CN101992500B - 混凝土管材平台振动成型工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土管材的生产工艺，该工艺包括以下步骤：设置振动平台，振动平台为双振幅振源，振幅为1～2的机械振动机；制作移动或非移动模具，模具规格在φ1000-3600mm范围内；配制混凝土；装配和固定模具：将芯模和外模吊起安装，与模具底托连接，并将骨架钢筋网笼装于模具内，将模具固定在振动平台上待浇注振动；在振动平台上的模具口，通过自动浇注装置向模具内浇注混凝土。在振动台支腿之间装有振动胶墩，并减小偏心块的摆幅。本发明振频高、能耗低、振动分布合理、产品成型密实程度高，对纵向、横向振动不会产生任何不良的影响；振动成型速度快，其设备成本仅是芯模振动设备的四分之一；电机功率小，振动时间短，节省能源。

Description

混凝土管材平台振动成型工艺及装置

技术领域

本发明属于钢筋混凝土管材技术领域，特别是一种混凝土管材平台振动成型的方法及装置。 

背景技术

混凝土管材的使用越来越广泛应用工业、城建等各领域。混凝土管材的成型工艺其特点是需要解决成型、排气密实、模具倒换等技术问题。现有混凝土管材成型工艺包括离心式工艺、悬辊式工艺、立式振动工艺、芯模振动工艺等形式。该管材一直以来采用传统的大功率旋转或振动方式生产，它将钢筋骨架或称笼骨架，装于模具的内外模之间，然后放置在工作台上，利用起重设备，通过混凝土下料车或下料锥将混凝土灌装入管模内，旋转或振动成型。该方法成型，振动功率及消耗电能大，功效低；容易造成混凝土分层离析、混凝土密实度低、管子外观质量差等弊病。 

对于螺旋缠绕环向预应力钢筋会产生来自不同方向的振动，使螺旋缠绕环向钢筋在笼骨架上产生松动，笼骨架易变型，影响预应力混凝土管成型质量。 

目前采用的芯模振动是通过调节电机频率，产生可控频率的振动，由电机带动偏心块及芯模旋转产生可控频率的振动，再带动外部模具振动，使模具内混凝土密实，其缺点为：频繁连接与切断芯模与振机，工作效率低；由于现有技术布局引起的振动不均匀，产生混凝土管出现孔洞、蜂窝、麻面等缺陷，特别当外模与成型管抽拔剥离时，造成刮带石粒使管外壁粗糙不平。 

在设备振动平台中，振动传递是采用传统的钢质弹簧做振动传导件。这种传导件具有硬性大，频变高、寿命短、耗能多及共振效果差等缺点；振动成型平台时用的机械振动器，该振动器为全方位的振动形式，与管材振动平台的技术要求不符；现有机械振动器只适用那些要求为全方位的振动，而对于单一方向的特定振动要求并不能满足。如在设计水泥管材振动成型平台时用的机械振动器，该振动器全方位的振动形式，与管材振动平台的技术要求不符。因为水泥管材成型重在纵向挤压，需上下纵向振动，而此时水平横向振动不仅不需要，还会 产生抵消作用。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种混凝土管材平台振动成型的工艺及该工艺涉及的装置。它能使混凝土管无论是纵向预应力钢筋，还是螺旋缠绕环向预应力钢筋，与混凝土的凝聚都能密实，对纵向、横向振动不会产生任何不良的影响，从而使混凝土管混凝土密实程度达到均匀一致；振动成型速度快，其设备成本仅是芯模振动设备的四分之一；可独立更换模具，生产效率高，经改进悬辊法工艺使用的模具可以在此工艺中使用；避免了附着式振动器现有技术布局引起的振动不均匀，导致预应力混凝土管出现孔洞、蜂窝、麻面等缺陷。根据该工艺改进的振动台具有振频高、能耗低、振动分布合理、混凝土在高频微振中更加密实，共振效果快的优点；对偏心块结构的设计使其振动功能符合特定方向振动的要求。 

