专利名称：钢筋植入机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种路桥施工中所用的钢筋植入机。
背景技术：
钢筋植入机，英文全称Dowel Bar Insret，简称DBI，它主要用于高等级水泥路面传力杆的插入，这种路面在国内的工程设计中刚刚起步，目前，国内尚无厂家专门研究和制造此类设备。进口一台钢筋植入机大约需要30万欧元，设备成本很高，而且其设计与国内路面设计存在差异，不能很好的满足目前路桥施工的需要，其H型的钢结构，强度较低，整机结构复杂，不易操作，安装运输困难。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题，提供一种具有结构简单、操作方便，整体重量轻，运输方便，与主机的连接形式简单，造价低等优点的钢筋植入机。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案一种钢筋植入机，它包括由梁架系统构成的整机，整机上安装有液压执行系统、电气控制系统等部分，其特征是整机通过悬挂方式与滑模摊铺机连接；整机的梁架系统为矩形管，梁架系统上还安装有钢筋植入系统。
所述梁架系统由浮板横梁系统、植入主梁系统、悬挂连接主梁系统组成；所述钢筋植入系统由振动搓平梁系统、拉杆植入系统、植入导向梁系统、自动布料系统组成；拉杆植入系统通过悬挂的方式与悬挂连接主梁系统连接在一起，振动搓平梁系统通过吊杆装置与悬挂连接主梁系统连接在一起，自动布料系统通过浮板横梁系统上的道轨与整机连接在一起。
所述浮板横梁系统结构包括两根矩形管横向主梁，每根横向主梁的端部内设液压缸，两根横向主梁间由传力杆定位板连接；布料轨道采用挂钩形式和横向主梁连接在一起，两根轨道之间连接传力杆横推压板，传力杆横推压板由横推液压缸推动，在布料轨道的两侧各有十个导向滑块。
所述植入主梁系统结构包括厚壁方管的主梁，主梁外部焊接四根角铁；主梁下连接附着式振动器，附着式振动器下连接振动器连接架，在每个连接架上加设4个橡胶缓冲垫块，主梁的两侧安装三组靠轮。
所述悬挂连接主梁系统结构为，在所述悬挂连接主梁后端焊接的连接法兰，它与滑模摊铺机的液压后支腿联接；在所悬挂连接主梁的前端焊接连接法兰，该法兰与滑模摊铺机上的联接板固联，从而将整机与滑模摊铺机以前点配合后支撑点的方式与滑模摊铺机悬挂连接。
所述振动搓平梁系统包括振动搓平梁，它由H型钢构成，安装在整机的后部，在悬挂连接主梁的后部设两组法兰，与振动搓平梁的吊杆装置连接在一起，吊杆装置包括吊杆，该吊杆上设有导向套，内装液压缸；在振动搓平梁下部焊接一块前后均翘头的钢板；在振动搓平梁上还有液压马达座，其上安装液压马达，液压马达的输出轴上安装偏心轴，偏心轴上安装一个轴销联接摇臂连杆，摇臂连杆的另一头安装在吊杆上；
所述拉杆植入系统包括由小型方管组成的拉杆框架，在框架的上部，焊接两组吊耳，与悬挂连接主梁前端焊接出的吊耳连接在一起；液压缸安装在主框架上，通过管道将至少两组拉杆植入机构连接在一起，在拉杆框架内部两侧，焊接两块滑板，中间安装一个振动器架，上面安装一台振动器，振动器架的上部通过液压缸与拉杆框架连接在一起，下部安装三根插入杆。
所述植入导向梁系统包括三根植入导向梁，两端的植入导向梁内安装液压缸，中间植入导向梁由丝杠手动调节，两端的植入导向梁内部悬挂主液压缸，主液压缸的上、下部分别与植入导向梁上部焊接的吊耳连接在一起。
