混凝土预制桩两跨生产线系统的制作方法

本发明涉及建筑技术领域，尤其是混凝土预制桩两跨生产线系统。

背景技术：

混凝土预制桩行业从上世纪80年代起步发展，已经有30多年的时间。全国的预制桩厂家从沿海地区往内陆地区发展，现约有600多间预制桩工厂，预制桩用量从2000年的1300万米到2011年的3亿多米，我国是世界上预制桩用量最大的国家。

对于预制桩工厂而言，设备是工厂进行生产的基本单元，合理的设备布局对均衡设备能力、保持物流平衡、降低生产成本起着至关重要的作用。但是预制桩工厂的生产线的规划和设计方面仍较为滞后，国内还没有形成系统的科学的预制桩生产线设计规范性文件，30年来，预制桩工艺流程设计并没有太大的改进，工艺流程及布局设计有优劣，均未能达到理想的投入与产出的效益比例，甚至有的预制桩厂因规划设计不合理，造成投资浪费，工艺“瓶颈”、安全隐患、生产成本高等因素已严重制约了预制桩行业的发展。

近年来，随着部分新设备的改进应用，工艺流程也有所改良，本申请人申请的公开号为：cn105599128b的中国专利提出一种能实现自动脱模的全自动管桩生产线，针对混凝土预制桩生产线的设备做出大量改进，但是缺少对车间内混凝土预制桩生产线系统进行优化的整体布局，从而制约了生产效率的提高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混凝土预制桩两跨生产线系统，以优化混凝土预制桩生产线系统在车间内的布局。

为解决以上技术问题，本发明提供一种混凝土预制桩两跨生产线系统，包括：

装笼区，用于将钢筋笼、固定端板和张拉组件运送并安装在下模具的预定位置上；

合模区，用于将上模具运送至下模具上方，并使上模具固定连接在下模具上；

张拉区，用于将钢筋笼上的主筋张拉至预定长度；

送料区，用于将混凝土运送至上模具内壁与下模具内壁围成的模腔内；

离心区，用于使混凝土在离心力的作用下密实成型为混凝土预制桩；

蒸养区，用于蒸养密实成型后的混凝土预制桩；

拆模区，用于将上模具从下模具上拆下，以显露蒸养后的混凝土预制桩；

倒桩区，用于翻转下模具，以使混凝土预制桩与下模具分离；

清洗区，用于清洗上模具的内壁以及下模具的内壁，并且将脱模剂涂刷在清洗后的上模具内壁以及下模具内壁上；

所述倒桩区、所述清洗区、所述装笼区、所述合模区和所述张拉区依次纵向布置形成第一纵向输送线，所述离心区和所述蒸养区依次纵向布置形成第二纵向输送线，所述送料区设置在所述张拉区与所述离心区之间形成第一横向输送线，所述拆模区设置在所述蒸养区与所述倒桩区之间形成第二横向输送线。

进一步的，所述拆模区与所述倒桩区、所述倒桩区与所述清洗区、所述清洗区与所述装笼区、所述装笼区与所述合模区、所述合模区与所述张拉区、所述张拉区与所述送料区之间的输送线为地面输送线，所述送料区与所述离心区、所述离心区与所述蒸养区、所述蒸养区与所述拆模区之间的输送线为空中输送线。

进一步的，所述拆模区包括第一移动顶升机构、第二移动顶升机构、拆大螺母机、轴向输送机和拆螺栓机构，所述拆大螺母机设置在邻近所述第一移动顶升机构的位置上，所述拆螺栓机构设置在邻近所述轴向输送机的位置上，蒸养后的混凝土预制桩依次经所述第一移动顶升机构、所述第二移动顶升机构和所述轴向输送机后，进入所述倒桩区。

进一步的，所述拆模区上设有模具放置工位、拆大螺母工位和拆螺栓工位，所述第一移动顶升机构一端设置在所述模具放置工位上，所述第一移动顶升机构另一端、所述第二移动顶升机构一端和所述拆大螺母机设置在所述拆大螺母工位上，所述第二移动顶升机构另一端、所述轴向输送机和所述拆螺栓机构设置在所述拆螺栓工位上。

