PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线的制作方法

本实用新型属于一种自动化生产线技术领域，特别是涉及一种PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线。

背景技术：

预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，以下简称PCCP) 是采用薄钢板卷制的筒体与钢制承、插口钢圈焊接成钢筒，经水压检验无渗漏点后，用立式振动成型法在筒体内外浇灌混凝土或采用离心法在筒体内衬混凝土成型管芯，然后在混凝土管芯外施以钢丝抗拉强度70%的预压应力缠绕环向高强钢丝（缠丝间距根据工况确定），再在外层喷射以致密水泥砂浆保护层，组成的一种复合输水管材。

传统PCCP管芯立式成型方式是：将模具底座在成型区内成排定位固定摆放，需要起重机吊着混凝土料斗在成型区的不同模具位置进行混凝土浇灌，在浇灌前还需要用起重机安放分料锥，浇灌完成后，再用起重机吊走分料锥，人工修整端面，然后再用起重机安放养护罩，利用模具底座旁的蒸汽管路通蒸汽进行管芯成型后的蒸汽养护，养护完成后再吊走养护罩、拆模，到另外的位置重新装模，也需要起重机在不同的工位转移模具，而操作人员在管模之间走动、在不同的位置爬上爬下完成拆装模螺栓紧固与拆卸、抹口、养护及辅助吊装等工序操作。设备运行频繁，人员走动量大、劳动量大，作业环境差，生产效率较低。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种PCCP管芯立式成型自动化生产流水线，该生产线具有性能稳定、可靠性好、易于维护、安全性高、同时具备自动化、信息化程度高及生产效率高等特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线，包括一条以上操作线、一条以上条养护线、模具推进装置、混凝土上料浇注系统、模具运转小车、横移摆渡车、养护线控制系统和PLC生产线控制系统；操作线及养护线上布置有若干套PCCP模具；模具推进装置设置在操作线和养护线上，用于将PCCP模具推送到模具运转小车上，模具运转小车能够操作线和养护线上移动；横移摆渡车与操作线及养护线配合，从操作线把浇注完的模具从操作线运送到养护线并从养护线运送养护完的带芯模具运行车到操作线，形成生产循环；混凝土上料浇注系统设置操作线上，对操作线上的PCCP模具进行浇注；养护线控制系统用于对养护线上模具进行蒸汽控制；PLC生产线控制系统分别连接控制模具推进装置、混凝土上料浇注系统、模具运转小车、横移摆渡车和养护线控制系统，协调各系统相互配合，完成PCCP管芯预制。

上述PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线，操作线包括依次设置的缓冲工位、拆模工位、模具清理工位、装模工位、管芯混凝土浇筑工位、抹口检查工位和静养工位。

上述PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线，混凝土上料浇注系统包括混凝土搅拌站、料罐、料罐运输车、定点起重机、液压升降平台和分料锥，混凝土搅拌站混凝土由料罐运输车至管芯混凝土浇筑工位，定点起重机设置在管芯混凝土浇筑工位上方，用于将料罐吊运到位于其下方的分料锥，液压升降平台设置在管芯混凝土浇筑工位侧面。

上述PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线，养护线包括升温区、恒温区及降温区，升温区与恒温区之间以及恒温区与降温区之间采用保温门隔开。如权利要求1所述PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线，其特征在于： PLC生产线控制系统由PLC控制生产流水线中的各个系统，包括西门子CPU226PLC模块和SIEMENS SMART LINE 触摸屏，通过USS 协议控制生产流水线中的各个系统。

上述PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线，养护线控制系统包括设置在养护线各个区的温度传感器和设置在养护线各个区的温度控制器，温度控制器根据各个区内的温度传感器反馈回来的温度自动控制各个区域的温度。

上述PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线，其还包括安装在横梁摆渡车及操作线上的监控探头。

上述PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线，操作线两侧设置工作平台，两工作平台之间设置有栈桥。

本实用新型的有益效果是：

1）本实用新型提供的方案结合了混凝土上料浇注系统、PCCP管芯预制、养护等，使PCCP管芯形成了自动化流水生产，技术先进、稳定、可靠，大大降低了工人劳动强度，提高了生产效率。

2）混凝土上料浇注工位固定，便于采取隔音降噪措施，实现了环保目的。

3)养护线按蒸养制度进行升温、恒温、降温分区设置，采用自动温控，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。

4）生产线在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动循环运行，避免了人为因素影响，对提升PCCP产品质量，提高企业竞争力具有积极意义。

5）操作线两侧设置工作平台，避免了传统生产方式中操作人员在管模之间走动、在模具上爬上爬下完成拆装模螺栓紧固与拆卸、抹口、养护等工序操作的不安全因素，及降低了操作工人的劳动强度，改善了劳动作业条件，提高了劳动生产率，有利于企业的职业健康、环保、安全文明生产。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1：PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线总体平面示意图

