CN104289460A - 一种管桩生产用钢模自动清扫装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管桩生产用混凝土钢模自动清扫装置，采取的技术方案为在生产线上架设支撑架，支撑架上安装轴系清扫组件，所述轴系清扫组件包括减速电机、机壳、转轴、第一轴承座组件、第二轴承座组件、支座、第三轴承座组件和钢刷，跟随生产线上的传送带一起移动的钢模从支撑架下方穿过，转动的钢刷清扫钢模边沿上的混凝土。本装置减少了企业的用人成本，设计合理，可靠，成本低，效果好，适于批量生产，有广阔的市场前景。

Description

一种管桩生产用钢模自动清扫装置

技术领域

本发明特指一种在管桩业中能够自动清扫钢模边沿混凝土的装置，主要适用于中国自动化程度不高且生产粗放的管桩制造业。 

背景技术

上世纪60年代末，为了适应铁道桥梁工程的基础设施建设的需求，中国出现了管桩业。现如今，随着改革开放和经济建设的高速发展，混凝土管桩的应用从铁道系统扩大到工业与民用建筑、市政、冶金、港口、公路等领域。尤其在长三角和珠三角地区，由于地质条件适合管桩的使用，混凝土管桩的需求量猛增，管桩业也因为这种高需求，一直保持持续迅猛的发展势头。 

现如今，中国管桩业管桩制造的一般工艺流程为：1.装笼；2.混凝土料混合搅拌；3.布料；4.合模；5.张拉；6.离心；7.常压蒸养；8.拆模；9.高压蒸养；10.成品堆场。而在管桩业高度发达的日本，混凝土管桩制造业的一般工艺流程为：1.装笼；2.合模；3.张拉；4.混凝土料混合搅拌；5.混凝土泵送入模；6.离心；7.常温蒸养；8.脱模；9.高压蒸养；10.成品堆场。中国与日本管桩生产工艺流程上的明显不同在于合模的顺序，这直接影响到混凝土料入模的方式，中国混凝土料因为在入模时管桩钢模尚未合模，所以混凝土料是直接从搅拌机下出口落入管桩下钢模，而日本则因为混凝土料入模时管桩钢模已经合模，所以混凝土料是泵送入模。中国管桩业这种混凝土入模方式直接导致了生产过程中一系列问题的出现，其中一个问题是这样的，当混凝土从上方的混凝土搅拌器落入下方的半圆柱形的下模中之后，有一些混凝土料会落到下模的边沿上，根据中国国内管桩业现有的工艺，布料之后就是合模，下模的边沿部分是连接面，合模时会与上模的边沿接合，而现有工艺上混凝土会落到下模的边沿(接合面)上，影响上下模的严密接合，对于这个问题，现在国内的管桩厂采用的解决方案是在布料之后，安排工人在生产线上对下模边沿进行人工清扫，平均一条生产线需要两到三个人专门负责清扫，耗时耗力，同时增加了人力成本。总结以上的研究和分析，现在国内管桩业在布料之后人工清扫混凝土的程序存在以下的缺点： 

1.每条生产线需要专门安排两到三名工人清扫，耗费大量人力，企业的人力成本提高；2.在清扫过程中生产线上的钢模一直在运动过程中，工人在清扫过程中存在安全隐患；3.现有工艺中，混凝土在下模边沿堆积量比较多，人工清扫工作量大，工人工作环境差；4.为了适合工人清扫，钢模运动速度必须放低，影响生产效率。 