进一步的，所述拆模区包括第一移动顶升机构、拆大螺母机、轴向输送机和拆螺栓机构，所述拆大螺母机设置在邻近所述第一移动顶升机构的位置上，所述拆螺栓机构设置在邻近所述轴向输送机的位置上，蒸养后的混凝土预制桩依次经所述第一移动顶升机构和所述轴向输送机后，进入所述倒桩区。

进一步的，所述拆模区上设有模具放置工位、拆大螺母工位和拆螺栓工位，所述第一移动顶升机构一端设置在所述模具放置工位上，所述第一移动顶升机构中间位置和所述拆大螺母机设置在所述拆大螺母工位，所述第一移动顶升机构另一端、所述轴向输送机和所述拆螺栓机构设置在所述拆螺栓工位上。

进一步的，所述混凝土预制桩两跨生产线系统还包括编笼区，所述编笼区位于所述倒桩区以及所述清洗区的上方。

进一步的，所述编笼区与所述装笼区通过悬挂式输送机衔接。

进一步的，所述倒桩区包括倒桩机，所述清洗区包括模具输送机，所述倒桩机与所述模具输送机之间设有移动顶升机构。

进一步的，所述拆模区还包括用于将上模具从倒桩机上的下模具上方翻转至所述模具输送机上的拆上模机构。

与现有技术相比，本发明的倒桩区、清洗区、装笼区、合模区和张拉区依次纵向布置形成第一纵向输送线，离心区和蒸养区依次纵向布置形成第二纵向输送线，送料区设置在张拉区与离心区之间形成第一横向输送线，拆模区设置在蒸养区与倒桩区之间形成第二横向输送线，第一纵向输送线、第二纵向输送线、第一横向输送线和第二横向输送线使得混凝土预制桩生产线形成“两横两纵”的布局。如此设计，优化混凝土预制桩生产线系统(两横两纵的混凝土预制桩生产线系统为混凝土预制桩两跨生产线系统)在车间内的布局。

本发明中，由于“送料区设置在第一纵向输送线的张拉区与第二纵向输送线的离心区之间形成第一横向输送线”以及“拆模区设置在第二纵向输送线的蒸养区与第一纵向输送线的倒桩区之间形成第二横向输送线”，因此，第一纵向输送线、第一横向输送线、第二纵向输送线以及第二横向输送线依次收尾相接，形成一条用于输送混凝土预制桩模具的“回”字形运送轨道。

附图说明

图1为本发明混凝土预制桩两跨生产线系统的第一平面布局示意图；

图2为图1中第一纵向输送线的侧视图；

图3为图1中拆模区、部分倒桩区和部分清洗区的局部放大图；

图4为本发明混凝土预制桩两跨生产线系统的第二平面布局示意图；

图5为图4中拆模区、部分倒桩区和部分清洗区的局部放大图。

具体实施方式

为了便于理解本发明技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。

本发明中，所述混凝土预制桩包括但不限于有端板或无端板的实心方桩、空心方桩、实心管桩、空心管桩、实心异形桩、空心异形桩和竹节桩。

参见图1，混凝土预制桩两跨生产线系统，包括装笼区2、合模区3、张拉区4、送料区5、离心区6、蒸养区7、拆模区8、倒桩区9和清洗区10，混凝土预制桩其中一种制桩的步骤包括：

步骤一，在装笼区2将钢筋笼(钢筋笼包括主筋和焊接在主筋上的螺旋筋)、固定端板(固定端板有两块，一块是头板，头板设置在模具位于张拉组件的一端，另一块是尾板，尾板设置在模具远离张拉组件的一端)和张拉组件安装在下模具上；首先，将至少部分固定端板(头板)以卡接、螺钉、焊接等任意一种或多种安装方式安装在下模具的内壁上，其次，将钢筋笼、固定端板(尾板)、张拉固定板运送至位于装笼区2的下模具的内壁上，再次，将至少部分固定端板(尾板)以卡接、螺钉、焊接等任意一种或多种安装方式安装在下模具的内壁上，最后，钢筋笼通过张拉板、张拉定位套和张拉丝杆(张拉组件包括张拉板、张拉固定板、张拉定位套、张拉丝杆)设置在固定端板(头板)上；