所述自动布料系统包含布料小车和液压驱动马达两部分，车体安装在布料轨道上，由两台液压马达控制布料的速度。
所述液压系统由泵站、油路块和液压缸、液压马达构成，液压缸为活塞式液压缸，液压缸根据工作需要，分两种控制方式，分别由手动控制和换向阀控制。
所述电气控制部分，安装可编程控制器来控制钢筋植入机的动作过程。
本发明用悬挂式结构，使钢筋植入机和主机连成一体。该产品主梁架采用矩形管结构，与H型钢结构的梁架相比，具有惯性矩大，抗弯、抗扭强度高的特点。整个工作过程的执行元件均为液压系统。该钢筋植入机具有结构简单、操作方便，整体重量轻，运输方便，与主机的连接形式简单，造价低等优点。在进行12m钢筋植入的过程中，整机停机植入，传力杆植入深度安全、可靠。
图1为本发明的整机结构主视图；图1a为图1的左视图；图2为浮板横梁系统结构示意图；图2a为浮板横梁系统中的液压装置结构视图；图3为植入主梁系统结构示意图；图3a为图3的侧面结构示意图；图4为两端的植入导向梁系统结构示意图；图4a为中间的植入导向梁系统结构示意图；图5为自动布料系统结构示意图；图6为植入机与滑模摊铺机连接图；图7振动搓平梁系统结构示意图；图7a振动搓平梁吊杆结构示意图；图8为拉杆植入系统结构示意图；图8a为图8侧视图。
其中，1-浮板横梁系统，2-植入主梁系统，3-植入导向梁系统，4-自动布料系统，5-悬挂连接主梁系统，6-振动搓平梁系统，7-拉杆植入系统，8-横向主梁，9-液压缸，10-传力杆定位板，11-布料轨道，12-挂钩，13-传力杆横推压板，14-横推液压缸，15-导向滑块，16-主梁，17-角铁，18-附着式振动器，19-振动器连接架，20-橡胶缓冲垫块，21-靠轮，22-悬挂连接主梁，23-悬挂连接主梁后端，24-悬挂连接主梁前端，25-振动搓平梁，26-法兰，27-导向套，28-导向液压缸，29-前翘头，30-后翘头，31-钢板，32-液压马达座，33-液压马达，34-偏心轴，35-摇臂连杆，36-吊杆，37-拉杆框架，38-吊耳，39-布料液压缸，40-滑板，41-振动器架，42-拉杆振动器，43-独立液压缸，44-插入杆，45-料斗，46-植入导向梁，47-植入液压缸，48-丝杠，49-布料小车，50-空档，51-主液压缸吊耳。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
钢筋植入机作为一台独立的设备，主要由浮板横梁系统1、植入主梁系统2、植入导向梁系统3、自动布料系统4、悬挂连接主梁系统5、振动搓平梁系统6、拉杆植入系统7、液压执行系统、电器控制系统等部分组成，如图1、图1a所示。
图2中，浮板横梁系统1两侧的横向主梁8主要由两根300×200的矩形管构成，两根横向主梁8的端部内设液压缸9，如图2a所示，该液压缸9由手动控制，根据滑模摊铺机的位置，手动调节钢筋植入机的宽度。两根横向主梁8由传力杆定位板10连接，布料轨道11由两根10#工字钢构成，轨道外侧各安装10个导向滑块15，采用挂钩12形式和横向主梁8连接在一起，两根轨道之间连接传力杆横推压板13，小车将料布在传力杆定位板10上，由横推液压缸14推动传力杆横推压板13，使传力杆落到水泥表面。此种结构的优点在于整个浮板横梁系统的整体性好，连接简单，动作灵活。浮板压在水泥表面上，使路面保证了一定程度的平整，又把钢筋植入机的一部分重量分散到了砼表面，减轻了滑模摊铺机的压力，在传力杆植入的过程中，不会由于大的弯矩而引起横向主梁的变形。
