CN109623378A - 矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置 - Google Patents

Abstract

矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置，包括后移动支座，后移动支座顶部前侧设置有穿筋导向装置，后移动支座沿左右方向设置有水平导轨，水平导轨上滑动设置有底座，底座上通过升降驱动机构上下滑动设置有矩形滑板，矩形滑板上转动设置有若干空心轴，空心轴的后端同轴向固定设有同步轮，空心轴的前端同轴向固定设有与空心轴内部通透的气动夹头，矩形滑板后侧设置有穿筋驱动电机，穿筋驱动电机通过同步带与所有同步轮传动连接，矩形滑板顶部设置有水平移动升降式切割机构。本发明人工劳动强度小，采用旋转且批量穿筋的方式，穿筋效率高、切割效率高，切割长度尺寸也十分规整，确保的矩形钢管的制作质量，机械化和自动化程度大大提高。

Description

矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置

技术领域

本发明属于装配式建筑技术领域，具体涉及一种矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置。

背景技术

装配式建筑所使用的在工厂加工制作的钢砼组合管包括矩形钢管，矩形钢管的敞口两端分别固定设置矩形法兰板，这种矩形钢管与专利申请号为2018218191308、发明名称为塔吊吊装钢砼组合管方便竖向对齐定位装置中所公开的钢砼组合管的矩形筒状结构钢板的上下两端设置的连接法兰板后的结构基本相同。矩形钢管采用两根开口相对并竖向设置的槽钢，在两根槽钢的上下两端均焊接矩形法兰板形成框架结构，然后再将矩形钢板定位并焊接到两根槽钢的外侧面，且矩形钢板与矩形法兰板之间连接缝也焊接。在矩形钢管两侧面的矩形钢板对应开设有呈矩形阵列布置的圆孔，一般采用人工操作将前后对应的圆孔内穿入钢筋作为拉结筋，钢筋两端要在矩形钢板的外面预留一节，穿入钢筋后将钢筋焊接到矩形钢板上，并人工切割钢筋，这种操作不仅劳动强度大，工作效率低。矩形钢管的上述组装及穿筋方式，难以适应工厂集约化生产，而且组装质量难以达到标准，影响到钢砼组合管的制作质量。

另外，由于将穿入的钢筋与矩形钢管焊接为一体，这种连接方式操作繁琐，效率低，尤其是采用焊接的方式，对于较薄的钢板容易使其变形。由于钢筋的直径小于孔的孔径，在插入钢筋时很容易，但焊接时钢筋容易移动，导致钢筋端部不在一个平面上（该平面平行于矩形钢板），影响到在钢筋外端布置钢筋网片的平面度，即钢筋网片要确保平行于矩形钢管面积较大的侧面。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种工人劳动强度小、穿筋效率高、矩形钢板不易变形、切割尺寸一致、适用于大批量集约化生产的矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置，包括纵向导轨和后移动支座；纵向导轨沿前后水平方向设置在地面上，后移动支座底部设置有支撑轮，支撑轮滚动设置在纵向导轨上，后移动支座顶部前侧设置有穿筋导向装置，后移动支座上表面在穿筋导向装置后侧沿左右方向设置有水平导轨，水平导轨上滑动设置有底座，底座上左侧和右侧分别垂直设置左立柱和右立柱，左立柱和右立柱之间通过升降驱动机构上下滑动设置有矩形滑板，矩形滑板垂直设置，矩形滑板上开设有上下两排安装孔，矩形滑板后侧面上在每个安装孔内均转动设置有一个空心轴，空心轴的后端同轴向固定设有同步轮，空心轴的前端同轴向固定设有与空心轴内部通透的气动夹头，每个气动夹头均通过气管连接有气动控制系统，矩形滑板后侧面的右侧在两排空心轴之间的位置固定设置有穿筋驱动电机，穿筋驱动电机通过同步带与两排同步轮传动连接，矩形滑板顶部设置有水平移动升降式切割机构。

升降驱动机构具有结构相同且左右对称布置的两组，每组升降驱动机构均包括升降电机、垂直滑道、螺纹套管、导向套和丝杆，垂直滑道设置在左立柱右侧和右立柱左侧，矩形滑板左侧边和右侧边分别滑动连接在左立柱上的垂直滑道和右立柱上的垂直滑道内，螺纹套管沿垂直方向固定设置在矩形滑板前侧面，导向套沿垂直方向固定设置在左立柱右侧和右立柱左侧的下部，螺纹套管和导向套的中心线重合，升降电机设置在底座上，升降电机的主轴垂直朝上并与丝杆下端同轴向传动连接，丝杆穿过导向套并伸入螺纹连接在螺纹套管内。

