CN104858279A - 一种全灌浆套筒自动成型机 - Google Patents

Abstract

一种全灌浆套筒自动成型机，包括机架以及设置在机架上的电动机、减速器、滚压机构和进给机构，滚压机构包括一个主压轮和两个辅助压轮，电动机的输出端与减速器的输入端相连接，减速器的输出端通过万向传动轴Ⅰ与主压轮相连接，两个辅助压轮与主压轮呈三角形布置，且两个辅助压轮与主压轮同步同向转动设置，主压轮在一个液压缸的驱动下可向两个辅助压轮靠近或远离；电动机、液压缸和进给机构均在一个控制装置的控制下进行工作。生产效率高，次品率低，适用范围广。

Description

一种全灌浆套筒自动成型机

技术领域

本发明涉及一种灌浆套筒加工机械，尤其是涉及一种全灌浆套筒自动成型机。

背景技术

为了满足装配式混凝土结构的抗震性能要求，预制混凝土构件现场施工拼接安装时，其预制构件之间的主要受力钢筋连接是否紧固显得非常重要。在目前的施工现场，通常采用灌浆套筒来实现受力钢筋的连接。

所述的灌浆套筒，不仅在外圆周面具有用于与受力钢筋使用环境中的混凝土进行粘结的凹槽，而且在灌浆套筒的内壁上与凹槽对应的位置还具有向内凸起的凸环肋。

现有技术中，灌浆套筒通常采用铸造工艺和机械加工方法进行制造，采用铸造法可直接制造出带有表面凹槽和内部对应凸环肋的灌浆套筒，但是易产生铸造缺陷，加工成本较高，不利于推广使用；采用间隔环形切削加工方法直接利用无缝钢管加工出的具有外凹内凸结构的的灌浆钢套筒，其切削加工量大，不仅制造成本高，并且在加工过程中由于切除材料造成应力集中、加工过程热因素造成局部变形，直接影响工件的力学性能。

由于以上制造方法的缺陷，为了降低生产成本，现有技术中往往使用的是半灌浆套筒，也就是是说在套筒的一端加工有凸凹结构，另一端往往采用螺纹或别的连接方法连接。

本文所述的全灌浆套筒指的是在全段套筒的外圆周面均具有用于与钢筋使用环境的混凝土进行粘结的凹槽，而且在套筒的内壁上与凹槽对应的位置具有向内凸起的凸环肋，该全灌浆套筒使用时，将待连接的两根钢筋分别插进全灌浆套筒的两端，然后在钢筋和全灌浆套筒之间的空间中填充灌浆料，灌浆料凝固后实现两根钢筋之间的连接；这种全灌浆套筒在轴向拉压力下的抗变形能力比较强。为了保证连接后的钢筋之间连接力分布的均匀性和连接效果的可靠性，以及全灌浆套筒在轴向拉压力下的抗变形能力，对全灌浆套筒表面的凹槽深度、凹槽间距及内壁相应凸环肋的高度和凸环肋间距等都具有较高的技术要求。而现有技术中的灌浆套筒加工方法及设备已经无法满足这种全灌浆套筒的加工。

因此亟需开发一种生产效率高，生产质量好的专门用于全灌浆套筒的加工设备。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种全灌浆套筒自动成型机，采用根据需要长度截好的无缝钢管段做坯料，经过本发明的加工后可得到具有表面凹槽和内部对应凸环肋的全灌浆套筒。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种全灌浆套筒自动成型机，包括机架以及设置在机架上的电动机、减速器、滚压机构和进给机构，所述的滚压机构包括一个主压轮和两个辅助压轮，所述电动机的输出端与减速器的输入端相连接，减速器的输出端通过万向传动轴Ⅰ与所述的主压轮相连接，所述的两个辅助压轮与主压轮呈三角形布置，且两个辅助压轮与主压轮同步同向转动设置，所述的主压轮在一个液压缸的驱动下可向两个辅助压轮靠近或远离；所述的电动机、液压缸和进给机构均在一个控制装置的控制下进行工作。

进一步地，所述的减速器为蜗轮蜗杆减速器。

进一步地，所述的两个辅助压轮经齿轮传动装置与主压轮同步同向转动设置，所述的齿轮传动装置包括一个齿轮箱体，所述的减速器的输出端可转动贯穿齿轮箱体后与所述的万向传动轴Ⅰ相连接，在所述的减速器的输出端位于齿轮箱体内的部分设有主动行星齿轮，在齿轮箱体上还贯穿设有一根中心传动轴和两根从动输出轴，中心传动轴上设有中心齿轮，所述的中心齿轮与主动行星齿轮相啮合，在所述的从动输出轴上分别设有一个从动行星齿轮（306），所述的两个从动行星齿轮分别与所述的中心齿轮相啮合，两根从动输出轴分别通过一根万向传动轴Ⅱ与各自的辅助压轮相连接。