然而，近年来国内针对管桩行业生产中混凝土清扫装置的研究和设计几乎为零，生产工艺粗放，工人工作环境差，企业人力成本高。 

发明内容

本发明的目的是提供一种管桩生产用钢模自动清扫装置，提高生产效率，节约人力成本。 

本发明采取的技术方案为：一种管桩生产用钢模自动清扫装置，包括支撑架，所述支撑架的两端对称安装有轴系清扫组件，所述轴系清扫组件包括减速电机、机壳、转轴、第一轴承座组件、第二轴承座组件、支座、第三轴承座组件和钢刷，所述减速电机固定安装在所述机壳上方，所述机壳固定安装在所述支座上，所述支座固定安装在所述支撑架的上表面上，所述转轴通过凸缘联轴器与所述减速电机连接，所述转轴依次穿过所述第一轴承组件、第二轴承组件、支座和第三轴承座组件，所述转轴、所述第一轴承座组件和所述第二轴承座组件位于所述机壳内部，所述第一轴承座组件和所述第二轴承座组件之间通过螺栓Ⅰ固定连接，所述第二轴承座组件端面通过螺栓Ⅱ固定在所述支座上表面上；所述第三轴承座组件通过螺栓Ⅱ固定在所述支座下表面上，所述钢刷通过防松螺母固定在所述转轴的末端。 

上述方案中，所述第一轴承组件内部安装一个深沟球轴承，所述第二轴承组件内部安装有两个推力球轴承，其中一个推力球轴承定位在所述第一轴承座组件端面和所述转轴的轴肩之间，另外一个推力球轴承定位在所述转轴的轴肩和所述支座的上表面之间；所述第三轴承座组件内部安装一个深沟球轴承。 

上述方案中，所述钢刷上的刷毛呈环形布置，所述转轴的末端呈长方体状，所述钢刷的中部设有与所述长方体相配合的方形孔。 

进一步地，所述钢刷上的刷毛长度大于2cm，刷毛的宽度大于等于钢模边沿的宽度。 

上述方案中，所述支撑架的上表面上设计有轨道，所述支座在固定之前能够在上表面上沿着轨道移动，从而使所述钢刷与钢模边沿对准。 

上述方案中，所述机壳呈圆柱筒形，在所述机壳上安装有透视盖。 

上述方案中，所述支撑架位于钢模传送带的上方，所述支撑架通过四个地脚螺栓固定在地面上。 

上述方案中，所述转轴的材料为45钢，须经过调质，淬火处理；所述支撑架的材料为铸铁，毛坯采用铸造工艺；所述支座的材料为铸铁，毛坯采用铸造工艺；所述机壳的材料为铸铁，毛坯采用铸造工艺。 

本发明的有益效果主要表现在以下几个方面：1.本装置支撑架呈龙门形架设在生产线 上，轴系清扫组件安装在支撑架上，整个装置的稳定性好。2.本装置钢刷的刷毛具有一定的可弯曲性，能够避免被钢模边沿上的销钉卡死。3本装置钢刷安装在轴系清扫组件的最下方，钢刷磨损后，无需拆装其他零件，可直接更换钢刷，更换简单方便。4.本装置的轴系清扫组件在钢模上可以自由移动，从而调整钢刷的位置，可以适应不同直径的钢模。5.在管桩业传统的工艺过程中，布料和合模这两个工艺之间需要清扫钢模边沿，现在采用人工清扫，安装本装置在生产线上后，可以节省这部分人力，节省企业的用人成本。6.本装置避免了工人在运动的生产线上直接清扫，减小了安全隐患。7.本装置运动部件外围设有保壳体，可以防止混凝土污染运动部件，可在生产环境较差的情况下正常工作。8.本装置可以根据不同的混凝土情况更换不同的钢刷，并且可根据不同工况调整钢刷转速，适应性强，应用范围广。9.本装置同时使用深沟球轴承和推力球轴承，轴系清扫组件工作稳定性高，整台装置使用寿命长。 

