CN103921342B - 冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置和方法 - Google Patents

Abstract

冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置和方法，属于节能建筑工艺领域。在坯体（1）左右两侧设置纵向切割机组，在坯体（1）上方设置横向切割机组，其特征在于：在坯体（1）两侧设置可进退平行移动的冲拉制孔装置，冲拉制孔装置包括安装在坯体（1）一侧的刀架（5）、刀架（5）上安装的冲拉刀具（4）、带动刀架（5）进退的进退组件和对应安装在坯体（1）另一侧的护板（16），进退组件底部对应设有带动进退组件实现前后移动的组件。本发明无需后续切割加工、砌块坯体养护前就带有规整凹槽，改善了现场人工切割效率低、劳动强度大、施工的人力成本高、拉结筋槽的质量变动大、且尘灰飞扬环境差等缺陷。

Description

冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置和方法

技术领域

冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置和方法，属于节能建筑工艺领域。

背景技术

在节能建筑技术领域，围护结构的墙体绝大多数采用蒸压加气混凝土砌块GB1196802006、泡沫混凝土砌块JG/T26602011。其中，蒸养加气混凝土砌块，都是长L=600mm、高H=240mm、宽B=200mm（H、B较多采用H=240mm、宽B=200mm，也有其他规格）的长方体构件。这些构件的外表面都是由切割机上的切割钢丝（或直尺切刀）切割而成的“平面”，显然，目前切割机不具备开出凹槽的能力，换言之，现有的生产方法不能制造带凹槽的砌块。

而在墙体砌筑中，通常需要设置拉结筋，因而在砌块顶面（或底面）、在砌块的长度方向上，必须切挖出容纳拉结筋的通槽；在墙体砌筑中还需要设置穿线管，以备电气安装的布线，因而在砌块的侧面必须切挖出容纳穿线管的凹槽，这项施工与现场施工拉结筋槽的不足相似，而且难度更大。尤其，抗震设防7级及其以上的建筑，工程建设规范要求，在一定墙高间隔上必须设置整体拉结筋，砌块需要切挖“拉结筋槽”的比例在50%左右。在砌块出厂前，尽管可以采用切槽设备完成，但需要逐块切割，效率低下；目前通常的做法是砌筑现场人工切割，效率低、劳动强度大、施工的人力成本高、拉结筋槽的质量变动大、且尘灰飞扬环境差。

除此之外，寻求与这些工艺有所根本不同的技术方法，制备加气混凝土砌块，以克服上述技术方法的不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种无需后续切割加工、砌块坯体养护前就带有规整凹槽的冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的方法和装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置，包括切割台和铺设在切割台顶部的坯体载板，在坯体左右两侧设置纵向切割机组，在坯体上方设置横向切割机组，其特征在于：在坯体两侧设置可进退平行移动的冲拉制孔装置，冲拉制孔装置包括安装在坯体一侧的刀架、刀架上安装的冲拉刀具、带动刀架进退的进退组件和对应安装在坯体另一侧的护板，进退组件底部对应设有带动进退组件实现前后移动的组件。

优选的，所述的进退组件包括两级进退机构，一级进退机构下部通过级间固定件连接二级进退机构，一级进退机构包括一级进退杆和一级进退座，一级进退杆一端安装刀架，一级进退杆能够按照进退时序在一级进退座内左右滑动；二级进退机构包括二级进退杆、输出杆、进退头、进退机座、固定板、接长支架和二级进退座，二级进退杆准确地按照进退时序在二级进退座内左右滑动。

进一步的，所述的二级进退杆通过输出杆、进退头、进退机座的连接获得滑动的动力，进退机座通过固定板、接长支架固定到横向切割机组框架上；所述的进退头与进退机座之间或一级进退杆与一级进退座之间的滑动，可采用螺旋推进、连杆摆动、气动推进或液压推进的方式完成；采用配重体平衡各个滑动构架的重心，设置弹簧缓减滑动的不平稳冲量。

优选的，所述的冲拉刀具设有多组，纵向排列在刀架上，冲拉刀具包括刀杆、刀杆前端呈尖锥状的冲拉刀头、冲拉刀头后部的成型刀和翼刀，成型刀通过翼刀与刀杆固接；刀架固结了冲拉刀具的刀杆，固结位置与坯体上的排样、分离方案相对应，其与坯体的垂直度与凹槽的精度要求相对应。

进一步的，所述的成型刀由薄片钢材制成，其形状与冲拉孔的横截面相对应，采用两个以上刀体组合。

优选的，所述的护板设置在坯体受冲拉的背面，护板上制有与冲拉刀具安装位置相对应的孔，护板安装在护板架上，护板架固结到下部设置的右侧进退组件上，右侧进退组件与刀架下部的进退组件采用相同的结构。