本发明目的是通过以下技术方案实现的：一种混凝土管材平台振动成型工艺，其特征是该成型工艺包括以下步骤： 

a、设置振动平台：将工作平台和振动平台结合在一起，模具按移动方式与平台组成生产线，采用固定型台式平台，振动平台为双振幅振源，振幅为1～2的机械振动机； 

b、制作移动或非移动模具：将模具设计为组合模具，分为模具底托、外模、芯模，在运行过程中，将模具组合后使用；或设计固定芯模，将外模和底托安装在固定芯模上组合成不可移动模具，模具规格在φ1000-3600mm范围内； 

c、混凝土配制：将水泥、砂、石块与水按比例配制，并置于混凝土自动上料系统内； 

d、装配和固定模具：将芯模和外模吊起安装，与模具底托连接，并将骨架钢筋网笼装于模具内，将装配完毕的模具连接固定在振动平台上待浇注振动； 

e、浇注振动成型：在振动平台上的模具口，通过自动浇注装置向模具内浇注混凝土，边浇注边振动，待浇注完毕亦停止振动，浇注振动持续时间为8-10分钟，之后将模具移至平台之外的成品堆放区； 

f、卸模养生：经过30-40分钟的凝结增强，卸掉模具；将混凝土浇注件于50-90℃蒸汽进行养生4-8h后为成品。 

为实现上述发明，设计一种混凝土管材振动平台并改进振机转轴上的偏心块，以适应振动工艺要求。该装置包括混凝土管材振动台，固定于台板下部的振动机以及安装在振机转轴上的扇形偏心块，偏心块的设计要点是减小偏心块的摆幅。所述振动台有台板、与台板成为整体的支腿，其特征是：在振动台两侧支腿之间设有振动胶墩；所述偏心块的横截面为扇形与转轴孔外围圆缺在扇柄部的结合体，偏心块扇形与圆缺的连接处为圆弧过渡角。

本发明与现有技术相比具有如下优点： 

1、振动效果好，产品成型的密实程度高。平台振动内外模产生挤压力同时纵向振动排气密实，对纵向、横向振动不会产生任何不良的影响，它使管模中的纵向预应力钢筋，还是螺旋缠绕环向预应力钢筋与混凝土都能顺畅凝聚，凝聚后都十分密实并均匀一致；钢筋在笼骨架上不会产生松动，笼骨架不易变型，不会影响管成型质量； 

2、振动成型速度快，速度完全取决于填料时间；按该工艺设计制造的水泥管生产设备，其成本仅是芯模振动设备的四分之一，因此也降低了水泥管材的生产成本；使用电机功率小，振动时间短，耗电低，节省能源； 

3、可独立更换模具，旧式模具利用率高。工位利用率高，因此生产效率高，经过改进，悬辊法工艺使用的模具可以在此工艺中使用； 

4、避免了附着式振动器现有技术布局引起的振动不均匀，产生预应力混凝土管出现孔洞、蜂窝、麻面等缺陷； 

5、混凝土管材振动台具有振频高能耗低、振动分布合理、混凝土在高频微振中更加密实，共振效果快的优点；对偏心块结构的设计使其振动功能符合特定方向振动的要求，振动方向为纵向或横向，如管材模具纵向放置，则上下振动，以消除水平振动；如模具横向放置，则在水平向单向振动。 

下面通过附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。 

图1为本发明振动台结构示意图。 

图2是本发明偏心块结构示意图。 

图3是本发明工艺流程图。 

一、本发明工艺具体实施方案： 

实施例1：三工位立式振动混凝土管材生产线。 

混凝土搅拌站为1m³两台一组。 

模具装配一般可在振动平台上装配，亦可在振动台外装配。 

振动平台同时安装4500×4500mm两组和3000×3000mm一组平台。 

此生产线可生产立式振动成型的所有型号(φ1000-φ3600mm)管材。 

本发明工艺具体步骤： 

a、设置振动平台：选用平面台式固定平台。振动源为机械振动机。对平台规格和振动机能量的选择一般应考虑产品规格，可将产品分为大中型与中小型，即大中型规格φ2200～3600mm与中小型规格φ1000～2000mm。与大中型规格匹配振动平台的外型尺寸设定为4500×4500mm，振机振幅为2，与小型规格匹配振动平台的外型尺寸设定为3000×3000mm，振机振幅为1； 

b、制作移动模具：一般将模具设计为组合模具，分为模具底托、外模、内模(芯模)。在工艺运行过程中，需将模具组合后使用。此外，还可设计固定芯模，将外模和底托安装在固定芯模上组合成不可移动模具。模具规格在φ1000-3600mm范围内； 

