滚压式铜止水成型机的设计

1、滚压式铜止水成型机的设计滚压式铜止水成型机的设讣、应用与改进摘要:铜止水制作和安装是面坝堆石坝防渗体系至关重要的一个关键施工环 节设计并制作多级滚压式铜止水成型机极大的延长了铜止水一次性成型长度 减少了焊接接头经过现场调试、投入使用和改进使铜止水自动加工技术逐步得 到完善和提高。关键词:面板 铜止水成型机 设计、应用与改进1、概况盘石头水库设计为面板堆石坝，最大坝高102. 2M,坝顶长606M,宽8. 0M,单 块面板宽12M。50面板垂直缝5500M,顶缝610M,周边缝1650M,伸缩缝611Mo设 计分缝止水材料采用1MM厚，Y2/T2半硬燧火紫铜板，现场冲压成型，铜板延伸率 要求不得

2、小于20%,抗拉强度在245,2343N/MM 之间。面板垂直缝、顶缝和伸缩缝设计为W型铜止水，周边缝为F型铜止水。止水形 状详见图一、图二：图一 型铜止水R67676R6R616516512展开长度580MM2、传统成型技术的难点LI前在施工中比较传统的铜止水成型多采用冲压机冲压成型，或施工单位0图二F型铜止水R676R6R64016516512展开长度550MM根据施工现场实际状况，自行加工模具，利用千斤顶挤压成型。根据盘石头水 库面板施丄要求，一期面板栓浇筑集中在两个月时间内完成，采用无轨滑模施工工 艺，共安装铜止水ISOOMo对传统的止水成型方案提出非常严峻的考验，主要存在 以下儿个方

3、面的制约因素：2.1止水接头质量难以控制采用冲压机冲压成型或千斤顶挤压成型，一次性成型的止水长度受模具长度限 制(冲压机模具最大长度为3. 0M),形成了大量的止水焊缝接头，焊缝焊接质量受 安装现场外界条件影响，很难得到保证。2(2容易产生制作变形和误差冲压机冲压成型或千斤顶挤压成型只能控制止水中间“鼻子”的成型要求，在 脱模时依靠人工脱模容易变形，同时W型止水两边只能二次成型，容易形成水平段 误差。2(3成型设备自身存在的不足冲压机无法在工地现场安装使用，增加了水平运输距离和装卸过程保护。自制 模具用千斤顶挤压成型，虽然易于安装移动，但挤圧速度慢，无法连续挤压成型， 如果一次挤压止水长度过长

4、，容易使压模受力不均匀，导致止水变形。2(4容易产生安装误差和变形冲压机冲压成型或千斤顶挤压成型等办法，所制作的铜止水长度和宽度因为存 在二次成型，容易造成安装误差，如果对准中间“鼻子”部位，止水水平段和“立 腿”因误差积累极易产生错台，致使接头焊缝焊接困难，容易出现焊缝填充不饱 满，或未焊透、咬边等焊接缺陷。3、多极滚压式成型机设计原理因为铜止水成型机LI前在国内尚无定型产品，各施匸单位基本根据本单位施工 经验自行制作成型机，为此，在考证了多家单位铜止水制作方法之后，选用了滚压 式多级成型原理。3（1成型系统为防止铜板一次性变形量过大造成铜板起皱、开裂，止水成型采用分步变形， 逐步渐变方式，

5、通过六组压模，循序渐进成型，除第一组变形量为15MM外，其他 每组变形量全部小于lOMMo成型后连续经过四组标准模具校正后输出，确保铜板 成型后中间“鼻子”和两边水平段作为精确控制节点，误差不超过?3MM（见原理示 意图三）。施工设讣W型止水展开宽度为580MM,生产厂家1MM厚铜板标准成批量生产符 合设计要求宽度的成型产品宽度为600MM,因此成型系统宽度按照600MM设计。压模左右方向位置和传动齿轮及压模轮轴支承轴承座上下位置均设计为可调 整，以确保十组压模沿滚压成型方向能始终保持在同一中心线上，成型误差不超 过?3MM,。压模进料口设计原材料进料角度调整延长板，设计长度1.5M,工作前，

6、将紫铜 板放入调整板，与压模中线对中，确保紫铜板在进料过程中保持中心线与压模中线 重合。3. 2传动机构传动系统山电动机、减速机、传动链条及齿轮对等组成，电动机通过皮带传动 带动减速机，经减速后山两条链条同时驱动两组主动齿轮，通过齿轮对驱动各对压 模运转，传动系统原理见传动系统示意图。图四传动系统示意图123451、电动机2、减速机3、链条、链轮4、齿轮5、中间齿轮传动系统主要技术参数如下：图三:成型原理示意图ABC鼻子成型模具鼻子校正模具立腿成型模具160ABCA-ABBCC1001003bR6bR64b26. 6524024040151220505010012121651651651655

