1969_液壓式組合建筑機械機械部分設計,液壓式,組合,建筑機械,機械,部分,部份,設計 黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文獻綜述） 第 1 頁 1液壓式組合建筑機械機械部分設計（綜述）一．課題背景：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,產(chǎn)品的多樣化及對市場的快速反應成為企業(yè)能否在激烈的市場競爭中處于有利位置的必備能力，這就對企業(yè)的生產(chǎn)設備提出了更高地要求"如何提高生產(chǎn)設備的柔性和效率,滿足產(chǎn)品的多樣化的需要,是每個企業(yè)都面臨著的一個重要問題"，尤其是近些年來住宅產(chǎn)業(yè)、能源交通等基礎設施建設不斷發(fā)展，鋼筋砼結(jié)構(gòu)的跨度和規(guī)模不斷擴大，對建筑物、構(gòu)筑物使用年限的提高，對抗震、節(jié)能、節(jié)材要求的提高，施工難度不斷增加，傳統(tǒng)施工方法及現(xiàn)場手工操作已不適應工程的要求，只有發(fā)展鋼筋加工商品化才能滿足建筑結(jié)構(gòu)和工程新技術(shù)發(fā)展的需要，就是在這樣的背景下,我們即將設計一種適用于鋼筋鋼管多種加工的產(chǎn)品。[1]在當今的建筑施工現(xiàn)場，工人一般使用的是機械式的鋼筋加工設備，這樣的設備不但占用的場地大，而且費力費時，同時沒有安全保護措施，極易造成工人的受傷；有些雖然占地少，但是工序繁雜，不能同時加工出所須的鋼筋用件，并且噪聲大，不宜控制，鑒于以上的情況，有必要設計一種有液壓系統(tǒng)統(tǒng)一提供動力的多功能鋼筋鋼管加工機械，可以適用于中小型建筑隊，該加工機動作方便靈活，便于掌握，移動，安裝簡便可靠。二 概況：作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的骨架，鋼筋在構(gòu)筑物和構(gòu)件中起著極其重要的作用。因此鋼筋機械是建筑施工現(xiàn)場和混凝土預制構(gòu)件廠不可缺少的機械設備。（一） 鋼筋機械種類 當前工程上使用的鋼筋種類很多，大致可分為熱軋鋼筋和冷加工鋼筋兩大類。鋼筋加工機械種類繁多，按其加工工藝可分為強化、成形、焊接、預應力等四類：1 鋼筋強化機械 土要有冷拉機、冷拔機、扎扭機等。其加上原理是通過對鋼筋施以超過其屈服點的力，使鋼筋產(chǎn)生相同形式的變形，從而提高鋼筋的強度相硬度，減少理性變形。2 鋼筋成形機械 主要有調(diào)直機、切斷機、彎曲機等，它們的作用是把原料黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文獻綜述） 第 2 頁 2鋼筋，按照各種混凝土結(jié)構(gòu)物所需鋼筋骨架的要求進行加工成形。3 鋼筋焊接機械 主要有對焊機、點焊機、網(wǎng)片成形機、電渣壓力焊機等．用于鋼筋成形中的焊接。4 鋼筋預應力機械 主要有電動油泵和千斤頂?shù)冉M成的拉伸機和鍛頭機，用于鋼筋預應力張拉作。[2]近年來，在建筑、市政、橋梁中廣泛地采用預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工中使用的鋼筋機械為預應力鋼筋機械。我國生產(chǎn)的鋼筋，直徑在 14mm 以下的大部分以盤圓方式出廠，直徑在 14mm 以上的大都以 8—9m 長線材出廠，以便運輸、保管和使用。[3]（二）、鋼筋機械的發(fā)展概況鋼筋機械都屬于電動簡易設備．建國初期，國內(nèi)并無生產(chǎn)。20 世紀 50 年代后期．由一些施工企業(yè)的加工廠自行制作了一些簡易機具配合手工操作進行鋼筋加工。以后又按照前蘇聯(lián)進口樣機仿制，由于自制自用，不可能批量生產(chǎn)，因而品種單一，結(jié)構(gòu)落后。