一种预制构件成型设备的制作方法

1.本实用新型涉及建筑材料生产技术领域，尤其涉及一种预制构件成型设备及其使用方法


背景技术：

2.随着装配式建筑的快速发展，预制构件的需求量越来越大，如何快速且高效的生产合格的预制构件是生产厂家都需要解决的一个问题。
3.预制构件是指按照设计规格在工厂或现场预先制成的钢、木或混凝土构件。对于预制构件来说，非常重要的一个生产步骤是张拉。张拉主要分为先张法和后张法两种，先张法主要用于预制构件厂生产中小型预制构件，后张法主要用于在现场对于大型预应力混凝土构件的施工。
4.首先，对于长度较长的预制构件，通常采用一端固定，一端张拉，在实际施工中，因模具形变、张拉件倾斜等原因，无法保证模具及其相连部件位于同一直线上，张拉机沿着模具长度方向产生的分力才是实际产生作用的张拉力，这样，当张拉机施加标准张拉力时，模具中的待受力件由于分力的原因，待受力件所承受的张拉力是不足的，这就导致，无法生产出合格的预制构件。
5.其次，目前大多数张拉机都是采用液压缸作为动力部，液压缸伸出的液压杆通常与张拉杆是连接；当采用其他动力部时，基本也需保证动力部输出轴的作用力与张拉杆是连接，在此前提下，在对斜着的张拉杆张拉时，张拉机的负荷较高，会对张拉杆和张拉机的动力部造成损坏，降低张拉机的寿命。
6.再次，目前大多数张拉设备都是通过抵靠模具对模具内的待受力件进行张拉，待受力件可直接是预制构件的受力主筋或者张拉板，对模具的承力要求较高，经常使用后发生形变，造成张拉不足；为了改进以上不足，申请人提出了在模具外设置挡墙，通过挡墙配合张拉杆对模具内的待受力件进行张拉，这种方式可以降低对模具材料的要求，但是，这种形式依然存在张拉机显示数值与待受力件承受拉力不符的情况，即张拉机显示虚高的情况，该问题仍会导致模内待受力件达不到饱和张拉，导致生产质量不稳定。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于解决如何对内待受力件实现饱和张拉或实际有效张拉的问题，以提高生产质量及其稳定性。
8.为实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.一种预制构件成型设备,其特征在于，包括：
10.模具，所述模具沿其长度方向形成有至少一个预制构件成型腔；
11.张拉台座，包括两个相对设置的承力梁，所述承力梁沿模具轴向方向形成有供承力杆穿过的贯穿孔；
12.张拉设备，所述张拉设备包括动力部和动力输出部，所述动力输出部与承力杆可
拆卸连接；
13.其中，所述模具布置于两个承力梁的相对区间内，所述的两个承力梁分别对应布置有张拉设备，两个张拉设备分别抵靠在承力梁的外侧，通过动力输出部连接承力杆，承力杆活动连接传力组件，传力组件与待受力件可拆卸连接，进而实现对模具内同一轴线上的待受力件施加预应力。
14.进一步的，上述的预制构件成型设备中，还具有如下特征：所述传力组件包括至少一个连接器，所述连接器至少设有两个连接座，至少一所述连接座与承力杆连接，至少一所述连接座与待受力件相连；
15.优选，所述承力杆靠近模具内的端部上设有连接头，所述连接头可在连接座内进行转动；
16.优选，所述连接头与连接座采用球铰结构，所述球铰结构包括球头和与所述球头适配的球座，所述球头和球座中一者作为连接头，另一者作为连接座。
17.进一步的，上述的预制构件成型设备中，还具有如下特征：所述承力梁的贯穿孔内形成有承力杆穿过的实体区和空置的预留调节区，所述实体区为承力杆位于贯穿孔内所占据的空间，所述预留调节区为贯穿孔内未被承力杆占据的空间，所述实体区和预留调节区跟随承力杆的移动而实时变化，所述贯穿孔的轴向两端在承力梁上分别形成第一孔口和第二孔口，所述承力杆的两端部，分别位于第一孔口外和第二孔口外；
18.优选，所述第一孔口至第二孔口间的横截面始终一致；
19.优选，所述第一孔口和/或第二孔口向另一端至少有部分渐缩段；
20.优选，所述贯穿孔内的预留调节区内设有填充物，用于密封贯穿孔与外部空间；
21.优选，所述填充物采用硅胶板。