进一步地，所述的进给机构包括卡盘、滑块Ⅰ、导轨Ⅰ、进给丝杠和进给支架，所述的卡盘通过一根旋转轴可转动设在滑块Ⅰ上，所述的滑块Ⅰ与设在进给支架上的导轨Ⅰ可滑动相配合安装，所述的滑块Ⅰ同时与所述的进给丝杠螺纹连接，所述的进给丝杠可转动设置在进给支架上，并与一个伺服电机可传动连接。

进一步地，所述的辅助压轮设在辅助压轮座上，所述的辅助压轮座与一个滑块Ⅱ相连接，所述的滑块Ⅱ与导轨Ⅱ配合安装，所述的导轨Ⅱ设置在导轨基座上，所述的导轨基座与机架固定连接；所述的滑块Ⅱ还与一根调节螺杆螺纹连接，所述的调节螺杆与设在导轨基座上的支撑座间隙配合安装，通过旋转调节螺杆可调整辅助压轮的前后位置，以适应不同直径规格全灌浆套筒的加工。

进一步地，在所述的导轨基座上与所述的调节螺杆相平行设有顶紧螺杆，以防止辅助压轮在工作过程中后退。

进一步地，在所述的主压轮向两个辅助压轮靠近的行进路线中预定位置设有接近开关。

有益效果：

根据本发明，通过三个压轮同步同向旋转，在无缝钢管的表面加工出凹槽并在无缝钢管的内壁上对应位置得到凸环肋，在三个压轮滚压时卡盘自动松开，无缝钢管尾端自由旋转，可以避免出现因为滚压时无缝钢管延伸造成的应力，从而保证最终得到的全灌浆套筒的力学性能；通过控制液压缸以控制主动轮的行程，从而可实现对凹槽深度的控制，不仅加工质量易于保证，生产效率高，而且可保证不同凹槽深度的一致性，废品率低。同时，由本发明加工出的全灌浆套筒，由于凹槽通过滚压得到了变形强化，从而提高了全灌浆套筒在轴向拉、压力下的抗变形能力。

进一步地，采用具有三个输出轴的齿轮传动装置对三个压轮进行同步同向驱动，不仅传动平稳，而且结构紧凑，从而可保证加工质量。

进一步地，所述的辅助压轮位置可调，从而可实现不同直径全灌浆套筒的加工，增加了本发明的适用范围，可降低生产成本。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步具体详细的说明。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图。

图2为图1中滚轮机构A向视图。

图3为图1中进给机构B向视图。

图4为图1中齿轮传动装置放大视图。

图5为图4的侧视结构示意图。

图6为本发明加工出的灌浆套筒表面凹槽示意图（图中所示为全灌浆套筒的半剖视图）。

图中，1、电动机，2、减速器，201、减速器的输出轴，3、齿轮传动装置，301、齿轮箱体，302、主动行星齿轮，303、中心齿轮，304、中心传动轴，305、从动输出轴，306、从动行星齿轮，4、万向传动轴Ⅰ，5、辅助压轮，6、进给机构，601、卡盘，602、旋转轴，603、滑块Ⅰ，604、伺服电机，605、导轨Ⅰ，606、进给丝杠，607、进给支架，7、主压轮，8、液压缸，9、液压泵站，10、机架，11、接近开关，12、滑块Ⅱ，13、滑块Ⅱ，14、顶紧螺杆，15、调节螺杆，16、支撑座，17、导轨基座，18、辅助压轮座，19、万向传动轴Ⅱ，20、凹槽。

具体实施方式

如图所示，一种全灌浆套筒自动成型机，包括机架10以及设置在机架10上的电动机1、减速器2、滚压机构和进给机构6。

 所述的滚压机构包括一个主压轮7和两个辅助压轮5，所述电动机1的输出端与减速器2的输入端相连接。

本实施方式所述的减速器2采用蜗轮蜗杆减速器。

减速器2的输出端通过万向传动轴Ⅰ4与所述的主压轮7相连接，所述的两个辅助压轮5与主压轮7呈三角形布置，且两个辅助压轮5与主压轮7同步同向转动设置，主动压轮7的外圆周面设置成与凹槽20形状相配合的形状。

所述的主压轮7在一个液压缸8的驱动下可向两个辅助压轮5靠近将所述进给机构6进给的无缝钢管段压紧在三个压轮之间，在三个压轮的共同旋转作用下，在无缝钢管段的表面加工出凹槽，并同时在内壁上与凹槽相对应的位置形成凸环肋；所述的电动机1、液压缸8和进给机构6均在一个控制装置的控制下进行工作。

具体地，所述的液压缸8通过液压管路和阀门组件与液压泵站9相连接，控制装置通过控制阀门组件控制液压缸8的工作。

本实施方式所述的两个辅助压轮5经齿轮传动装置3与主压轮7同步同向转动设置。

所述的齿轮传动装置3如图4和图5所示，包括一个齿轮箱体301，所述的减速器2的输出端（本实施方式中即减速器的输出轴201）可转动贯穿齿轮箱体301后与所述的万向传动轴Ⅰ4相连接.

