CN114321035A - 预应力钢筋的智能张拉设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种预应力钢筋的智能张拉设备，包括液压系统、电控系统、锁位机构和张拉机构，液压系统包括油箱、吸油过滤器、油泵、动力单元、单向阀、精密过滤器、换向阀、比例伺服阀、液压锁、液压油缸张拉油缸、回油过滤器和电磁阀；锁位机构包括插销装置、插销和插销油缸，插销油缸与油箱连接，张拉油缸与插销油缸垂直设置，且二者的缸体均与插销装置固定连接，张拉油缸的活塞杆与张拉机构连接，插销油缸的伸缩杆与插销连接，插销油缸用于推动插销对插销装置和张拉机构进行锁定或解锁；电控系统与动力单元、精密过滤器、比例伺服阀、换向阀、电磁阀之间均电连接。本发明智能张拉设备可根据不同预应力钢筋型号自动张拉，张拉到位后自动锁位。

Description

预应力钢筋的智能张拉设备

技术领域

本发明属于预制构件生产技术领域，具体地说，本发明涉及一种预应力钢筋的智能张拉设备。

背景技术

目前，随着建筑工业产业的现代化发展以及国家构建节能环保绿色建筑体系的要求，具有降耗增效、绿色环保、节能安全的装配式建筑得到了快速发展。在装配式建筑中，预应力构件处于重要地位。PC构件是指以混凝土为基本材料且预先在工厂内制成的建筑构件，也即在施工现场实施安装前已制作完成的装配式混凝土构件。预应力构件在生产过程中需要把预应力钢筋进行拉伸，产生一定的预应力。在预应力PC构件生产线中，预应力钢筋张拉机是必不可少的设备。大多数预应力生产线中的预应力钢筋张拉机采用一个或者多个油缸对预应力钢筋张拉进行张拉。当采用多个油缸进行张拉时，多个油缸需同步，保证多根钢筋有相同的延伸长度。如公开号为CN 202021676U、名称为《预制构件钢筋张拉装置》和公开号为CN 205835649U、名称为《-全自动预应力钢筋的智能张拉设备》中所公布的相应方案。

目前PC预应力构件生产所有的各种预应力钢筋张拉设备中，采用分流集流阀或同步马达控制张拉油缸的同步，同步精度低，不能实时调整多个张拉油缸运行速度及位移。张拉到位后不能自动锁位，张拉现场需要人工干预，不能根据不同规格型号的预应力钢筋设置不同的张拉力和拉伸长度，不能实现远程化、智能化、现场无人化操作。预应力钢筋张拉机多个油缸需同步采用手动控制、同步阀控制、同步马达控制，预应力钢筋拉伸后需人工锁位，整个张拉过程中不能实现智能化操作，且张拉现场人工干预过多，一旦出现钢筋断裂，容易出现人身安全问题。

