CN105563636B - 钢筋笼预应力张拉机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑技术领域，涉及一种钢筋笼预应力张拉机构。包括机架，所述的机架上固定有张拉油缸，机架内设有与机架滑动连接的连轴油缸，所述的张拉油缸的动力输出轴固定连接连轴油缸，且连轴油缸的动力输出轴连接有一个具有圆锥形内腔的且与机架内壁滑动连接的锥度套，所述的锥度套能在连轴油缸的动力输出轴作用下沿着机架的内壁往复运动，锥度套上铰接有若干块沿锥度套周向均匀设置且与锥度套滑动连接的抓块。本发明能自动实现与张拉丝杆的连接并进行对钢筋笼的张拉，张拉完成能自动锁紧张拉大螺母，自动化程度高。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及一种钢筋笼预应力张拉机构。
背景技术
现有的预制桩或管桩在生产工艺如下：
1.混凝土原材料的计量、搅拌。根据设计好的配合比，将砂、石、水泥、水、外加剂和掺合料等经精确计量，用混凝土强制式搅拌机制成3cm～5cm的低坍落度的新拌混凝土，设计要求混凝土强度等级不低于C60或C80。
2.离心方桩端板制作。与管桩端板制作基本一致，但方桩的端板外形是方形的，且预应力主筋的沉孔沿端板四边、角均匀分布。端板安装前，四周需焊接厚度为1.5mm～2mm的薄钢板制作成的方形桩套箍。
3.骨架制作。预应力主筋采用低松弛型的预应力混凝土用钢棒，需要精确定长、切断、镦头；螺旋筋采用椎4mm～6mm的低碳冷拔钢丝；根据离心方桩结构配筋设计要求，方形钢筋骨架采用专用的方桩骨架自动焊接机加工。
4.安装钢筋骨架。将制作好的钢筋骨架、方形端板已焊套箍放置于离心方桩的钢模具内，并与预应力钢筋锚固板、张拉板、张拉杆等连接。
5.混凝土布料。按每根离心方桩的用量要求，将新拌混凝土沿模具均匀填满下半模，在张拉一端尽可能多布一些混凝土。
6.合模。将离心方桩上半钢模吊至下半钢模上方，并用螺栓将上下两半钢模固定，以确保模具在高速离心作业过程中不松动和混凝土不跑浆。
7.预应力张拉。采用千斤顶式的张拉机对合模后的离心方桩钢筋骨架进行整体张拉，张拉至钢筋强度的70％后，用大螺母将张拉杆固定在钢模具上。
8.离心工艺。将上述张拉锚固后的带模离心方桩吊至离心机上方，按初速、中速、中高速、高速的离心速度逐级加速，离心时间一般为10min～18min。通过离心密实成型工艺，使新拌混凝土沿离心方桩的模具四周均匀密实，同时，管桩形成一圆形内腔。离心结束后，将张拉端抬高，倾倒离心过程中产生的废浆水。
9.初级蒸气养护。将离心成型后的带模离心方桩吊至常压蒸气养护池坑内，静停1h～2h，缓慢升温至90℃～100℃，常压下养护4h～8h，使混凝土强度达到40MPa以上。
10.脱模。将初级蒸气养护后的带模离心方桩吊至专用脱模台位上，用风动扳手卸去张拉螺栓及合模螺栓，给桩体施加预应力，然后吊走上半模，翻动下半模，卸去预应力张拉大螺杆。清理上下半模、锚固板、张拉杆，并涂刷脱模剂。对于混凝土设计强度等级为C60的离心方桩，将脱模后的离心方桩直接吊运至成品堆场码堆，自然养护，达到出厂强度后即可出厂。
11.高压蒸养。设计混凝土强度等级为C80以上的离心方桩，需将脱模后的离心方桩再进入高压釜进行高温蒸气养护，最高温度为180℃～200℃，饱和蒸气压力为1.0MPa，养护时间8h～12h，使混凝土强度达到80MPa以上。经高压养护后的管桩可以直接出厂供桩。