7、0、鼻子成型模具2、立腿成型模具3、锁紧螺母4、模具调整螺母5、模具调 整套筒电动机电压、功率及转速:380V, 4KW, 2800r/Min减速箱型号及速比:ZL-250/31. 5传动链条规格:P二25. 43. 3机架机架为钢结构件，用型钢、钢板等焊接而成，考虑铜板成型时，沿滚压成型垂 直方向受力较大，为保证机架具有足够的强度和刚度，选取1.8的强度安全系数。 电动机、减速机采用槽钢固定，避免丄作时振动。传动齿轮及压模轮轴通过轴承座 安装在机架上，上下轴承座均可调整，以满足工作时压模的调整。机架尺寸及整机重量：设计整机重量：3. 56T外形尺寸（长 X 宽 X 高）:6900mmX 10

8、50mmX 1250mm4、成型机的应用4（1铜止水原材料选用原材料选用洛阳铜加工集团有限公司生产的Y2/T2熄火紫铜板，厚1MM,宽 600MM。一期2000,检验结果如下：面板共采购紫铜板9.132吨，出厂检验6组，检验依据 GB/T2059-原厂检验6组，检验结果如下检验项II第一组第二组第三组第四组笫五组第六组延伸率23. 5 30. 5 24 30 25 318 10抗拉强度294 287 299 286 293 284 2N/MM送外单位委托检验6组，检验结果如下：检验项U笫一组第二组第三组第四组第五组第六组延伸率24 24. 5 26 25 23. 5 268 10抗拉强度296

9、 294 287 293 299 289 2N/MM根据检验结果，原厂提供Y2/T2熄火紫铜板符合设计要求。4. 2铜止水成型机的调整和使用4. 2. 1进料调整在调整板内校准紫铜板中心线与压模重合。4. 2. 2压模轴向调整生产过程中，因压模受力不同，产生轴向力，压模可能形成侧移，造成原材料 送进过程中沿轴向变形，生产前调整十组圧模中线保持在同一水平线上，将压模两 侧调节装置锁紧螺母松开，校正调节螺母调整压模轴向位置，调整结束再将调节螺 母锁紧。4. 2. 3压模水平面调整为防止出现滚压送料速度减慢，紫铜板上下弯曲，生产前调整压模成型轮和滚 压轮位置，使两轮与紫铜板进料面处于同一水平面。4.

10、 2. 4成型效果经过精确调整后投入使用，按照面板浇筑启j度，一次性成型47M,滚压过程非常 顺利，速度为6. 04M/Min,成型后检测，止水中间“鼻子”表面非常光滑，外观无 压痕、皱皮、裂纹、孔洞等缺陷，测量误差现场加工止水检验与设计规范 对照如下：允许偏差(MM)项目规范要求实际检测宽度？5 ?2. 6鼻子高度？3 ?2.4制作(成型)偏差中心部位直径?1.2两侧水平段偏差？5 ?2. 8表面光滑，无压表面非常光滑，无制作成型外观质量外观检查痕、皱皮、裂 纹、压痕、皱皮、裂纹、孔洞等孔洞等一次性成型检查100%合格。4. 3存在的不足4. 3. 1成型后止水两边“立腿”出现轻微波浪形变形

11、；4.3.2成型过程中，在止水两边“立腿”第一次成型时，沿压模轴向出现较大 的偏移力，造成轴承座偏移。4. 3. 3机架刚性设计不足，电动机工作时产生振动后与支撑架发生共振；4. 3.4成型机压模水平方向和垂直方向调整比较困难。5、改进5.1铜止水两边“立腿”出现轻微的波浪形变形经设计、监理、业主三方现场 检查后认为对施工质量不会产生影响，不再进行调整；5. 2轴承座偏移经检查，产生偏移主要有三个原因：o5. 2. 1止水两边“立腿”第一次成型变形是从水平段一次性增加30变形量， 沿压模轴向产生较大阻力；5. 2.2轴承选型不匹配，止水中间“鼻子”成型时因无压模轴向受力或受力很 小，“立腿”成型时，压模轴向受力较大，压模轴沿轴向产生位移，推动轴承座产 生偏移；5. 2. 3轴承座刚性和强度不足;针对上述三方面原因，首先在所有轴承座部位焊接40X40的角钢作为加强肋，更换锥形滚珠轴承5对，上述问题消除。5. 3在电动机和减速机基座部位焊接钢板，增加电动机和减速机固定强度，在 电动机和减。速机与机架连接部位，增加一道与原连接三角架平面呈60角的连接杆，消除 使用时产生的共振。5. 4减少成型模具数量，容易调整中线对中和水平面调整，但是减少模具却