22.进一步的，上述的预制构件成型设备中，还具有如下特征：所述承力梁上设有抵靠受力区，所述抵靠受力区包括安装在承力梁端面上的承力辅助板，所述承力辅助板的竖向尺寸大于其安装的承力梁端面的竖向尺寸，所述承力辅助板上设有可供承力杆穿过的通孔，所述承力辅助板通过调节结构固定在承力梁靠近张拉设备的一侧，所述调节结构可使承力辅助板在承力梁上横向和/或竖向移动。
23.进一步的，上述的预制构件成型设备中，还具有如下特征：所述调节结构包括凹部和与凹部适配的凸部，其中一者设置在承力梁上，另一者设置在承力辅助板上。
24.进一步的，上述的预制构件成型设备中，还具有如下特征：述张拉设备上设有调节装置，在所述动力部工作前和工作时，所述调节装置均可调节所述张拉设备中动力部的张拉方向与所述承力杆轴向对齐。
25.进一步的，上述的预制构件成型设备中，还具有如下特征：所述张拉设备中的动力输出部与动力部连接，所述动力部通过所述动力输出部与承力杆连接，所述动力输出部包括张拉连杆；所述张拉设备上还设有抵靠部，所述抵靠部与动力部固定连接，所述抵靠部可跟随动力部在调节装置的作用下共同移动；所述调节装置还包括竖向调节机构、横向调节机构和轴向调节机构，用于驱动张拉设备横向移动、竖向移动和轴向移动；所述调节装置还包括角度调节机构，用于调节所述承力杆与所述张拉连杆轴心线对齐并且连接到位；
26.优选，所述角度调节机构包括具有转动关节的关节式调节机构或具有柔性连接件的柔性连接机构中的一种或者几种组合，所述关节式调节机构的转动关节采用球铰结构或
者铰轴铰接结构中的一种或几种组合。
27.进一步的，上述的预制构件成型设备中，还具有如下特征：所述张拉设备上设有定位和监测设备，两承力梁旁的张拉设备可通过定位设备使两张拉设备竖向和/或轴向对齐，所述监测设备可实时监测张拉设备和待受力件的受力情况，并且可实时调节张拉力的大小。
28.进一步的，上述的预制构件成型设备中，还具有如下特征：还包括锁止件，所述锁止件设置在承力杆上，且所述锁止件可跟随和/或相对所述承力杆运动。
29.进一步的，上述的预制构件成型设备中，还具有如下特征：所述锁止件采用张拉螺母。
30.本实用新型提供的预制构件成型设备，具有如下优点：
31.1)、模具的两端都设置有承力梁和张拉设备，可同时在模具两端施加张拉力，尽量保证模具内的待受力件承受足够的张拉力；
32.2)、承力梁上设有供承力杆穿过的承力孔，并且，承力杆在准备步骤和调整步骤中都可在承力梁上的贯穿孔内进行移动，从而保证预制构件成型设备具备一定的自适应能力，保护了承力杆和张拉设备，此外，监测设备可实时自动调整张拉力的大小，使模具内的待受力件受到充足的张拉力，确保生产的预制构件质量达标。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
34.图1是预制构件成型设备的结构示意图；
35.图2是图1的剖视图；
36.图3是连接器及其相连组件的剖视图；
37.图4是承力梁和承力杆的剖视图；
38.图5是承力梁的轴向视图；
39.图6是张拉设备的结构示意图；
40.图7是角度调节机构的结构示意图；
41.图8是第二实施例中承力梁的轴向视图；
42.图9至图12是另外四种承力梁的剖视图。
43.附图中：
44.01、张拉螺母；
45.1、模具；11、连接器；111、连接座；12、分隔器；
46.2、承力梁；21、贯穿孔；211、第一孔口；212、第二孔口；22、承力杆；221、连接头；23、实体区；24、预留调节区；25、承力辅助板；251、凹部；252、凸部；
47.3、张拉设备；31、动力部；32、抵靠部；33、张拉连杆；34、竖向调节机构；341；蜗轮丝杆升降机；35、横向调节机构；351、轮子；352、轨道；36、轴向调节机构；361电机；362、齿轮；363、齿条；37、角度调节机构；371、球头；372、球座；38、机架。
具体实施方式
48.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
49.<实施例一>
50.如图1和图2所示，本实施例提供一种预制构件成型设备，包括模具1、张拉台座和张拉设备，模具1沿其长度方向形成有至少一个预制构件成型腔；张拉台座包括两个相对设置的承力梁2，承力梁2沿模具1轴向方向形成有供承力杆22穿过的贯穿孔21；张拉设备3包括动力部31和动力输出部，动力部31和动力输出部是可拆卸连接；承力杆22的一端与动力输出部可拆卸连接，另一端通过传力组件与待受力件可拆卸连接。