在预应力张力过程中，现有技术的管模上都会设置有一个用于张拉的张拉丝杆机构，这个张拉丝杆机构与管模固定连接且与钢筋笼固定连接，当张拉机与张拉丝杆机构连接时，即可对钢筋笼进行张拉作用。现有技术都是通过手工来拧动张拉螺母从而使张拉螺母与张拉机实现连接，这种方式不适合自动化生产的需要。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种自动化程度高，能自动与张拉丝杆实现固定连接的钢筋笼预应力张拉机构。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种钢筋笼预应力张拉机构，包括机架，所述的机架上固定有张拉油缸，机架内设有与机架滑动连接的连轴油缸，所述的张拉油缸的动力输出轴固定连接连轴油缸，且连轴油缸的动力输出轴连接有一个具有圆锥形内腔的且与机架内壁滑动连接的锥度套，所述的锥度套能在连轴油缸的动力输出轴作用下沿着机架的内壁往复运动，锥度套上铰接有若干块沿锥度套周向均匀设置且与锥度套滑动连接的抓块。
在上述的钢筋笼预应力张拉机构中，所述的机架内壁设有一个呈筒状的机架内套，所述的锥度套插设在机架内套中并与机架内套滑动连接，所述的张拉油缸和连轴油缸内分别固定有一根张拉轴和连接轴，所述的张拉轴分别与张拉油缸的动力输出轴和张拉油缸固定连接，所述的连接轴与连轴油缸固定连接且插设在连轴油缸的动力输出轴内，所述的抓块环绕在连接轴的端部。
在上述的钢筋笼预应力张拉机构中，所述的抓块内壁上设有两个呈环形的卡圈，在连接轴的端部设有一个呈环形的凹槽，且凹槽的形状、大小与卡圈相配适,连接轴的端部能与张拉丝杆的端部相抵靠，在的机架上设有一个能与张拉丝杆上的张拉大螺母配合从而驱动张拉大螺母转动的张拉螺母驱动机构。
在上述的钢筋笼预应力张拉机构中，当张拉丝杆与连接轴顶紧配合时，两个卡圈之间的距离与张拉丝杆上的张拉小螺母的外端面到凹槽之间的距离相配适，两个卡圈能够分别卡入到凹槽及张拉小螺母的外端面，所述的抓块与锥度套通过滑槽滑动连接。
在上述的钢筋笼预应力张拉机构中，所述的张拉螺母驱动机构包括螺母驱动轮组件，所述的螺母驱动轮组件能与张拉大螺母紧贴配合且当螺母驱动轮组件转动时能带动张拉大螺母转动，所述的螺母驱动轮组件还连接有一个能驱动该螺母驱动轮组件沿机架的轴向前后移动的驱动轮定位随动机构。
在上述的钢筋笼预应力张拉机构中，所述的螺母驱动轮组件包括沿机架的轴心线相对置的主动轮和从动轮，主动轮连接有能驱动该主动轮周向转动的主动轮驱动器，所述的驱动轮定位随动机构包括固定在机架上且轴心线与机架的轴心线平行的随动气缸及分别与从动轮和主动轮驱动器连接的两个压紧气缸，所述的压紧气缸的轴心线与随动气缸的轴心线垂直，其中，连接主动轮驱动器的压紧气缸通过探板与随动气缸的输出轴固定连接，所述的机架上设有与探板相配适的通槽从而使探板能沿着机架的轴向前后移动。
在上述的钢筋笼预应力张拉机构中，所述的从动轮有若干个，且从动轮转动连接在蝶形座上，所述的蝶形座与压紧气缸的输出端固定连接，所述的探板上设有探板滑块，机架上设有与探板滑块相配适的探板导向柱。
在上述的钢筋笼预应力张拉机构中，所述的机架底部设有一个机座，所述的机架能沿着机座的轴心线前后移动且能在机座上沿着竖直方向上下移动。
在上述的钢筋笼预应力张拉机构中，所述的机座包括固定座和活动座，固定座与活动座通过导轨连接从而使活动座能沿着固定座的轴向前后移动，所述的固定座上设有与齿条，在活动座上设有与齿条啮合的活动座驱动机构，所述的活动座上且位于机架下方还设有一个能沿着竖直方向上下移动的机架升降机构且该机架升降机构与机架固定连接。