水平移动升降式切割机构包括齿条、水平导杆、水平滑座、水平移动驱动电机、竖向导杆、竖向滑座、竖向驱动气缸、切割电机和切割盘；

齿条和水平导杆沿左右水平方向固定设置有矩形滑板顶部，水平滑座滑动连接在水平导杆上，水平移动驱动电机设置在水平滑座上，水平移动驱动电机的主轴安装有齿轮，齿轮与齿条啮合，竖向导杆设置有两根，两根竖向导杆下端固定连接在水平滑座顶部，竖向滑座滑动连接在两根竖向导杆上，切割电机安装在竖向滑座上，切割电机的主轴水平朝前设置，切割盘安装在切割电机的主轴前端并位于矩形滑板前侧，竖向驱动气缸设置在水平滑座上，竖向驱动气缸上端与竖向滑座底部连接。

穿筋导向装置包括垂直设置在后移动支座上的导向板，导向板的高度与左立柱及右立柱的高度相当，导向板平行于矩形滑板，导向板沿左右方向的长度大于矩形滑板的长度，导向板的外侧边设置有加强框，导向板上均匀开设有若干个导孔，在左右方向及垂直方向上，相邻的两个导孔中心的距离均等于相邻的两个安装孔中心的距离，导向板后侧面上在每个导孔处均同轴向固定设有一个后粗前细的锥形导套。

采用上述技术方案，矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置的具体工作过程为：槽钢、矩形法兰板和矩形钢板（矩形钢板上预先开设有呈矩形阵列布置的穿孔，穿孔为螺纹孔，相邻两个穿孔的水平间距及竖向间距分别与导向板上开设的导孔的水平间距和竖向间距相等）在夹持翻转装置的夹持下组装焊接为矩形钢管，操作夹持翻转装置使前侧的矩形钢板和后侧的矩形钢板均处于垂直状态，本发明位于矩形钢板的后侧，矩形钢板垂直于纵向导轨。接着按照以下步骤进行操作：

（1）在矩形钢管的前侧放置一块平行于矩形钢板的定位板；推动后移动支座沿纵向导轨向前移动到邻近矩形钢管的位置后停止，此时导向板上的导孔与矩形钢板上的穿孔前后一一对应；

（2）启动升降驱动机构的两个升降电机，两个升降电机同时启动，带动丝杆转动，与丝杆螺纹连接的两个导向套沿丝杆向上或向下移动，带动矩形滑板沿垂直滑道上下移动，直到矩形滑板上的空心轴与导向板上的最上两层的导孔位于同一高度后停止两个升降电机，接着推动左立柱和右立柱使底座在水平导轨上左右滑动，使矩形滑板上的空心轴与导向板上的最上两层最左侧的部分导孔前后一一对应后停止移动底座；

（3）将螺纹杆向前依次穿过空心轴、气动夹头和锥形导套，继续向前推动螺纹杆，直到螺纹杆前端外圆与矩形钢板上的穿孔内壁接触时停止向前推进螺纹杆，按照此方法将矩形滑板上所有的空心轴内均插入一根螺纹杆，接着操控气动控制系统，使所有的气动夹头将螺纹杆微微夹紧，然后启动穿筋驱动电机，穿筋驱动电机通过同步带带动两排同步轮同步传动，同步轮通过空心轴带动气动夹头旋转，气动夹头带动螺纹杆转动，向前稍微推动后移动支座，使螺纹杆具有向前的向前的动力，这样螺纹杆就很容易转动到后侧矩形钢板的穿孔内，然后保持后移动支座在纵向导轨上不动，使定位板与前侧的矩形钢板的距离和切割盘前侧面距离后侧的矩形钢板的距离相等，螺纹杆旋入到穿孔内，螺纹杆与穿孔螺纹连接，气动夹头带动螺纹杆的夹持力较小，螺纹杆在旋转的同时也向前移动，直到螺纹杆穿入到前侧矩形钢板的穿孔后接触到定位板，定位板阻止螺纹杆继续向前移动，气动夹头转动，螺纹杆不动， 此时关闭穿筋驱动电机，螺纹杆前端凸出矩形钢板的距离保持一致；

