钢筋网焊接设备快速落料系统的研究10-30.doc

钢筋网焊接设备快速落料系统的研究朱云超 范晓海 肖飞钢筋网焊接设备快速落料系统研究背景传统钢筋混凝土用的钢筋采用人工绑扎方式，钢筋焊接网的应用改变了传统的钢筋绑扎施工方式，由手工操作向工业化、商品化发展。早在20年代欧洲就已经出现了钢筋焊接网，30年代正规专业的钢筋网生产厂在美国、德国、英国陆续建成，并制定了钢筋网焊接标准。钢筋焊接网这种新型配筋工艺，具有提高工程质量、简化施工、缩短工期、节省钢材、降低造价等特点，特别适用于大面积混凝土工程。目前钢筋焊接网在发达国家已成为商品钢筋的重要组成部分，钢筋网在工程中的大量应用促进了钢筋网焊接设备的发展，在进入80年代由于计算机及电子技术的应用，钢筋网焊接设备向自动化、智能化及低能耗方向发展，在国外已形成了如奥地利EVG、瑞士SCHLATTER等集科研、制造、应用为一体的集团公司，进一步带动了钢筋焊接网应用的快速发展。工程焊接网用量比例较高的国家:德国占钢筋总量的50-65，荷兰占50%，奥地利占36%，法国占29%，新加坡占24%，英国占21%。我国的钢筋焊接网到20世纪90年代以后才开始在现浇混凝土结构工程上应用，先后制定了钢筋网行业标准，钢筋网混凝土结构技术规程，严格控制钢筋网生产及施工质量，对于加速推广钢筋焊接网的应用起着积极促进作用。目前钢筋焊接网在我国已批量生产，生产厂有50余家，产品已在全国十几个省、市的大型现浇混凝土结构工程中使用，主要应用在建筑工程的楼板及路桥面，其他结构也开始应用。我国钢筋焊接网的年生产量为60多万吨，而钢筋的使用量在6000万7000万吨，钢筋焊接网的用量平均以每年30%的速度增长，市场前景可观。中国建筑科学研究建筑机械化研究分院于1997年成功开发了GWC系列钢筋网焊接生产线，这些年在不断地进行改进完善，已达到国际领先水平，并获得国家科技进步三等奖，建设部科技进步一等奖等奖项，建设部科技成果重点推广项目，被国家五部、局列为国家重点新产品。市场占有率为30%。随着建筑业的高速发展及新技术、新材料的大量应用，钢筋焊接网这一新型、高效、节能的建筑用材已被建筑界广泛认识。这几年，我国国民经济高速发展，高速铁路、高速公路、场馆等公共基础设施以及天然气、水资源供给等建设项目的巨大投资，为钢筋焊接网行业提供了绝佳的市场机遇，因此，许多人、企业都盯上了这个大“蛋糕”。为了满足日益增加的钢筋焊接网市场需求，企业纷纷扩大生产规模，加大钢筋焊接网的生产，生厂商之间的竞争也日趋激烈，商家们在打价格战的同时想方设法的降低生产成本，这就需要钢筋网成型机效率更高，速度更快。目前落料系统性能制约了焊网生产线的焊网效率。借鉴国外的先进技术，我们在原有设备的基础上，对钢筋网成型机的落料系统进行了进一步研究，整个动作过程无需人工干预，落料速度快、平衡性好。落料速度提高了一倍，焊网速度也相应提高，从而大大提高了生产效率。2. 落料系统的现状为了能够使钢筋网焊接设备高效高质量的焊出钢筋网，人们设计了多种多样的横筋上料系统，但各有利弊，现分析如下：2.1纯人工手动排料，只需在主机焊头部位设置一些定位机构，结构最简单，速度最慢。2.2棘轮机构落排料系统，该机构需要伺服电机控制棘轮的转动速度及旋转角度，速速可控性比较好，能实现单根落料，但针对不同直径的钢筋要对几轮进行调整，棘轮调整比较麻烦，必须保证棘轮槽口只卡单根钢筋，调整不好就会出现卡筋，落双筋或多筋现象，影响到焊接速度，容易造成网片的浪费，另外事先将预切调直好的直条钢筋人工排到滑槽内，棘轮才会卡住钢筋之后旋转落料。