植入主梁系统2由300×300的厚壁方管构成主梁16，如图3所示，主梁16的外部焊接4根80×80的角铁17，此种结构的主梁16，改变了H型钢焊接主梁腹板太薄，惯性矩不够的缺点。四周焊接的角铁17，给了下部联结件足够的空间。主梁16下连接附着式振动器18，附着式振动器18下连接振动器连接架19，每台附着式振动器18负责2根插入杆的插入，为减小传力杆植入带来的振动，在每个振动器连接架19上加设4个橡胶缓冲垫块20来缓冲。主梁16的两侧安装3组靠轮21，在插入杆植入的时候，依靠两侧的靠轮21导向。插入杆采用高性能材料，经过处理后，达到抗弯、耐磨的效果，保证整个使用过程的正常。
植入导向梁系统3由三根植入导向梁46组成，两端的植入导向梁46内安装植入液压缸47，如图4所示，根据滑模摊铺机的高度由植入液压缸47来调节植入导向梁46的高度，中间的植入导向梁46由丝杠48手动调节，如图4a所示，植入导向梁46上部有主液压缸吊耳51。钢筋植入机工作时，植入导向梁46两侧的立杆作为靠轮21轨道，来完成整个植入动作。
自动布料系统4包含布料小车49、液压驱动马达两部分，如图5所示。布料小车49共分为10个空档50，(可根据路面设计要求，加长小车的长度，来调节布料数量)，布料小车49由两台液压马达控制布料的速度。此种结构的优点在于自动化程度高，使原本由3-5人完成的工作减少到1人即可完成。在两次植入的中间，安排1人将传力杆由料斗装入小车空档50。液压马达的驱动方式则比较于电机更轻巧，更便于调速。
悬挂连接主梁系统5由悬挂连接主梁22构成，悬挂连接主梁后端23焊接连接法兰与滑模摊铺机的液压后支腿联接，如图6所示，连接部位为液压后支腿液压缸外伸法兰上的联接孔。此种连接形式，使本机与滑模摊铺机有效的合二为一，有机的结合在一起。在正常摊铺机作业时，达到了协调一致，同步运动的效果。利用滑模摊铺机的自重(60吨～80吨)和本机重量(约20吨)来共同抵抗传力杆植入时带来的颠覆力，保证了机器动作的顺利完成。两机相连，协调作业，保证了传力杆在最佳时机植入(牵扯了混凝土塌落度大小，影响传力杆植入阻力)以及后缀抹平板的提浆抹平效果的问题。悬挂连接主梁的前端24焊接法兰与滑模摊铺机上的联接板用螺栓联接，两端固定点支撑本机重量，减小了浮板横梁的挠度，保证了传力杆的植入精度，形成了前点配合后支撑点的方式。
振动搓平梁系统6如图7、图7a所示，由于传力杆植入之后，在水泥表面形成一道道的沟痕，影响路面的平整度，在植入机的后部加装振动搓平梁。振动搓平梁25的具体安装位置在整个钢筋植入机的后部。在悬挂连接主梁22的后部设两组法兰26，与振动搓平梁25的吊杆36连接在一起，吊杆36上设有导向套27，内装导向液压缸28，通过手动开关调节导向液压缸28，来达到调节振动搓平梁25高度的目的。振动搓平梁25由600×200的H型钢构成，下部焊接一块有前翘头29、后翘头30的钢板31，这种结构的优点在于H型钢的重量轻，稳定性好，下部焊接的钢板31使振动搓平梁25的接触面积加大，而且校正了H型钢底平面略有不平的毛病。前翘头29防止了水泥侵入振动搓平梁的结构，后翘头30则起到了提浆的作用。液压马达33通过马达座32安装在H型钢的上表面，液压马达33的输出轴上安装偏心轴34，偏心轴34上安装一个轴销联接摇臂连杆35，摇臂连杆35的另一头安装在吊杆36上，通过液压马达33的单向运动，使振动搓平梁25与植入机之间产生相对运动来达到搓平的效果。
