翻板机倾斜横梁铰接方式改进设计

陈强 窦鹏武 王振东 成云国

摘  要：装配式建筑作为一种节能、高效和环保的现代建筑工艺，越来越多的被世界上主要国家所接受。翻板机作为预制构件生产线中的主要设备，其效率及性能的好坏直接影响整体生产线的生产工艺和效率。现我公司根据实际生产经验及市场客户反映，对翻板机进行升级换代，以提高其使用性能，增强市场竞争力。

关键词：装配式建筑;预制构件;翻板机;倾斜横梁;橡胶挠性铰接

进入21世纪，随着建筑科技的发展，预制装配建筑技术得到了飞速的发展。装配式建筑通过技术进步，解决了装配式建筑结构无法实现的与现浇结构强度等同的技术难题，形成双重抗震设防结构模式，增强抵御自然灾害的能力;克服了外墙外保温工序多、易着火、成本高、效果差、寿命短等问题，实现了建筑由“建造”向“制造”的转变，提高了建筑功能和结构性能，达到“四节一环保”的绿色发展理念，形成的以低碳、节能、环保为特征的建筑新技术体系成为世界建筑发展的大潮流、大趋势。

装配式建筑是21世纪大趋势，將是我国建筑、建材行业面临的一次“大革命”。

装配式建筑符合我国节能环保的产业政策，是我国房屋建设发展的必然趋势。同时也必将推进我国新型建材的应用向工业化、标准化、多样化发展。为积极推动我国预制装配建筑技术的发展，抢先占领预制装配建筑这一新兴市场，我公司于2014年成功开发设计了预制构件生产线成套设备，并且于2016年1月在大连三川建筑科技有限公司预制构件厂（以下简称大连三川）成功运行投产，同时与河北曲寨水泥有限公司也签订设备订购合同，设备同步进入设计阶段。根据生产实践和用户需求对不同设备进行了不断得更新和完善。

1 设备简介

翻板机主要由底座、倾斜臂、锁紧钩1、锁紧钩2和倾斜横梁组成。图1 为其工作状态。

1.托盘及预制构件;2.锁紧钩1;3.锁紧钩2;4.倾斜臂

然后工作人员在通过起吊设备将预制构件调离托盘，完成工作任务。

翻板机位于整条预制构件生产线的最末端，它是将从养护窑中养护完的成品预制构件连同托盘在翻板工位倾举至80°的位置。

2 设备技术改进

2.1 设备遇到的问题

翻板机工作时通过倾斜横梁将两侧对称分布的锁紧钩1连接起来，设备启动后两侧倾斜臂同时升起和倾斜横梁配合将托盘抬起。

通过大连三川现场安装以及运转情况看出，由于倾斜横梁与两侧锁紧钩1上的连接采用螺栓刚性连接，中间并没有任何挠性零件，所以，当两侧倾斜过程出现细微不同步后，会导致螺栓承受剪切应力，从而使螺栓发生弯曲变形，如果这种情况继续发生下去，那么螺栓将会因为无法承受过大的剪切应力而出现断裂，横梁倾斜则随时有掉落的危险，从而给相关人员的安全带来隐患，并且将会给用户和设备造成损失。所以针对以上问题，经过我们设计人员的相关论证和试验，最后找到了解决办法。

2.2 设备改进方法

针对以上所出现的情况，我们经过观察现场断裂螺栓和受力分析得出两侧倾举不同步时，原本同心的螺栓把合孔不再同心，主要受力点集中在螺栓的圆柱侧面，这样当侧应力大于螺栓的许用应力时，螺栓会出现断裂。

根据以上分析，现在原来的把合螺栓外周增加一个橡胶材质的缓冲套，这样当运动过程中螺栓与孔相对位置出现偏离时，橡胶缓冲套可以吸收很大一部分应力，保护螺栓不会承受过大的剪切应力，这样在一定的应力范围内，螺栓将不会因为剪切应力发生弯曲甚至断裂。

另外由于螺栓的连接作用不能因为缓冲套的增加而消失，需要将橡胶缓冲套加工成锥形，这样橡胶缓冲套还可以起到垫圈的作用，从而同时可以达到之前的使用要求。图2为其具体的内部结构。

1. 橡胶缓冲套;2.螺栓;3.锁紧钩1;4.倾斜横梁

2.3 设备改进的意义

翻板机在预制构件生产线中承担着倾举托盘和预制构件的作用，并且其倾斜角度过大，近乎于垂直，在操作和运转过程中有一定的危险性，属于准特种设备。所以对翻板机的设计首先要考虑的问题就是它的安全性，在设备调试及试运转过程中，每倾举5°都要停止运动，对其进行稳定性观察和各结构件的焊缝检查。

针对上述改进，首先在安全层面上为今后扫清了一项重大安全隐患，保证了相关人员的生命和财产安全。其次，从业务层面上提高了我们设计人员的安全意识，积累了设计工作中的一些实际经验，为今后产品的升级换代提供了宝贵的素材。最后，这次改进得到了用户的一致认可，同时在业界也树立很好的口碑，为北方重工在预制构件成套设备领域内的开拓进取增色不少。

3 结束语

为了更好地占领混凝土预制构件自动化生产成套装备未来庞大的市场，积极推进我国建筑工业化的快速发展，北方重工集团公司决定全力研发具有国际先进水平的混凝土预制构件成套装备，实现集团公司的升级转型、由“大到强”的跨越。