综上所述，根据目前生产状况，亟需提供一种用于预应力构件生产的控制更为精细、无人化、智能化的预应力钢筋的智能张拉设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种预应力钢筋的智能张拉设备，以解决现有技术的预应力钢筋张拉工作中所存在的无法对液压系统进行无极调节、张拉过程需要人工锁位、存在安全隐患等问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种预应力钢筋的智能张拉设备，包括液压系统、电控系统、锁位机构以及张拉机构，所述液压系统包括通过液压油管道依次连接在一起的油箱、油泵、动力单元、换向阀、比例伺服阀、张拉油缸以及电磁阀，所述动力单元用于给所述油泵提供动力，所述换向阀用于控制所述液压系统的加载/卸荷，所述比例伺服阀用于控制所述张拉油缸的运动；所述锁位机构包括插销装置、插销和插销油缸，所述插销油缸与所述油箱通过液压油管道连接，所述电磁阀用于控制所述插销油缸的运动，所述张拉油缸与所述插销油缸垂直设置，且二者的缸体均与所述插销装置固定连接，所述张拉油缸的活塞杆与所述张拉机构连接，所述插销油缸的伸缩杆与所述插销连接，所述插销油缸用于推动所述插销对所述插销装置和所述张拉机构进行锁定或解锁；所述电控系统与所述动力单元、所述比例伺服阀、所述换向阀、所述电磁阀之间均电连接。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述插销装置上设有销孔，所述张拉机构的一端设置有与所述销孔配合的定位孔，所述张拉油缸的活塞杆带动所述张拉机构相对于所述插销装置滑动，所述插销油缸的伸缩杆用于推动所述插销插入或远离所述销孔和所述定位孔，以对所述张拉机构进行锁定或解锁。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述插销装置包括均与所述张拉油缸的缸体连接且相对设置的两块插销板，两块所述插销板上设有相对的所述销孔，所述张拉油缸的活塞杆带动所述张拉机构在两块所述插销板之间滑动。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述液压系统还包括设置在液压油管道上的安全溢流阀和比例调压阀，所述安全溢流阀用于设定所述液压系统的安全压力，所述比例调压阀用于控制所述液压系统的工作压力。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述张拉油缸上设置有用于检测所述张拉油缸的活塞杆位移的第一位移传感器，所述插销装置上设置有用于检测插销位移的第二位移传感器，所述电控系统与所述第一位移传感器和所述第二位移传感器电连接。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述液压系统还包括设置在所述液压油管道上的吸油过滤器、单向阀、精密过滤器、液压锁、回油过滤器，所述吸油过滤器和所述回油过滤器用于对所述液压油管中的液压油进行过滤，所述单向阀用于控制液压油的流向，所述精密过滤器用于对液压油进行精密过滤，所述电控系统与所述精密过滤器电连接。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述液压系统还包括设置在所述精密过滤器和所述比例伺服阀之间的液压油管道上的压力传感器，所述压力传感器与所述电控系统电连接，所述压力传感器用于检测所述液压系统的工作压力并将检测结果发送给所述电控系统。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述电控系统包括电控柜、控制面板和电气控制元件，所述电气控制元件和所述控制面板安装在所述电控柜上，所述电气控制元件上预设有预应力钢筋张拉的程序步骤。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述液压系统还包括设置在所述精密过滤器和所述油泵之间的液压油管道上的压力表开关和压力表。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述张拉油缸的数量为两个及以上，每个所述张拉油缸均对应设置一个所述锁位机构，每个所述张拉油缸均对应设置一个所述比例伺服阀，每个所述插销油缸均对应设置一个所述电磁阀。

在上述方案的基础上，在另一改进的方案中，所述油箱上还设置有空气滤清器和液位液温计，所述空气滤清器用于防止所述油箱内产生负压，所述液位液温计用于测量并显示所述油箱内部的液位和油温。

本发明的技术方案所取得的有益技术效果是：

本发明的预应力钢筋的智能张拉设备，能实现根据不同的预应力钢筋型号规格设置不同的张拉力和拉伸长度，油缸根据电控系统的控制进行张拉，张拉到位后自动锁位，无需人工参与，实现了智能化操作、智能张拉、现场无人化操作。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明预应力钢筋的智能张拉设备中的液压油路原理示意图；