步骤二，在合模区3将上模具与下模具固定为整体的模具；首先，将步骤一中的下模具以及设置在下模具上的钢筋笼、固定端板、张拉组件从装笼区2运送至合模区3处，其次，利用合模机构将上模具扣合在下模具上方，再次，利用合模螺栓锁紧机构将合模螺栓锁紧以使上模具与下模具紧密的固定为整体的模具；

步骤三，在张拉区4对钢筋笼进行张拉；首先，将步骤二中的模具运送至张拉区4处，其次，张拉机构通过张拉组件将钢筋笼张拉至其自身强度的70％左右，再次，装大螺母机将驱动大螺母相对张拉组件的张拉丝杆旋转，直至大螺母以直接或间接的方式抵靠在固定端板(头板)的端面上；

步骤四，在送料区5泵送混凝土；首先，将步骤三中的模具运送至送料区5处，其次，泵送机将混凝土泵送至模具的模腔内；

步骤五，在离心区6使混凝土密实成型为混凝土预制桩；首先，将步骤四中的模具运送至离心区6处，其次，离心机根据预设的旋转速度工作10min-18min以使混凝土密实成型为混凝土预制桩，再次，在离心机停止工作后，吊运机构提高模具位于张拉组件一端的高度，以使模具尾端倾倒模具在离心过程中产生的废浆水；

步骤六，在蒸养区7使混凝土预制桩的强度达到40mpa以上；首先，将步骤五中的模具运送至蒸养区7的蒸养池内，并使模具在蒸养池内静停1h至2h，其次，模具在蒸养池内静停1h至2h后，将蒸汽通入蒸养池内并使蒸养池内温度缓慢升至90℃至100℃，再次，模具在温度为90℃至100℃、气压为0.1mpa的蒸养池内养护3h-8h，以使混凝土预制桩的强度达到40mpa以上；

步骤七，在拆模区8将上模具从下模具上拆下；首先，将步骤六中的模具运送至拆模区8处，接着，拆大螺母机驱动大螺母相对张拉组件的丝杆旋转，以使大螺母与固定端板分离，再次，拆螺栓机构将合模螺栓从上模具上拆下，最后，拆上模机构将上模具从下模具上拆下并将上模具放置在清洗区10处，以实现显露至少部分放置在下模具的内壁上的混凝土预制桩；

步骤八，在倒桩区9将贴合下模具内壁的混凝土预制桩倒出；启动倒桩机(由于拆模区8与倒桩区9部分重合，因此，混凝土预制桩以及下模具在完成步骤七后无需运动)并驱动步骤七中的下模具旋转，以使混凝土预制桩在自身重力的作用下与下模具分离并运动至引导架上；

步骤九，在清洗区10清洗上模具的内壁以及下模具的内壁，并且将脱模剂涂刷在清洗后的上模具内壁以及下模具内壁上；首先，将步骤八中的上模具以及下模具运送至清洗区10，其次，清洗机喷出清洗液用于冲刷附着在上模具内壁上的混凝土以及清洗机喷出清洗液用于冲刷附着在下模具内壁上的混凝土，再次，清洗机或其他设备将脱模剂涂刷在上模具的内壁以及下模具的内壁上。

参见图1和4，与现有技术不同之处在于：本发明中，倒桩区9、清洗区10、装笼区2、合模区3和张拉区4依次纵向布置形成第一纵向输送线，离心区6和蒸养区7依次纵向布置形成第二纵向输送线，送料区5设置在张拉区4与离心区6之间形成第一横向输送线，拆模区8设置在蒸养区7与倒桩区9之间形成第二横向输送线。