在上述的钢筋笼预应力张拉机构中，所述的活动座驱动机构包括固定在活动座上的活动座驱动器，所述的活动座驱动器的输出端连接有与齿条啮合的齿轮，所述的机架升降机构包括固定在活动座上且位于机架下方的机架驱动器及与机架驱动器的输出端固定连接的机架座，所述的机架与机架座固定连接，所述的机架座与活动座滑动连接。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：能自动实现与张拉丝杆的连接并进行对钢筋笼的张拉，张拉完成能自动锁紧张拉大螺母，自动化程度高；能够通过调整高度及水平方向的距离从而使本机构能配适不同尺寸的钢筋笼的张拉，配适性好。
附图说明
图1是本发明提供的结构示意图；
图2是本发明提供的内部结构示意图。
图中：机架1、张拉油缸2、连轴油缸3、锥度套4、抓块5、机架内套6、张拉轴7、连接轴8、卡圈9、凹槽10、张拉螺母驱动机构11、螺母驱动轮组件12、驱动轮定位随动机构13、主动轮14、从动轮15、主动轮驱动器16、随动气缸17、压紧气缸18、探板19、蝶形座20、探板滑块21、探板导向柱22、机座23、固定座24、活动座25、齿条26、活动座驱动机构27、机架升降机构28、活动座驱动器29、齿轮30、机架驱动器31、机架座32、管模100、管桩端板101、张拉端板102、张拉丝杆103、张拉大螺母104、张拉小螺母105。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
现有技术的管模上都会设置有一个用于张拉的张拉丝杆机构，这个张拉丝杆机构与管模固定连接且与钢筋笼固定连接，当张拉机与张拉丝杆机构连接时，即可对钢筋笼进行张拉作用。如图2所示，张拉丝杆机构包括一块与管模100内壁滑动连接的管桩端板101及与管模100端部固定连接的张拉端板102，管桩端板101上设有若干螺孔，用于和钢筋笼固定连接，管桩端板101固定连接一根张拉丝杆103，张拉丝杆103穿过张拉端板102并与张拉端板102滑动连接，在张拉丝杆103上且在管模100外部螺接有张拉大螺母104和张拉小螺母105。当管模100内的钢筋笼被张拉机张拉时，会被拉直从而在轴向上的长度得到延长，张拉完成后，需要用手工使张拉大螺母104与张拉端板102螺紧，从而防止钢筋笼回缩，而张拉小螺母105则用于和张拉机实现固定连接。由于现有技术都是通过手工来拧动张拉大螺母104和张拉小螺母105，这种方式不适合自动化生产的需要，且人为操作的误差也较大。
本实施例提供了一种自动化程度高的张紧机构，如图2所示，一种钢筋笼预应力张拉机构，包括机架1，所述的机架1上固定有张拉油缸2，机架1内设有与机架1滑动连接的连轴油缸3，所述的张拉油缸2的动力输出轴固定连接连轴油缸3，且连轴油缸3的动力输出轴连接有一个具有圆锥形内腔的且与机架1内壁滑动连接的锥度套4，所述的锥度套4能在连轴油缸3的动力输出轴作用下沿着机架1的内壁往复运动，锥度套4上铰接有若干块沿锥度套4周向均匀设置且与锥度套4滑动连接的抓块5。
现有技术用一个油缸来实现张拉，但是无法实现张拉机与张拉丝杆103的自动固定连接。在本实施例中，张拉油缸2工作，推动连轴油缸3向前靠近张拉丝杆103，当抓块5与张拉丝杆103的位置靠近时，张拉油缸2停止工作，连轴油缸3启动，推动锥度套4向前运动，从而使抓块5之间的间距缩小，抓块5向靠近张拉丝杆103的方向收缩，抓住张拉丝杆103及张拉丝杆103上的张拉小螺母105，当抓块5与张拉丝杆103连接后，连轴油缸3停止工作并保持油压，张拉油缸2开始工作，拉动连轴油缸3向后，实现对钢筋笼的张拉。即上述结构可以自动实现与张拉丝杆103的连接，从而可以实现自动张拉。