（图）图2.3链条传动落排料系统，该机构通过拨钩将钢筋送到链条上，然后电机转动带动链条运动，将钢筋运送到焊接部位。拨钩需要根据钢筋直径变化进行调整，钩伸出太长容易拨双筋，太短拨不走钢筋，伸出长度一定要合适，调整起来麻烦。例外使用链条输送钢筋，为防钢筋输送过程中滑落，在链条上加了一些托钩，托着钢筋，但是链条传送速度过快，钢筋就会在托钩内跳起来，有时还会脱钩，这样链条转动速度就不能太快，使得落料速度不能太快。（图）图2.4卡钩式落料系统，该机构在向滑槽排料可以采用人工也可以是其它自动排料方式，但是在卡纬、落纬、平衡三个机构动作的执行上时间就慢，必须执行完上一个动作后才能执行下一个动作，累积起来整个落料的时间就比较长了，效率就低。（图）图与上面的几种方式对比，我们的快速落料系统不仅上料速度快，而且落料速度快，是以上几种落料方式的1.5倍，由于都是敞开式结构，维护调整都比较方便，适合于大批量生产。图快速落料系统结实物图3.快速落料系统的组成3.1快速落料系统生产流程方框图（图5）图 3.2快速落料系统的主要组成部分该系统主要有储料仓、自动上料机构、第二级储料仓、自动排料机构、卡纬机构、落纬机构和平衡机构构成。（图6）图6快速落料系统结构简图3.2.1储料仓落料系统主要是为在焊接网片时提供预切调直好的直条钢筋，储料仓即为其储存直条钢筋的机构，料仓两端有对齐挡板，保证堆放的钢筋端头平齐，才能保证焊出的网片边缘整齐。3.2.2自动上料机构自动上料机构主要解决了人工往第二级储料仓放料的过程，它通过气缸控制储料台动作，将料翻到第二级储料仓中。第二级储料内装有上料检测传感器，该传感器发信号给控制上气缸动作的电磁阀，电磁阀接到信号动作就将预先储存的直条钢筋放进第二级储料仓中，结构简单，动作可靠，维修方便。（图7）图7 自动上料机构3.2.3第二级储料仓用于储存自动上料机构送来的钢筋，二级储料仓储存的钢筋比较整齐，没有交叉现象。3.2.4自动排料机构储存在第二级储料仓内的钢筋虽然已经理顺，没有交叉，但是许多钢筋还是堆积在一起，自动排料机构（图8）就是将这些堆积在一起钢筋一根一根的分开，再次确保相邻两根钢筋没有交叉的现象，才允许排布到滑槽内。该机构由气缸通过连杆机构带动两摆滚摆动的同时将钢筋一根一根捻入滑槽内。滑槽上装有满料检测传感器控制自动排料机构的启停动作。图8 自动排料机构3.2.4卡纬、落纬机构为了确保是单根钢筋落到主机的焊头部位进行焊接，设置了卡纬、落纬机构（图9）。卡纬、落纬机构动作的实现靠气缸带动同步连杆机构，程序上由PLC控制电磁阀给气缸通断气， 实现卡纬、落纬动作的交替。卡纬、落纬机构交替挡住滑槽内的钢筋，卡纬机构可以根据不直径的钢筋自由调整挡块的伸缩距离，保证挡块之间只能容下一根钢筋。当快的数量根据焊接网片宽度，横筋的长度进行增减。图9 卡纬、落纬机构3.2.5平衡机构平衡机构（图10）是起平衡钢筋的作用，对钢的下落有一个缓冲，保证钢筋水平落下。动作的实现靠气缸控制，程序上由PLC控制电磁阀给气缸通断气，实现平衡杆的抬落。平衡杆的数量根据钢筋长度而定，几组平衡杆安装在一根同步轴上，气缸通过连杆机构带动同步轴转动，进而带动平衡杆抬落。图104.结束语钢筋焊接网既是一种新型、高性能结构材料，也是一种高效的施工技术，是钢筋施工由现场，手工操作向工厂化、专业化、商品化的根本转变。在混凝土工程中使用钢筋网作为构件配筋与传统人工绑扎的钢筋相比：节省钢材33%，施工速度快，可以减少劳动力70%，提高施工质量，砼保护层易于保证，构件质量好，有利于保证砼裂纹的产生与发展、抗裂性能提高75%左右，构件挠度减小8%，具有明显的经济