CN113059705A - 一种结构梁柱端头核心区混凝土切割系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结构梁柱端头核心区混凝土切割系统及控制方法,属于建筑施工技术领域,以降低结构改造作业中,梁柱端头核心区混凝土凿除作业的工作强度,提高作业机械化程度和凿除效率。该系统包括锚固模块、切割模块、切割控制模块以及除尘排渣模块。切割模块包括刀盘,驱动马达,顶进油缸及液压系统,其中刀盘由驱动马达驱动,而驱动马达安装在顶进油缸端部;锚固模块固定于待切割梁柱端头处;切割控制模块包括安装在驱动马达上的倾斜传感器、位移传感器、中控计算机,用于实时获取刀盘的姿态信息并对顶进油缸进行控制;除尘排渣模块包括安装在锚固模块上的隔离罩、可拆卸喷嘴,高压水管以及排泥管,用于控制切割过程中的粉尘并排出切割渣料。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域,特别涉及一种结构梁柱端头核心区混凝土切割系统及控制方法。
背景技术
在既有的建筑结构改造施工中,经常需要切除既有的梁柱结构,并重新构筑新的梁柱结构。而旧的梁柱端部往往需要凿除混凝土,暴露出端头钢筋,以便与新结构的钢筋进行连接。目前端部混凝土的凿除,大都采用风枪等工具依托人工操作,作业强度高,效率低,特别是截面核心区的混凝土凿除,由于截面四周的钢筋容易干扰,凿除难度更大。而且凿除作业中,大都需要搭建作业脚手架,需要工人长时间高空作业,危险性高。
针对梁柱端头核心区混凝土的凿除作业,有必要开发合适的机械破除装置,降低工人作业强度,提高端头混凝土凿除作业效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构梁柱端头核心区混凝土切割系统及控制方法,在结构梁柱端头混凝土凿除施工中,降低工人作业强度,提高端头混凝土凿除作业效率。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
一种结构梁柱端头核心区混凝土切割系统,包括:
锚固模块,所述锚固模块可拆卸式固定于待切割梁柱的端头处,所述锚固模块上设有固定台座,所述固定台座的一端固定于梁柱待切割区域,所述固定台座的另一端远离梁柱待切割区域固定,所述固定台座上设有喷嘴;
切割模块,所述切割模块包括刀盘、驱动马达、顶进油缸及液压系统,四个所述顶进油缸分别设置于所述固定台座的四个角部,所述驱动马达通过所述固定台座分别与四个所述顶进油缸的端部连接,所述固定台座能够在所述顶进油缸的作用下沿着所述锚固模块内部做竖向运动,所述刀盘和所述驱动马达相连接,所述驱动马达安装于所述顶进油缸上,并可借助顶进油缸实现顶进和缩回;
切割控制模块,所述切割控制模块包括倾斜传感器、位移传感器、中控计算机,所述倾斜传感器分别安装于所述驱动马达外侧和锚固模块上,所述倾斜传感器与所述中控计算机电连接;
除尘排渣模块,所述除尘排渣模块包括隔离罩、排泥管、喷嘴以及高压水管,所述隔离罩设置于所述锚固模块外侧,所述隔离罩预留排泥管孔洞,所述喷嘴可拆卸式固定于驱动马达前端,所述喷嘴与所述高压水管相连接。
与现有技术相比,本发明有益的技术效果在于:
(1)本发明提供的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统包括锚固模块、切割模块、切割控制模块以及除尘排渣模块。切割模块包括刀盘,驱动马达,顶进油缸及液压系统,其中刀盘由驱动马达驱动,而驱动马达安装在顶进油缸端部,借助顶进油缸顶进实现对混凝土的定向切割;锚固模块为固定在待切割梁柱端头处的可拆卸式钢结构,设置有导轨供驱动马达行进,并且提供切割模块的安装平台,为顶进油缸提供反力;切割控制模块包括安装在驱动马达上的倾斜传感器、位移传感器、中控计算机,用于实时获取刀盘的姿态信息并对顶进油缸进行控制;除尘排渣模块包括安装在锚固模块上的隔离罩、可拆卸喷嘴,高压水管,可拆卸式排泥管,用于控制切割过程中的粉尘,以及将切割的混凝土渣料混合成泥浆排出。该切割系统可以实现在既有结构改造中,梁柱端头核心区混凝土的机械化切割,相比手工破碎,可大大降低工人的作业强度。
