高强钢筋集中加工适应性新装备的开发

2015-07-16XIAOFei

建筑机械化 2015年6期

关键词：成型机

肖飞/XIAO Fei

(中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院，河北廊坊 065000)

使用&管理 Use & Management

高强钢筋集中加工适应性新装备的开发

肖飞/XIAO Fei

(中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院，河北廊坊 065000)

[摘要]结合高强钢筋技术应用优势和推广应用中存在的问题，重点阐述几种高强钢筋集中加工适应性新装备的工艺原理、主要性能参数和突出特点，为我国高强钢筋集中加工行业发展提供一定的技术支持。

[关键词]弯箍机；双筋钢筋笼；成型机；缩径滚轧；直螺纹生产线

随着我国城镇化的快速发展，目前建筑钢筋用量已达2亿吨，其中400MPa及以上等级的高强钢筋约占60%，用400MPa级及以上的高强钢筋替代335MPa级螺纹钢筋，不仅强度高而且综合性能优，使用高强钢筋能够明显降低钢筋用量的同时实现节能减排。应用发现，钢筋强度越高，钢筋加工和连接难度越大，高强钢筋集中加工是解决高强钢筋工程施工的有效途径。而高强钢筋集中加工配送在我国尚处于起步阶段，高强钢筋集中加工自动高效工艺技术与发达国家和地区相比差距也比较大。为巩固和提高高强钢筋推广应用成果，促进高强钢筋集中加工配送产业发展，保障建筑工程质量，我们通过引进消化吸收和自主创新等形式研发成功的适应性新型装备技术能够为我国高强钢筋集中加工行业发展提供一定的技术支持。

1 GGJ13型弯箍机

该设备主要由横竖两组平行辊式矫直系统、防扭槽送进系统、双向弯曲系统、便于拆装切断系统、伺服控制系统和操作系统组成，配备两套炮架鼠笼卧式放线架，如图1所示。其工艺原理是：钢筋原材经过鼠笼进行初始去应力和去氧化皮后进入矫直系统自动矫直处理，矫直后的钢筋通过防扭槽送进系统进行自动长度定尺、通过弯曲系统自动角度弯曲、通过自动切断系统自动切断，实现钢筋自动送料，自动校直，自动弯曲成型，自动切断多种工艺一体化，从而完成多种尺寸多种规格箍筋制作。

图1 GGJ13型弯箍机

1.1 主要性能参数

钢筋直径范围（mm) Ø5～Ø13

双筋最大直径（mm) Ø10

双向弯曲角度（°) ±180

弯曲速度（°/s) 1200

送进速度（m/min) ≤110

长度偏差（mm) ±1

角度偏差（°) ±1

最小箍筋边长（mm) 50

适应钢筋强度级别（MPa) ≤500

外形尺寸（mm) 3616×1440×2170

1.2 主要特点

该设备主要用于将盘卷螺纹钢筋或者光圆钢筋加工成各种形状箍筋制品。从盘卷钢筋开卷到矫直、弯曲、切断等工序全部在计算机控制下完成，具有自动化程度高、加工速度快、加工精度高、质量稳定性好、成材率高、操作简便等特点，既适合于工厂专业化加工使用，又适合于工地现场加工，是目前应用最为广泛的一种钢筋自动化加工设备。突出特点是：①剪切刀片采用分体式设计，拆装方便，使用成本低；②牵引轮设计成防扭槽结构，能有效防止钢筋送进过程中的扭转，提高成品质量；③可以用于500MPa级螺纹原材的箍筋加工，为高强钢筋的推广应用提供技术支撑；④具备远程下单以及二维码输入功能，有效避免了人工输入错误造成返工浪费；⑤弯曲中心轴采用销轴固定式结构设计，更换弯曲中心轴简单方便，而且加工圆环或圆弧时不需更换弯曲工具，有效提高了加工效率。

