轮轴容易发生变形，影响离心效果
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种用于制备55mPHC管桩的离心机组。该种离心机组可以用来制备大长度的PHC管桩。本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现一种用于制备55mPHC管桩的离心机组，包括两组由复数个主托轮单元通过联轴器串接的托轮组以及驱动托轮组转动的离心机组，其特征在于，所述离心机组为四台离心机组，所述四台离心机组以每两两方式位于每组托轮组两端并与托轮组两端联接，驱动托轮组转动。所述了离心机组包括直流电动机、大、下皮带轮及环绕在大、下皮带轮上的皮带，所述直流电动机的输出轴联接小皮带轮，大皮带轮联接托轮组，所述直流电动机功率为250kw，大皮带轮直径为OIOOO，所述皮带根数为16根8V皮带。所述主托轮单元包括一主托轮和支承主托轮的托轮轴以及支承于托轮轴两端的轴承座。本实用新型混凝土离心成型过程钢模动力学分析及电机功率选择现有的0800x30m管桩混凝土重<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>转动惯量</=Em一=18.6x103x0.3452+15.6x103x0.4632=555l一2启动角加速度￡=M/J=26513/5551=4.78md/一第一级转速为137—14.34—"达到第一级转速的时间为t=14.34/4.78=3s转过的角度为6=l/2d2=l/2x4.78xl03=21.6rad;相当21.6/2tt=3.44圈0800x50m管桩混凝土重34.IX102kg，模板重55t、08OO~12OO转动惯量《/=34.1x103x0.3452+55x103x0.5132=18.52x103&附2如果采用185KWX4台电机驱动廳、爐ft,,185000扭矩M=^-x<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>启动角加速度￡=6060l/l8.52x103=3.27radf/s2第一级转速为156vw(16.34r。^0达到第一级转速的时间为t=16.34/3.27=5.Os转角为0-l/2e/2=1/2x3.27x5.02=40.9rad;相当于40.9/2tt=6.5圈如果采用250KWX4台电机驱动扭矩63126X250/185=85305W*M启动角加速度为￡==85305/18.52x103=4.61rad/V达到第一级转速的时间为t=16.34/4.61=3.54s转角为6=1/2￡,2=1/2x4.61x3.542=28.82/7/;相当于28.82/2tt=4.6圈30m模板混凝土凝固时要能转起来的最小扭矩44=—7=——x0.40=0.17m37T3"7TM=Gxr(.=18.6xl04x0.17=3.16xl04iV*M185KWX2电机驱动模板的扭矩为26513N*M两者之比为26513/3.16X104=83.9%01000时:两者之比63.5%，02000时为43%艮口，如果砼凝固了，两台185KW电动机不能使钢模转动。55m模板混凝土凝固时要能启动的最小力矩G=34.1xl03A:gJ^=34.1xl04x0.17=5.8xl04A^M250KWX4台电机模板驱动扭矩为8.5305X104N*M两者之比为8.5305xlo4=147%5.8xl040画时:两者之比为111%，01200时为75%也就是说如果采用4台250KW电动机，即使砼凝固了也能使飾OO和01000的模板转动起来。本实用新型大皮带轮及皮带的选择基本参数传动功率P二250KW主动轴转速n,二400-1200r/min传动比i二2理论中心矩a。二2000mm设计功率pd=l.IXKAXP二I.1X1.3X250=357.5KW其中KA-工况系数，反复启动时KA乘以l.l带型确定(8V)25N带轮直径的确定小带轮(L取05OO/nw;大带轮de2为01000wm带的线速度^~^^"3'14><12()()><5()()=31.4—^35—，满足设计规范。60x100060x1000'实际中心矩带的有;女长j变4o=2flo+;(《2+《)+(《2:《')2=63^附附按标准值圆整选取带长值L为6350mm实际中心矩+A，=1982附w小带轮包角a,=180°—57.3°x《2—《=165.5。fl窄￥带根数<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>根(^+A丰人(34.65+1.89)xlx0.96其中P,—单根窄V带的基本额定功率AP,—由传动比不同所附加的功率KL一长度修正系数Ka—包角修正系数实际选择8V(25N)带16根。本实用新型的主托轮单元采用两侧支承方式，减少了托轮轴的变形，提高了离心效果。在安装离心机时，采用钢丝拉线和水平仪测量相结合的方法对离心机的安装进行调整。试生产阶段，生产了18m、30m、40m、50m和55m管桩各一节，将每种情况下刚模跑轮与离心机托轮的接触情况用塞尺测量，具体参数见表1:表1离心机托轮与钢模跑轮间隙情况统计表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上述数据可知，钢模跑轮与离心机托轮接触的数量在50%-60%之间，在整个试生产过程中没有跑轮从不接触的，每个跑轮分别在不同的情况下发挥作用。离心机的运转情况非常平稳，生产O800X55m管桩时最大电流仅为350A(额定电流为650A)。图1为直流电机的机械特性图。图2为本实用新型的结构示意图。具体实施方式下面通过附图进一步说明本实用新型。如图2所示，本实用新型所述的一种用于制备55mPHC管桩的离心机组，包括两组由复数个主托轮单元4通过联轴器3串接的托轮组以及驱动托轮组转动的离心机组，离心机组为四台离心机组，四台离心机组以每两两方式位于每组托轮组两端并与托轮组两端联接，驱动托轮组转动。离心机组包括直流电动机1、大、下皮带轮7、2及环绕在大、下皮带轮7、2上的皮带8，直流电动机1的输出轴联接小皮带轮2，大皮带轮7通过联轴器3联接托轮组，直流电动机功率为250kw，大皮带轮直径为OIOOO，所述皮带根数为16根8V皮带。主托轮单元4包括一主托轮41和支承主托轮41的托轮轴9以及支承于托轮轴9两端的轴承座6。轴承座6安装在离心机底座5上。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。权利要求1、一种用于制备55mPHC管桩的离心机组，包括两组由复数个主托轮单元通过联轴器串接的托轮组以及驱动托轮组转动的离心机组，其特征在于，所述离心机组为四台离心机组，所述四台离心机组以每两两方式位于每组托轮组两端并与托轮组两端联接，驱动托轮组转动。2、根据权利要求1所述的离心机组，其特征在于，所述离心机组包括直流电动机、大、下皮带轮及环绕在大、下皮带轮上的皮带，所述直流电动机的输出轴联接小皮带轮，大皮带轮联接托轮组，所述直流电动机功率为250kw，大皮带轮直径为OIOOO，所述皮带根数为16根8V皮带。3、根据权利要求1所述的离心机组，其特征在于，所述主托轮单元包括一主托轮和支承主托轮的托轮轴以及支承于托轮轴两端的轴承座。专利摘要一种用于制备55mPHC管桩的离心机组，包括两组由复数个主托轮单元通过联轴器串接的托轮组以及驱动托轮组转动的离心机组，其特征在于，所述离心机组为四台离心机组，所述四台离心机组以每两两方式位于每组托轮组两端并与托轮组两端联接，驱动托轮组转动。所述离心机组包括直流电动机、大、下皮带轮及环绕在大、下皮带轮上的皮带，所述直流电动机的输出轴联接小皮带轮，大皮带轮联接托轮组，所述直流电动机功率为250kw，大皮带轮直径为Φ1000，所述皮带根数为16根8V皮带。本实用新型即使在混凝土凝固后，也能55mPHC管桩的钢模转动起来。文档编号B28B21/30GK201002307SQ20072006646公开日2008年1月9日申请日期2007年1月18日优先权日2007年1月18日发明者桂成农,王春明,黄瑞华申请人:中交三航局第三工程有限公司