（4）接着启动竖向驱动气缸和切割电机，竖向驱动气缸向下拉动竖向滑座、切割电机和切割盘沿竖向导杆向下移动，切割电机带动切割盘高速旋转，切割盘对后侧的矩形钢板与矩形滑板之间的螺纹杆进行切割，直到切割盘同时将上下两层的螺纹杆均切断之后，关闭竖向驱动气缸，使切割盘保持在可同时切割两层螺纹杆的高度上；

（5）接着启动水平移动驱动电机，水平移动驱动电机驱动齿轮旋转，齿轮旋转沿着齿条带动水平滑座沿水平导向向左或向右移动，切割盘高速旋转同时对两层的螺纹杆进行切断作业，直到将穿过矩形滑板的螺纹杆全部切断后水平移动驱动电机停止，然后启动竖向驱动气缸向上推动竖向滑座，使切割盘上升到最上位置后停止；

（6）重复步骤（2）-（5），对矩形钢板上的剩余穿孔进行穿筋和切割作业，直到螺纹杆全部穿入穿孔后并切断完成矩形钢管的组装作业。

采用上述技术方案，螺纹杆作为拉结筋通过旋转驱动的方式穿设在相对应的两个穿孔内,螺纹杆与穿孔之间螺纹连接,拉结力量大、效果好，确保螺纹杆在插入到穿孔内后不受到旋转驱动力的作用时是不会轴向移动的，同时使矩形钢管面积较大的相对两侧面之间的距离保持恒定，保证钢砼组合管的制作质量。

本发明设计新颖、结构简单、便于操作，人工劳动强度小，采用旋转且批量穿筋的方式，穿筋效率高、切割效率高，切割长度尺寸也十分规整，机械化和自动化程度大大提高，不仅确保的矩形钢管的制作质量，而且提高生产效率，使得矩形钢管可以进行大规模、产业化生产。

附图说明

图1是本发明在穿筋作业时的立体结构示意图；

图2是图1中升降驱动机构、水平移动升降式切割机构、穿筋导向装置的后侧放大视图；

图3是图1的左侧视图。

图4是穿筋切割后矩形钢管的截面示意图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明的矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置，包括纵向导轨20和后移动支座30，纵向导轨20沿前后水平方向设置在地面上，后移动支座30底部设置有支撑轮31，支撑轮31滚动设置在纵向导轨20上，后移动支座30顶部前侧设置有穿筋导向装置60，后移动支座30在穿筋导向装置60后侧沿左右方向设置有水平导轨32，水平导轨32上滑动设置有底座33，底座33上左侧和右侧分别垂直设置左立柱34和右立柱35，左立柱34和右立柱35之间通过升降驱动机构36上下滑动设置有矩形滑板37，矩形滑板37垂直设置，矩形滑板37上开设有上下两排安装孔38，矩形滑板37后侧面上在每个安装孔38内均转动设置有一个空心轴61，空心轴61的后端同轴向固定设有同步轮62，空心轴61的前端同轴向固定设有与空心轴61内部通透的气动夹头63（为常规技术，市场上可购置），每个气动夹头63均通过气管连接有气动控制系统（图中未示出），矩形滑板37后侧面的右侧在两排空心轴61之间的位置固定设置有穿筋驱动电机64，穿筋驱动电机64通过同步带65与两排同步轮62传动连接，矩形滑板37顶部设置有水平移动升降式切割机构39。

升降驱动机构36具有结构相同且左右对称布置的两组，每组升降驱动机构36均包括升降电机40、垂直滑道41、螺纹套管42、导向套43和丝杆44，垂直滑道41设置在左立柱34右侧和右立柱35左侧，矩形滑板37左侧边和右侧边分别滑动连接在左立柱34上的垂直滑道41和右立柱35上的垂直滑道41内，螺纹套管42沿垂直方向固定设置在矩形滑板37前侧面，导向套43沿垂直方向固定设置在左立柱34右侧和右立柱35左侧的下部，螺纹套管42和导向套43的中心线重合，升降电机40设置在底座33上，升降电机40的主轴垂直朝上并与丝杆44下端同轴向传动连接，丝杆44穿过导向套43并伸入螺纹连接在螺纹套管42内。

水平移动升降式切割机构39包括齿条45、水平导杆46、水平滑座47、水平移动驱动电机48、竖向导杆49、竖向滑座50、竖向驱动气缸51、切割电机52和切割盘53；