在减速器的输出轴201位于齿轮箱体301内的部分设有主动行星齿轮302，在齿轮箱体301上还贯穿设有一根中心传动轴304和两根从动输出轴305，中心传动轴304上设有中心齿轮303，所述的中心齿轮303与主动行星齿轮302相啮合，在所述的从动输出轴305上分别设有一个从动行星齿轮306，所述的两个从动行星齿轮306分别与所述的中心齿轮303相啮合，两根从动输出轴305分别通过一根万向传动轴Ⅱ19与各自的辅助压轮5相连接。

采用这种结构的齿轮传动装置，不仅使本发明结构紧凑，而且具有传动平稳的优点。所述的中心传动轴304可进一步采用中空结构，即在中心传动轴304上沿轴向设有中心孔，这样的结构不仅重量轻，符合设计的力学要求，而且可以使加工出的全灌浆套筒直接从中心传动轴304的中心孔中穿出，运送到齿轮传动装置的另一侧，从而可以大大地提高生产效率。

所述的进给机构如图3所示，包括卡盘601、滑块Ⅰ603、导轨Ⅰ605、进给丝杠606和进给支架607，所述的卡盘601通过一根旋转轴602可转动设在滑块Ⅰ603上，本实施方式中，旋转轴通过轴承及轴承座设置在滑块Ⅰ603上。卡盘601的工作原理以及具体结构均可采用现有技术，比如可采用数控车床上的动力驱动三爪卡盘结构。

所述的滑块Ⅰ603与设在进给支架607上的导轨Ⅰ605可滑动相配合安装，所述的滑块Ⅰ603同时与所述的进给丝杠606螺纹连接，所述的进给丝杠606可转动设置在进给支架607上，并与一个伺服电机604可传动连接。

如图2所示，所述的辅助压轮5设在辅助压轮座18上，所述的辅助压轮座18与一个滑块Ⅱ13相连接，所述的滑块Ⅱ13与导轨Ⅱ（图中未示出）配合安装，所述的导轨Ⅱ设置在导轨基座17上，所述的导轨基座17与机架10固定连接；所述的滑块Ⅱ13还与一根调节螺杆15螺纹连接，所述的调节螺杆15与设在导轨基座17上的支撑座16间隙配合安装，也就是说，所述的支撑座16设有光孔，调节螺杆15与所述的光孔间隙配合安装。通过旋转调节螺杆15可调整辅助压轮5的前后位置，以适应不同直径规格全灌浆套筒的加工，将辅助滚轮调整至适当位置后，采用锁紧螺母将调整螺杆15锁紧固定，从而实现滑块Ⅱ13上辅助滚轮的准确定位。

在所述的导轨基座17上与所述的调节螺杆15相平行还设有顶紧螺杆14，以防止辅助压轮5在工作过程中后退。辅助压轮5的位置经调整确定后，采用螺栓将滑块Ⅱ13固定连接在所述的导轨基座17上，在直径相同的同一批全灌浆套筒的加工中，辅助压轮座18在理论上都是固定不动的，从而辅助压轮5理论上只有旋转，没有直线运动。

为了控制所凹槽的深度，在所述的主压轮7向两个辅助压轮5靠近的行进路线中预定位置设有接近开关11。本实施方式中，设有两个接近开关11分别控制液压缸8的活塞杆伸出极限位和收缩极限位，从而控制主压轮7的行程，最终控制所滚压凹槽的深度。

本发明工作时，将作为坯料的无缝钢管段装卡在进给机构的卡盘601中，启动控制装置，伺服电机604驱动滑块Ⅰ带动卡盘601从零位出发，按照设定的参数进给到指定位置，主压轮7在液压油缸8的驱动下向两个辅助压轮5靠近运动，顶紧无缝钢管段，与此同时，三个压轮在电动机1的驱动作用下开始旋转，从而带动无缝钢管段旋转，此时卡盘松开无缝钢管段，压轮在无缝钢管段表面形成凹槽。第一个凹槽完成后，卡盘601重新卡紧无缝钢管段，继续按照设定的参数将无缝钢管段进给到第二个指定位置，然后液压缸8及三个压轮重复上次的动作，在无缝钢管段表面加工出第二道凹槽，然后进行下一个循环，直至完成无缝钢管段表面全部凹槽的加工最终得到具有表面凹槽和内部对应凸环肋的全灌浆套筒。加工出的全灌浆套筒如图6所示。

