鋼筋直螺紋連接端頭精準(zhǔn)批量切割設(shè)備系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
馮 彌，石東浪，李小勇
（陜西建工第五建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西西安710032）
[摘要]目前施工現(xiàn)場鋼筋直螺紋連接端頭切割設(shè)備落后，通過分解研究鋼筋端頭加工工藝，將鋼筋吊運、端頭對齊、鋸切、傳輸、絲頭加工等工藝動作合理集成布局至加工設(shè)備系統(tǒng)平臺范圍內(nèi)，研發(fā)出鋼筋直螺紋連接端頭精準(zhǔn)批量切割成套設(shè)備系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)方式，大大消除了由于鋼筋機(jī)械連接的質(zhì)量問題導(dǎo)致的工程結(jié)構(gòu)安全隱患，同時使得鋼筋直螺紋連接端頭加工操作簡便、安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)社會效益顯著提高。
[關(guān)鍵詞]鋼筋工程；連接端頭；加工；移動車間
[中圖分類號]TU755.3+3 [文章編號]1002-8498( 2016)10-0052-04
0 引言
鋼筋等強(qiáng)度滾軋直螺紋連接技術(shù)在我國工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用，鋼筋接頭作為產(chǎn)品有其特殊性，除連接套筒在工廠生產(chǎn)外，鋼筋絲頭大都在施工現(xiàn)場加工，鋼筋接頭的質(zhì)量控制在很大程度上依賴于施工現(xiàn)場接頭的加工和安裝�！朵摻顧C(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》JGJ107-2010：“鋼筋端部應(yīng)切平；直螺紋鋼筋接頭的安裝應(yīng)使鋼筋絲頭在套筒中央位置相互頂緊”。然而施工現(xiàn)場鋼筋下料和絲頭加工工序分散，未能集中管控，導(dǎo)致鋼筋直螺紋接頭切割工效低、噪聲和粉塵污染嚴(yán)重、安全隱患多、鋼筋接頭質(zhì)量合格率低。鋼筋直螺紋接頭加工和安裝質(zhì)量與
技術(shù)規(guī)程要求的矛盾，一直困擾著工程技術(shù)人員。
1 現(xiàn)狀問題調(diào)查分析
1.1 鋼筋切頭現(xiàn)狀
目前鋼筋切割設(shè)備主要采用鋼筋切斷機(jī)和砂輪切割機(jī)，切斷機(jī)切斷鋼筋截斷面易被擠壓變形；砂輪切割機(jī)下料，由于高速摩擦導(dǎo)致鋼筋端頭溫度過高易燙傷操作人員，而且作業(yè)時噪聲大并伴有火花污染環(huán)境，容易引發(fā)火災(zāi)事故。
1.2 鋼筋直螺紋端頭切割和套絲現(xiàn)狀
鋼筋直螺紋端頭切割和套絲由不同人員、不同機(jī)械、不同場所進(jìn)行加工，耗時費力工效低。
1.3 鋼筋直螺紋端頭加工防護(hù)棚現(xiàn)狀
通常采用鋼管和扣件搭設(shè)防護(hù)棚，防護(hù)效果差，鋼筋集中吊運時容易碰撞防護(hù)棚，造成車間損壞甚至人員受傷。
1.4鋼筋直螺紋端頭切割常見質(zhì)量問題
工程中鋼筋直螺紋連接接頭數(shù)量巨大，施工中由于各種原因，大量存在鋼筋直螺紋端頭未進(jìn)行切平處理或切平處理不滿足要求，導(dǎo)致鋼筋直螺紋連接套筒外露絲頭過長、連接套筒無法擰緊的質(zhì)量問題，使安裝扭矩?zé)o法形成有效的絲頭相互的對頂力，造成接觸端面間相互卡位而消耗大部分?jǐn)Q緊力矩和減少螺紋有效扣數(shù)。鋼筋直螺紋端頭未進(jìn)行切平處理導(dǎo)致的質(zhì)量問題嚴(yán)重影響著工程結(jié)構(gòu)安全，給工程質(zhì)量埋下了嚴(yán)重的隱患。
2研發(fā)方案設(shè)計
圍繞以上主要問題和研究目標(biāo)，本研發(fā)方案共設(shè)計3個關(guān)鍵課題內(nèi)容進(jìn)行研究。