图2为本发明预应力钢筋的智能张拉设备中的张拉油缸和插销油缸之间的连接示意图。

附图标记：

1-油箱 2-回油过滤器 3-空气滤清器

4-液位液温计 5-吸油过滤器 6-油泵

7-动力单元 8-单向阀 9-安全溢流阀

10-压力表开关 11-压力表 12-精密过滤器

13-换向阀 14-比例调压阀 15-压力传感器

16-比例伺服阀 17-液压锁 18-电磁阀

19-张拉油缸 20-第一位移传感器 21-插销油缸

22-第二位移传感器 23-插销装置 24-插销

25-电控系统

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

实施例1

参考附图1的示意，本实施例中的预应力钢筋的智能张拉设备，包括液压系统、电控系统25、锁位机构以及张拉机构，液压系统包括通过液压油管道依次连接在一起的油箱1、油泵6、动力单元7、换向阀13、比例伺服阀16、张拉油缸19以及电磁阀18，动力单元7用于给油泵6提供动力，换向阀13用于控制液压系统的加载/卸荷，比例伺服阀16用于控制张拉油缸19的运动；锁位机构包括插销装置23、插销24和插销油缸21，插销油缸21与油箱1通过液压油管道连接，电磁阀18用于控制插销油缸21的运动，张拉油缸19与插销油缸21垂直设置，且二者的缸体均与插销装置23固定连接，张拉油缸19的活塞杆与张拉机构连接，插销油缸21的伸缩杆与插销24连接，插销油缸21用于推动插销24对插销装置23和张拉机构进行锁定或解锁；电控系统25与动力单元7、比例伺服阀16、换向阀13、电磁阀18之间均电连接，电控系统25用于控制动力单元7、精密过滤器12、比例伺服阀16、换向阀13、电磁阀18的工作状态。

本实施例中，张拉机构与预应力钢筋配合，预应力钢筋分别放置在张拉机构中，张拉油缸19带动张拉机构进行张拉，电控系统25根据不同的张拉钢筋规格型号，自动设定不同的张拉力及拉伸长度；通过比例伺服阀16控制张拉油缸19的运动，来控制预应力钢筋张拉；电控系统25根据所需张拉预应力钢筋规格型号，输出控制信号，控制比例伺服阀16，来控制张拉油缸19的运行速度及位移。通过配置与张拉油缸19固定连接的插销装置23，预应力钢筋张拉到位后，插销油缸21驱动与之相连接的插销24，插销24对插销装置23进行锁位。当张拉油缸19张拉到位后，通过电控系统25控制电磁阀18从而控制插销油缸21的动作，来实现自动插销24与插销装置23锁定，从而实现张拉油缸19的锁位；通过在电控系统25中预设各种规格型号的预应力钢筋所对应的张拉力，可以实现远程控制预应力钢筋的张拉过程,现场实现无人化、智能化操作，避免了现有技术中所存在的人工参与带来的安全隐患。

参考附图2的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，插销装置23上设有销孔，张拉机构的一端设置有与销孔配合的定位孔，张拉油缸19的活塞杆带动张拉机构相对于插销装置23滑动，插销油缸21的伸缩杆用于推动插销24插入或远离销孔和定位孔，以对张拉机构进行锁定或解锁。当张拉油缸19带动张拉机构张拉到位时，销孔与定位孔正好相对，伸缩杆伸出，推动插销24插入销孔和定位孔，对张拉机构进行固定；张拉结束后，伸缩杆回缩，对张拉结构解锁。本实施例中的插销装置23上开设有销孔，当张拉油缸19张拉到位后，插销油缸21的伸缩杆带动插销24移动，从而将插销24插入到销孔中，实现对张拉油缸19的锁位。由于比例伺服阀16用于控制张拉油缸19的运动，电磁阀18用于控制插销油缸21的运动，控制系统控制比例伺服阀16和电磁阀18，控制系统可实现对张拉油缸19的运动控制及自动锁位。

在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，插销装置23包括均与张拉油缸19的缸体连接且相对设置的两块插销板，两块插销板上设有相对的销孔，张拉油缸19的活塞杆带动张拉机构在两块插销板之间滑动。

参见附图1的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，液压系统还包括设置在液压油管道上的吸油过滤器5、单向阀8、精密过滤器12、液压锁17、回油过滤器2，吸油过滤器5和回油过滤器2用于对液压油管中的液压油进行过滤，单向阀8用于控制液压油的流向，精密过滤器12用于对液压油进行精密过滤，电控系统25与精密过滤器12电连接。

参考附图1的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，液压系统还包括设置在液压油管道上的安全溢流阀9和比例调压阀14，安全溢流阀9用于设定液压系统的安全压力，比例调压阀14用于控制液压系统的工作压力。配有比例调压阀14，液压系统可以无级调压，提高预应力钢筋张拉的精度；电控系统25根据所需张拉预应力钢筋规格型号，输出控制信号，控制比例调压阀14，从而控制液压系统的工作压力，使液压系统的工作压力与所张拉的预应力钢筋相匹配。