附图说明

图1是本发明装置主剖视图。 

图2是本发明装置左视图。 

图3是本发明装置俯视图。 

图4是本发明装置动力源主视图。 

图5是本发明装置联轴器剖视图。 

图6是本发明装置轴系清扫组件主剖视图。 

图7是本发明装置第一轴承座组件主剖视图。 

图8是本发明装置第二轴承组件主剖视图。 

图9是本发明装置第三轴承组件主剖视图。 

图10是本发明装置钢刷主剖视图。 

图11是本发明装置工作(钢模从下方穿过)主视图。 

图12是本发明装置工作(钢模从下方穿过)俯视图。 

图中：1支撑架 2防松螺母 3钢刷 4转轴 5封油毡圈Ⅰ 6轴承端盖 7橡胶垫圈Ⅰ 8螺栓Ⅰ 9深沟球轴承 10弹性挡圈 11第三轴承座组件 12螺栓Ⅱ 13弹簧垫圈Ⅰ 14螺栓Ⅲ 15机壳 16螺栓Ⅳ 17透视盖 18螺栓Ⅴ 19减速电机 20键 21凸缘联轴器 22第一轴承座组件 23橡胶垫圈Ⅱ 24推力球轴承 25封油毡圈Ⅱ 26第二轴承座组件 27销28支座 29螺栓Ⅵ 30弹簧垫圈Ⅱ 31六角螺母。 

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。 

如图1所示，一种管桩生产用钢模自动清扫装置，包括支撑架1，所述支撑架1的两端对称安装有轴系清扫组件，所述轴系清扫组件包括减速电机19、机壳15、转轴4、第一轴承座组件22、第二轴承座组件26、支座28、第三轴承座组件11和钢刷3，所述减速电机19固定安装在所述机壳15上方，所述机壳15固定安装在所述支座28上，机壳15呈圆柱筒形，作用有两个，一是支撑位于轴系清扫组件最上方的减速电机，二是保护其他的轴系清扫组件的零件。机壳15上设计有一个透视盖17，用于在出现故障时，观察轴系清扫组件的工作情况。支座28固定安装在所述支撑架1的上表面1-1上，所述转轴4通过凸缘联轴器21与所述减速电机19连接，所述转轴4依次穿过所述第一轴承组件22、第二轴承组件26、支座28和第三轴承座组件11，所述转轴4、所述第一轴承座组件22和所述第二轴承座组件26位于所述机壳15内部，所述第一轴承座组件22和所述第二轴承座组件26之间通过螺栓Ⅰ8固定连接，所述第二轴承座组件26端面通过螺栓Ⅱ12固定在所述支座28上表面上；所述第三轴承座组件11通过螺栓Ⅱ12固定在所述支座28下表面上，所述钢刷3通过防松螺母2固定在所述转轴4的末端。 

如图2和图3所示，动力源由减速电机19经过键20和凸缘联轴器21进行传递，减速电机19内部电机提供一定的转速，经减速电机19内部的减速器减速，从输出轴输出一定的转速，凸缘联轴器21随着减速电机19一起转动，并通过键20将转矩传递给转轴4，使得转轴4以一定速度转动。 

如图4所示，轴系清扫组件主要包括第一轴承组件22、第二轴承组件26、支座28和第三轴承座组件11，螺栓Ⅱ12、弹簧垫圈Ⅰ13、螺栓Ⅲ14、螺栓Ⅳ16、透视盖17、螺栓Ⅴ18、销27、螺栓Ⅵ29、弹簧垫圈Ⅱ30和六角螺母31，减速电机19通过四个螺栓Ⅴ18与机壳15相连接，机壳15通过六个弹簧垫圈Ⅰ13和六个螺栓Ⅲ14与支座28相连接，两个销27起到定位作用；在机壳15上，设计有透视盖17，透视盖17的材料是透明塑料玻璃，透视盖17通过四个螺栓Ⅳ16与机壳15相连接，透视盖17的作用是在设备出现故障时，透过透视盖可以观察轴系清扫组件的工作情况；支座28的作用是支撑第一轴承组件22、第二轴承组件26、机壳15和减速电机19，每个支座28通过六个螺栓螺母结构与支撑架相连接，每个螺栓螺母结构由一个螺栓Ⅵ29、一个弹簧垫圈Ⅱ30和一个六角螺母31组成，当螺栓螺母结构松开时，支座28可以沿着轨道在支撑架1上一定范围内左右移动，螺栓螺母结构拧紧时，支座28将不能再移动；第三轴承座组件11的作用是支撑轴系清扫组件在支座28下面的部分，保证轴系清扫组件中的转动件转动平稳，第三轴承座组件11通过六个螺栓Ⅱ12 与支座28相连接，两个销27起到定位作用。下面具体介绍轴系清扫组件各核心部件的结构。 