拉杆植入系统7如图8所示，由于国外的滑模摊铺机一般只配带2套纵向植入装置，与国内设计的3根拉杆的路面有所区别，导致在植入拉杆的时候第3根拉杆只能通过人工拿着插杆植入，植入之后，还得用抹平板抹平。这样，既难保证植入的位置，又难保证植入的深度。为了方便施工的同步，在钢筋植入机的前端另设拉杆植入系统。此系统可根据设计要求来制定安装位置与数量。拉杆植入的拉杆框架37由100×100的小型方管组成，在方管的上部，焊接两组吊耳38，与悬挂连接主梁22前端焊接出的吊耳连接在一起。这种连接方式，既很好的保证了整个框架的稳定性，又使拉杆在植入过程中产生的向后位移得到释放。为方便和节省人力，在拉杆框架37的后部安装料漏斗状的料斗45，可一次性放入30～50根拉杆。拉杆的布料由布料液压缸39控制，布料液压缸39通过至少一根管子，把三组拉杆植入机构连接在一起。在拉杆框架37的内部两侧，焊接两块滑板40，中间安装一个振动器架41，上面安装一台拉杆振动器42，振动器架41的上部通过独立液压缸43与拉杆框架37连接在一起，下部安装三根插入杆44(由于拉杆的长度太长，80cm，两根不便于插入，故设计三根插入杆)，在拉杆植入的过程中，布料液压缸39通过手动按钮来控制布料的时间，三组拉杆植入机构上分别安装独立的液压缸，独立液压缸由一组按钮来控制，同步动作，植入深度由行程开关控制。
液压执行系统由泵站、油路块和液压缸、液压马达构成，液压缸为活塞式液压缸，液压缸根据工作需要，分两种控制方式，分别由手动控制和换向阀控制。
电气控制系统由交流发电机供应所需的电力。钢筋植入机的电气控制部分，加装三菱系列的可编程控制器来控制钢筋植入机的动作过程。可编程控制器的优点在于编程简单、可靠性高、通用性好、功能强、使用方便、设计、调试和施工周期短。通过可编程控制器的信号，编写步进式程序，来控制液压系统实现钢筋植入机的整个动作过程。
权利要求
1.一种钢筋植入机，它包括由梁架系统构成的整机，整机上安装有液压执行系统、电气控制系统等部分，其特征是整机通过悬挂方式与滑模摊铺机连接；整机的梁架系统为矩形管，梁架系统上还安装有钢筋植入系统。
2.根据权利要求1所述的钢筋植入机，其特征是所述梁架系统由浮板横梁系统(1)、植入主梁系统(2)、悬挂连接主梁系统(5)组成；所述钢筋植入系统由振动搓平梁系统(6)、拉杆植入系统(7)、植入导向梁系统(3)、自动布料系统(4)组成；拉杆植入系统(7)通过悬挂的方式与悬挂连接主梁系统(5)连接在一起，振动搓平梁系统(6)通过吊杆装置与悬挂连接主梁系统(5)连接在一起，自动布料系统(4)通过浮板横梁系统(1)上的道轨与整机连接在一起。
3.根据权利要求2所述的钢筋植入机，其特征是所述浮板横梁系统(1)结构包括两根矩形管横向主梁(8)，每根横向主梁(8)的端部内设液压缸(9)，两根横向主梁(8)间由传力杆定位板(10)连接；布料轨道(11)通过挂钩(12)和横向主梁(8)连接在一起，布料轨道(11)之间连接传力杆横推压板(13)，传力杆横推压板(13)由横推液压缸(14)推动，在布料轨道(11)的两侧各有十个导向滑块(15)。
