一种离心混凝土桩生产线的制作方法

文档序号:15946763发布日期:2018-11-14 04:22阅读:169来源:国知局
一种离心混凝土桩生产线的制作方法

本发明涉及一种离心混凝土桩的生产线。

背景技术

先张法预应力离心混凝土桩在我国是一种重要的桩基基础材料,属于混凝土制品类技术领域,其工厂化生产可追溯到上个世纪六十年代,在上世纪八十年代,随着改革开放大好形势而逐步发展起来,作为一种重型预制构件,其主要工序为钢筋定长切断,钢筋成笼型,安装端头板,将带端头板钢筋笼放入底模,清理上模和底模,涂隔离剂,混凝土搅拌,布料,合模、张拉,离心成型,蒸汽养护,拆模等工序,为了实现离心预制桩的工厂化生产,我们需要根据生产效率,安全等对各工序进行布置,以形成合理的流水线,从有离心桩的那天起,流水线的设计一直是该行业专业人员重点考虑的问题,也是离心混凝土桩生产工艺的重要一环,流水线是否合理,关系到产品质量、生产安全、生产效率、劳动力的劳动强度,现在还关系到节能、环保、以及是否具备自动化,智能化生产的基础。

我国现在离心混凝土桩主要是两种流水形式:一种是纵向流水,见《预应力混凝土管桩》阮起楠著p30;申请号为200710036609.4的专利所公开的一种55mphc管桩的生产厂房。另一种是横向流水,其中横向流水又分单跨往返式横向流水,如邹文岗著的《混凝土桩与水泥制品》2012年第8期32页;及申请号为201010604071.4的专利公开的一种预制混凝土桩的生产方法;和申请号200910186075.2的专利公开的一种新型高效节能、环保离心混凝土桩制造系统。和多跨循环式横向流水,如严志隆著的《混凝土桩与水泥制品》2006年第5期21页。

前述文件中不仅披露了现今我国常用的单跨和多跨循环横向流水,也披露了以韩国和日本两国当今水平的流水线布局。纵向流水在我国主要应用于长度大于30米,直径大于φ600mm的离心桩生产,由于其在一跨厂房内,各工序之间存在流水不清晰,起重机往返容易碰头因而仅限于长桩的生产。(因为长桩如用横向流水的话,其厂房宽度很宽在生产上不太现实)。至于30米以下离心桩的生产现通常采用横向流水,有单跨厂房生产方式,也有多跨厂房循环生产线,在这些横向流水线的布局中同一台起重机都存在搬运几种以上不同性质工件,并且在一跨车间设置多台起重机,起重机在搬运不同工件时存在避让冲突,并且预应力张拉好的模具均需通过起重机横向吊运至离心机上,或者从中转台车横向吊运至离心机上,模具在流水线上的流程是以起重机将模具从一个作业点到另一个作业点,当在两跨厂房之间运转时,则主要通过台车倒运,即通过起重机将模具吊上台车,到另一跨厂房时,又从台车上吊至工作地,所有这些都严重制约离心混凝土桩的生产向自动化,智能化方向发展。从这些背景技术流水线可以看出,这些起重机设备都从事多个不同性质工序的工作,模具在工作地都没有精准定位,这些都不利于自动化、智能化的实现。

如在邹文岗著的《混凝土桩与水泥制品》2012年第8期32页,披露的方案中有多台起重机在单跨往返过程中存在冲突,多跨循环线位于拆模区的三个起重机中,除了一台起重机专用于将桩吊至高压釜(高压蒸养的设备),其它两个起重机即要拆上模又要将上、下模运至布料线,存在往返冲突,在日本生产线中有两台起重机既要将自动合模好的模具上布料台,又要将布料好后的模具反向运行到张拉抬,预应力张拉好后又要越过布料台吊至离心机离心。在韩国生产线中,也有两台起重机需吊运间隔工序的上、下模,存在往返冲突。当今由于我国人口红利的逐步消失,招工难、留工更难的现状将长期制约我国预制桩生产企业发展。