图2：PCCP管芯立式成型法自动化生产流水线浇注工位断面图

图中：1、混凝土搅拌站；2、混凝土料罐运输车；3、定点起重机；4、工作平台； 5、外模清理及喷涂脱模剂工位；6、顶盖清理及喷涂脱模剂工位；7、进窑横移摆渡车；8、静养工位；9、抹口检查工位；10、管芯混凝土浇筑工位；11、装模工位；12、内模及底座清理涂脱模剂工位；13、拆模工位；14、缓冲工位；15、出窑横移摆渡车；16、养护线；17、养护线；18、起重机；19、混凝土料罐；20、液压升降平台；21、分料锥；22、模具运转小车；23、保温门。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

参加图1，本示例中采用的自动化生产线采用三线制，即一条操作线和三条养护线，其中1条操作线和2条养护线16、17，且生产线布置7座PCCP模具，养护线布置8座PCCP模具。

PCCP管芯立式成型自动化生产流水线各工位说明如下：

1、工作平台4

操作线两侧设置工作平台4 ，由外侧和内侧两个工作平台4构成，人员经由外侧的工作平台4的爬梯上下，两工作平台4之间有栈桥可以通过。

2. 模具横移及步进系统

模具横移及步进系统是操作线的核心部分，包括模具推进装置、横移摆渡车和模具运转小车22。

（1）模具推进装置设置在操作线和养护线上，用于将PCCP模具推送到模具运转小车22上，模具运转小车22能够生产线上移动，推进装置动力可以采用液压缸。

（2）横移摆渡车与操作线及养护线配合，从操作线把浇注完的模具从操作线运送到养护线并从养护线运送养护完的带芯模具运行车到操作线，形成生产循环；操作线、养护线两端各有一个横移摆渡车即进窑横移摆渡车7和出窑横移摆渡车15，横移摆渡车底盘运行采用电机及减速机驱动。

（3）模具运转小车22：安装模具并可以在生产线上流转。模具运转小车22车采用型钢车架，底部设有四个车轮，可以与不同规格的模具底座相适应。

3.缓冲工位14

缓冲工位14的作用主要是缓慢降温，防止脱模后的管道和室外温差过大。

4.拆模工位13

外模拆模需要上下两个人员操作，设置一个液压升降平台20，使用气动扳手随平台上升依次松开外模螺栓。内模的开启及合紧需要在平台上操作，设置活动平台，以便于人员从整体平台走到活动平台上接近内模。使用起重机18辅助进行管芯的吊运，吊运管芯到存放区域。

5.模具清理工位

1)内模及底座清理涂脱模剂工位12

内模及底座的清理主要靠人工完成。脱模剂喷涂装置为环形自动喷涂装置，周圈朝内设置多个喷嘴，采用泵送或气压向内模外壁上喷涂，圆环可以升降，完成内模的自动喷涂。

2)顶盖清理及喷涂脱模剂工位6

顶盖清理及喷涂脱模剂工位6设置在操作线外侧的空地，在场地的固定位置进行，主要为人工操作，清理完成后需要使用起重机18将顶盖吊到装模工位11。

3)外模清理及涂脱模剂工位5

外模清理及涂脱模剂工位5设置在装模工位11的外侧，该工位也设置环形自动喷涂装置。清理完成后需要使用起重机18将顶盖吊到装模工位11。

6.装模工位11

装模工位11需在整体平台上设置活动平台，要求和拆模工位13一致。用起重机18将钢筒、顶盖、外模吊到装模工位11安装就位后，操作人员采用气动扳手拧紧外模螺栓。

7.管芯混凝土浇筑工位10

混凝土上料浇注系统包括混凝土搅拌站1、料罐、料罐运输车、定点起重机3、液压升降平台20和分料锥21，混凝土搅拌站1混凝土由料罐运输车至管芯混凝土浇筑工位10，定点起重机3设置在管芯混凝土浇筑工位10上方，用于将料罐吊运到位于其下方的分料锥21，液压升降平台20设置在管芯混凝土浇筑工位10侧面，液压升降平台20浇注时放下，浇注完成后升起，以便人员能够接近观察下料情况。

8.抹口检查工位9

进行浇注完成管芯混凝土表面的检查、缺陷处理、抹平操作，该工位需要设置能够覆盖管模上部周圈的活动平台，和浇注工位一样，采用整体提升式。

9.静养工位8

其设置在靠近养护线的入口，用于PCCP管芯静养及完成其早期水化。

10.养护线

养护线包括升温区、恒温区及降温区，升温区与恒温区之间以及恒温区与降温区之间采用保温门23隔开。

11. PLC生产线控制系统

PLC生产线控制系统由电脑软件通过PLC控制生产流水线中的各个系统，包括西门子CPU226PLC模块和SIEMENS SMART LINE 触摸屏，通过USS 协议控制生产流水线中的各个系统。