结合图5，轴系清扫组件的第一轴承组件由螺栓Ⅰ8、轴承端盖6、橡胶垫圈Ⅰ7、深沟球轴承9、弹性挡圈10、封油毡圈Ⅰ5组成。转轴4穿过深沟球轴承9，深沟球轴承9的两侧分别有一个弹性挡圈10，弹性挡圈10起到定位的作用，轴承9安装在第一轴承座组件22的内孔中，轴承9的下端面由第一轴承座组件上的凸台定位，轴承9的上端面被轴承端盖6压紧，在轴承端盖6下方设计有橡胶垫圈Ⅰ7，起到密封作用，轴承端盖6通过六个螺栓Ⅰ8固定连接在第一轴承组件的本体上，在轴承端盖6与转轴4之间设计有封油毡圈Ⅰ5，起到密封的作用。 

结合图6，轴系清扫组件第二轴承组件由螺栓Ⅱ12、螺栓Ⅰ8、转轴4、封油毡圈Ⅰ5、橡胶垫圈Ⅱ23、推力球轴承24、封油毡圈Ⅱ25、销27组成。在第二轴承组件的最下端，安装有支座28，在支座28的正中间上表面，安装有推力球轴承24，推力球轴承24上圈与转轴4的轴肩下表面接触，推力球轴承24的下圈与支座28上表面接触，这种安装方式能保证轴承24上圈与转轴4一起转动而轴承24下圈不转动，既能将轴系零件的重量传递给支座28又保证转轴4平滑的转动，第二轴承座26通过两个销27在支座28上被定位，第二轴承座组件26通过六个螺栓Ⅱ12与支座28相连接，在转轴4轴肩的上表面同样安装有一个推力球轴承24，在这个推力球轴承24的上方与第一轴承座组件22的端面接触，第一轴承座组件22的作用是将两个推力球轴承24压紧，同时也通过压紧两个推力球轴承24，使得转轴4无法上下串动，第一轴承座组件22通过六个螺栓Ⅰ8与第二轴承座组件26相连接，在第一轴承座组件22与第二轴承座组件26的连接端面上设计有橡胶垫圈Ⅱ23，起到密封作用，在第一轴承座组件22与转轴4之间安装有一个封油毡圈Ⅰ5，起到密封作用，在下方的推力球轴承24与支座28之间安装有一个封油毡圈Ⅱ25，起到密封作用。 

结合图7，轴系清扫组件第三轴承组件由螺栓Ⅱ12、弹性挡圈10、深沟球轴承9、螺栓Ⅰ8、橡胶垫圈Ⅰ7、轴承端盖6和封油毡圈Ⅰ5组成。第三轴承组件位于支座28的下表面，第三轴承座组件11通过两个销27被定位在支座28上，第三轴承座组件11通过六个螺栓Ⅱ12与支座28相连接，在第三轴承座组件11靠近下端的位置安装有一个深沟球轴承9，在轴承9的两个端面分别安装有一个弹性挡圈10，起到定位轴承9的作用，轴承9上端面外圈由第三轴承座组件的内孔台阶面定位，轴承9下端外圈被轴承端盖6压紧在第三轴承座组件内部，轴承端盖6通过六个螺栓Ⅰ8与第三轴承座组件的本体相连接，橡胶垫圈Ⅰ7和上下两个封油毡圈Ⅰ5都起到密封作用。 

需要强调的是，轴系清扫组件第二轴承组件的作用是防止转轴4上下串动，第一轴承组件和第三轴承组件安装的两个深沟球轴承段作用是防止转轴4在转动过程中左右晃动，深沟球轴承9和推力球轴承24的同时使用能让转轴4在转动过程中保持位置不变且转动平稳。 