如何围绕离心混凝土桩的模具运输、设计出合理的具有自动化和智能化生产线,已经是当务之急,否则三、五年后,预制桩企业将无工可用。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种布局合理、确保喂料、合模、离心有序运行的离心混凝土桩流水生产线,以利于提高离心混凝土桩生产的自动化水平。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种离心混凝土桩生产线,其特征在于:包括离心区,离心区内安装有多台间隔设置的离心机;与离心区相邻设置的喂料合模区,喂料合模区设置有运输台车;可运行于喂料合模区的第一起重设备,所述第一起重设备用于将模具的上半模横向吊运至搁置在位于喂料合模区内的运输台车上的模具的下半模上;模具吊运机构,模具吊运机构可沿模具长度方向在离心区和喂料合模区内沿预设的轨迹往返运行,用以将喂料合模后的模具从运输台车运至所述离心机上;可运行于离心区的第二起重设备,第二起重设备用于将离心后的模具横向吊离离心区;所述第一起重设备的运行轨道与所述第二起重设备的运行轨道彼此独立设置。

为避免在太多工序集中在喂料合模区的一个位置,而让喂料合模区显得杂乱无章,影响效率,进一步改进,上述喂料合模区分成相邻设置的第一喂料合模区和第二喂料合模区,第二喂料合模区位于离心区和第一喂料合模区之间,运输台车可沿模具长度方向在第一喂料合模区和第二喂料合模区往返运行。且两合模区之间通过运输台车串接,为实现喂料合模的自动化生成提供便利。

第一喂料合模区的具体分工可采用以下模式,上述第一喂料合模区内设有第三起重设备,该第三起重设备用以将放置有钢筋笼的下模吊至位于第一喂料合模区内的运输台车,第三起重设备的运行轨道与所述第一起重设备的运行轨道彼此独立设置,所述第一喂料合模区设有用以对喂料合模后的钢筋笼进行张拉的张拉设备。

第二喂料合模区的具体分工可采用以下模式,在所述第二喂料合模区完成喂料及合模,所述第一起重设备设于第二喂料合模区。

作为优选,上述模具吊运机构沿模具长度方向仅在离心区和第二喂料合模区内沿预设的轨迹往返运行。可减少模具吊运机构的运行距离。

一般离心成型后的混凝土桩均需要进行蒸养,进一步改进,上述离心区的一侧还设有养护区,离心后的模具可通过所述第二起重设备横向吊运至养护区。养护区以靠近离心区设置为最佳,减少吊运距离。

更进一步改进,上述养护区的一侧设有拆模取桩区,拆模取桩区设置有运模车。

具体的,上述拆模取桩区包括第一区域、第二区域;所述第一区域位于所述养护区的一侧;所述运模车可沿模具长度方向在第一区域、第二区域往返运行。每个区域可以完成不同的拆模运桩操作,让拆模取桩更有序地运行。

作为优化,上述第一区域设置有用于拆合模螺栓的设备,所述第二区域设置有运桩车。在所述第一区域拆模具上的合模螺栓,在所述第二区域吊运模具的上半模,并通过将离心混凝土桩从模具中取出放置在所述运桩车上运出。所述第一起重设备还可在第二区域运行,用以将模具的上半模吊离第二区域、及将运模车上的桩吊至所述运桩车上;也可以设置其他起重设备,对该区域的工作进行合理的起吊分配。

操作时,将运模车运行至第一区域,通过第二起重设备将经过蒸养的带有离心混凝土桩的模具吊至运模车上,然后再在第一区域内进行拆合模螺栓操作,最优的是,在第一区域内完成拆支撑板工序;接着将运模车沿预设的轨迹直线运行至第二区域内,通过相关起重设备将上模盖横向吊离第二区域,接着通过起重设备将模具内的离心混凝土桩吊至运桩车上,最优的是通过运桩车运至第三区域,在第三区域内完成离心混凝土桩上的张拉板的拆除,张拉板拆除后,运桩车用以将离心混凝土桩运出第三区域,优选的是,搁置有离心混凝土桩的运桩车从第三区域经由第二区域最后运出第一区域;或直接运出第三区域。整个流水线操作经由运模车和运桩车串接起来,拆模和运桩流程均在相邻的两条运输线方向上运行,流程井然有序,为实现离心混凝土桩的自动化生产提供可能。

为进一步优化生产线,在所述第二区域和所述第二喂料合模区之间设有上半模清理区,所述第相关重设备还用于将模具的上半模横向吊运所述上半模清理区。充分利用量区域之间空闲的区域,并能减少吊运距离。

为避免在第二区域内完成太多工序,而让第二区域显得杂乱无章,影响效率,更进一步改进,紧邻所述第二区域设有第三区域,在所述第三区域将钢筋笼安装于模具的下半模内,所述运模车可沿模具长度方向在所述第二区域、第三区域往返运行,所述第三起重设备将第三区域内放置有钢筋笼的下模吊至位于第一喂料合模区内的运输台车。将放置钢筋笼工序设置在第三区域进行操作,而且第三区域与第二区域相邻设置并通过运模车串接起来,整个流水线都在一条直线上,且各区域模块分别进行不同工序操作,让整个流水线工作井然有序,同时也能保证离心混凝土桩尽快从第三区域运出。