PLC生产线控制系统连接模具推进装置、混凝土上料浇筑系统、模具运转小车22和横移摆渡车，接到PLC生产线控制系统的步进指令后，模具推进装置开始运行，到达指定位置，PLC生产线控制系统发出退回指令，模具推进装置返回初始位置。

12.养护线控制系统

养护线控制系统包括设置在养护线各个区的温度传感器和设置在养护线各个区的温度控制器，温度控制器根据各个区内的温度传感器反馈回来的温度自动控制各个区域的温度。

13. 视频监控系统

视频监控系统为安装在横梁摆渡车及操作线上的监控探头，便于主控人员实时了解生产状态，并将信息进行存储，以供管理人员调用。

整体流程描述：

（1）某条养护线内的管道完成养护后，两台横移摆渡车运行到该条养护线的两侧，养护完成的管道（包括模具及模具运转小车22）被养护窑内的模具推进装置推出窑门同时，另一头的进窑横移摆渡车上的模具运转小车22被推入该条养护线，运行到出窑横移摆渡车的上层轨道，到位后两台横移摆渡车同时横向移动，运行到操作线的两侧，上层的轨道和操作线的轨道对齐后，出窑横移摆渡车的液压缸将模具运转小车22推到操作线上的缓冲工位14（之前，操作线另一头的进窑横移摆渡车已经接收被推出的完成抹口的管模，操作线上的所有模具运转小车22已经同步向后移动了一个工位，因此缓冲工位14现在空闲）。

（2）设定的节拍时间到后，操作线上的模具运转小车22在模具推进装置的作用下整体向后移动一个工位，缓冲工位14的模具运转小车22运行到脱模工位，然后使用通用的起重机进行拆模、管芯脱模，将成型后的管芯吊放到存放位置进行存放，在节拍到时，模具运转小车22连同内模及底座被推动到内模清理工位（同时前一个缓冲工位14的模具也被推动到拆模工位13）。

（3）拆模后的顶盖和外模被吊运到辅助工位进行清理、喷涂脱模剂。

（4）内模、底座在清理工位进行清理、喷涂脱模剂。

（5）内模清理工位时间到后，模具运转小车22被推动到装模工位11（同时拆模工位13的内模及模具运转小车22又被推动到内模清理工位）

6）在装模工位11上，使用通用起重机进行装模，将外模、钢套筒及顶盖装配到位，然后运行到管芯浇注工位（同时，内模清理工位的内模也被推动到装模工位11）。

（7）管芯浇注工位设置在生产线靠近混凝土搅拌站1的固定位置上，在该位置安装一台定点起重机3，可以吊放分料锥21及混凝土料罐19，流水线上已装配好的模具运行到浇注点位置准确定位后，该起重机将分料锥21下落到模具顶盖上，然后再吊运混凝土料罐19到分料锥21上方进行下料。混凝土的供应方式为：料罐放置在混凝土料罐运输车2上，运行到搅拌站下方，搅拌好的混凝土下到混凝土料罐运输车2上的料罐内，然后再运输到浇注工位旁，用定点起重机3吊运料罐到分料锥21上方进行浇注，共设置两个料罐，循环使用，一个进行浇灌时，另一个由运输车运行到搅拌站下去接料，保证浇灌的连续性，浇灌完成后，用定点起重机3将分料锥21吊起，模具运行至抹口工位（同时后一个空模具又运行到浇灌位置）。

（8）管芯浇注混凝土表面抹平操作抹口完成、同时设定的节拍时间到后，两台横移摆渡车对正操作线的轨道，操作线上的所有模具运转小车22同步向前移动一个工位，于是抹口工位的模具运转小车22在液压缸的推动下运行到进窑横移摆渡车上，另一头的缓冲工位14空闲，出窑横移摆渡车将养护完成的管道推动到缓冲工位14后，然后两台横移摆渡车横移到养护线位置对正，养护线整体向前运行一个工位，末端的模具运转小车22出窑进入同侧的出窑横移摆渡车，然后进窑横移摆渡车上的液压缸将模具运转小车22推入到养护线的入口，进入管芯静养区，完成静养后进入蒸汽养护窑蒸养，养护完成后再出窑，再次运行到浇注工位，从而完成一次循环，每天可完成多次循环。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施方式。但是凡是未脱离本实用新型技术原理的前提下，依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与改型，皆应落入本实用新型的专利保护范围。