本实施例中，将具有第一纵向输送线和第二纵向输送线的混凝土预制桩生产线系统称为混凝土预制桩两跨生产线系统，第一纵向输送线的一端和第二纵向输送线的一端之间设置有第一横向输送线，第一纵向输送线的另一端和第二纵向输送线的另一端之间设置有第二横向输送线，如此设计，模具沿第一纵向输送线、第一横向输送线、第二纵向输送线和第二横向输送线上以“回”字形的运动轨迹依次移动。

本实施例中，拆模区8与倒桩区9、倒桩区9与清洗区10、清洗区10与装笼区2、装笼区2与合模区3、合模区3与张拉区4、张拉区4与送料区5之间的输送线为地面输送线，送料区5与离心区6、离心区6与蒸养区7、蒸养区7与拆模区8之间的输送线为空中输送线。如此设计，地面输送线集中在第一纵向输送线、第一横向输送线和第二横向输送线上，空中输送线集中在第二纵向输送线上。

本实施例所述的地面输送线包括但不限于链板线、皮带线、链条线、滚筒线、滑轨线、有轨小车、搬运机器人、agv小车中的一种或多种输送线组成，本发明所述的空中输送线包括但不限于桥式起重机、龙门起重机、塔式起重机、门座式起重机、电动葫芦中的一种或多种行车组成，地面输送线与空中输送线的主要区别在于：地面输送线运送模具时，地面输送线托举模具；空中输送线运送模具时，空中输送线吊运模具。

众所周知，行车具有生产效率低、安全隐患大、工作行程精度难以控制、设备成本高等问题，因此，减少空中输送线可以有效降低混凝土预制桩的制造成本。

此外，由于混凝土预制桩以及模具的重量以“吨”作为重量单位，因此，本发明将空中输送线集中在第二纵向输送线上，可以有效减小行车在混凝土预制桩两跨生产线系统上的运动范围。

在步骤六中，为使混凝土预制桩的强度达到80mpa以上，当模具完成倾倒废浆水时，将离心区6的模具运送至蒸养区7的高压釜内进行高温蒸汽养护，高压釜内的最高温度为180℃至200℃，饱和蒸汽压力为1.0mpa，养护时间8h至12h。

本实施例中，拆模区8具有两种结构，图3公开了拆模区8的其中一种结构，图5公开了拆模区8的另一种结构。

参见图3，拆模区8的第一种结构为：所述拆模区8包括第一移动顶升机构81、第二移动顶升机构82、拆大螺母机83、轴向输送机84和拆螺栓机构85，拆大螺母机83设置在邻近第一移动顶升机构81的位置上，拆螺栓机构85设置在邻近轴向输送机84的位置上，蒸养后的混凝土预制桩依次经所述第一移动顶升机构81、第二移动顶升机构82和轴向输送机84后，进入倒桩区9。

从图3可以看出，拆模区8上设有模具放置工位801、拆大螺母工位802和拆螺栓工位803，第一移动顶升机构81一端设置在模具放置工位801上，第一移动顶升机构81另一端、第二移动顶升机构82一端和拆大螺母机83设置在拆大螺母工位802上，第二移动顶升机构82另一端、轴向输送机84和拆螺栓机构85设置在拆螺栓工位803上，当行车将蒸养后的混凝土预制桩以及模具从蒸养池内吊至模具放置工位801时，上模具从下模具上拆下以显露蒸养后的混凝土预制桩的步骤包括：1、第一移动顶升机构81工作将混凝土预制桩以及模具从模具放置工位801运送至拆大螺母工位802；2、拆大螺母机83工作并驱动大螺母相对张拉组件的张拉丝杆旋转，以使大螺母与固定端板(头板)分离；3、第二移动顶升机构82工作将混凝土预制桩以及模具从拆大螺母工位802运送至拆螺栓工作803；4、轴向输送机84工作驱动混凝土预制桩以及模具沿拆螺栓工位803轴向运动，当模具经过拆螺栓机构85时，拆螺栓机构85将合模螺栓从上模具上拆下；5、轴向输送机84将混凝土预制桩以及模具运送至倒桩机91上，当轴向输送机84将混凝土预制桩以及模具运送至倒桩机91上时，拆上模机构将上模具从下模具上拆下，并将上模具翻转至位于清洗区10的模具输送机101上。