一种上述的冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、按照加气混凝土砌块上设定的凹槽的位置，确定加气混凝土砌块在坯体上的排样、分离方案；根据加气混凝土砌块在坯体上的排样、分离方案，将坯体空翻后，放置在坯体载板上，利用纵向切割机组的钢丝对坯体进行切割，完成纵切分离，再利用横向切割机组的切割钢丝下行切割，形成横向分离，砌块厚度200mm随即生成；

b、根据砌块在坯体上的排样、分离方案，确定冲拉刀具的布置位置按照加气混凝土砌块上的凹槽的截面尺寸，确定冲拉刀具的构造和尺寸；

c、选定机组，在坯体一侧安装冲拉制孔装置，确定冲拉制孔装置的冲拉行程、冲拉时序；

d、编制带有冲拉制孔工艺步骤的切割工艺程序，利用冲拉制孔装置按照程序完成冲拉制孔、切割成槽工序；

e、加气混凝土砌块切割后的进行编组、养护。

有现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、无需后续切割加工、砌块坯体养护前就带有规整凹槽：在坯体一侧设置冲拉制孔装置，由冲拉制孔装置在坯体切割过程中完成冲拉成孔、切割成槽，其机理立足坯体的特定力学特性，方法新颖，改善了现场人工切割效率低、劳动强度大、施工的人力成本高、拉结筋槽的质量变动大、且尘灰飞扬环境差等缺陷，对于蒸压加气混凝土砌块制造和施工的技术进步具有确定的意义。

2、在一般加气混凝土墙体构件的生产线上也可改进使用，在一般加气混凝土墙体构件的生产线上增设冲拉制孔装置，即可制造带有凹槽的加气混凝土砌块，投入不高；可以工厂化、成本低、高效率地生产带凹槽的加气混凝土砌块，所生产的砌块，对于简化施工过程，节省施工工时、改善的施工环境，具有显著的有益效果，考虑到墙体砌筑面大量广，其经济效益和社会效益显著。

附图说明

图1为带凹槽砌块的坯体排样示意图。

图2为冲拉成孔装置的主视图示意图。

图3为冲拉成孔装置的右视图示意图。

图4为冲拉刀具的主视图示意图。

图5为图4的E-E剖视示意图。

其中：1、坯体2、坯体载板3、切割台4、冲拉刀具401、刀杆402、冲拉刀头403、翼刀404、成型刀5、刀架6、一级进退杆7、一级进退座8、级间固定件9、二级进退杆901、输出杆902、进退头903、进退机座904、固定板905、接长支架10、二级进退座11、接长架12、横向切割机组框架13、切割机轮14、切割机导轨15、配重体16、护板17、护板架18、横切机架19、横切钢丝20、纵切分离面21、横切分离面22、冲拉孔Ⅰ23、冲拉孔Ⅱ24、冲拉孔Ⅲ25、冲拉孔Ⅳ26、右侧进退组件。

具体实施方式

图1~5是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~5对本发明做进一步说明。

实施例1

参照附图1~5：本实施例中，砌块尺寸为长600mm、高240mm、宽200mm；凹槽在砌块的顶面的中间位置，其轴线与砌块的600mm的长度方向一致，其截面深7mm、宽14mm，底部圆角R=2,5mm；坯体公称尺寸是：4200mm长、1200mm高、600mm宽；在空翻切割机生产线上，加装冲拉成孔装置制作该砌块。

冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置，包括切割台3和铺设在切割台3顶部的坯体载板2，在坯体1左右两侧设置纵向切割机组，在坯体1上方设置横向切割机组，在坯体1两侧设置可进退平行移动的冲拉制孔装置，冲拉制孔装置包括安装在坯体1一侧的刀架5、刀架5上安装的冲拉刀具4、带动刀架5进退的进退组件和对应安装在坯体1另一侧的护板16，进退组件底部对应设有带动进退组件实现前后以后的移动组件。

进退组件包括两级进退机构，一级进退机构下部通过级间固定件8连接二级进退机构，一级进退机构包括一级进退杆6和一级进退座7，一级进退杆6一端安装刀架5，一级进退杆6能够按照进退时序在一级进退座7内左右滑动；二级进退机构包括二级进退杆9、输出杆901、进退头902、进退机座903、固定板904、接长支架905和二级进退座10，二级进退杆9准确地按照进退时序在二级进退座10内左右滑动。对于与坯体的距离较大的切割机机架，采用两级或多级进退；一级进退杆6带动刀架5按照预设的指令完成冲压（进刀制孔）和后退（退刀排屑清孔）。