齿条45和水平导杆46沿左右水平方向固定设置有矩形滑板37顶部，水平滑座47滑动连接在水平导杆46上，水平移动驱动电机48设置在水平滑座47上，水平移动驱动电机48的主轴安装有齿轮54，齿轮54与齿条45啮合，竖向导杆49设置有两根，两根竖向导杆49下端固定连接在水平滑座47顶部，竖向滑座50滑动连接在两根竖向导杆49上，切割电机52安装在竖向滑座50上，切割电机52的主轴水平朝前设置，切割盘53安装在切割电机52的主轴前端并位于矩形滑板37前侧，竖向驱动气缸51设置在水平滑座47上，竖向驱动气缸51上端与竖向滑座50底部连接。

穿筋导向装置60包括垂直设置在后移动支座30上的导向板66，导向板66的高度与左立柱34及右立柱35的高度相当，导向板66平行于矩形滑板37，导向板66沿左右方向的长度大于矩形滑板37的长度，导向板66的外侧边设置有加强框67，导向板66上均匀开设有若干个导孔68，在左右方向及垂直方向上，相邻的两个导孔68中心的距离均等于相邻的两个安装孔中心的距离，导向板66后侧面上在每个导孔68处均同轴向固定设有一个后粗前细的锥形导套69。

矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置的具体工作过程为：槽钢16、矩形法兰板17和矩形钢板18（矩形钢板18上预先开设有呈矩形阵列布置的穿孔55，穿孔为螺纹孔，相邻两个穿孔55的水平间距及竖向间距分别与导向板66上开设的导孔58的水平间距和竖向间距相等）在夹持翻转装置（夹持翻转装置包括左移动支架2和右固定支架3）的夹持下组装焊接为矩形钢管，操作夹持翻转装置使前侧的矩形钢板18和后侧的矩形钢板18均处于垂直状态，本发明位于矩形钢板18的后侧，矩形钢板18垂直于纵向导轨20。接着按照以下步骤进行操作：

（1）在矩形钢管的前侧放置一块平行于矩形钢板18的定位板（图中为示出），推动后移动支座30沿纵向导轨20向前移动到邻近矩形钢管的位置后停止，此时导向板66上的导孔68与矩形钢板18上的穿孔55前后一一对应；

（2）启动升降驱动机构36的两个升降电机40，两个升降电机40同时启动，带动丝杆44转动，与丝杆44螺纹连接的两个导向套43沿丝杆44向上或向下移动，带动矩形滑板37沿垂直滑道41上下移动，直到矩形滑板37上的空心轴61与导向板66上的最上两层的导孔68位于同一高度后停止两个升降电机40，接着推动左立柱34和右立柱35使底座33在水平导轨32上左右滑动，使矩形滑板37上的空心轴61与导向板66上的最上两层最左侧的部分导孔68前后一一对应后停止移动底座33；

（3）将螺纹杆70向前依次穿过空心轴61、气动夹头63和锥形导套69，锥形导套69请起到导向螺纹杆70的作用，使螺纹杆70能顺利插入并对准穿孔55，继续向前推动螺纹杆70，直到螺纹杆70前端外圆与矩形钢板18上的穿孔55内壁接触时停止向前推进螺纹杆70，按照此方法将矩形滑板37上所有的空心轴61内均插入一根螺纹杆70，接着操控气动控制系统，使所有的气动夹头63将螺纹杆70微微夹紧，然后启动穿筋驱动电机64，穿筋驱动电机64通过同步带65带动两排同步轮62同步传动，同步轮62通过空心轴61带动气动夹头63旋转，气动夹头63带动螺纹杆70转动，向前稍微推动后移动支座30，使螺纹杆70具有向前的向前的动力，这样螺纹杆70就很容易转动到后侧矩形钢板18的穿孔55内，然后保持后移动支座30在纵向导轨20上不动，使定位板与前侧的矩形钢板18的距离和切割盘前侧面距离后侧的矩形钢板18的距离相等，螺纹杆70旋入到穿孔内，螺纹杆70与穿孔螺纹连接，气动夹头63带动螺纹杆70的夹持力较小，螺纹杆70在旋转的同时也向前移动，直到螺纹杆70穿入到前侧矩形钢板18的穿孔55后接触到定位板，定位板阻止螺纹杆70继续向前移动，气动夹头63转动，螺纹杆70不动， 此时关闭穿筋驱动电机64，螺纹杆70前端凸出矩形钢板18的距离保持一致；

（4）接着启动竖向驱动气缸51和切割电机52，竖向驱动气缸51向下拉动竖向滑座50、切割电机52和切割盘53沿竖向导杆49向下移动，切割电机52带动切割盘53高速旋转，切割盘53对后侧的矩形钢板与矩形滑板37之间的螺纹杆70进行切割，直到切割盘53同时将上下两层的螺纹杆70均切断之后，关闭竖向驱动气缸51，使切割盘53保持在可同时切割两层螺纹杆70的高度上；

