CN113863677A - 一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压装置及其轴向挤压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钢筋挤压套筒的轴向挤压装置及其轴向挤压方法，其特征在于：包括控制中心、台架及设置在台架上的送料机构、夹紧装置、背压装置、挤压模具、丝杆；所述送料机构及丝杆分别设置在台架的两端，在送料机构与丝杆之间依次设置夹紧装置、背压装置和挤压模具；所述送料机构用于向丝杆方向输送一端带有挤压套筒的钢筋；所述夹紧装置用于夹紧并固定钢筋，所述挤压模具用于挤压钢筋带有挤压套筒的一端；所述背压装置用于顶紧挤压套筒靠近夹紧装置的那一端。本发明结合了顶压和引拔的挤压方法，对挤压套筒进行挤压，可提高设备丝杆的使用寿命和设备稳定性，提高挤压套筒的挤压质量，同时提高挤压套筒的加工效率。

Description

一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压装置及其轴向挤压方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体为一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压装置及其轴向挤压方法。

背景技术

钢筋接头在我国应用广泛，钢筋接头的种类繁多，主要有三大类，直螺纹套筒、锥螺纹套筒、挤压式套筒。其中挤压式套筒应用广泛的是径向挤压式套筒，轴向挤压式套筒应用较少，主要因其挤压效率低和质量不稳定造成。

目前钢筋挤压套筒的轴向挤压方法主要有：

(1)顶压工艺：一种挤压套筒及其轴向挤压装置和钢筋连接方法CN104985093A，1：将待连接钢筋的一端穿过轴向挤压装置的挤压模的内孔，插入位于顶压头和挤压模之间的挤压套筒的直孔端中；步骤2：从进油嘴进油，活塞组件带动顶压头将挤压套筒的直孔端推入挤压模中；步骤3：从回油嘴进油，活塞组件复位。采用此方法进行挤压时由于挤出方向上没有对中定位，挤压套筒很容易弯曲，影响挤压效果和安装，严重甚至报废。

引拔工艺：如胡立辉的论文《抗飞机撞击钢筋连接接头在华龙一号核电站中的改进与应用》，通过设定好相应钢筋规格的程序，替换、安装相应规定的模具，将钢筋水平送入加工设备中；按下开始按钮，加工设备按照设定的程序进行加工，接头在加工过程中有自动检测的过程，无需人工干涉(内部自动执行挤压动作)；挤压变形完成后自动执行预拉程序，设备屏幕上显示的抗拉强度值大于等于500MPa，即为合格。该技术相较于技术(1)其效率提高，可实现自动化和检测。但在工程应用中由于挤压力过大导致用于连接挤压套筒的丝杆容易破断，或者挤压套筒上的螺纹破坏，而影响设备的加工和接头的安装。挤压套筒受轴向拉力通过挤压模具时产生的屈服变形而存在较大的轴向内应力。

以上两种挤压工艺均有不可避免的缺点，影响挤压套筒的挤压质量和效率。

此外，中国专利CN104985093A，公开的钢筋接头轴向挤压装置进行钢筋连接的方法，包括以下步骤：步骤1：将待连接钢筋的一端穿过轴向挤压装置的挤压模的内孔，插入位于顶压头和挤压模之间的挤压套筒的直孔端中；步骤2：从进油嘴进油，活塞组件带动顶压头将挤压套筒的直孔端推入挤压模中；步骤3：从回油嘴进油，活塞组件复位；步骤4：将两根连接有挤压套筒的钢筋通过挤压套筒上的螺纹孔端与螺杆两端的外螺纹相连，完成两根钢筋的连接。

1、该方案是将钢筋穿过挤压模内孔，插入挤压套筒中，使挤压套筒与钢筋配合，需要先将挤压套筒放入顶压头与挤压模之间，空间小不易操作。

2、该方案利用顶压头将挤压套筒的直孔段推入挤压模中实现挤压套筒的挤压，这样会导致挤压套筒的直孔段末端与钢筋先挤压结合，随着挤压的进行，挤压套筒发生变形延长，而钢筋长度不变的情况下，在挤压完成之后挤压套筒在钢筋尾端会形成一段空挤的间隙，所设计的挤压套筒必须更长。