二级进退杆9通过输出杆901、进退头902、进退机座903的连接获得滑动的动力，进退机座903通过固定板904、接长支架905固定到横向切割机组框架12上；进退头902与进退机座903之间或一级进退杆6与一级进退座7之间的滑动，可采用螺旋推进、连杆摆动、气动推进或液压推进的方式完成，本实施例采用液压推进；本实施例采用配重体15平衡各个滑动构架的重心，未设置弹簧缓减滑动的不平稳冲量；一级进退座7、进退机座903安装在切割机框架上，优选的分别通过接长架11、接长支架905安装在横向切割机组框架12上，横向切割机组框架12通过切割机轮13在切割机导轨14上移动，完成切割机组相对于切割台3（坯体载板2、坯体1）的就位和退出。

冲拉刀具4设有多组，纵向排列在刀架5上，冲拉刀具4包括刀杆401、刀杆401前端呈尖锥状的冲拉刀头402、冲拉刀头402后部的成型刀404和翼刀403，成型刀404通过翼刀403与刀杆401固接，这里采用钎焊固结，也可采用氩弧焊焊接或胶结；刀架5固结了冲拉刀具4的刀杆401，固结位置与坯体上的排样、分离方案相对应，其与坯体1的垂直度与凹槽的精度要求相对应。成型刀404由薄片钢材制成，当砌块的凹槽截面尺寸较大时，采用两个或两个以上刀体组合，刀头前冲压的推进中，成型刀404、翼刀403切割出预期的冲拉孔，切屑散落在预期的冲拉孔的孔壁和刀杆401之间。冲拉刀具4完成前冲压行程后，开始后退，后退中，成型刀404对预期的冲拉孔做精整，切屑被挤压堆积、并随刀体组合的后退被带出预期的冲拉孔外，残存在孔内的少量切屑与孔壁松散接触，容易清除，对砌筑施工的影响可以忽略。

成型刀404的形状与冲拉孔的横截面相对应，采用两个或两个以上刀体组合。

护板16设置在坯体1受冲拉的背面，护板16上制有与冲拉刀具4安装位置相对应的孔，护板16安装在护板架17上，护板架17固结到下部设置的右侧进退组件26上，右侧进退组件与刀架5下部的进退组件采用相同的结构。

冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的方法，主要包括以下步骤：

a、按照加气混凝土砌块上凹槽的位置，确定砌块在坯体1上的排样、分离方案；根据砌块在坯体1上的排样、分离方案，确定冲拉刀具4的布置位置。

具体的，空翻后，坯体载板2上的坯体1，静停在切割台3上，纵切机组（图中未做表示）沿切割机导轨14纵向行走、利用钢丝对坯体1进行切割，完成纵切分离面20、形成砌块的240mm的高、修切出600mm的长（见图1的标注、图2的标注）；纵切机组切割后停车待命；横向切割机组适时启动，跨骑在坯体1的切割位置，停车；开启横切机架18的下行运动，带着横切钢丝19下行，形成坯体1上的横切分离面21，砌块厚度200mm随即生成。

多个冲拉刀具4的布置位置是：对应图1中，相邻两个冲拉刀具4的上下的中心间距为（240×2＋钢丝直径），左右的中心间距为（200＋钢丝直径）；最上排、最左端的冲拉刀具4的中心线在纵向的最上（或最下）的纵切分离面20上（纵切分离面20以上有坯体1的余料层），与坯体的最左端（图1）的横切分离面21,间距为100mm。

b、按照砌块的凹槽截面尺寸，确定冲拉刀具4的构造和尺寸；

具体的，冲拉孔Ⅳ25为：15mm×14mm。冲拉刀具4的成型刀404（见图5）径向尺寸为15mm（7×2＋1，1mm为钢丝直径和公差预留）×14毫米、四圆角R2.5mm，用0.6mm不锈钢带折弯、对接而成。冲拉刀头402的形状为四棱锥；冲拉刀头402与成型刀404之间留有10mm退屑槽。翼刀403用0.6mm不锈钢裁剪而成，一边与成型刀404固结（氩弧焊），一边插入并胶结到刀杆401的窄槽中。因冲拉孔Ⅳ25为15mm×14毫米，尺寸不大，采用所叙述的单组刀具即可。