(2)本发明的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统的控制方法,四个顶进油缸可以单独控制,实现对刀盘姿态的准确控制。其锚固模块可以直接吊装分块组装,无需搭设高空脚手架安装,简化了施工工序。除尘排渣模块的隔离罩和排泥管,可以将切割产生的粉尘湿化成泥浆排出,控制了现场作业的粉尘污染。
进一步地,中控计算机连接驱动马达。
进一步地,中控计算机连接液压系统以及高压水管的阀门。
进一步地,所述锚固模块由若干钢构件拼装而成。
进一步地,为了提高泥浆排出效率,所述排泥管还连接有泥浆泵。
进一步地,所述隔离罩的形状为漏斗状,所述排泥管与所述漏斗状隔离罩的底部连通,能够提高水平方向切割施工的排泥效果。
本发明还提供了一种结构梁柱端头核心区混凝土切割系统的控制方法,该控制方法包括如下步骤:
步骤S1、提供前述的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统备用;
步骤S2、在待切割梁柱端头位置,安装锚固模块,并在锚固模块上安装倾斜传感器,将所述倾斜传感器连接至中控计算机;
步骤S3、在靠近梁柱待切割区域的锚固模块上分别安装刀盘和驱动马达,组装固定台座和顶进油缸,并安装位移传感器,且将位移传感器连接中控计算机;
步骤S4、检测锚固模块的姿态,判断锚固模块是否倾斜超过限制,并进行调平,并检测驱动马达姿态,判断驱动马达是否倾斜超过限制,并调整刀盘姿态;
步骤S5、测试顶进油缸伸缩以及马达台座在固定台座导轨上的行进;
步骤S6、中控计算机启动驱动马达,并启动液压系统,驱动刀盘顶进;中控计算机打开高压水管的阀门,喷嘴开始喷水;中控计算机根据驱动马达上的倾斜传感器,分别控制四个顶进油缸的顶进力,对刀盘姿态进行调整;中控计算机根据驱动马达运转参数,控制驱动马达转速和扭矩,实现刀盘的安全驱动控制;
步骤S7、刀盘每完成一个切割步距,缩回刀盘,并将排泥管一端深入切割面将形成的泥浆排出。
进一步地,所述步骤S6包括:
当出现驱动马达发热过大,温度升高时,中控计算机直接停止驱动马达工作,并缩回顶进油缸,关闭高压水管的阀门;
当出现驱动马达倾斜程度超过允许值且顶进油缸控制无效时,中控计算
机直接停止驱动马达工作,并缩回顶进油缸,关闭高压水管的阀门。
附图说明
图1为本发明实施例中需要进行端头混凝土切割的柱段示意图;
图2为本发明实施例中结构梁柱端头混凝土切割系统的安装侧视图;
图3为图2中A-A截面的剖面图;
图4为图2中B-B截面的剖面图;
图5为本发明实施例中结构梁柱端头混凝土切割系统的工作状态侧视图;
图6为安装泥浆管排渣示意图;
图7为本发明实施例中梁柱端头混凝土切割系统的结构示意图。
图中:
1-待切割梁柱;2-锚固模块;3-刀盘;4-驱动马达;5-固定台座;6-顶进油缸;7-隔离罩;8-位移传感器;9-喷嘴;10-高压水管;12-倾斜传感器;13-参数传感器;15-排泥管;16-中控计算机;20-液压系统。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统及控制方法作进一步详细说明。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便,下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致,但这不能成为本发明技术方案的限制。
下面结合图1至图7详细说明本发明的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统的结构组成。
实施例一
如图1至图7所示,本发明的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统,包括锚固模块2、切割模块、切割控制模块以及除尘排渣模块。切割模块包括刀盘3,驱动马达4,顶进油缸6及液压系统20,其中刀盘3由驱动马达4驱动,而驱动马达4安装在顶进油缸6端部,借助顶进油缸6顶进实现对混凝土的定向切割;锚固模块2为固定在待切割梁柱1端头处的可拆卸式钢结构,设置有导轨供驱动马达4顶进,并且提供切割模块的安装平台,为顶进油缸6提供反力;切割控制模块包括安装在驱动马达4上的倾斜传感器12、位移传感器8、中控计算机16,用于实时获取刀盘3的姿态信息并对顶进油缸6进行控制;除尘排渣模块包括安装在锚固模块2上的隔离罩7、可拆卸喷嘴,高压水10管,可拆卸式排泥管15,用于控制切割过程中的粉尘,以及将切割的混凝土渣料混合成泥浆排出。该切割系统可以实现在既有结构改造中,待切割梁柱1端头核心区混凝土的机械化切割,相比手工破碎,可大大降低工人的作业强度。