4.根据权利要求2所述的钢筋植入机，其特征是所述植入主梁系统(2)结构包括厚壁方管的主梁(16)，主梁(16)外部焊接四根角铁(17)；主梁(16)下连接附着式振动器(18)，附着式振动器(18)下连接振动器连接架(19)，在每个连接架(19)上加设4个橡胶缓冲垫块(20)，主梁(16)的两侧安装三组靠轮(21)。
5.根据权利要求2所述的钢筋植入机，其特征是所述悬挂连接主梁系统(5)结构为，在所述悬挂连接主梁(22)后端(23)焊接的连接法兰，它与滑模摊铺机的液压后支腿联接；在所悬挂连接主梁(22)的前端(24)焊接连接法兰，该法兰与滑模摊铺机上的联接板固联，从而将整机与滑模摊铺机以前点配合后支撑点的方式与滑模摊铺机悬挂连接。
6.根据权利要求2所述的钢筋植入机，其特征是所述振动搓平梁系统(6)包括振动搓平梁(25)，它由H型钢构成，安装在整机的后部，在悬挂连接主梁(24)的后部设两组法兰(26)，与振动搓平梁(25)的吊杆装置连接在一起，吊杆装置包括吊杆(36)，该吊杆(36)上设有导向套(27)，内装导向液压缸(28)；在振动搓平梁(25)下部焊接一块有前翘头(29)和后翘头(30)的钢板(31)；在振动搓平梁(25)上还有液压马达座(32)，其上安装液压马达(33)，液压马达(33)的输出轴上安装偏心轴(34)，偏心轴(34)上安装一个轴销联接摇臂连杆(35)，摇臂连杆(35)的另一头安装在吊杆(36)上。
7.根据权利要求2所述的钢筋植入机，其特征是所述拉杆植入系统(7)包括由小型方管组成的拉杆框架(37)，在拉杆框架(37)的上部，焊接两组吊耳(38)，该吊耳(38)与悬挂连接主梁(22)前端焊接出的吊耳连接在一起；在拉杆框架(37)内部两侧，焊接两块滑板(40)，中间安装一个振动器架(41)，上面安装一台拉杆振动器(42)，振动器架(41)的上部通过独立液压缸(43)与拉杆框架连接在一起，下部安装三根插入杆(44)；在拉杆框架(37)的后部安装漏斗状的料斗(45)，拉杆的布料由布料液压缸(39)控制，该液压缸(39)通过至少一根管道将其余两组拉杆植入机构连接在一起
8.根据权利要求2所述的钢筋植入机，其特征是所述植入导向梁系统(3)包括三根植入导向梁(46)，两端的植入导向梁(46)内安装植入液压缸(47)，中间植入导向梁(46)由丝杠(48)手动调节，在植入导向梁上部焊接的主液压缸吊耳(51)；
9.根据权利要求2所述的钢筋植入机，其特征是所述自动布料系统(4)包含布料小车(49)和液压驱动马达两部分，布料小车(49)安装在布料轨道(11)上，由两台液压马达控制布料的速度，在布料小车(49)上还有十个空档(50)。
全文摘要
本发明公开了一种钢筋植入机。它解决了目前进口钢筋植入机价格高，与国内标准不能很好的符合，给施工过程带来不便，且结构复杂，体积大过于沉重的问题，具有成本低，结构合理，重量轻，使用方便灵活等优点，其结构为一种钢筋植入机，它包括由梁架系统构成的整机，整机上安装有液压执行系统、电气控制系统等部分，整机通过悬挂方式与滑模摊铺机连接；整机的梁架系统为矩形管，梁架系统上还安装有钢筋植入系统。
文档编号E01C11/18GK1782235SQ20051004378
公开日2006年6月7日 申请日期2005年6月16日 优先权日2005年6月16日
发明者袁乃仲, 杨玉民, 吕梅琳, 王洪国, 介红兵, 贾志坚, 孙国青, 张景伟, 王兰芳 申请人:山东省路桥集团有限公司机械厂