c、选定机组安装冲拉制孔装置，确定冲拉制孔装置的冲拉时序、冲拉行程；

具体的，选定在横向切割机组的横向切割机组框架12上安装带“两级进退的”冲拉制孔装置。在横向切割机组跨骑在坯体1的切割位置、停车时，带着冲拉刀具4的刀架5、带着护板16的护板架17均处于冲压的起始位置，与坯体1的对应面的距离为较小的“工艺间距”，横切机架18的下行运动不予开启，开启冲拉制孔装置的一级进退杆6，一级进退杆6带着刀架5、冲拉刀具4向右滑动，冲拉刀头402冲插、挤压进入坯体1→冲压穿透坯体1→随后进入护板16的对应孔中，坯体1主要因冲拉刀头402的挤压、少量因成型刀404切割而形成冲拉孔Ⅳ25；同时开启冲拉制孔装置的一级进退杆6、二级进退杆9从右至左（见图2）的滑动，一级进退杆6后退至冲压的起始位置，静置待命，二级进退杆9退至滑动的最左端，静置待命，其标志是冲拉刀头402的空间位置退至最左端，护板16、护板架17相对应地从左向右退至最右端；避开了横向切割机组上的横切机架18下行时的干涉。

此时，启动横切机架18的下行运动、至下限位置，横切机架18上的横切钢丝19完成横切分离面21的切割；随后，横切机架18上行，横切钢丝19退出坯体1，回归并停留在切割前的位置状态。适时，启动二级进退杆9从左向右滑动（一级进退杆6不动），至右端二级进退杆9的最右位置，停止待命；护板架17也同时由右向左滑动至最左端，停止待命。

横向切割机组利用切割机轮13沿切割机导轨14返回、脱离“跨骑在坯体1的切割位置”状态，退回到其起始位置。

本实施例，冲拉刀具4的工作行程为600mm，冲压的全行程为700mm；拉孔退屑的行程为700mm；二级进退杆9的进退行程为820mm。护板16的进退行程为830mm。

d、编制带有冲拉制孔工艺步骤的切割工艺程序，按照程序完成切割；

具体的，结合上述，切割工艺程序的主要工步如下：坯体1空翻就位于切割台3→纵向机组骑跨过切割台3，完成纵切分离面20的切割并停止待命→横向机组骑跨到切割台3的位置并静停、护板16处于防护状态的位置→冲拉制孔装置的冲拉刀具4进给、冲压成毛孔→冲拉制孔装置的冲拉刀具4后退、排屑并对毛孔精整，护板16后退→冲拉制孔装置的冲拉刀具4、刀架5、护板16继续后退，让出横切机架18的下行和上行空间→横切机架18下行切割、上行退刀并复位→横向切割机组、纵切机组后退至初始位置，冲拉制孔装置的刀架5、护板16前进至待工作状态→移走冲孔、切割后的坯体1→吊运第二块坯体1翻转就位于切割台3，开始下一个工作循环，以此类推。调整原来的切割过程的各个工步的时序，使切割总工序的时间不做延长，以免降低产能。

e、坯体切割前的制浆、浇筑、预养护，切割后的编组、养护等与常规相同。

实施例2

结合附图1~5：本实施例中，砌块的尺寸为长600mm、高300mm、宽200mm（参见图1中坯体1的右端），凹槽在砌块的侧面，截面为带R=30mm的半圆弧、宽60mm、深70mm、口部有90mm宽12mm深的矩形台阶。

本实施例与实施例1相似，不同之处是：

1、砌块在坯体1上的排样和切割方案为：在坯体4200mm的方向上，由横切分离面21得到砌块的600mm长；在坯体600mm的方向上，由坯体内的纵切分离面20得到砌块的300mm高；在坯体1200mm方向上，由纵切分离面20得到砌块的200mm宽（参见图1中坯体1的右端），凹槽在坯体的侧表面的中间位置，其轴线与坯体1的侧面垂直。

2、冲拉刀具4采用三级刀具组合（初切组、再切组、终切组），每组刀具组合的刀杆401、冲拉刀头402、翼刀403、成型刀404，依次增大；终切组的成型刀404采用1.2mm的不锈钢板制造，宽50mm、围成的图形是两个凹槽截面对称组合的图形；翼刀403采用1.2mm的不锈钢板制造，数量8个、角度均布。冲拉形成的孔为冲拉孔Ⅰ22（见图1）

3、刀架5上固接冲拉刀具4的孔的位置和孔径作对应改变。

4、冲压进刀、精整退刀的动力采用液压。

实施例3

结合图1~5，本实施例中，砌块尺寸为长600mm、高240mm、宽200mm；凹槽在砌块的顶面的中间位置，轴线与砌块的600mm的长度方向一致，截面深7mm、宽14mm，底部圆角R=2.5mm；在坯体公称尺寸4200mm长、1200mm高、600mm宽的坯体，使用空翻切割机的生产线上，加装冲拉成孔装置制作该砌块。