特别地,顶进油缸6有四个,四个顶进油缸分别为6a、6b、6c、6d,它们可以单独控制,实现对刀盘3姿态的准确控制。其锚固模块2可以直接吊装分块组装,无需搭设高空脚手架安装,简化了施工工序。除尘排渣模块的隔离罩7和排泥管15,可以将切割产生的粉尘湿化成泥浆排出,控制了现场作业的粉尘污染。
在本实施例中,更优选地,中控计算机16连接驱动马达4。
在本实施例中,更优选地,中控计算机16连接液压系统20以及高压水管10的阀门。
在本实施例中,更优选地,锚固模块2由若干钢构件拼装而成,可以直接吊装分块组装,无需搭设高空脚手架安装,简化了施工工序。
在本实施例中,更优选地,为了提高泥浆排出效率,排泥管15还连接有泥浆泵。
在本实施例中,更优选地,隔离罩7的形状为漏斗状,排泥管15与漏斗状隔离罩7的底部连通,能够提高水平方向切割施工的排泥效果。
请继续参考图1至图7,本发明还提供了一种结构梁柱端头核心区混凝土切割系统的控制方法,该控制方法包括如下步骤:
步骤S1、提供前述的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统备用;
步骤S2、在待切割梁柱1端头位置,安装锚固模块2,并在锚固模块2上安装倾斜传感器12,将倾斜传感器12连接至中控计算机16;
步骤S3、在靠近梁柱待切割区域的锚固模块2上分别安装刀盘3和驱动马达4,组装固定台座5和顶进油缸6,并安装位移传感器8,且将位移传感器8连接中控计算机16;
步骤S4、通过倾斜传感器12检测锚固模块2的姿态,判断锚固模2块是否倾斜超过限制,并进行调平;并通过位移传感器8和倾斜传感器12检测驱动马达4姿态,判断驱动马达4是否倾斜超过限制,并调整刀盘3姿态;
步骤S5、测试顶进油缸6伸缩以及马达台座在固定台座5导轨上的行进;
步骤S6、中控计算机16启动驱动马达4,并启动液压系统20,驱动刀盘3顶进;中控计算机16打开高压水管10的阀门,喷嘴9喷嘴开始喷水;中控计算机16根据驱动马达4上的倾斜传感器12,分别控制四个顶进油缸6的顶进力,对刀盘3姿态进行调整;中控计算机16根据驱动马达4运转参数,控制驱动马达4转速和扭矩,实现刀盘3的安全驱动控制。具体来说,当出现驱动马达4发热过大,温度升高时,中控计算机16直接停止驱动马达4工作,并缩回顶进油缸6,关闭高压水管10的阀门;
当出现驱动马达4倾斜程度超过允许值且顶进油缸6控制无效时,中控计算机16直接停止驱动马达4工作,并缩回顶进油缸6,关闭高压水管10的阀门。
步骤S7、刀盘3每完成一个切割步距,缩回刀盘3,并将排泥管15一端深入切割面将形成的泥浆排出。
具体来说,首先根据待切割的梁柱的强度等级、截面尺寸和高度,选择合适的刀盘3的直径和驱动马达4,安装锚固模块2的钢结构,并根据倾斜情况进行调平。
依次安装顶进油缸6和固定台座5,连接顶进油缸6和液压系统20;再安装驱动马达4和刀盘3,安装倾斜传感器12,根据倾斜情况进行调平。安装供水喷嘴9,并连接高压水管10,在锚固模块2的安装外侧隔离罩7作为防护,该隔离罩7由透明材质制作而成。
在非切割状态下,启动驱动马达4,测试系统是否正常。
正式开始工作时,首先启动驱动马达4,开启高压水管10的阀门,喷嘴开始喷水;逐渐控制顶进油缸6推进,使得刀盘3靠近混凝土面并缓慢顶进刀盘3,进行混凝土切割。
当切割到指定设计位置后(或完成每个切割步距),降低驱动马达4的转速,缓慢收回顶进油缸6,使得刀盘3退出切割工作。
刀盘3缩回后,安装排泥管15,并将排泥管15一端伸入切割面,进行排泥。
在切割作业中,当发现驱动马达4参数异常,中控计算机16立即降低驱动马达4的转速,控制顶进油缸6后缩,使刀盘3退出切割工作。
在切割过程中,根据驱动马达4上倾斜传感器12的参数,对顶进油缸6进行单独控制,在控制时,刀盘3偏转的一侧(即刀盘3切割面滞后的一侧)顶进油缸6加大推力,而刀盘3切割面超前的一侧降低顶进油缸6顶进力,以调整刀盘3的姿态。