51.具体，模具1布置在两个承力梁2形成的相对空间内，两个承力梁2分别对应布置有张拉设备，两个张拉设备分别抵靠在承力梁2的外侧，通过动力输出部连接承力杆22，通过承力杆22活动连接传力组件，通过传力组件与待受力件可拆卸连接，进而实现对模具内同一轴线上的待受力件施加预应力。
52.本实施例中的动力部31选用的液压缸，所以动力输出部选用的是与液压缸相连的张拉连杆33，实际使用时不限于此，例如采用电机和伸缩杆等，能够满足施加足够张拉力的动力部和动力输出部均可。
53.请参阅图3，本实施例中的传力组件包括一个连接器11，连接器11设有两个连接座111，其中一个连接座111与承力杆22连接，承力杆22上设有连接头221，连接头221可在连接座111内进行转动，上述的连接头221和连接座111选用球铰结构，球铰结构中的球头就是连接头221，球铰结构中的球座就是与球头适配的连接座111；另一个连接座111与待受力件相连。本实施例中采用的连接器11中的两个连接座111是相通的，且待受力件可在与其连接的连接座111内转动，承力杆22也可在连接座111内转动。实际使用时，两个连接座111也可不相通，与待受力件相连的连接座只需要起连接作用，例如卡接、螺接或者销接均可，不具备转动功能也可。当然，也在一个连接器11内设置多个连接座111，同时连接多个待受力件和/或承力杆22。可以理解是，传力组件也可设置多个连接器11，根据模具1内的实际情况进行合理的选择即可。
54.请参阅图4和图5，承力梁2的贯穿孔21内形成有承力杆22穿过的实体区23和空置的预留调节区24，实体区为承力杆22位于贯穿孔21内所占据的空间，预留调节区为贯穿孔21内未被承力杆占据的空间，实体区23和预留调节区24跟随承力杆22的移动而实时变化，贯穿孔21的轴向两端在承力梁2上分别形成第一孔口211和第二孔口212，承力杆22的两端部分别位于第一孔口211外和第二孔口212外，第一孔口211至第二孔口212间的横截面始终一致。承力梁2上设有多个贯穿孔21，每个贯穿孔21内均可布置一个承力杆22。
55.请参阅图2和图6，张拉设备3上设有调节装置，动力部31在工作前和工作时，调节装置都可调节张拉设备3中动力部31的张拉方向(施力方向)与承力杆22轴向对齐，因为采用的是液压缸，所以液压缸的施力方向就是动力部31的张拉方向。张拉设备3中的张拉连杆33连接动力部31和承力杆22，张拉设备3上还设有抵靠部32，抵靠部32与动力部31是固定连接，调节装置在调整动力部31移动的时候，抵靠部32会跟随动力部共同移动。
56.请继续参阅图6，具体地，所述调节装置包括竖向调节机构34、横向调节机构35和
轴向调节机构36，分别用于驱动张拉设备3横向移动、竖向移动和轴向移动；进一步地，竖向调节机构34选用的是固定在机架上的蜗轮丝杆升降机341，可以直接吊着动力部31和抵靠部32竖向移动；横向调节机构35选用的是轮子351和轨道352，张拉设备3的下方连接着轮子351，轮子351可在轨道352上移动，即实现了横向的调节，动力可采用电机或者其他动力；轴向调节组件36选用的是电机361配合齿轮362和齿条363，齿条363固定在机架38上，电机361转动带动齿轮362旋转，通过齿轮362齿条363的啮合关系带动机架38的轴向运动，通过电机361的正反转带动齿轮362正反转，完成轴向的前后运动。
57.请参阅图2和图8，所述调节装置还包括角度调节机构37，用于调节承力杆22与张拉连杆33轴心线对齐并且连接到位，角度调节机构37包括球头371和球座372。实际实施时，角度调节机构37也可采用其他的结构，比如关节式调节结构或具有柔性连接机构中的一种或者几种组合，核心目的是能够自由转动且具备一定的承力能力，柔性连接机构可采用钢丝绳、铁链等配合吊环，关节式结构可采用上述的球头371和球座372形成的球铰结构，也可采用铰轴铰接结构，铰轴与铰座之间留有一定的装配间隙和活动间隙即可，又或者采用球铰结构和铰轴铰接结构的结合形式也可。
58.通过竖向调节机构34、横向调节机构35、轴向调节机构36和角度调节机构37形成的调节装置的共同作用，可以给张拉设备3足够的调节范围，使其在张拉前、张拉时，甚至在任何时候，都具备较高的调节能力，可以适配不同的工作环境和工作条件。