结合图8，轴系清扫组件最下端包括钢刷3和防松螺母2组成，转轴4最下端依次布置成长方体段(两个叉分别表示长方体的两个侧面)和螺纹段，钢刷3上有一个与转轴4长方体段相匹配的方形孔，转轴4插入钢刷3的方形孔当中，然后将防松螺母2拧紧，将钢刷固定在转轴4上，这样钢刷3就能与转轴4以相同速度一起转动。 

具体安装方式：如图9和图10所示，在生产线布料和合模两道工序之间安装本装置，支撑架1安装在传送钢模的生产线的上方，安装位置在生产线上布料工艺和合模工艺之间，支撑架1上安装轴系清扫组件，两个轴系清扫组件在支撑件1的左右各设一个，跟随生产线上的传送带一起移动的钢模从支撑架1下方穿过，将支撑架1通过螺栓螺母结构安装在地面上，然后将一个支座28安放在支撑架1上，将支座28下表面的两个长方体凸缘嵌入支撑架1的轨道中，然后开始安装轴系零件，先在支座28上安装第二轴承座组件26，用两个销27定位，再用六个螺栓Ⅱ12将第二轴承座组件26紧固安装到支座28上，然后在支座28中心孔上方的槽中放入一个封油毡圈Ⅱ25，接着取出转轴4和两个推力球轴承24，将两个推力球轴承24分别从转轴4的上下穿入，用铜锤慢慢敲击，使得两个轴承24分别移动到转轴4的轴肩的两个端面处，接着将带有两个推力球轴承24的轴4穿入支座28的中心孔中，然后取出一个第一轴承座组件22，在其靠近下方的封油毡圈槽中放入一个封油毡圈Ⅰ5，然后在第二轴承座组件26上端面放上一个橡胶垫圈Ⅱ23，接着将第一轴承座组件22安装到第二轴承座组件26上，第一轴承座组件22通过六个螺栓Ⅰ8与第二轴承座组件26相连接，接着取出一个弹性挡圈10，卡入转轴4靠近下方的槽中，然后取出一个深沟球轴承9，从转轴4的上端穿入，用铜锤架敲击，使得轴承9靠紧第一轴承座组件22内的台阶面，然后再取出一个弹性挡圈10，卡入转轴4靠近上方的槽中，接着在第一轴承座组件22的上端面安放一个橡胶垫圈Ⅰ7，然后取出一个轴承端盖6，在其封油毡圈槽中放入一个封油毡圈Ⅰ5，然后再通过六个螺栓Ⅰ8将轴承端盖6连接在第一轴承座组件22上，接着在转轴4最上面一段中的键槽中放入一个键20，然后将凸缘联轴器21从上方插入转轴4，接着安装机壳5，先用四个螺栓Ⅳ16将透视盖17安装到机壳5的透视孔上，然后将机壳5安放到支座28上，通过两个定位销27定位，再用六个螺栓Ⅲ14和六个弹簧垫圈Ⅰ13将机壳5固定到支座28上，再将减速电机19安装到机壳5上，再通过四个螺栓Ⅴ18将机壳5固定到机壳5上， 下面安装轴系清扫组件在支座28下面的部分，在第三轴承座组件11的封油毡圈槽中放入一个封油毡圈Ⅰ5，然后将第三轴承座组件11从转轴4下方套入，用两个定位销27定位，在用六个螺栓Ⅱ12将第三轴承座组件11安装到支座28上，接着拿出一个弹性挡圈10，卡入转轴4靠上方的槽中，然后取出一个深沟球轴承9，从转轴4的下端穿入，用铜锤敲击，使得轴承9移动到轴承9上端面靠紧第三轴承座组件11内的台阶面处，再取出一个弹性挡圈10，卡入转轴靠下方的槽中，接着将一个橡胶垫圈Ⅰ7套入一个轴承端盖6上，再用六个螺栓Ⅰ8将轴承端盖6安装到第三轴承座组件11的下端，接着安装钢刷3，将钢刷3从转轴4下端穿入，一直向上移动到台阶面处，再用防松螺母2将钢刷拧紧到转轴4上，至此，轴系清扫组件全部安装完毕，按同样方式安装另一侧轴系清扫组件，都安装好后，调整轴系清扫组件左右位置，使得钢刷分别对准钢模的左右两个边沿，位置调整好后，每个轴系清扫组件通过六个螺栓螺母结构固定在支撑架1上，每个螺栓螺母结构由一个螺栓Ⅵ29、一个弹簧垫圈Ⅱ30和一个六角螺母31组成。至此本装置安装完毕。 