直到 1962 年后才開始轉(zhuǎn)入一些地方企業(yè)生產(chǎn)，但還都是兼顧生產(chǎn)，未能列為主導產(chǎn)品，因而發(fā)展不快。進入 70 年代中后朗，才逐步組建成一批鋼筋機械的生產(chǎn)廠，開發(fā)出一些新機型并進入批量生產(chǎn)。改革開放以來，隨著基本建設規(guī)模的不斷擴大．鋼筋混凝土的用量急劇上升，促使鋼筋機械在引進國外技術(shù)或樣機的基礎上，加快了研制步伐。一些采用新技術(shù)和多功能的新機型相繼研制成功，進入批量生產(chǎn)。尤其在鋼筋成形、焊接和預應力機械中，應用了液壓技術(shù)、電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)等，使鋼筋機械朝著半自動化和全自動化發(fā)展。例如：液壓鋼筋套管擠壓機和鋼筋錐螺紋連接等都相繼應用于大型建筑施工中，取得了提高鋼筋強度、連接速度快、質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)省鋼材和改善勞動條件等諸多方面的經(jīng)濟效益。國內(nèi)切斷機外觀質(zhì)量、整機性能不盡人意;國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設備上舍得投入，自動化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角整機光潔美觀。而國內(nèi)一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長，但沒有一家形成規(guī)模，加之設備老化，加工過程拼體力、憑經(jīng)驗，生產(chǎn)工藝兒十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文獻綜述） 第 3 頁 3由于以上原因，國內(nèi)建筑機械產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，企業(yè)技術(shù)力量薄弱，缺乏技術(shù)創(chuàng)新能力，產(chǎn)品單一，效益普遍不好，與國外相比差距非常明顯。像德國 PEDDING HAUS 公司，職工 300 人左右，年產(chǎn)值達上億馬克。我國只有對企業(yè)進行徹底的改制，引進競爭機制，重視對人才的引進和培養(yǎng)，依靠科技進步、科技創(chuàng)新，才能增強自身的實力，企業(yè)才有希望。[4]三 內(nèi)容：在此，主要說明液壓式組合建筑機械，即鋼筋切斷機，鋼筋折彎機，鋼筋套絲機等各自獨立的加工原理，組成，提供動力的方式等。（一）鋼筋切斷機1 鋼筋切斷機的分類：(1)按結(jié)構(gòu)型式可分為手持式、立式、臥式、顎剪式等四種，其中以臥式為基本型，使用最普遍。(2)技工作原理可分為凸輪式和曲柄式兩種。(3)按傳動方式可分為手壓鋼筋切斷式，機械式和液壓式三種。[6]2 手壓鋼筋切斷機按結(jié)構(gòu)分有杠桿式，齒輪式等，結(jié)構(gòu)簡單，費力費時，一般應用于細鋼筋等加工，且間斷少量切斷加工。3 機械式筋切斷機機械式鋼筋切斷機是鋼筋切斷的專用設備，也是鋼筋加工的基本設備。目前普遍使用的有 GJ5—40 型曲柄連桿式鋼筋切斷機、QJ40—1 凸輪式鋼筋切斷機及 GQ40L 型立式偏心軸鋼筋切斷機等種類．用于切斷 ?6 一 40 mm 的鋼筋。[7]4 液壓式鋼筋切斷機(1)．手動式液壓鋼筋切斷機SYJ—16 型手動液壓切斷機主要用于切斷直徑 16mm 以下的鋼筋及直徑 25mm 以下的綱絞線。該機體積小、重量輕、操作簡單、便于現(xiàn)場攜帶工作。結(jié)構(gòu)見圖4-11。 (2)．