为进一步优化生产线,在所述第二区域和所述第三区域之间设置有模具下半模清理设备;这样在搁置有下模的运模车从第二区域移动至第三区域过程中自动完成对下模的清理,无需花费额外时间对模具进行清理。在所述第二区域及/或所述第三区域的一侧设有钢筋笼加工区,所述相关起重设备还用以将钢筋笼加工区内的钢筋笼吊至搁置在运输台车上的模具的下半摸。采用合理设置的起重设备将钢筋笼以较短距离吊至第二区域及/或第三区域,流程更优化。

为进一步优化生产线,所述离心区、养护区、第一区域均位于所述第二起重设备的运行轨道之间或运行轨道的延伸线之间;所述第二喂料合模区、所述第二区域均位于所述第一起重设备的运行轨道之间或运行轨道的延伸线之间;所述第一喂料合模区、第三区域均位于第三起重设备的运行轨道之间或运行轨道的延伸线之间。

更进一步改进,上述模具吊运机构包括设于运输台车上方的顶架,及位于运输台车左右两侧沿模具长度方向设置的顶架轨道,所述顶架通过可上下伸缩的支撑结构支撑在所述顶架轨道上,顶架可随支撑结构在离心区和喂料合模区内沿预设的顶架轨道往返运行,所述顶架上安装有用以抓取搁置在运模车上的模具的抓取装置。顶架不仅能前后移动还能上下升降,运模具前先将顶架升起,再移动至离心区,确保模具的底部不会与离心机发生干涉,吊至离心机上方合适位置后,顶架再放下,搁置在离心机上进行离心。

作为选择,上述支撑结构为液压千斤顶,液压千斤顶的底部设有与所述顶架轨道配合的滚轮,液压千斤顶的驱动端与所述顶架固定。当然还可采用现有其它升降结构。

上述抓取装置包括用于抓取离心模具跑轮的第一抓取机构。第一抓取机构可参考申请号为2011101756065的专利。

为减低离心机工作时的噪音,上述离心区内设有离心机防噪盖轨道,该离心机防噪盖轨道用以运输离心机防噪盖并盖住位于离心机上的模具。离心时将离心机防噪盖经离心机防噪盖轨道运至离心机上并盖住模具,离心完成后,将离心机防噪盖经离心机防噪盖轨道运出离心机外,整个过程也是在一直线上完成。

与现有技术相比,本发明的优点在于:操作时,将运输台车运行至喂料合模区,第一起重设备用于将模具的上半模横向吊运至搁置在位于喂料合模区内的运输台车上的模具的下半模上完成喂料及合模操作,再通过模具吊运机构将喂料合模后的模具从运输台车运至离心区的离心机上,完成离心操作,接着通过第二起重设备将离心后的模具横向吊离离心区,一般进入养护区。整个离心混凝土桩的合模和离心操作经由运输台车和模具吊运机构串接起来合模和离心操作流程均在相邻的同一直线方向上运行,流程井然有序,为实现离心混凝土桩的自动化生产提供可能。而且第一起重设备的运行轨道与第二起重设备的运行轨道彼此独立设置,互不干涉。张拉好的模具通过模具吊运机构直接运至离心机上离心,可以减少将模具拖至离心机边上所占用的空间和增加的控制工序,随着该处空间额外的增加也会造成另外相关工序布局的不合理和困难,比如该车间的长度就要拉长,相应的与该车间有关的其他车间工序也要调整,使整个工艺布局不紧凑,也增加了该跨厂房起重机的工作量和造成多台起重机之间工作的冲突。造成多跨厂房内工序生产能力的不均衡,部分作业存在等待现象。也不便于上离心机工序的自动化和智能化。采用本发明的技术方案可以使张拉结束后的模具不受其他另外因素的影响直接独立的就可上离心机离心,减少工序操作环节,高效和安全、有序,便于实现合理的流水线节拍、工作地数量和位置,从而为整个流水线的自动化和智能化的实现建立良好的架构。该流水线为横向多跨循坏生产工艺。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图;

图2为本发明实施例中拆模取桩区部分的结构示意图;

图3为本发明实施例中模具吊运机构的工作原理示意图;

图4为本发明实施例中模具吊运机构的正视图;