在完成切割作业后,退出驱动马达4和刀盘3,拆除该锚固模块2与待切割梁柱1的连接,并进行后续的非核心区混凝土凿除作业。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
Claims (8)
1.一种结构梁柱端头核心区混凝土切割系统,其特征在于,包括:
锚固模块,所述锚固模块可拆卸式固定于待切割梁柱的端头处,所述锚固模块上设有固定台座,所述固定台座的一端固定于梁柱待切割区域,所述固定台座的另一端远离梁柱待切割区域固定,所述固定台座上设有喷嘴;
切割模块,所述切割模块包括刀盘、驱动马达、顶进油缸及液压系统,四个所述顶进油缸分别设置于所述固定台座的四个角部,所述驱动马达通过所述固定台座分别与四个所述顶进油缸的端部连接,所述固定台座能够在所述顶进油缸的作用下沿着所述锚固模块内部做竖向运动,所述刀盘和所述驱动马达相连接,所述驱动马达安装于所述顶进油缸上,并可借助顶进油缸实现顶进和缩回;
切割控制模块,所述切割控制模块包括倾斜传感器、位移传感器、中控计算机,所述倾斜传感器分别安装于所述驱动马达外侧和锚固模块上,所述倾斜传感器与所述中控计算机电连接;
除尘排渣模块,所述除尘排渣模块包括隔离罩、排泥管、喷嘴以及高压水管,所述隔离罩设置于所述锚固模块外侧,所述隔离罩预留排泥管孔洞,所述喷嘴可拆卸式固定于驱动马达前端,所述喷嘴与所述高压水管相连接。
2.根据权利要求1所述的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统,其特征在于,中控计算机连接驱动马达。
3.根据权利要求1所述的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统,其特征在于,中控计算机连接液压系统以及高压水管的阀门。
4.根据权利要求1所述的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统,其特征在于,所述锚固模块由若干钢构件拼装而成。
5.根据权利要求1所述的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统,其特征在于,所述排泥管还连接有泥浆泵。
6.根据权利要求1所述的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统,其特征在于,所述隔离罩的形状为漏斗状,所述排泥管与所述漏斗状隔离罩的底部连通。
7.一种结构梁柱端头核心区混凝土切割系统的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、提供如权利要求1至6任一项所述的结构梁柱端头核心区混凝土切割系统备用;
步骤S2、在待切割梁柱端头位置,安装锚固模块,并在锚固模块上安装倾斜传感器,将所述倾斜传感器连接至中控计算机;
步骤S3、在靠近梁柱待切割区域的锚固模块上分别安装刀盘和驱动马达,组装固定台座和顶进油缸,并安装位移传感器,且将位移传感器连接中控计算机;
步骤S4、检测锚固模块的姿态,判断锚固模块是否倾斜超过限制,并进行调平,并检测驱动马达姿态,判断驱动马达是否倾斜超过限制,并调整刀盘姿态;
步骤S5、测试顶进油缸伸缩以及马达台座在固定台座导轨上的行进;
步骤S6、中控计算机启动驱动马达,并启动液压系统,驱动刀盘顶进;中控计算机打开高压水管的阀门,喷嘴开始喷水;中控计算机根据驱动马达上的倾斜传感器,分别控制四个顶进油缸的顶进力,对刀盘姿态进行调整;中控计算机根据驱动马达运转参数,控制驱动马达转速和扭矩,实现刀盘的安全驱动控制;
步骤S7、刀盘每完成一个切割步距,缩回刀盘,并将排泥管一端深入切割面将形成的泥浆排出。
8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述步骤S6包括:
当出现驱动马达发热过大,温度升高时,中控计算机直接停止驱动马达工作,并缩回顶进油缸,关闭高压水管的阀门;
当出现驱动马达倾斜程度超过允许值且顶进油缸控制无效时,中控计算机直接停止驱动马达工作,并缩回顶进油缸,关闭高压水管的阀门。
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