参见图5，拆模区8的第二种结构为：所述拆模区8包括第一移动顶升机构81、拆大螺母机83、轴向输送机84和拆螺栓机构85，拆大螺母机83设置在邻近第一移动顶升机构81的位置上，拆螺栓机构85设置在邻近轴向输送机84的位置上，蒸养后的混凝土预制桩依次经第一移动顶升机构81和轴向输送机84后，进入倒桩区9。

从图5可以看出，拆模区8上设有模具放置工位801、拆大螺母工位802和拆螺栓工位803，第一移动顶升机构81一端设置在模具放置工位801上，第一移动顶升机构81中间位置和拆大螺母机83设置在拆大螺母工位802上，第一移动顶升机构81另一端、轴向输送机84和拆螺栓机构85设置在拆螺栓工位803上，当行车将蒸养后的混凝土预制桩以及模具从蒸养池内吊至模具放置工位801时，上模具从下模具上拆下以显露蒸养后的混凝土预制桩的步骤包括：1、第一移动顶升机构81工作将混凝土预制桩以及模具从模具放置工位801运送至拆大螺母工位802；2、拆大螺母机83工作并驱动大螺母相对张拉组件的张拉丝杆旋转，以使大螺母与固定端板(头板)分离；3、第一移动顶升机构81工作将混凝土预制桩以及模具从拆大螺母工位802运送至拆螺栓工作803；4、轴向输送机84工作驱动混凝土预制桩以及模具沿拆螺栓工位803轴向运动，当模具经过拆螺栓机构85时，拆螺栓机构85将合模螺栓从上模具上拆下；5、轴向输送机84将混凝土预制桩以及模具运送至倒桩机91上，当轴向输送机84将混凝土预制桩以及模具运送至倒桩机91上时，拆上模机构86将上模具从下模具上拆下，并将上模具翻转至位于清洗区10的模具输送机101上。

对比图3和图5可以看出，第一种拆模区8的结构与第二种拆模区8的结构的区别点在于：第一种拆模区8的结构比第二种拆模区8的结构多了第二移动顶升机构82。当模具处于第一种拆模区8时，模具通过不同的移动顶升机构“从模具放置工位801运动至拆大螺母工位802”以及“从拆大螺母工位802运动至拆螺栓工位803”，如此设计，当拆大螺母机83的工作时间与模具从蒸养池吊至模具放置工位801花费的时间不同时，位于模具放置工位801的模具和位于拆大螺母工位802上的模具可以在不同的时间以不同的速度运动。

参见图5，本实施例中，拆上模机构86设置在拆模区8，拆上模机构86为上模翻转器，拆上模机构86工作将上模具从倒桩机91上的下模具上方翻转至模具输送机101上。

参见图2，本实施例的混凝土预制桩两跨生产线系统还包括编笼区1，编笼区1位于倒桩区9以及清洗区10的上方，编笼区1与装笼区2通过悬挂式输送机20衔接。

参见图3，本实施例的倒桩区9包括倒桩机91，清洗区10包括模具输送机101，倒桩机91与模具输送机之间设有移动顶升机构，本发明为便于描述将所述移动顶升机构称为第三移动顶升机构92。由于第三移动顶升机构92和拆上模机构86为地面输送线，因此，当编笼区1位于倒桩区9以及清洗区10的上方时，地面输送线可有效避免上模具以及下模具在运送过程中与编笼区1发生碰撞。合模机构、合模螺栓锁紧机构、张拉机构、装大螺母机、泵送机、离心机、吊运机构、蒸养池、倒桩机、清洗机、第一移动顶升机构、第二移动顶升机构、拆大螺母机、轴向输送机、拆螺栓机构、悬挂式输送机等在本发明具体实施方式中提及的设备均为现有技术。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。