59.同时，张拉设备3上还有控制系统，包括定位和监测设备，两承力梁2旁的张拉设备3都可自己移动，定位设备可较好地控制两张拉设备3之间的相对位置，确保张拉设备3竖向和/或轴向对齐，在张拉前就尽量调整到位；同时，监测设备实时监测和记录张拉设备3和待受力件的受力情况，并且可实时调节张拉力的大小，这样，可以尽量保证在张拉时，始终施加的是合适的力，不会因张拉力过大导致待受力件损坏或者因张拉力过小，导致生产的预制构件质量较差。
60.此外，请参阅图2，模具1内还设有分隔器12，分隔器12将模具1内的模具分成至少两个模腔，分隔器12与两端的待受力件都连接，这样设置，对于一根模具1，也可生产两个以上的预制构件，进一步加快了预制构件的生产效率；并且，承力杆22上还设有锁止件，本实施例中的锁止件选用张拉螺母01，张拉完成后，可通过张拉螺母01将承力杆22锁在承力梁2上以保持张拉力，具体地，张拉螺母01内设有内螺纹，承力杆22上至少部分位置设有与张拉螺母01内螺纹适配的外螺纹，承力杆22在张拉时，移动至指定位置后，使张拉螺母01旋转，使张拉螺母01与承力梁2的端面贴合，即完成保持张拉力的过程，放张时，同样是张拉螺母01旋转，使张拉螺母01与承力梁2的端面脱离接触。
61.本实施例还提供了一种预制构件成型设备使用方法，详细的步骤如下：
62.准备步骤：模具1放置在两个相对设置的承力梁2之间，承力杆22通过贯穿孔21放置在承力梁2上，位于两承力梁2之间的部分承力杆22与模具1内的待受力件连接，张拉设备3移动至对应的张拉工位，使两端张拉设备3的动力部31、承力杆22和与其相连的传力组件的轴心线基本重合并且相互连接；具体地，预先调整贯穿孔21内的承力杆22，使其基本与模具1内的待受力件轴心线共线，此时的参照物是待受力件和连接器11，即待受力件基本不动，移动承力杆22；然后将张拉设备3通过自身的调节装置，使张拉连杆33与承力杆22连接到位，此时的参照物是承力杆22，即承力杆22基本不动，移动张拉设备，通过这样的准备，基
本可以实现待受力件和连接器11、承力杆22和张拉设备的轴心线基本重合并且相互连接；
63.调节步骤：张拉设备3缓慢施加张拉力，逐渐与承力梁2接触，承力杆22会在贯穿孔21内轻微移动，至少带动张拉设备3的动力部31轻微移动，使模具1内的待受力件、承力杆22和两端张拉设备3的动力部31轴心线重合；此步骤中，张拉设备3不是瞬间或者快速地就将张拉力加到很高，而是根据张拉设备3中抵靠部32与承力梁2的接触情况来判断，如果张拉设备3的抵靠部32与承力梁的接触面积不达标，可以基本判断此时待受力件、承力杆22和两端张拉设备3之间存在偏差；此种情况下，张拉设备3的动力部31和抵靠部32上连接有角度调节机构37，角度调节机构37会带动动力部31和抵靠部32自动移动，因为张拉设备3中动力部31产生的力和待受力件实际受到的力之间存在一个夹角，待受力件和张拉设备3都会自动去消除这个夹角，又因待受力件是固定在模具内，重量比张拉设备相对来说重很多，那么张拉设备3就是会移动去消除这个夹角，具体地，连接器11中的承力杆22的连接头221首先开始移动，进而带动承力杆22移动，承力杆22此时连接着张拉设备3的张拉连杆33，那么承力杆22至少也会带动着张拉设备3的动力部31一起移动，通过这样的移动，就消除了原本动力部31产生的力和待受力件实际受到的力之间的夹角。
64.工作步骤：张拉设备3与承力梁2有足够的接触面积，将张拉设备3的张拉力调整至预先设计时的张拉值，同时利用监测设备持续观察和/或记录实时的张拉力和伸长量，监测设备可实时自动调整张拉力的大小以满足实际需要。具体地，张拉设备3的抵靠部32与承力梁2的端面有足够大的接触面积，此时，张拉设备3的动力部31可以根据设计的张拉值进行张拉，此时的张拉设备显示的张拉值，是待受力件实际所受到的真实张拉力数值，进而确保能够生产出合格的预制构件。
65.值得注意的是，上述调节步骤中的微调，是小范围的调整，如果待受力件等基本不位于一条直线上，还是需要通过外力去使其基本共线后，再通过调节步骤进行调整。当然，若张拉设备监测到上述提高的微小夹角因承力梁2表面部平整或者其他原因无法调整，两张拉设备会根据此时两张拉设备之间的实际夹角，自动计算出动力部31分别输出多大的力才能转化为合格的张拉力，还是能够保证张拉设备显示的张拉值是真实张拉值。此外，抵靠部32与承力梁2接触时并不一定是要绝对的平面，重点在于是否有足够的接触面积。