参考附图1的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，张拉油缸19上设置有用于检测张拉油缸19的活塞杆位移的第一位移传感器20，插销装置23上设置有用于检测插销24位移的第二位移传感器22，电控系统25与第一位移传感器20和第二位移传感器22电连接。第一位移传感器20实时监控张拉油缸19的运行位移，反馈给控制系统；电控系统25接收第一位移传感器20的反馈信号，判断张拉油缸19的位移是否与要求相匹配，并与预设值之间进行对比，从而实时通过控制比例伺服阀16控制张拉油缸19的运动。

参考附图1的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，液压系统还包括设置在精密过滤器12和比例伺服阀16之间的液压油管道上的压力传感器15，压力传感器15与电控系统25电连接，压力传感器15用于检测液压系统的工作压力并将检测结果发送给电控系统25；电控系统25根据压力传感器15反馈的信号，判断液压系统的工作压力是否与要求相匹配，进行实时调整。

在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，电控系统25包括电控柜、控制面板和电气控制元件，电气控制元件和控制面板安装在电控柜上，电气控制元件上预设有预应力钢筋张拉的程序。本实施例中，采用PLC系统作为电气元件，并预设有多种多种规格型号的预应力钢筋张拉的程序参数和步骤；通过控制面板启动电控系统25，通过电控柜提供电能。由于电控系统25的工作原理及结构均为现有技术，在此不进行赘述。

参考附图1的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，液压系统还包括设置在精密过滤器12和油泵6之间的液压油管道上的压力表11开关10和压力表11。这样设置，可以实时监测液压系统的油压数值，确保液压系统的安全。

参考附图1的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，张拉油缸19的数量为两个及以上，每个张拉油缸19均对应设置一个锁位机构，每个张拉油缸19均对应设置一个比例伺服阀16，每个插销装置23均对应设置一个电磁阀18。当两个及以上的张拉油缸19共同张拉时，通过电控系统25控制每个张拉油缸19对应的比例伺服阀16，来控制两个及以上张拉油缸19的同步，实时调整张拉油缸19的运行速度，保证张拉油缸19之间的同步精度。控制系统通过向每个电磁阀18发送控制命令来控制每个插销油缸21的运动，从而实现对每个张拉油缸19的锁位。

参考附图1的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，每个张拉油缸19上均设置有第一位移传感器20，每个插销装置23上均设置有第二位移传感器22。电控系统25根据每个张拉油缸19上设置的第一位移传感器20的反馈信号，判断多个张拉油缸19之间是否同步，并进行实时调整。第二位移传感器22用于监控插销24是否到位，并将信号反馈给控制系统。

参考附图1的示意，在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，油箱1上还设置有空气滤清器3和液位液温计4，空气滤清器3用于防止油箱1内产生负压，这样在油箱1内的油量变化的过程中，油箱1中不容易产生负压；液位液温计4用于测量并显示油箱1内部的液位和油温。

结合附图1和附图2的示意，简要介绍本发明的工作原理介绍：

目前PC预应力构件生产所有的各种预应力钢筋张拉设备中，采用分流集流阀或同步马达控制张拉油缸19的同步，同步精度低，不能实时调整多个张拉油缸19运行速度及位移。而且张拉油缸19在张拉到位后不能自动锁位，张拉现场需要人工干预，不能根据不同规格型号的预应力钢筋设置不同的张拉力和拉伸长度，不能实现远程化、智能化、现场无人化操作，一旦出现钢筋断裂会给现场操作人员带来安全隐患。

本发明所提供的预应力钢筋的智能张拉设备中，液压系统设置有比例调压阀14，可以无级调节液压系统工作压力；电控系统25根据所需张拉的预应力钢筋的规格型号，输出对应的控制信号，通过控制比例调压阀14来控制液压系统的工作压力，使液压系统的工作压力与所张拉的预应力钢筋相匹配。

压力传感器15用于实时监控液压系统的工作压力，反馈给电控系统25，电控系统25根据压力传感器15反馈的信号，判断液压系统的工作压力是否与要求相匹配，进行实时调整。

通过设置比例伺服阀16来无级调节张拉油缸19的运行速度及行走位移。电控系统25根据所需张拉的预应力钢筋规格型号，输出控制信号，控制比例伺服阀16来控制张拉油缸19运行速度及位移。第一位移传感器20实时监控张拉油缸19的运行位移，并反馈给制系统，电控系统25根据第一位移传感器20反馈信号，判断多个张拉油缸19是否同步，进行实时调整。同时，电控系统25根据位移传感器反馈信号，判断张拉油缸19的位移是否与要求相匹配，进行实时调整。