2.1 鋼筋切斷面平整度、垂直度、圓度控制設(shè)備
通過調(diào)查分析，決定鋼筋直螺紋連接質(zhì)量的關(guān)鍵因素為鋼筋直螺紋端頭切斷面的平整度、垂直度和圓度。通過對各種鋼筋切斷設(shè)備的調(diào)研，在滿足多根鋼筋端頭快速切斷和加工工藝要求的前提下，研發(fā)一種以金屬鋸床為核心的成套控制加工設(shè)備。
2.2 鋼筋直螺紋端頭加工全過程集成化自動操作平臺
施工現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)鋼筋套絲和切頭不能有效協(xié)作配合的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)不切頭直接進(jìn)行套絲的違規(guī)操作，故此傳統(tǒng)的套絲加工工藝存在質(zhì)量安全隱患且生產(chǎn)效率低下。因而，需研發(fā)一種設(shè)計合理的鋼筋直螺紋加工全過程集成化自動操作平臺，從而有效提高鋼筋直螺紋加工效率。
操作平臺研發(fā)要點：分解直螺紋端頭加工工序，將鋼筋吊運、鋼筋端頭對齊、鋸切、鋼筋縱向、橫向傳輸、絲頭加工等工序動作合理布局至施工平臺范圍內(nèi)，借助鋸切、電動滾筒、液壓桿、套絲等機(jī)械動作，實現(xiàn)直螺紋端頭精準(zhǔn)批量加工目的。鋼筋直螺紋端頭精準(zhǔn)批量切割設(shè)備系統(tǒng)如圖1，2所示。
2.3移動式直螺紋加工防護(hù)棚研發(fā)
由于鋼筋端頭套絲加工和鋼筋成品吊運需要不同大小的操作空間，在套絲成品鋼筋吊運過程中，需增大空間移開防護(hù)棚防止碰撞，故需研發(fā)工地移動式防護(hù)棚滿足生產(chǎn)需要，如圖3所示。
3 設(shè)備系統(tǒng)加工試運行
3.1設(shè)備系統(tǒng)加工
根據(jù)圖紙設(shè)計尺寸，在生產(chǎn)車間進(jìn)行產(chǎn)品的制備、安裝及校核。生產(chǎn)工作內(nèi)容包括：金屬鋸床改裝、支架系統(tǒng)制作、傳輸系統(tǒng)制作、軌道式移動車間制作、組裝及控制系統(tǒng)完善。
3.1.1 金屬鋸床改裝
改裝某品牌4028型金屬鋸床，主要通過增加液壓三向夾緊設(shè)備，將整套設(shè)備系統(tǒng)的控制系統(tǒng)集成在金屬鋸床的控制面板上，實現(xiàn)控制鋼筋下料的同時控制鋼筋橫向和縱向運輸。
3.1.2 鋼筋自動傳輸系統(tǒng)
制作標(biāo)準(zhǔn)化鋼筋直螺紋加工支撐架體，使用電動機(jī)帶動滾筒對鋼筋進(jìn)行縱向傳輸，采用電動液壓系統(tǒng)對鋼筋進(jìn)行橫向傳輸。
給標(biāo)準(zhǔn)化加工架體增加動力設(shè)施的目的是使被加工鋼筋能在加工平臺上實現(xiàn)滿足加工需要的自動傳輸，其傳輸動作如下：①鋼筋原材料由塔式起重機(jī)吊放至原材料堆放架（見圖4a）；②人工將需加工的鋼筋放置于傳輸平臺，并進(jìn)行縱向一側(cè)傳輸鋸切（見圖4b）；③進(jìn)行縱向另一側(cè)傳輸鋸切(見圖4c)；④鋼材鋸切完成后，由傳輸平臺橫向傳輸至套絲加工架體，套絲完成后，由塔式起重機(jī)將鋼筋直螺紋成品吊離平臺。
3.1.3軌道式移動車間
制作組合式標(biāo)準(zhǔn)化全鋼軌道式移動車間，鋼筋直螺紋端頭加工時推至作業(yè)點上方，對作業(yè)人員進(jìn)行嚴(yán)密防護(hù)，當(dāng)鋼筋吊運時將軌道式移動車間推向兩側(cè)，避免鋼筋吊運時撞到車間。
3.1.4 主要設(shè)備構(gòu)件（見表1）
3.2試運行
設(shè)備系統(tǒng)加工完成在制造車間進(jìn)行組裝試運行，完全模擬鋼筋直螺紋端頭加工工序，檢驗設(shè)備系統(tǒng)是否能滿足加工需要。制作車間試運行發(fā)現(xiàn)液壓翻料時液壓桿不能同步動作；未安裝行程開關(guān)，經(jīng)制造車間試運行改進(jìn)后在施工現(xiàn)場再次進(jìn)行正式試運行，對該設(shè)備的各項技術(shù)參數(shù)進(jìn)行試驗測定。