3、该方案在挤压过程中，由于顶压头顶压挤压套筒的螺纹段端面，往往由于挤压力过大导致挤压套筒内螺纹产生变形，影响后续的螺纹旋拧安装。

4、该方案在挤压过程中，由于挤压套筒挤压段的挤压方向为直孔段向螺纹段，挤压材料的变形方向积累自直孔段往螺纹段，材料积累变形也会影响螺纹段的螺纹精度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压装置及其轴向挤压方法，挤压设备及方法能解决挤压套筒在挤压过程中设备丝杆容易破断和挤压套筒螺纹破坏的问题，从而提高挤压设备的丝杆寿命和保证设备持续的工作。

为达到上述发明目的，本发明所述的一种用于挤压套筒的轴向挤压设备，包括：控制中心、台架及设置在台架上的送料机构、夹紧装置、背压装置、挤压模具、丝杆；所述控制中心分别与送料机构、夹紧装置、背压装置、挤压模具相连，可实现对上述机构的方向控制、力值大小及时间节点、时长的控制功能；所述送料机构及丝杆分别设置在台架的两端，在送料机构与丝杆之间依次设置夹紧装置、背压装置和挤压模具；所述送料机构用于向丝杆方向输送一端带有挤压套筒的钢筋；所述夹紧装置用于夹紧并固定钢筋，夹紧装置为两开合的V口型块，V口型块的V口内有增加与钢筋咬合力的细槽，能实现对钢筋的夹紧和松开；所述挤压模具用于挤压挤压套筒，挤压模为圆筒型，其内孔的直径大于挤压套筒螺纹段的外径，小于直孔段的外径，使挤压套筒通过挤压模内孔时，插入钢筋的直孔段外径发生挤压变小，实现对挤压套筒的挤压；所述背压装置用于顶紧挤压套筒靠近夹紧装置的那一端，背压装置为哈弗式的背板，闭合时中间的通孔直径略大于钢筋最大外径。

进一步的，所述送料机构、夹紧装置、背压装置、挤压模具、丝杆分别连接控制器，所述控制器用于控制送料机构、夹紧装置、背压装置、挤压模具、丝杆的开启、动作与关闭。

进一步的，所述夹紧装置为两开合的V口型块，V口型块的V口内有增加与钢筋咬合力的细槽。

进一步的，所述挤压模具为圆筒型结构，其内孔的直径大于挤压套筒的套筒螺纹段的外径，小于直孔段的外径。

进一步的，所述背压装置为哈弗式的背板结构，闭合时中间的通孔直径大于钢筋的最大外径。

一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压方法

(1)将挤压套筒的直孔段套入钢筋的一端，带有挤压套筒的钢筋放进上述由送料机构、夹紧装置、背压装置、挤压模具、丝杆组成的轴向挤压设备内；

(2)启动设备，送料机构夹紧钢筋往丝杆方向推进，将带挤压套筒的钢筋送入挤压模具内孔；

(3)控制中心控制夹紧装置夹紧钢筋，使钢筋固定，控制中心再次控制送料机构松开回位；

(4)控制中心控制丝杆开始向钢筋方向运动并旋进挤压套筒前端内螺纹，控制中心控制旋进的圈数不小于5圈为止；

(5)控制中心控制背压装置闭合，并向挤压套筒移动，背压装置顶紧挤压套筒的尾端；

(6)控制中心控制挤压模具从丝杆端开始向背压装置端移动并产生挤压，使挤压套筒在挤压模具和背压装置共同作用下挤压套筒产生向尾端和钢筋表面的变形而紧密握裹钢筋，背压装置与挤压模具所提供的相反的力始终保持能使挤压模具向背压装置端运动，背压装置提供向挤压套筒的轴向力，背压装置所提供的力值为挤压模的0.1到1倍，挤压模的挤压力值自100ˉ1000KN不等，根据适配的挤压套筒的规格而定；

(7)当挤压模具完全通过挤压套筒完成挤压之后，控制中心控制背压装置停止提供压力，挤压模具反向移动，退出挤压套筒；

(8)控制中心控制丝杆旋出挤压套筒的螺纹段，直到全部旋出为止，松开背压装置，松开夹紧装置，取出钢筋，完成挤压。

本发明的挤压方法，结合了顶压和引拔两种工艺同时对挤压套筒进行挤压的方法。背压装置在夹紧装置与挤压套筒之间，背压装置启动向挤压套筒尾端并顶紧挤压套筒的尾端，并提供一定的压力；挤压模具从丝杆端开始向左端移动并产生挤压，使挤压套筒在挤压模具和背压装置共同作用下挤压套筒产生向尾端和钢筋表面的变形而紧密握裹钢筋，背压装置与挤压模具所提供的相反的力始终保持能使挤压模具向左运动。