具体的说，机架1内壁设有一个呈筒状的机架内套6，所述的锥度套4插设在机架内套6中并与机架内套6滑动连接，所述的张拉油缸2和连轴油缸3内分别固定有一根张拉轴7和连接轴8，所述的张拉轴7分别与张拉油缸2的动力输出轴和张拉油缸2固定连接，所述的连接轴8与连轴油缸3固定连接且插设在连轴油缸3的动力输出轴内，所述的抓块5环绕在连接轴8的端部。
优选方案，抓块5内壁上设有两个呈环形的卡圈9，在连接轴8的端部设有一个呈环形的凹槽10，且凹槽10的形状、大小与卡圈9相配适,连接轴8的端部能与张拉丝杆103的端部相抵靠，在的机架1上设有一个能与张拉丝杆103上的张拉大螺母104配合从而驱动张拉大螺母104转动的张拉螺母驱动机构11。
当张拉丝杆103与连接轴8顶紧配合时，两个卡圈9之间的距离与张拉丝杆103上的张拉小螺母105的外端面到凹槽10之间的距离相配适，两个卡圈9能够分别卡入到凹槽10及张拉小螺母105的外端面，所述的抓块5与锥度套4通过滑槽滑动连接，滑槽可以是T形槽、工字型槽或其他槽，锥度套4与抓块5还可以再设置连接条用于加强连接，连接条的两端可分别与锥度套4和抓块5铰接或滑动连接。
张拉螺母驱动机构11可以是电机，油缸或其他能驱动张拉大螺母104周向转动的机构，在本实施例中，张拉螺母驱动机构11包括螺母驱动轮组件12，所述的螺母驱动轮组件12能与张拉大螺母紧贴配合且当螺母驱动轮组件12转动时能带动张拉大螺母转动，所述的螺母驱动轮组件12还连接有一个能驱动该螺母驱动轮组件12沿机架1的轴向前后移动的驱动轮定位随动机构13。
再结合图1所示，螺母驱动轮组件12包括沿机架1的轴心线相对置的主动轮14和从动轮15，主动轮14连接有能驱动该主动轮14周向转动的主动轮驱动器16，主动轮驱动器16可以是电机或气动马达，所述的驱动轮定位随动机构13包括固定在机架1上且轴心线与机架1的轴心线平行的随动气缸17及分别与从动轮15和主动轮驱动器16连接的两个压紧气缸18，所述的压紧气缸18的轴心线与随动气缸17的轴心线垂直，其中，连接主动轮驱动器16的压紧气缸18通过探板19与随动气缸17的输出轴固定连接，所述的机架1上设有与探板19相配适的通槽从而使探板19能沿着机架1的轴向前后移动。
从动轮15有若干个，且从动轮15转动连接在蝶形座20上，所述的蝶形座20与压紧气缸18的输出端固定连接，所述的探板19上设有探板滑块21，机架1上设有与探板滑块21相配适的探板导向柱22。
机架1底部设有一个机座23，所述的机架1能沿着机座23的轴心线前后移动且能在机座23上沿着竖直方向上下移动。
具体的说，如图1和图2所示，机座23包括固定座24和活动座25，固定座24与活动座25通过导轨连接从而使活动座25能沿着固定座24的轴向前后移动，所述的固定座24上设有与齿条26，在活动座25上设有与齿条26啮合的活动座驱动机构27，所述的活动座25上且位于机架1下方还设有一个能沿着竖直方向上下移动的机架升降机构28且该机架升降机构28与机架1固定连接。
活动座驱动机构27包括固定在活动座25上的活动座驱动器29，所述的活动座驱动器29的输出端连接有与齿条26啮合的齿轮30，所述的机架升降机构28包括固定在活动座25上且位于机架1下方的机架驱动器31及与机架驱动器31的输出端固定连接的机架座32，所述的机架1与机架座32固定连接，所述的机架座32与活动座25滑动连接，活动座25上可设置导向柱，机架座32上可设置滑块，实现机架座32与活动座25的滑动连接。活动座驱动器29可以是电机，机架驱动器31可以是气缸或油缸。
机座23的结构使得机架1在水平方向和竖直方向上均可以调整距离，从而可以配适不同尺寸的管桩，对管桩内的钢筋笼进行张拉，提高了配适性。
本发明的工作原理是：