图5为本发明实施例中模具吊运机构的俯视图;

图6为本发明实施例中模具吊运机构的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1~6所示,为本发明的一个优选实施例。

一种离心混凝土桩生产线,包括

离心区a,离心区a内安装有多台左右间隔设置的离心机7,离心区a内设有离心机防噪盖轨道2,该离心机防噪盖轨道2用以运输离心机防噪盖并盖住位于离心机7上的模具。

与离心区a相邻设置的喂料合模区b,合模区b内设有多个左右间隔设置的合模位置8,喂料合模区b设置有运输台车9;喂料合模区b分成相邻设置的第一喂料合模区b1和第二喂料合模区b2,第二喂料合模区b2位于离心区a和第一喂料合模区b1之间,运输台车9可沿模具长度方向在第一喂料合模区b1和第二喂料合模区b2往返运行。第一喂料合模区b1内设有第三起重设备14,该第三起重设备14用以将放置有钢筋笼的下模吊至位于第一喂料合模区b1内的运输台车9,第三起重设备14的运行轨道141与第一起重设备12的运行轨道121彼此独立设置,第一喂料合模区b1设有用以对喂料合模后的钢筋笼进行张拉的张拉设备2。在第二喂料合模区b2完成喂料及合模,第一起重设备12设于第二喂料合模区b2。喂料合模区,是指对装有钢筋笼的模具的下半模进行喂料(即注入搅拌好的混凝土)、将模具上半模盖在下半模上完成合模的区域,在该区域内还可对完成合模后的模具进行预应力张拉。

可运行于喂料合模区b的第一起重设备12,第一起重设备12用于将模具的上半模横向吊运至搁置在位于喂料合模区b内的运输台车9上的模具的下半模上。

如图3~5所示,模具吊运机构,模具吊运机构可沿模具长度方向在离心区a和喂料合模区b内沿预设的轨迹11往返运行,用以将喂料合模后的模具10从运输台车9运至离心机7上;模具吊运机构沿模具10长度方向仅在离心区a和第二喂料合模区b2内沿预设的轨迹往返运行。本实施例中的模具吊运机构包括设于运输台车9上方的顶架8,及位于运输台车9左右两侧沿模具长度方向设置的顶架轨道11,顶架8通过可上下伸缩的支撑结构81支撑在顶架轨道11上,顶架8可随支撑结构81在离心区a和喂料合模区b内沿预设的顶架轨道11往返运行,顶架8上安装有用以抓取搁置在运模车上的模具的抓取装置82。支撑结构81为液压千斤顶,液压千斤顶的底部设有与顶架轨道11配合的滚轮83,液压千斤顶的驱动端与所述顶架8固定。抓取装置82包括用于抓取离心模具跑轮101的第一抓取机构。支撑结构81通过传动结构带动而能沿模具长度方向从第二喂料合模区b2移动至离心区a,传动结构可以是链条传动结构。

可运行于离心区a的第二起重设备13,第二起重设备13用于将离心后的模具横向吊离离心区a;第一起重设备12的运行轨道121与第二起重设备13的运行轨道132彼此独立设置。

离心区a的一侧还设有养护区c,离心后的模具可通过所述第二起重设备13横向吊运至养护区c进行养护,通常是蒸汽养护。养护区c的一侧设有拆模取桩区q,拆模取桩区q设置有运模车1。

如图2所示,拆模取桩区q包括第一区域q1、第二区域q2;第一区域q1位于养护区c的一侧;运模车1可沿模具长度方向在第一区域q1、第二区域q2往返运行。第一区域q1设置有用于拆合模螺栓的设备和拆支撑板螺母设备4,且在拆支撑板螺母和支撑板过程中,模具搁置在运模车1上。优选的拆张拉螺母设备4设于第一区域q1内临近第二区域q2的位置。

第二区域q2设置有运桩车3。一辆运模车1和一辆运桩车3构成一个运输单元,本实施例包括多组运输单元。在第一区域q1拆模具上的合模螺栓,在第二区域q2拆卸模具的上半模,并通过将离心混凝土桩从模具中取出放置在运桩车3上运出。第一起重设备12还可在第二区域q2运行,用以将模具的上半模吊离第二区域q2、及将运模车1上的桩吊至所述运桩车3上。在第二区域q2和所述第二喂料合模区b2之间设有上半模清理区e,第一起重设备12还用于将模具的上半模横向吊运上半模清理区e,上半模清理区是指对模具的上半模进行清理的区域,以清除上半模内的杂质并涂油。