通过配置插销装置23，预应力钢筋张拉到位后，插销油缸21驱动与之相连接的插销24，插销24进行锁位。插销装置23上配置第二位移传感器22，用于监控插销24是否到位。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，包括液压系统、电控系统、锁位机构以及张拉机构，所述液压系统包括通过液压油管道依次连接在一起的油箱、油泵、动力单元、换向阀、比例伺服阀、张拉油缸以及电磁阀，所述动力单元用于给所述油泵提供动力，所述换向阀用于控制所述液压系统的加载/卸荷，所述比例伺服阀用于控制所述张拉油缸的运动；所述锁位机构包括插销装置、插销和插销油缸，所述插销油缸与所述油箱通过液压油管道连接，所述电磁阀用于控制所述插销油缸的运动，所述张拉油缸与所述插销油缸垂直设置，且二者的缸体均与所述插销装置固定连接，所述张拉油缸的活塞杆与所述张拉机构连接，所述插销油缸的伸缩杆与所述插销连接，所述插销油缸用于推动所述插销对所述插销装置和所述张拉机构进行锁定或解锁；所述电控系统与所述动力单元、所述比例伺服阀、所述换向阀、所述电磁阀之间均电连接。

2.根据权利要求1所述的预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，所述插销装置上设有销孔，所述张拉机构的一端设置有与所述销孔配合的定位孔，所述张拉油缸的活塞杆带动所述张拉机构相对于所述插销装置滑动，所述插销油缸的伸缩杆用于推动所述插销插入或远离所述销孔和所述定位孔，以对所述张拉机构进行锁定或解锁。

3.根据权利要求2所述的预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，所述插销装置包括均与所述张拉油缸的缸体连接且相对设置的两块插销板，两块所述插销板上设有相对的所述销孔，所述张拉油缸的活塞杆带动所述张拉机构在两块所述插销板之间滑动。

4.根据权利要求1所述的预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，所述液压系统还包括设置在液压油管道上的安全溢流阀和比例调压阀，所述安全溢流阀用于设定所述液压系统的安全压力，所述比例调压阀用于控制所述液压系统的工作压力。

5.根据权利要求1所述的预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，所述张拉油缸上设置有用于检测所述张拉油缸的活塞杆位移的第一位移传感器，所述插销装置上设置有用于检测插销位移的第二位移传感器，所述电控系统与所述第一位移传感器和所述第二位移传感器电连接。

6.根据权利要求1所述的预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，所述液压系统还包括设置在所述液压油管道上的吸油过滤器、单向阀、精密过滤器、液压锁、回油过滤器，所述吸油过滤器和所述回油过滤器用于对所述液压油管中的液压油进行过滤，所述单向阀用于控制液压油的流向，所述精密过滤器用于对液压油进行精密过滤，所述电控系统与所述精密过滤器电连接。

7.根据权利要求6所述的预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，所述液压系统还包括设置在所述精密过滤器和所述比例伺服阀之间的液压油管道上的压力传感器，所述压力传感器与所述电控系统电连接，所述压力传感器用于检测所述液压系统的工作压力并将检测结果发送给所述电控系统。

8.根据权利要求6所述的预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，所述电控系统包括电控柜、控制面板和电气控制元件，所述电气控制元件和所述控制面板安装在所述电控柜上，所述电气控制元件上预设有预应力钢筋张拉的程序步骤。

9.根据权利要求1-8任一项所述的预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，所述液压系统还包括设置在所述精密过滤器和所述油泵之间的液压油管道上的压力表开关和压力表。

10.根据权利要求1-8任一项所述的预应力钢筋的智能张拉设备，其特征在于，所述张拉油缸的数量为两个及以上，每个所述张拉油缸均对应设置一个所述锁位机构，每个所述张拉油缸均对应设置一个所述比例伺服阀，每个所述插销油缸均对应设置一个所述电磁阀。

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