为了避免出现因为滚压时无缝钢管段延伸造成的应力，保证全灌浆套筒的力学性能，卡盘601进给到指定位置，主压轮7顶紧无缝钢管段时，卡盘601会自动松开无缝钢管段，从而使无缝钢管段尾端处于自由旋转的状态，一条凹槽滚压完成后卡盘601再次夹紧无缝钢管段，继续下次进给，从而可以保证加工完成后得到的全灌浆套筒不会出现应力。

Claims (7)

1.一种全灌浆套筒自动成型机，其特征在于：包括机架（10）以及设置在机架（10）上的电动机（1）、减速器（2）、滚压机构和进给机构（6），所述的滚压机构包括一个主压轮（7）和两个辅助压轮（5），所述电动机（1）的输出端与减速器（2）的输入端相连接，减速器（2）的输出端通过万向传动轴Ⅰ（4）与所述的主压轮（7）相连接，所述的两个辅助压轮（5）与主压轮（7）呈三角形布置，且两个辅助压轮（5）与主压轮（7）同步同向转动设置，所述的主压轮（7）在一个液压缸（8）的驱动下可向两个辅助压轮（5）靠近或远离；所述的电动机（1）、液压缸（8）和进给机构（6）均在一个控制装置的控制下进行工作。

2.根据权利要求1所述的一种全灌浆套筒自动成型机，其特征在于：所述的减速器（2）为蜗轮蜗杆减速器。

3.根据权利要求1所述的一种全灌浆套筒自动成型机，其特征在于：所述的两个辅助压轮（5）经齿轮传动装置（3）与主压轮（7）同步同向转动设置，所述的齿轮传动装置（3）包括一个齿轮箱体（301），所述的减速器（2）的输出端可转动贯穿齿轮箱体（301）后与所述的万向传动轴Ⅰ（4）相连接，在所述的减速器（2）的输出端位于齿轮箱体（301）内的部分设有主动行星齿轮（302），在齿轮箱体（301）上还贯穿设有一根中心传动轴（304）和两根从动输出轴（305），中心传动轴（304）上设有中心齿轮（303），所述的中心齿轮（303）与主动行星齿轮（302）相啮合，在所述的从动输出轴（305）上分别设有一个从动行星齿轮（306），所述的两个从动行星齿轮（306）分别与所述的中心齿轮（303）相啮合，两根从动输出轴（305）分别通过一根万向传动轴Ⅱ（19）与各自的辅助压轮（5）相连接。

4.根据权利要求1所述的一种全灌浆套筒自动成型机，其特征在于：所述的进给机构包括卡盘（601）、滑块Ⅰ（603）、导轨Ⅰ（605）、进给丝杠（606）和进给支架（607），所述的卡盘（601）通过一根旋转轴（602）可转动设在滑块Ⅰ（603）上，所述的滑块Ⅰ（603）与设在进给支架（607）上的导轨Ⅰ（605）可滑动相配合安装，所述的滑块Ⅰ（603）同时与所述的进给丝杠（606）螺纹连接，所述的进给丝杠（606）可转动设置在进给支架（607）上，并与一个伺服电机（604）可传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种全灌浆套筒自动成型机，其特征在于：所述的辅助压轮（5）设在辅助压轮座（18）上，所述的辅助压轮座（18）与一个滑块Ⅱ（13）相连接，所述的滑块Ⅱ（13）与导轨Ⅱ配合安装，所述的导轨Ⅱ设置在导轨基座（17）上，所述的导轨基座（17）与机架（10）固定连接；所述的滑块Ⅱ（13）还与一根调节螺杆（15）螺纹连接，所述的调节螺杆（15）与设在导轨基座（17）上的支撑座（16）间隙配合安装，通过旋转调节螺杆（15）可调整辅助压轮（5）的前后位置，以适应不同直径规格全灌浆套筒的加工。

6.根据权利要求5所述的一种全灌浆套筒自动成型机，其特征在于：在所述的导轨基座（17）上与所述的调节螺杆（15）相平行设有顶紧螺杆（14），以防止辅助压轮（5）在工作过程中后退。

7.根据权利要求1所述的一种全灌浆套筒自动成型机，其特征在于：在所述的主压轮（7）向两个辅助压轮（5）靠近的行进路线中预定位置设有接近开关（11）。