紧邻所述第二区域q2设有第三区域q3,在第三区域q3将钢筋笼安装于模具的下半模内,运模车1可沿模具长度方向在所述第二区域q2、第三区域q3往返运行,第三起重设备14还可以将第三区域q3内放置有钢筋笼的下模吊至位于第一喂料合模区b1内的运输台车9。

在第二区域q2和所述第三区域q3之间设置有模具下半模清理设备6;在第二区域q2及第三区域q3的一侧设有钢筋笼加工区d,第三起重设备14还可用以将钢筋笼加工区d内的钢筋笼吊至搁置在运模车1上的模具的下半摸。

为进一步优化生产线,离心区a、养护区c、第一区域q1均位于所述第二起重设备13的运行轨道131之间或运行轨道131的延伸线之间;第二喂料合模区b2、所述第二区域q2均位于所述第一起重设备12的运行轨道121之间或运行轨道121的延伸线之间;所述第一喂料合模区b1、第三区域q3均位于第三起重设备14的运行轨道141之间或运行轨道141的延伸线之间。这样的布局使得各个生产工序之间衔接更加紧密、顺畅,分工更加明确。

本流水线实施例的工作原理及过程如下

将运模车1运行至第一区域q1,通过第二起重设备13将经过蒸养的带有离心混凝土桩的模具(模具及离心混凝土桩在图纸中没有显示)从离心区a吊至第一区域q1内的运模车1上,然后再在第一区域q1内进行拆合模螺栓操作,拆合模螺栓操作可采用现有方式,并在第一区域q1内完成拆支撑板工序,支撑板为张拉用的板件,抵靠在模具一侧的外端面上。

接着将运模车1沿预设的轨迹直线(图纸箭头所示方向)运行至第二区域q2内,通过起重设备将模具的上半模盖横向吊离第二区域q2至上半模清理区e,接着起重设备将模具内的离心混凝土桩吊至运桩车3上,最优的是,在第三区域q2内的运桩车3上完成离心混凝土桩上的张拉板(张拉板在图纸中没有显示)的拆除,张拉板的拆除方式可参考现有技术。

张拉板拆除后,运桩车3从第三区域q3经由第二区域q2最后运出第一区域q1;或直接运出第三区域q3.搁置有下半模具的运模车1从第二区域q2经由清理模具下半模的设备6往第三区域q3移动,下模清理设备6能将下半模上的杂质清除,搁置有下模具的运模车1进入第三区域q3,通过起重设备将钢筋笼加工区d内的钢筋笼吊至搁置在运模车1上的模具的下半摸。接着用起重设备将放置有钢筋笼的下半模从第三区域q3吊出至第一喂料合模区b1并搁置在运输台车9上,然后将运输台车9移至第二喂料合模区b2内并向下半模内灌注混凝土即喂料;喂料完毕后用第一起重设备12将上模清理区e内的上半模吊运至第二喂料合模区b2内并盖在喂料后的下半模上进行合模;然后再将运输台车9移至第一喂料合模区b1对合模后的模具仅张拉;张拉完毕后再将运输台车9移至第二喂料合模区b2内并用模具吊运机构将模具运至离心区a进行离心,进入下一轮工序。

模具吊运机构的工作过程是,支撑结构82带动顶架8下降,通过抓取装置82抓住位于第二喂料合模区b2内的模具10的跑轮101,然后支撑结构82带动顶架8上升,同时顶架8随支撑结构82在顶架轨道11滑移至离心区a,此时,模具位于离心机7的正上方,最后支撑结构82带动顶架8下降将模具搁置在离心机7上完成离心,最后通过第二起重设备13将离心后的模具横向吊离离心区a,直至养护区c。

整个离心混凝土桩的合模和离心操作经由运输台车9和模具吊运机构串接起来合模和离心操作流程均在相邻的同一直线方向上运行,流程井然有序,为实现离心混凝土桩的自动化生产提供可能。而且第一起重设备12的运行轨道与第二起重设备13的运行轨道彼此独立设置,互不干涉。通过依次顺序相邻的第一区域q1、第二区域q2和第三区域q3移动,在每个区域内设置不同拆模功能的区域,布局合理、互不干扰,且厂房之间通过运模车3串接,让整个拆模流水线更通畅,流程井然有序,为实现离心混凝土桩的自动化生产提供可能。

运输台车、运模车和运桩车可以是带滚轮台车,也可以是以链条运输的链板机,也可以是靠托轮转动运行的台车等运输工具

需要说明的是,在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例,但是应该清楚地理解,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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