活动座驱动器29和机架驱动器31的动作，对机架1进行调整，从而配适相对应尺寸的管模，本领域技术人员应当理解，在张拉时，张拉丝杆3的轴心线与张拉油缸2的轴心线应在同一直线上。
当张拉丝杆3与连接轴8对齐后，如上所述，张拉油缸2动作使连轴油缸3往前运动，连接轴8顶紧张拉丝杆103端部，张拉油缸2停机并保持油压，连轴油缸3工作，推动锥度套4往前，抓块5沿着锥度套4滑动并形成收缩，抓块5的卡圈9卡入到凹槽10和张拉小螺母105的端部侧面，此时张拉丝杆103与连接轴8实现固定连接，连轴油缸3停止工作并保持油压从而使抓块5始终与连接轴8和张拉丝杆103形成固定连接。
张拉油缸2再次工作，此时是拉动连轴油缸3往后运动，从而对张拉丝杆103形成张拉作用。张拉完成后，张拉油缸2保持油压，压紧气缸18工作，使主动轮14和从动轮15贴紧张拉大螺母104，主动轮驱动器16工作并带动主动轮14转动，主动轮14带动张拉大螺母104转动使张拉大螺母104往靠近张拉端板102方向旋紧并紧贴张拉端板102，由于张拉大螺母104在旋动过程中会沿着张拉丝杆103轴向移动，因此主动轮14也要能与张拉大螺母104同步移动，否则会导致主动轮14与张拉大螺母104错位而无法带动张拉大螺母104进一步转动，此时可以开启随动气缸17，随动气缸17带动探板19和主动轮14向前移动，由于主动轮14被压紧气缸18压紧在于张拉大螺母104上，因此主动轮14与于张拉大螺母104实现了同步沿张拉丝杆103的轴向移动，当张拉大螺母104顶紧张拉端板102时，张拉丝杆103的位置被固定，张拉油缸2泄压，连轴油缸3拉动锥度套4往回缩，抓块5与张拉丝杆103脱离，完成张拉。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了机架1、张拉油缸2、连轴油缸3、锥度套4、抓块5、机架内套6、张拉轴7、连接轴8、卡圈9、凹槽10、张拉螺母驱动机构11、螺母驱动轮组件12、驱动轮定位随动机构13、主动轮14、从动轮15、主动轮驱动器16、随动气缸17、压紧气缸18、探板19、蝶形座20、探板滑块21、探板导向柱22、机座23、固定座24、活动座25、齿条26、活动座驱动机构27、机架升降机构28、活动座驱动器29、齿轮30、机架驱动器31、机架座32、管模100、管桩端板101、张拉端板102、张拉丝杆103、张拉大螺母104、张拉小螺母105等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种钢筋笼预应力张拉机构，包括机架(1)，其特征在于，所述的机架(1)上固定有张拉油缸(2)，机架(1)内设有与机架(1)滑动连接的连轴油缸(3)，所述的张拉油缸(2)的动力输出轴固定连接连轴油缸(3)，且连轴油缸(3)的动力输出轴连接有一个具有圆锥形内腔的且与机架(1)内壁滑动连接的锥度套(4)，所述的锥度套(4)能在连轴油缸(3)的动力输出轴作用下沿着机架(1)的内壁往复运动，锥度套(4)上铰接有若干块沿锥度套(4)周向均匀设置且与锥度套(4)滑动连接的抓块(5)。
2.根据权利要求1所述的钢筋笼预应力张拉机构，其特征在于，所述的机架(1)内壁设有一个呈筒状的机架内套(6)，所述的锥度套(4)插设在机架内套(6)中并与机架内套(6)滑动连接，所述的张拉油缸(2)和连轴油缸(3)内分别固定有一根张拉轴(7)和连接轴(8)，所述的张拉轴(7)分别与张拉油缸(2)的动力输出轴和张拉油缸(2)固定连接，所述的连接轴(8)与连轴油缸(3)固定连接且插设在连轴油缸(3)的动力输出轴内，所述的抓块(5)环绕在连接轴(8)的端部。