GQ—20 型電動液壓子持式鋼筋切斷機黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文獻綜述） 第 4 頁 4GQ—20 型電動液壓手持式鋼筋切斷機外形如圖 4-12 所示。主要由電動機 5、油箱 4、工作頭 2 和機體 3 等組成。采用一個可超載 2．6 倍，轉(zhuǎn)速 22000 r／min 單向串激電動機 5 帶動一只直徑 8mm 的活塞缸，產(chǎn)生 150kN 的壓力，推進動刀片 l 與工作頭 2 配合工作，可以剪斷 25mm 以下的單根鋼筋。鋼筋切斷后，限位回流閥自功打開，壓力油自動返回，同時在復位彈簧的協(xié)助下動刀片復位。[8]電動液壓手持式鋼筋切斷機自重輕，一般不超過 15kg，可以跨在操作人員的肩上進行現(xiàn)場施工或高空作業(yè)，尤其適用于建筑施工工地現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物上多余鋼筋頭的切斷工作。[9](二)鋼筋折彎機為了保證鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的相互連接，提高預制構(gòu)件的強度。必須對鋼筋進行配置，彎曲成設計圖紙所要求的尺寸和形狀．這是鋼筋加工中一道重要的加工工序。因此．在鋼筋加工機械中，鋼筋彎曲機械同樣是重要的鋼筋加工設備之一。手工彎曲鋼筋的方法，在一些現(xiàn)場工地中還經(jīng)常被采用，這種方法具有投資小、設備簡單等特點，但是勞動強度大、效率低等，一般僅在彎曲工序少或缺少動力設備的中小型建筑企業(yè)中采用。[10]采用機械彎曲鋼筋，既能減輕勞動強度，且工效高、質(zhì)量易于保證。因此，鋼筋彎曲機成為鋼筋加工的主要機械設備。目前，在彎制 40mm 以下的鋼筋時，常用的有蝸輪蝸桿式鋼筋彎曲機械。目前，為了更適應于建筑行業(yè)的發(fā)展方向，成功設計了一種液壓鋼筋彎曲切斷機，它是由液壓傳動和操縱的兩用機床，適用于加工直徑為 6—32mm 的鋼黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文獻綜述） 第 5 頁 5筋。這種彎曲機還可以進行切斷工作，是一種兩用機械，自動化程度高，操作方便，但不能同時進行切斷和彎曲兩項工作。該機械有一臺電動機帶動兩組柱塞式液壓泵，一組推動切斷用活塞；另一組驅(qū)動回轉(zhuǎn)液壓缸，帶動工作盤旋轉(zhuǎn)。同時，為了移動方便，機械底盤上裝有行走輪。但是這樣的兩用機械有一個缺點就是不能同時進行加工。[11] （三）鋼筋套絲機鋼筋套絲機即鋼筋螺紋連接設備的一種， 鋼筋螺紋連接設備和工具主要有鋼筋套絲機、量規(guī)、力矩扳手和砂輪鋸等。圖 8—27 是鋼筋套絲機的結(jié)構(gòu)示意圖。鋼筋套絲機由夾緊機構(gòu) 2、切削頭 4、退刀機構(gòu) 3、減速器 5、冷卻泵 1 和機體 7 等組成。 鐓粗直螺紋連接所用設備和工具主要由鋼筋鐓粗機、鐓粗直螺紋套絲機、量規(guī)、管鉗和力矩扳手等組成。[12]滾壓直螺紋連接所用設備和工具主要由滾壓直螺紋機、量具、管鉗和力矩扳手等組成。圖 8—28 是剝肋鋼筋滾壓直螺紋成型機結(jié)構(gòu)示意圖，主要由臺鉗1、剝肋機構(gòu) 4、滾絲頭 5、減速機 7 和機座 12 等組成。工作原理是：鋼筋夾持在臺鉗上，扳動進給手柄 8，減速機向前移動，剝肋機構(gòu)對鋼筋進行剝肋，到調(diào)定長度后，通過漲刀觸頭 2 使剝肋機構(gòu)停止剝肋，減速機繼續(xù)向前進給，漲刀觸頭縮回，滾絲頭開始滾壓螺紋，滾到設定長度后，行程擋塊與限位開關(guān)接觸斷電，設備自動停機并延時反轉(zhuǎn)，將鋼筋退出滾絲頭，扳動進給手柄后退，通過收刀觸頭 2 收刀復位，減速機退到極限位置后停機，松開臺鉗、取出鋼筋，完成螺紋加工。以上設備使用時注意要點較多，操作時不太安全，并且維護麻煩，不宜使用于建筑工地現(xiàn)場，同時移動不便。