本发明的优点在于：

1、本方法结合了顶压和引拔的挤压方法，对挤压套筒进行挤压，可提高设备丝杆的使用寿命和设备稳定性，提高挤压套筒的挤压质量，同时提高挤压套筒的加工效率。

2、通过给挤压套筒提供一定的背压力，使挤压套筒的变形方向往径向发展，减小轴向挤压的挤压套筒变形应力。

3、本发明能消除在受轴向拉力通过挤压模具时产生的屈服变形而存在较大的轴向内应力，影响挤压套筒与钢筋的握裹效果。

附图说明

图1为本发明实施例中用于挤压套筒的轴向挤压设备整体结构组成示意图；

图2为本发明实施例中用于挤压套筒的轴向挤压设备挤压过程示意图：

图3为本发明实施例中夹紧装置结构示意图；

图4为本发明实施例中背压装置结构示意图；

图5本发明实施例中挤压模具结构示意图；

图中，1-送料机构，2-钢筋，3-夹紧装置，4-背压装置，5-挤压套筒，6-挤压模具，7-丝杆，8-控制中心。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

如图1所示，一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压设备，包括：控制中心8、台架及设置在台架上的送料机构1、夹紧装置3、背压装置4、挤压模具6、丝杆7；所述控制中心8分别与送料机构1、夹紧装置3、背压装置4、挤压模具6相连，可实现对上述机构的方向控制、力值大小及时间节点、时长的控制功能；所述送料机构1及丝杆7分别设置在台架的两端，在送料机构1与丝杆7之间依次设置夹紧装置3、背压装置4和挤压模具6；所述送料机构用于向丝杆7方向输送一端带有挤压套筒5的钢筋2；所述夹紧装置3用于夹紧并固定钢筋2，如图3，夹紧装置3为两开合的V口型块，V口型块的V口内有增加与钢筋咬合力的细槽，能实现对钢筋2的夹紧和松开；所述背压装置4用于顶紧挤压套筒5靠近夹紧装置3的那一端，如图4，背压装置4为哈弗式的背板，闭合时中间的通孔直径大于钢筋2的最大外径。所述挤压模具6用于挤压挤压套筒5，如图5，挤压模具6为圆筒型，其内孔的直径大于挤压套筒5的套筒螺纹段的外径，小于直孔段的外径，使挤压套筒5通过挤压模具6内孔时，插入钢筋2的直孔段外径发生挤压变小，实现对挤压套筒5的挤压；

一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压方法，如图1-2，包括以下步骤：

(1)将挤压套筒5的直孔端套入钢筋2的一端，带有挤压套筒5的钢筋2放进如前述由送料机构1、夹紧装置3、背压装置4、挤压模具6、丝杆7机构组成的轴向挤压设备内；

(2)启动设备，控制中心8控制送料机构夹紧钢筋2往丝杆7方向推进，开始推进钢筋2，将套入挤压套筒5的钢筋2送到挤压模具6的内孔；

(3)控制中心8控制夹紧装置3开始夹紧并固定钢筋2，控制中心8再次控制送料机构松开回位；

(4)控制中心8控制丝杆7开始向钢筋2方向运动并旋进挤压套筒5前端内螺纹，控制中心8根据旋进的圈数不小于5圈为止；

(5)控制中心8控制背压装置4闭合，并向挤压套筒5移动，背压装置4顶紧挤压套筒5的尾端；

(6)控制中心8控制挤压模具6从丝杆7端开始向背压装置4端移动并产生挤压，使挤压套筒5在挤压模具6和背压装置4共同作用下挤压套筒5产生向尾端和钢筋2表面的变形而紧密握裹钢筋2，背压装置4与挤压模具6所提供的相反的力始终保持能使挤压模具6向背压装置4端运动，背压装置4提供向挤压套筒5的轴向力，背压装置4所提供的力值为挤压模具6的0.1到1倍，挤压模具6的挤压力值自100ˉ1000KN不等，根据适配的挤压套筒5的规格而定；

(7)当挤压模具6完全通过挤压套筒5之后，控制中心8控制丝杆7开始往右向拉伸，通过预设的力值，拉伸丝杆7检验挤压套筒5的挤压效果，避免挤压不合格的挤压套筒用在工程上；