与实施例1基本相同，不同之处是：冲拉孔Ⅱ23，设置在横切分离面21上，刀架5上固定冲拉刀具4的位置做对应变化。

实施例4

结合图1~5，本实施例中，砌块尺寸为长600mm、高240mm、宽200mm，不同之处是：为增加热交换强度、缩短蒸压养护时间，在坯体1上增设工艺孔ф12mm，冲拉孔Ⅲ24布设在砌块的端面上。

与实施例1相似，不同之处：刀架5上固结冲拉刀具4的位置做对应改变；成型刀404成圆筒形状；冲拉刀头402为圆锥形。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置，包括切割台（3）和铺设在切割台（3）顶部的坯体载板（2），在坯体（1）左右两侧设置纵向切割机组，在坯体（1）上方设置横向切割机组，其特征在于：在坯体（1）两侧设置可进退平行移动的冲拉制孔装置，冲拉制孔装置包括安装在坯体（1）一侧的刀架（5）、刀架（5）上安装的冲拉刀具（4）、带动刀架（5）进退的进退组件和对应安装在坯体（1）另一侧的护板（16），进退组件底部对应设有带动进退组件实现前后移动的组件；

所述的冲拉刀具（4）设有多组，纵向排列在刀架（5）上，冲拉刀具（4）包括刀杆（401）、刀杆（401）前端呈尖锥状的冲拉刀头（402）、冲拉刀头（402）后部的成型刀（404）和翼刀（403），成型刀（404）通过翼刀（403）与刀杆（401）固接；刀架（5）固结了冲拉刀具（4）的刀杆（401），固结位置与坯体上的排样、分离方案相对应，其与坯体（1）的垂直度与凹槽的精度要求相对应。

2.根据权利要求1所述的冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置，其特征在于：所述的进退组件包括两级进退机构，一级进退机构下部通过级间固定件（8）连接二级进退机构，一级进退机构包括一级进退杆（6）和一级进退座（7），一级进退杆（6）一端安装刀架（5），一级进退杆（6）能够按照进退时序在一级进退座（7）内左右滑动；二级进退机构包括二级进退杆（9）、输出杆（901）、进退头（902）、进退机座（903）、固定板（904）、接长支架（905）和二级进退座（10），二级进退杆（9）准确地按照进退时序在二级进退座（10）内左右滑动。

3.根据权利要求2所述的冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置，其特征在于：所述的二级进退杆（9）通过输出杆（901）、进退头（902）、进退机座（903）的连接获得滑动的动力，进退机座（903）通过固定板（904）、接长支架（905）固定到横向切割机组框架（12）上；所述的进退头（902）与进退机座（903）之间或一级进退杆（6）与一级进退座（7）之间的滑动，可采用螺旋推进、连杆摆动、气动推进或液压推进的方式完成；采用配重体（15）平衡各个滑动构架的重心，设置弹簧缓减滑动的不平稳冲量。

4.根据权利要求1所述的冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置，其特征在于：所述的成型刀（404）由薄片钢材制成，其形状与冲拉孔的横截面相对应，采用两个以上刀体组合。

5.根据权利要求1所述的冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置，其特征在于：所述的护板（16）设置在坯体（1）受冲拉的背面，护板（16）上制有与冲拉刀具（4）安装位置相对应的孔，护板（16）安装在护板架（17）上，护板架（17）固结到下部设置的右侧进退组件（26）上，右侧进退组件与刀架（5）下部的进退组件采用相同的结构。

6.一种利用权利要求1~5任一项所述的冲拉制孔、切割成槽制备加气混凝土砌块的装置的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、按照加气混凝土砌块上设定的凹槽的位置，确定加气混凝土砌块在坯体（1）上的排样、分离方案；根据加气混凝土砌块在坯体（1）上的排样、分离方案，将坯体（1）空翻后，放置在坯体载板（2）上，利用纵向切割机组的钢丝对坯体（1）进行切割，完成纵切分离，再利用横向切割机组的切割钢丝下行切割，形成横向分离，砌块厚度200mm随即生成；

b、根据砌块在坯体（1）上的排样、分离方案，确定冲拉刀具（4）的布置位置按照加气混凝土砌块上的凹槽的截面尺寸，确定冲拉刀具（4）的构造和尺寸；

c、选定机组，在坯体（1）一侧安装冲拉制孔装置，确定冲拉制孔装置的冲拉行程、冲拉时序；

d、编制带有冲拉制孔工艺步骤的切割工艺程序，利用冲拉制孔装置按照程序完成冲拉制孔、切割成槽工序；

e、加气混凝土砌块切割后的进行编组、养护。