[13]黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文獻綜述） 第 6 頁 6四 自己設計的思路：但是目前的現(xiàn)狀就是如此，使用液壓提供動力的設備很少，而一臺機器具有三種以上的加工功能的更少。現(xiàn)在我個人認為只有從現(xiàn)有機械的結(jié)構(gòu)組成，工作原理及性能特點出發(fā)，在理解該機械工作原理和工作環(huán)境的情況下，進行適當?shù)慕M合，就是使他們的共同優(yōu)點集中于一臺機械，當然這樣缺點也就會隨之而生，因此，在設計的同時，應該使該機應用在假想的工作環(huán)境之中，避免該設計的理想化設計。為完成該設計，具體步驟如下：1 認真查閱有關(guān)資料，并進行仔細研讀，寫出綜述。2 認真熟悉液壓方面的有關(guān)知識，為該機械的動力輸出奠定基礎。3 設計初期，做好設計方面的數(shù)據(jù)計算，并綜合考慮各因素的影響。4 根據(jù)加工條件的要求，選好機械基礎材料，具有較好的性價比，符合人機工程的一般要求。5 根據(jù)加工要求，選好刀具材料。五 總結(jié)展望前景，隨著建筑施工機械化程度的提高，液壓技術(shù)和電子技術(shù)在鋼筋機械中加快推廣應用，微機自動控制技術(shù)的逐漸普及，將使鋼筋機械自動化和半自動化的新面貌早日實現(xiàn)，他們的實現(xiàn)將為國家的現(xiàn)代化建設作出更大的貢獻，深信建筑加工機械的明天會更好！黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文獻綜述） 第 7 頁 7參考文獻[1] 劉偉.鋼筋加工商品化勢在必行.中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院，河北廊坊[2] 朱學敏、錢風.簡明建筑機械使用手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992[3] 高忠民。工程機械使用與維修。北京。金盾出版社。2002[4] 張兆強。鋼筋加工基本技能。中國勞動社會保障出版社。2010.2[5] 潘全祥。施工員必讀。中國建筑工業(yè)出版社。2005[6] 紀世斌. 建筑機械基礎.北京：清華大學出版社，2002[7] 紀士斌、李世華、張晶.施工機械.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001[8] 李世華．現(xiàn)代施工機械實用手冊．廣州：華南理工大學出版社，1999[9] 鋼筋工快速入門.北京：北京理工大學。2011[10] 應惠清.土木工程施工.上海: 同濟大學出版社,2001[11] 建筑施工手冊編寫組.建筑施工手冊. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997[12] 吳成材、湯熊川、王金平等. 鋼筋連接技術(shù)手冊. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999[13] 趙炳禎.螺紋加工技術(shù)的新進展.世界制造技術(shù)與裝備市場, 1994[14] Mercer S, Bogduk N (1993) Steel structure house Br J Rheumatol 32:705-710[15] Zdeblick A, Abitbol JJ, Kunz DN, McCabe RP, Garfin S (1993) Talling building and Steel construction 14:2005-2008[16] BackeW.Hydraulic drives with high efficiency.In Fluid power Systems and Technology,1995, FPST-Vol.2, pp.45-73