66.本实施例的优点在于，通过张拉设备3中调节装置、定位和监测设备的共同作用，可以在张拉过程中消除张拉设备3输出动力与待受力件之间的夹角对预制构件生产带来的不利影响，若夹角可通过调整装置消除，且张拉设备3的动力部31还是输出相应的张拉力，即能满足使用需要；若夹角无法通过调整装置消除，张拉设备3的动力部31会输出足够的张拉力去消除因夹角所带来的误差；通过这样的调整，可以确保预制构件在生产过程中受到了足够的张拉力。
67.<实施例二>
68.本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
69.如图8至图12所示，相对于实施例一，本实施例提供的预制构件实验装置还有这样的区别设计：
70.请参阅图8，承力梁2上只设有一个贯穿孔21，这个贯穿孔可以容纳多根承力杆22，且贯穿孔21内的预留调节区内设有填充物，用于密封贯穿孔21和外部空间，填充物可选用
硅胶板填充第一孔口211和/或第二孔口212，或者填充整个贯穿孔21内的预留调节区。设置一个贯穿孔21，可以让里面承力杆22移动范围更大，相对而言能够调节的范围更大，对于预制构件成型设备来说，通用性更强，里面的模具可随意更换，承力梁2均可满足使用。
71.请结合图1和图9，承力梁2上设有抵靠受力区，本来的抵靠受力区直接就是承力梁2的端面，这样，损坏之后不方便维修，只能更换，成本会较高。本实施例提供的抵靠受力区包括安装在承力梁2端面上的承力辅助板25，承力辅助板25的竖向尺寸大于其安装的承力梁2端面的竖向尺寸，此设置是因为在同样的力的情况下，面积越大，压强越小，使承力辅助板25的耐久性更好；所述承力辅助板25上设有可供承力杆22穿过的通孔，承力辅助板25还可听过调节结构固定在承力梁2靠近张拉设备3的一侧，这样设置，承力辅助板25可以在承力梁2上横向和/或竖向移动，能够给承力辅助板25一定的调整范围，便于适配两承力梁2之间的不同模具。
72.请继续参阅图9，具体地，调节结构包括凹部251和与凹部251适配的凸部252，其中一者设置在承力梁2上，另一者设置在承力辅助板25上，本实施例选用的方式是承力梁2上设置凸部251，承力辅助板25上设置凹部252，并且凸部251和凹部252采用的是燕尾结构，这种结构受力效果好且具备良好的滑动性能，具体形式不限，能够实现承力辅助板25在承力梁2上滑动即可。这种设置，可以节省成本，损坏时只需更换承力辅助板25，无需更换承力梁2。
73.请参阅图10至图12，具体地，承力梁2上的贯穿孔21内径也可有变化，以下简要介绍几种。
74.请参阅图10，从第一孔口211朝向第二孔口212，内径是逐渐较小的，这样设置，与承力杆22相连的模内组件的调节范围会大一些，便于适配不同的模具；
75.请参阅图11，从第一孔口211朝向第二孔口212、第二孔口212朝向第一孔口211之间，都有部分是内径逐渐减小，这样设置，是因为在转动相同角度时，承力杆22中部的位移比两端部小，在保证承力杆22具备调节能力的同时，也在一定范围内尽量限定承力杆的位置，确保其偏移不会太大；
76.请参阅图12，从第二孔口212朝向第一孔口211，内径是逐渐增大的，这样设置，与承力杆22相连的模外组件的调节范围会大一些。
77.本实施例的优点在于，通过在一个贯穿孔21内设置多个承力杆22，使承力杆22的移动范围更大；此外，承力梁2上可设置有承力辅助板25，承力辅助板25可在承力梁2上进行滑动，损坏后只需更换承力辅助板25，无需更换承力梁2，节省了成本，并且可提供一定的活动范围，适配性强；并且，承力梁2内的贯穿孔21也可设置不同的内径变化，用于在不同的使用情况下进行选择。
78.上述实施例一至实施例二中，在工作过程中，因实际生产需要，根据模具或者工作环境，可自行选择并且组合相应的部件。
79.以上结合具体实施方式描述了本实用新型的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本实用新型的保护范围。