2 双筋钢筋笼成型机

图2 双筋钢筋笼成型机

大直径双筋钢筋笼自动成型机主要由主筋上料装置、主筋分料承料装置、箍筋承料装置、固定旋转盘支撑装置、移动旋转盘支撑装置、成型笼支撑系统、CO2保护焊接系统、操作系统组成，如图2所示。其工艺原理是：将钢筋笼的双主筋穿过固定旋转盘过线孔，在移动旋转盘过线孔中固定，箍筋端头先在钢筋笼主筋上人工焊接2至3圈后自动同步转动移动旋转盘，移动旋转盘旋转的同时向后移动，带动钢筋笼主筋在纵向和圆周两个方向运动，从而拖动箍筋原材在主筋上缠绕，绕筋和主筋接触处通过CO2保护焊焊接定位牢固形成旋转双箍筋，移动旋转盘在规定的长度范围内连续带动双箍筋原材旋转并同步纵向移动双主筋从而形成双筋钢筋笼。

2.1 主要性能参数

成型机可实现直径最大到2 500mm、钢筋笼长度最大到27 000mm、双主筋、双箍筋钢筋笼自动化加工制作。自动成型机主要性能参数：

主筋钢筋规格（mm） Ø12～Ø40(双筋)

箍筋钢筋规格（mm） Ø6～Ø16(双筋)

适用钢筋级别（MPa) ≤500

钢筋笼直径范围(mm) 200～2500

钢筋笼最大长度(mm) 27000

外形尺寸(mm) 28000×8400×3800

整机重量(t) ～26

2.2 技术特点

双筋钢筋笼成型机的特点是：①自动上料机构设计实现了主筋自动上料，劳动强度有效降低的同时也减少了钢筋上料对专门吊装设备的依赖性，生产效率有效提高；②可拆卸式支撑参数环设计方便了主筋固定和导向装置的设置，主筋位置准确，轻便灵活。调整钢筋笼加工规格以及单双主筋转换时只需更换对应参数环，无需人工费时费力重新均布过线套，使用成本低；③箍筋矫直机构由五组矫直轮组成，通过调整矫直轮的数量就能实现单箍筋和双箍筋的矫直，单双筋较直转换调整方便快捷；④设备分为喂料、成型和下料3个模块设计，使得整机拆解、运输、安装简便快捷，大大方便了桩基施工过程中钢筋笼成型机在工地间的频繁周转运输使用。

3 钢筋缩径滚轧直螺纹生产线

图3 钢筋缩径滚轧直螺纹生产线

该生产线主要由承料装置、钢筋端头平切装置、钢筋横纵向输送系统、分料系统、钢筋端头强化整形系统、钢筋端头螺纹加工系统、集料系统、操作系统组成，如图3所示。其工艺原理是：钢筋端头自动平切处理后通过强化整形系统将钢筋端头待连接部分的横肋和纵肋采用拔模倒推强化处理，使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸，再通过钢筋端头螺纹加工系统进行螺纹自动滚轧成型，根据钢材冷作硬化的原理，钢筋上滚轧出的直螺纹强度大幅度提高，从而使直螺纹接头的抗拉强度高于钢筋母材的抗拉强度，然后利用连接套筒进行连接，使钢筋丝头与连接套筒连成一体，从而实现了等强度连接的目的，钢筋端头平切处理到螺纹自动滚轧成型全过程自动化实现。

3.1 主要性能参数

该生产线可实现500MPa级钢筋端头螺纹的自动化滚轧成型。生产线主要性能参数：

钢筋规格范围（mm） Ø20～Ø50

钢筋强度级别（MPa) ≤500

端头螺纹螺距（mm) 2.5、3.0

8小时产量（t) ～200

外形尺寸（mm) 29000×8000×2600

3.2 技术特点

缩颈滚压直螺纹加工生产线的特点：①生产的端头螺纹质量可靠。接头性能达到行业标准JGJ107-2010《钢筋机械连接技术规程》中最高等级——Ⅰ级接头性能要求；②螺纹加工能够实现钢筋自动套裁、定尺、切断、分料、喂料、夹持、滚轧和分拣集料，与传统单机加工螺纹方法相比提高效率近4倍；③螺纹牙型好、圆柱度精度高，连接质量稳定可靠；④可实现加长螺纹接头等强度连接，适用于成组不可回转钢筋连接施工；⑤应用范围广,适用于直径12～50mm HRB400MPa级和HRB500MPa级高强钢筋在任意方向同、异径的连接；⑥螺纹加工可提前工厂化制作，配送到工地现场装配作业，施工速度快；⑦螺纹加工设备及连接机具无明火作业，全天候施工，无焊接内力，环保节能。