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    技術資料

    水泥涵管機的研制

    時間:2015-03-27 09:38 來源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 點擊:
    隨著公路建設與城市發展進程的加快,對水泥涵管的需求量越來越大,同時也對涵管質量提出了更高的要求,古老的人工預制法已遠遠無法滿足社會的需求。主要表現在:(1)生產效率低。因人工預制,為便于搗實,所拌混凝土較稀,一般情況下需經數小時后方可脫模,因此要同時制作大量涵管,必須具備相同數量的涵管模具。不同規格的涵管,要制作不同規格的模具,因此,模具數量就需要很多,對存放、維護(脫模后內外模套要涂油或隔離劑,以便于脫模和防銹)都會帶來很多不便。(2)質量不易保證。由于內外模套在搬運、堆放過程中不可避免會產生碰撞變形,尺寸形狀不盡一致。更為嚴重的是:內外模是由人眼判定對中,容易產生偏心,導致涵管壁厚不均,影響涵管的抗壓強度和表面質量。因此,設計一種既能滿足數量要求,又能保證質量的涵管生產設備是很有必要的,并且所設計的涵管生產設備必須滿足:①涵管擠壓成型后應能當即脫模,使涵管模具減至最少;②涵管壁厚應均勻,強度應符合要求;③涵管表面應光滑平整,各幾何尺寸及形狀誤差應控制在允許范圍內;④機器易損件更換方便,容易維修,操作簡單。

    1. 結構原理
    圖1
    1.支承套;2.支承座;3.底板;4.定心塊;5.擠壓塊;6.大帶輪;7.帶;8.軸承座;9.小錐齒輪;10.定傳動軸;11.動傳動軸;12.大錐齒輪;13.大鏈輪;14.平面軸承;15.定傳動軸支座;16.外模套;17.管身擠壓頭;18.吊把;19.步動塊;20.擋塊;21.電機;22.小帶輪;23.鏈條;24、25.傳動銷軸;26.小鏈輪
    圖1

    根據上述要求,我們設計出了一種水泥制管機,其工作原理是:電機21通過小帶輪22、帶7、大帶輪6將動力傳遞給小錐齒輪9,再經小錐齒輪帶動大錐齒輪12,然后將動力分成兩路。一路傳給定傳動軸10,一路經大鏈輪13、鏈條23、小鏈輪26,把動力傳給圖2中定傳軸6。在定傳軸10和定傳動軸6(圖2)上沿軸向開設有長形槽,以便傳動銷軸24、25以及動傳動軸11、5(圖2),在轉動的同時又可軸向移動。動傳動軸11和動傳動軸5下端分別固聯著管身擠壓頭17(圖1)和止口擠壓頭2(圖2),并隨各自的動傳動軸一起旋轉,止口擠壓頭2的升降由卷揚機(圖中未畫)完成。但工作時卷揚機處在自由狀態,擠壓頭的上升靠混凝土的反作用力來完成。擠壓頭轉速的改變是通過更換皮帶輪來實現的。外模套16是置放在底板3上,底板3通過支承座2和支承座1相聯,并可繞支承套回轉。通過定心塊4和止動定位塊19、擋塊20來保證其和擠壓頭的相對位置。涵管止口的形成由圖3中止口擠壓頭2來完成。當圖2中管身擠壓頭17上至適當高度后,即由卷揚機提起,然后松開擋塊20,由人力推動底板3繞支承套1旋轉。旋至適當位置,由人力通過杠桿(圖中未畫)放下圖3中止口擠壓頭2,待制出涵管止口后,再提起擠壓頭,用專用小推車通過吊把8將涵管運至養護場地脫模、養護,送回模套,待下一個涵管制作用。
    圖2
    1.外模套;2.止口擠壓頭;3.定傳動軸支座;4.小鏈輪;5.動傳動軸;6.定傳動軸;7.平面軸承;8.吊把
    圖2

    2. 擠壓頭的研制
    圖3
    1.內模套;2.模套座;3.動傳動軸;4.擠壓塊
    圖3

    本機有兩個擠壓頭。圖2中的擠壓頭2是專門用來擠壓涵管止口的,它不帶螺旋擠壓塊,而由兩段不同直徑的圓環組成。由于擠壓止口的時間較短,故不易磨損;圖1中的擠壓頭17是專門用來擠壓整個管身的。涵管擠壓工作的85%是靠此擠壓頭完成。為了保證涵管的質量,考慮到易損件更換方便,我們利用螺旋推進原理設計出了如圖3所示的管身擠壓頭。它由內模套1、模套座2、擠壓塊4組成,它們之間均采用螺栓連接,以便裝拆更換。兩個擠壓塊對稱布置在同一水平面內。擠壓塊是楔形的,由于混凝土拌料的加入是間斷性的,使拌料在內外模套間成凹凸不平狀,這樣當擠壓頭旋轉時,擠壓塊便起到了螺旋推擠混凝土的作用,把拌料擠壓密實,并經拌料的反作用力克服動傳動軸及擠壓頭部分自重,把擠壓頭頂起。由此看出,涵管密實度取決于以下3個因素:①拌料的干稀程度,即水灰比;②動傳動軸及擠壓頭部分自重;③管身擠壓頭的轉速?紤]到拌料的干稀度將影響能否當即脫模,于是我們通過實踐將水灰比控制在一定范圍,這樣密實度只取決于重量和轉速。雖然重量可以在模套座內加設配重來改變,但這不僅給制造帶來麻煩,增加用料,更重要的是起動時會產生較大的慣性阻力矩,增加能量消耗,從而需選用較大電機容量。于是采用變轉速的方法。通過實踐,我們發現不同尺寸的涵管,要保證相同的密實度,就應采用不同的轉速,其變化規律如圖4所示。對此,我們把常用涵管分成3個區段,每個區段對應一種轉速。轉速的改變是通過更換皮帶輪來完成。通過實際使用,基本上符合生產實際需要。
    圖4
    圖4

    3. 電機功率的確定

    工作阻力主要來自于兩個擠壓頭?紤]到管身擠壓頭和止口擠壓頭不同時工作,而管身擠壓頭受力遠較止口擠壓頭大,故應按管身擠壓頭工作、止口擠壓頭空轉情況來考慮工作阻力。

    考慮到外模套在使用過程中難免發生碰撞,產生過量變形,導致擠壓塊受側向壓力;另外,實際的混凝土配合比非恒定值,將使摩擦阻力發生變化等,故應適當提高電機功率,取7.5KW。

    實踐證明,上述分析基本合理,除易損件外,機器的運轉正常,涵管質量以及涵管生產效率遠比手工高,符合生產實際需要。
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