3.根据权利要求2所述的钢筋笼预应力张拉机构，其特征在于，所述的抓块(5)内壁上设有两个呈环形的卡圈(9)，在连接轴(8)的端部设有一个呈环形的凹槽(10)，且凹槽(10)的形状、大小与卡圈(9)相配适,连接轴(8)的端部能与张拉丝杆的端部相抵靠，在的机架(1)上设有一个能与张拉丝杆上的张拉大螺母配合从而驱动张拉大螺母转动的张拉螺母驱动机构(11)。
4.根据权利要求3所述的钢筋笼预应力张拉机构，其特征在于，当张拉丝杆与连接轴(8)顶紧配合时，两个卡圈(9)之间的距离与张拉丝杆上的张拉小螺母的外端面到凹槽(10)之间的距离相配适，两个卡圈(9)能够分别卡入到凹槽(10)及张拉小螺母的外端面，所述的抓块(5)与锥度套(4)通过滑槽滑动连接。
5.根据权利要求3所述的钢筋笼预应力张拉机构，其特征在于，所述的张拉螺母驱动机构(11)包括螺母驱动轮组件(12)，所述的螺母驱动轮组件(12)能与张拉大螺母紧贴配合且当螺母驱动轮组件(12)转动时能带动张拉大螺母转动，所述的螺母驱动轮组件(12)还连接有一个能驱动该螺母驱动轮组件(12)沿机架(1)的轴向前后移动的驱动轮定位随动机构(13)。
6.根据权利要求5所述的钢筋笼预应力张拉机构，其特征在于，所述的螺母驱动轮组件(12)包括沿机架(1)的轴心线相对置的主动轮(14)和从动轮(15)，主动轮(14)连接有能驱动该主动轮(14)周向转动的主动轮驱动器(16)，所述的驱动轮定位随动机构(13)包括固定在机架(1)上且轴心线与机架(1)的轴心线平行的随动气缸(17)及分别与从动轮(15)和主动轮驱动器(16)连接的两个压紧气缸(18)，所述的压紧气缸(18)的轴心线与随动气缸(17)的轴心线垂直，其中，连接主动轮驱动器(16)的压紧气缸(18)通过探板(19)与随动气缸(17)的输出轴固定连接，所述的机架(1)上设有与探板(19)相配适的通槽从而使探板(19)能沿着机架(1)的轴向前后移动。
7.根据权利要求6所述的钢筋笼预应力张拉机构，其特征在于，所述的从动轮(15)有若干个，且从动轮(15)转动连接在蝶形座(20)上，所述的蝶形座(20)与压紧气缸(18)的输出端固定连接，所述的探板(19)上设有探板滑块(21)，机架(1)上设有与探板滑块(21)相配适的探板导向柱(22)。
8.根据权利要求1所述的钢筋笼预应力张拉机构，其特征在于，所述的机架(1)底部设有一个机座(23)，所述的机架(1)能沿着机座(23)的轴心线前后移动且能在机座(23)上沿着竖直方向上下移动。
9.根据权利要求8所述的钢筋笼预应力张拉机构，其特征在于，所述的机座(23)包括固定座(24)和活动座(25)，固定座(24)与活动座(25)通过导轨连接从而使活动座(25)能沿着固定座(24)的轴向前后移动，所述的固定座(24)上设有与齿条(26)，在活动座(25)上设有与齿条(26)啮合的活动座驱动机构(27)，所述的活动座(25)上且位于机架(1)下方还设有一个能沿着竖直方向上下移动的机架升降机构(28)且该机架升降机构(28)与机架(1)固定连接。
10.根据权利要求9所述的钢筋笼预应力张拉机构，其特征在于，所述的活动座驱动机构(27)包括固定在活动座(25)上的活动座驱动器(29)，所述的活动座驱动器(29)的输出端连接有与齿条(26)啮合的齿轮(30)，所述的机架升降机构(28)包括固定在活动座(25)上且位于机架(1)下方的机架驱动器(31)及与机架驱动器(31)的输出端固定连接的机架座(32)，所述的机架(1)与机架座(32)固定连接，所述的机架座(32)与活动座(25)滑动连接。
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