Claims (8)

1.一种管桩生产用钢模自动清扫装置，其特征在于，包括支撑架（1），所述支撑架（1）的两端对称安装有轴系清扫组件，所述轴系清扫组件包括减速电机（19）、机壳（15）、转轴（4）、第一轴承座组件（22）、第二轴承座组件（26）、支座（28）、第三轴承座组件（11）和钢刷（3），所述减速电机（19）固定安装在所述机壳（15）上方，所述机壳（15）固定安装在所述支座（28）上，所述支座（28）固定安装在所述支撑架（1）的上表面（1-1）上，所述转轴（4）通过凸缘联轴器（21）与所述减速电机（19）连接，所述转轴（4）依次穿过所述第一轴承组件（22）、第二轴承组件（26）、支座（28）和第三轴承座组件（11），所述转轴（4）、所述第一轴承座组件（22）和所述第二轴承座组件（26）位于所述机壳（15）内部，所述第一轴承座组件（22）和所述第二轴承座组件（26）之间通过螺栓Ⅰ（8）固定连接，所述第二轴承座组件（26）端面通过螺栓Ⅱ（12）固定在所述支座（28）上表面上；所述第三轴承座组件（11）通过螺栓Ⅱ（12）固定在所述支座（28）下表面上，所述钢刷（3）通过防松螺母（2）固定在所述转轴（4）的末端。

2.根据权利要求1所述的一种管桩生产用钢模自动清扫装置，其特征在于，所述第一轴承组件（22）内部安装一个深沟球轴承（9），所述第二轴承组件（26）内部安装有两个推力球轴承（24），其中一个推力球轴承（24）定位在所述第一轴承座组件端面和所述转轴（4）的轴肩之间，另外一个推力球轴承（24）定位在所述转轴（4）的轴肩和所述支座（28）的上表面之间；所述第三轴承座组件（11）内部安装一个深沟球轴承（9）。

3.根据权利要求1或2所述的一种管桩生产用钢模自动清扫装置，其特征在于，所述钢刷（3）上的刷毛呈环形布置，所述转轴（4）的末端呈长方体状，所述钢刷（3）的中部设有与所述长方体相配合的方形孔。

4.根据权利要求3所述的一种管桩生产用钢模自动清扫装置，其特征在于，所述钢刷（3）上的刷毛长度大于2cm，刷毛的宽度大于等于钢模边沿的宽度。

5.根据权利要求1或2所述的一种管桩生产用钢模自动清扫装置，其特征在于，所述支撑架的上表面（1-1）上设计有轨道，所述支座（28）在固定之前能够在上表面（1-1）上沿着轨道移动，从而使所述钢刷（3）与钢模边沿对准。

6.根据权利要求1或2所述的一种管桩生产用钢模自动清扫装置，其特征在于，所述机壳（15）呈圆柱筒形，在所述机壳（15）上安装有透视盖（17）。

7.根据权利要求1或2所述的一种管桩生产用钢模自动清扫装置，其特征在于，所述支撑架（1）位于钢模传送带的上方，所述支撑架(1)通过四个地脚螺栓固定在地面上。

8.根据权利要求1或2所述的一种管桩生产用钢模自动清扫装置，其特征在于，所述转轴（4）的材料为45钢，须经过调质，淬火处理；所述支撑架（1）的材料为铸铁，毛坯采用铸造工艺；所述支座（28）的材料为铸铁，毛坯采用铸造工艺；所述机壳（15）的材料为铸铁，毛坯采用铸造工艺。