（5）接着启动水平移动驱动电机48，水平移动驱动电机48驱动齿轮54旋转，齿轮54旋转沿着齿条45带动水平滑座47沿水平导向向左或向右移动，切割盘53高速旋转同时对两层的钢筋进行切断作业，直到将穿过矩形滑板37的钢筋全部切断后水平移动驱动电机48停止，然后启动竖向驱动气缸51向上推动竖向滑座50，使切割盘53上升到最上位置后停止；

（6）重复步骤（2）-（5），对矩形钢板上的剩余穿孔55进行穿筋和切割作业，直到钢筋全部穿入穿孔55后并切断完成矩形钢管的组装作业；

如图4所示，矩形钢管在组装完，螺纹杆70螺纹连接在两块矩形钢板18相对的两个穿孔55内，每根螺纹杆70的两端均伸出矩形钢管外侧面,所有螺纹杆70的两端面均齐平。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是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、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置，其特征在于：包括纵向导轨和后移动支座；纵向导轨沿前后水平方向设置在地面上，后移动支座底部设置有支撑轮，支撑轮滚动设置在纵向导轨上，后移动支座顶部前侧设置有穿筋导向装置，后移动支座上表面在穿筋导向装置后侧沿左右方向设置有水平导轨，水平导轨上滑动设置有底座，底座上左侧和右侧分别垂直设置左立柱和右立柱，左立柱和右立柱之间通过升降驱动机构上下滑动设置有矩形滑板，矩形滑板垂直设置，矩形滑板上开设有上下两排安装孔，矩形滑板后侧面上在每个安装孔内均转动设置有一个空心轴，空心轴的后端同轴向固定设有同步轮，空心轴的前端同轴向固定设有与空心轴内部通透的气动夹头，每个气动夹头均通过气管连接有气动控制系统，矩形滑板后侧面的右侧在两排空心轴之间的位置固定设置有穿筋驱动电机，穿筋驱动电机通过同步带与两排同步轮传动连接，矩形滑板顶部设置有水平移动升降式切割机构。

2.根据权利要求1所述的矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置，其特征在于：升降驱动机构具有结构相同且左右对称布置的两组，每组升降驱动机构均包括升降电机、垂直滑道、螺纹套管、导向套和丝杆，垂直滑道设置在左立柱右侧和右立柱左侧，矩形滑板左侧边和右侧边分别滑动连接在左立柱上的垂直滑道和右立柱上的垂直滑道内，螺纹套管沿垂直方向固定设置在矩形滑板前侧面，导向套沿垂直方向固定设置在左立柱右侧和右立柱左侧的下部，螺纹套管和导向套的中心线重合，升降电机设置在底座上，升降电机的主轴垂直朝上并与丝杆下端同轴向传动连接，丝杆穿过导向套并伸入螺纹连接在螺纹套管内。

3.根据权利要求1所述的矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置，其特征在于：水平移动升降式切割机构包括齿条、水平导杆、水平滑座、水平移动驱动电机、竖向导杆、竖向滑座、竖向驱动气缸、切割电机和切割盘；

齿条和水平导杆沿左右水平方向固定设置有矩形滑板顶部，水平滑座滑动连接在水平导杆上，水平移动驱动电机设置在水平滑座上，水平移动驱动电机的主轴安装有齿轮，齿轮与齿条啮合，竖向导杆设置有两根，两根竖向导杆下端固定连接在水平滑座顶部，竖向滑座滑动连接在两根竖向导杆上，切割电机安装在竖向滑座上，切割电机的主轴水平朝前设置，切割盘安装在切割电机的主轴前端并位于矩形滑板前侧，竖向驱动气缸设置在水平滑座上，竖向驱动气缸上端与竖向滑座底部连接。

4.根据权利要求1所述的矩形钢管拉结筋旋转式穿筋及在线切筋装置，其特征在于：穿筋导向装置包括垂直设置在后移动支座上的导向板，导向板的高度与左立柱及右立柱的高度相当，导向板平行于矩形滑板，导向板沿左右方向的长度大于矩形滑板的长度，导向板的外侧边设置有加强框，导向板上均匀开设有若干个导孔，在左右方向及垂直方向上，相邻的两个导孔中心的距离均等于相邻的两个安装孔中心的距离，导向板后侧面上在每个导孔处均同轴向固定设有一个后粗前细的锥形导套。