(8)控制中心8控制挤压模具6反向移动，退出挤压套筒5；

(9)控制中心8控制丝杆7旋出挤压套筒5的螺纹段，直到全部旋出为止，松开背压装置4，松开夹紧装置3，取出钢筋2，完成挤压和检测。

控制中心的控制逻辑：

S1:启动

S2:向送料机构发送信号，控制送料机构将钢筋往丝杆方向推进至既定位置；

S3:向夹紧装置3发送信号，控制夹紧装置3开始径向移动并夹紧钢筋；并向送料机构发送信号，控制送料机构松开钢筋并回位；

S4:向丝杆7发送信号，控制丝杆7开始向钢筋2方向运动并旋进挤压套筒4前端内螺纹，旋进的圈数不小于5圈为止；

S5:控制背压装置4闭合，并向挤压套筒5移动，背压装置4顶紧挤压套筒5的尾端；

S6:控制挤压模具6从丝杆端开始向背压装置端移动并产生挤压，使挤压套筒5在挤压模具6和背压装置4共同作用下挤压套筒5产生向尾端和钢筋2表面的变形而紧密握裹钢筋，背压装置与挤压模具所提供的相反的力始终保持能使挤压模具向背压装置端运动；

S7:控制丝杆7开始往右向拉伸，通过预设的力值，拉伸丝杆7检验挤压套筒5的挤压效果；

S8:控制挤压模具6反向移动，退出挤压套筒5；

S9:控制丝杆7旋出挤压套筒5的螺纹段，直到全部旋出为止，松开背压装置4，松开夹紧装置3，取出钢筋2，完成挤压和检测。

虽然，上文中已经用具体实施方式，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压装置，其特征在于：包括台架及设置在台架上的送料机构、夹紧装置、背压装置、挤压模具、丝杆；所述送料机构及丝杆分别设置在台架的两端，在送料机构与丝杆之间依次设置夹紧装置、背压装置和挤压模具；所述送料机构用于向丝杆方向输送一端带有挤压套筒的钢筋；所述夹紧装置用于夹紧并固定钢筋，所述挤压模具用于挤压挤压套筒；所述背压装置用于顶紧挤压套筒靠近夹紧装置的那一端。

2.根据权利要求1所述的一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压装置，其特征在于：所述送料机构、夹紧装置、背压装置、挤压模具、丝杆分别连接控制中心，所述控制中心用于控制送料机构、夹紧装置、背压装置、丝杆、挤压模具的开启、动作与关闭。

3.根据权利要求1所述的一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压装置，其特征在于：所述夹紧装置为两个可开合的V口型块，V口型块的V口内设有增加与钢筋咬合力的细槽。

4.根据权利要求1所述的一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压装置，其特征在于：所述挤压模具为圆筒型结构，其内孔的直径大于挤压套筒螺纹段的外径，小于挤压套筒直孔段的外径。

5.根据权利要求1所述的一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压装置，其特征在于：所述背压装置为哈弗式的背板结构，背压装置闭合时中间的通孔直径大于钢筋的最大外径。

6.一种用于钢筋挤压套筒的轴向挤压方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将挤压套筒的直孔段套入钢筋的一端，带有挤压套筒的钢筋放进如权利要求2所述由送料机构、夹紧装置、背压装置、挤压模具、丝杆组成的轴向挤压设备内；

(2)启动设备，送料机构夹紧钢筋往丝杆方向推进，将带挤压套筒的钢筋送到挤压模具内孔；

(3)控制中心控制夹紧装置夹紧并固定钢筋，控制中心再次控制送料机构松开回位；

(4)控制中心控制丝杆开始向钢筋方向运动并旋进挤压套筒前端内螺纹；

(5)控制中心控制背压装置闭合，并向挤压套筒移动，背压装置顶紧挤压套筒的尾端；

(6)控制中心控制挤压模具从丝杆端开始向背压装置端移动并产生挤压，使挤压套筒在挤压模具和背压装置共同作用下挤压套筒产生向尾端和钢筋表面的变形而紧密握裹钢筋，背压装置与挤压模具所提供的相反的力始终保持能使挤压模具向背压装置端运动，背压装置提供向挤压套筒的轴向力；

(7)当挤压模具完全通过挤压套筒完成挤压之后，控制中心控制背压装置停止提供压力，挤压模具反向移动，退出挤压套筒；

(8)控制中心控制丝杆旋出挤压套筒的螺纹段，直到全部旋出为止，松开背压装置，松开夹紧装置，取出钢筋，完成挤压。

7.根据权利要求6所述的一种用于挤压套筒的轴向挤压方法，其特征在于：当挤压模具完全通过挤压套筒之后，丝杆开始往右向拉伸，通过预设力值的保持情况，检验并判断挤压套筒的挤压效果。

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