c、混凝土配制：将水泥、砂、石块(石块分为三级，细石粒度为0.5～1.5cm，中粗石粒度为2～3cm，粗石粒度为3～5cm。)与水按1∶2∶2∶0.2的重量比配制，置于混凝土自动上料系统内，在搅拌站搅拌待用； 

d、模具装配和固定：将芯(内)模和外模吊起安装，与模具底托连接，并将骨架钢筋网笼装于模具内；将装配完毕的模具链接固定在振动平台上。 

e、浇注成型：通过自动浇注系统向模具内浇注混凝土，边浇注边振动，纵向机械振动器在振动平台中使用时，振频范围在1000-3500次/分钟；在密实混凝土的同时，使水泥管材成型；待浇注完毕亦停止振动；一般浇注持续时间为8-10分钟，然后将模具移至平台之外的成品堆放区； 

f、卸模：将模具和水泥管材吊于平台之外，经过30-40分钟的凝结增强后，卸掉内外模具； 

g、养生：将混凝土浇注件于50-90℃蒸汽进行养生4-8h后为成品。 

本发明平台振动成型工艺，用于立式、水平成型，适用于RCP钢筋混凝土管材、预应力 钢筒混凝土PCCP管材、PVC塑胶防蚀内衬混凝土排水管材。 

二、本发明装置具体实施方案： 

如图1所示，本发明装置振动台是由台板2与支腿21构成振动平台，使台板与支腿21成为整体，台面上放置待振模具3；台板2下部固定有两组(每台电机15千瓦)机械振动机1，振动机1运行时，振机输出轴上的偏心轮带动台板振动，置于台面上的模具3也随着台板同步振动；在振动台两侧的支腿21之间装有振动胶墩22，振动胶墩22为圆柱形，是选用天然橡胶或再生胶制成；在胶墩与支腿21的接触面设置上下护板23，下护板外沿25大于振动胶墩22的外围尺寸，外沿高度设计为1～5cm，以便对胶墩形成外围收拢防护；为防止胶墩在振动及摆动下变形移位，振动胶墩22与支腿21之间装有固定栓24。 

如图2所示，本发明装置适用于三工位立式平台振动管材成型生产线，其中安装三组振动平台，该振动平台采用双振幅振源设计。该振动器偏心块结构：带动偏心块的转轴通过轴销与电机相联，扇形偏心块下方柄部为转轴孔4，通过孔4将偏心块安装在振机转轴上，偏心块的横截面为扇形5与转轴孔4外围圆缺6在扇柄部的结合体，偏心块扇形与圆缺6的连接处为圆弧过渡角。为设计低头减小的摆头结构，克服偏心块大摆动，偏心块扇形5圆弧顶点至转轴轴心的距离设计为15～25cm。在生产特大口径管材时，管材及模具重量超15吨后，可加大加重偏心块，以提高纵向机械振动器的振动力。 

Claims (2)

1.混凝土管材平台振动成型工艺，其特征是该成型工艺包括以下步骤：

a、设置振动平台：将工作平台和振动平台结合在一起，模具按移动方式与平台组成生产线，采用固定型台式平台，振动平台采用两组机械振动机，所述机械振动机的振幅均为1～2；

b、制作移动或非移动模具：将模具设计为组合模具，分为模具底托、外模、芯模，在运行过程中，将模具组合后使用；或设计固定芯模，将外模和底托安装在固定芯模上组合成不可移动模具，模具规格在φ1000-3600mm范围内；

c、混凝土配制：将水泥、砂、石块与水按比例配制，并置于混凝土自动上料系统内；

d、装配和固定模具：将芯模和外模吊起安装，与模具底托连接，并将骨架钢筋网笼装于模具内，将装配完毕的模具连接固定在振动平台上待浇注振动；

e、浇注振动成型：在振动平台上的模具口，通过自动浇注装置向模具内浇注混凝土，边浇注边振动，待浇注完毕亦停止振动，浇注振动持续时间为8-10分钟，之后将模具移至平台之外的成品堆放区；

f、卸模养生：经过30-40分钟的凝结增强，卸掉模具；将混凝土浇注件于50-90℃蒸汽进行养生4-8h后为成品。

2.按照权利要求1所述混凝土管材平台振动成型工艺，其特征是该平台振动成型工艺，用于立式、水平成型，适用于RCP钢筋混凝土管材、预应力钢筒混凝土PCCP管材、PVC塑胶防蚀内衬混凝土排水管材。

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