4設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)用及效果
4.1 設(shè)備系統(tǒng)工藝原理
本工藝以改裝后的金屬鋸床為直螺紋鋼筋切頭和下料設(shè)備，借助標(biāo)準(zhǔn)化加工架體，使用電動機(jī)帶動滾筒對鋼筋進(jìn)行縱向傳輸，采用液壓系統(tǒng)對鋼筋進(jìn)行橫向傳輸，將軌道式移動車間、鋼筋切割設(shè)備和套絲加工設(shè)備進(jìn)行集中優(yōu)化整合于1個加工平臺范圍內(nèi)，鋼筋下料長度通過行程開關(guān)及運輸設(shè)備同步精確控制下料，實現(xiàn)了利用塔式起重機(jī)吊人原材吊出直螺紋成品的集成化，形成了直螺紋鋼筋端頭精準(zhǔn)批量切割工藝。
4.2工藝流程及操作要點
4. 2.1工藝流程
鋼筋直螺紋端頭精準(zhǔn)批量切割工藝流程如圖5所示。
4.2.2操作要點
1)鋼筋就位
利用塔式起重機(jī)將鋼筋從原材料堆放場地吊運至鋼筋原材堆放架上，吊運前需要將軌道式車間相背推行2m，鋼筋吊運至原材堆放架后，軌道式車間復(fù)位。
2)鋼筋鋸切
工人根據(jù)鋼筋切頭需要或下料長度要求將8～12根鋼筋擺放在傳輸架體上并縱向傳輸至鋸切位置。鋼筋就位后啟動液壓三向夾緊系統(tǒng)，確保將鋼筋全部夾緊。啟動鋸床進(jìn)行鋸切。
3)鋼筋傳輸
將鋼筋液壓夾緊系統(tǒng)完全解除，確保鋼筋傳輸通道暢通，縱向、橫向傳輸時合理控制傳輸速度。
4)絲頭加工
根據(jù)所加工鋼筋的直徑，選擇相適應(yīng)的滾絲輪，調(diào)整剝肋行程檔塊，將套絲機(jī)調(diào)試后先試加工，試件質(zhì)量檢驗合格后再展開正常的加工作業(yè)，直螺紋絲頭加工完畢驗收合格后應(yīng)立即戴上塑料保護(hù)帽或擰上連接套筒，防止吊運鋼筋時損壞絲頭。
4.3應(yīng)用效果
某項目位于西安朱雀大街，項目總建筑面積73 075m2，由1棟34層住宅樓和1棟30層商業(yè)樓以及3層地下室組成。工程鋼筋直徑≥18mm，使用直螺紋連接，共施工直螺紋接頭130 600個。項目圍墻外有2所學(xué)校和3個居民區(qū)，周邊對環(huán)境因素敏感。本項目施工過程中鋼筋直螺紋端頭加工采用了鋼筋直螺紋端頭精準(zhǔn)批量加工設(shè)備系統(tǒng)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)社會效益。
4.3.1經(jīng)濟(jì)效益對比分析
以100根幣25鋼筋兩頭直螺紋切割為分析對象，采用鋼筋直螺紋端頭精準(zhǔn)批量切割設(shè)備，單根鋼筋加工費用為1. 03元，采用砂輪切割設(shè)備單根鋼筋加工費用為1. 835元。
4.3.2設(shè)備系統(tǒng)綜合性能檢測對比
檢測采用比較法，試驗用鋼材為直徑20mm、長度為9m的螺紋鋼筋，甲組采用砂輪切割機(jī)，乙組采用直螺紋精準(zhǔn)批量切割設(shè)備，在保證工作質(zhì)量的前提下，切出10個斷頭為結(jié)束，要求切斷面平、圓，與鋼筋垂直，而且盡量短，根據(jù)甲、乙2組設(shè)備的加工工況，同時計時進(jìn)行檢測，由測量數(shù)據(jù)可以看出，鋼筋直螺紋連接端頭精準(zhǔn)批量切割設(shè)備各項性能明
顯優(yōu)于砂輪切割機(jī)。
5 結(jié)語
鋼筋直螺紋連接端頭精準(zhǔn)批量切割設(shè)備系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用是對鋼筋等強(qiáng)度滾軋直螺紋連接技術(shù)在施工現(xiàn)場應(yīng)用現(xiàn)狀的深化改進(jìn)，是施工現(xiàn)場普遍使用的創(chuàng)新技術(shù)，它充分利用了塔式起重機(jī)及加工平臺機(jī)械作用，工人操作簡單，大幅提高了工作效率，是鋼筋直螺紋接頭加工的新模式，解決了鋼筋直螺紋端頭切割常見問題，提高了工程質(zhì)量；杜絕了噪聲和粉塵污染，減少安全隱患，符合綠色施工的要求。
下一篇:返回列表
