CN204054329U - 小口径pccp管的立式加工装置 - Google Patents

Abstract

小口径PCCP管的立式加工装置。提供了一种适合小口径管，操作便利，密封效果好的小口径PCCP管的立式加工装置。包括立式的内模、外模和浇注装置，所述内模设有贯通内模高度的轴向直缝，在所述直缝的两缝口分别固定连接活动门板和从动门板；在所述内模的内部设有撑缩装置，所述撑缩装置包括主动轴、从动轴、支架、减速齿轮组和至少三组活动门板驱动机构。本实用新型采用了基本与内模高度一致（应用时可以略小于内模高度）的撑缩装置和锁紧装置。前者扭矩大、在同一刚性的从动轴上传递出来的力度的均匀性高、运动速度的同步性好。后者利用丝杆传动，带动直线运动的滑板、再通过斜楔机构实现对活动门板处于撑起状态的锁紧。

Description

小口径PCCP管的立式加工装置

技术领域

本实用新型涉及一种小口径PCCP管（Φ1000mm以下）的加工装置。

背景技术

预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe）简称PCCP，是一种新型的钢性管材。目前，国内制作PCCP管芯有以下两种常规方法：

第一，针对Φ1000mm以上尺寸（含Φ1000mm），采用立式振动工艺成型管芯，内模的开合采用人工进入内模手动开合的方法；

第二，针对Φ1000mm以下尺寸（即小口径PCCP管），采用离心工艺，因为Φ1000mm以下的内模直径太小，工人无法进入操作。同时，采用离心工艺成型管芯存在耗能大、废浆无法处理、污染大、内壁不光滑的缺点。因此，在生产小口径PCCP管，若采用立式振动工艺，需要实现在没有人工进入内模，从而完成内模开合的动作。如图10、11所示，在离心成型时，电机101带动离心机103的托轮转动，离心机103的托轮通过磨擦力带动离心管模102转动，混凝土通过人工或机械的方法送入离心管模102的内部，管芯通过离心管模102的高速离心力成型。

此外，国家知识产权局于2007年01月03日公告的公告号为CN2853353Y，名称为“立式振动管模”的专利，其通过扳杆将左门板和右门板相互配合在一起，使内模形成一完整的封闭圆形，在内模和外模之间灌入混凝土浆，并使混凝土浆逐渐密实，待混凝土固化后即可脱模。其实际使用时的基本原理如图12所示，在内模开设一轴向破缝，破缝的两侧分别加装两门板。浇注前，利用气缸104驱动连杆机构实现两门板之间贴合，使得内模呈圆形；成型后，利用气缸驱动连杆机构实现两门板相互运动，使得内模向内收缩便于脱模。但这种结构存在的问题是：一、只能针对大尺寸管内模301a（Φ1000mm以上，含Φ1000mm），原因是气缸和连杆机构呈弦向设置，需要占用一定的空间，如果尺寸过小（小于Φ1000mm），如图中内模301的轮廓线，则难以布设；二、该方案需要在不同高度设置多个气缸连杆组件，而众所周知的是在不同高度内模外部的混凝土浆液的压力是不同的。如果采用同样的气缸组件则顶部和底部的密封效果会出现极大的差异；如果为了克服不同高度门板缝隙的不同压力而采用有气压差的气缸组件则在技术上又无法实现。同时，这种利用气缸的技术方案，在浇注后混凝土凝固过程中需要保持较长时间的压力，使得使用时的能耗极大，成本极高。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提供了一种适合小口径管（管的内径小于Φ1000mm），操作便利，密封效果好的小口径PCCP管的立式加工装置。

本实用新型的技术方案是：包括立式的内模、外模和浇注装置，所述内模设有贯通内模高度的轴向直缝，在所述直缝的两缝口分别固定连接活动门板和从动门板；

在所述内模的内部设有撑缩装置，所述撑缩装置包括主动轴、从动轴、支架、减速齿轮组和至少三组活动门板驱动机构；

所述支架包括底板和一对端板，所述底板固定连接在所述从动门板上，所述端板固定连接在所述底板的端头；所述主动轴和从动轴活动设置在一对端板之间、且所述主动轴和从动轴的端头均伸出所述端板，在所述主动轴伸出端板的轴头部固定连接有主动齿轮，在所述从动轴伸出端板的轴头部固定连接有从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮之间设有减速齿轮组；

所述活动门板驱动机构包括驱动臂和驱动臂连杆，所述驱动臂连杆的一端固定连接在所述从动轴上；所述驱动臂连杆的另一端通过铰销活动连接所述驱动臂的一端，所述驱动臂的另一端与所述活动门板固定连接。

所述活动门板的内侧固定连接有刚性托板，所述驱动臂的另一端固定连接在所述刚性托板上、再与所述活动门板构成固定连接。

所述主动轴的顶端还伸出所述主动齿轮的顶面、且设有主动轴动力输入口。

在所述支架上还设有锁紧装置，所述锁紧装置包括丝杆、丝杆座、丝杆座支撑架、活动丝母、滑板、至少两只滑板支撑架和锁紧斜楔机构；

所述丝杆座支撑架和至少两只滑板支撑架固定连接在所述底板上，所述丝杆座支撑架设在所述底板上部，所述至少两只滑板支撑架设在所述丝杆座支撑架的下部，所述丝杆座支撑架和至少两只滑板支撑架上均开设有直径大于所述从动轴的通孔，所述从动轴贯穿所述丝杆座支撑架和至少两只滑板支撑架上的所有通孔，使得所述从动轴能自由转动；

所述丝杆座固定连接在所述丝杆座支撑架上，所述丝杆与所述丝杆座活动连接，所述丝杆的下端伸出所述丝杆座并活动连接所述活动丝母；在所述活动丝母的底端固定连接所述滑板的顶端；

在所述滑板支撑架上设有滑板活动轨槽，所述滑板活动连接在所述滑板活动轨槽内；

所述锁紧斜楔机构包括上斜楔和下斜楔，所述上斜楔固定连接在所述滑板上，所述下斜楔固定连接在所述活动门板上，所述上斜楔与下斜楔适配。

在所述上斜楔与滑板之间还固定设至有上压紧块，在下斜楔和活动门板之间还设有下压紧块。

在所述丝杆的顶端设有丝杆动力输入口。

在所述浇注装置上部设有与所述内、外模高度适配的位置设有操作平台。

    本实用新型采用了基本与内模高度一致（应用时可以略小于内模高度）的撑缩装置和锁紧装置。前者利用贯通高度的从动轴来驱动处于不同高度的驱动臂来驱动活动门板做撑起、收缩动作，并且撑起、收缩动作通过主动轴、减速机构来带动从动轴；这样做的优点是扭矩大、在同一刚性的从动轴上传递出来的力度的均匀性高、运动速度的同步性好。后者利用丝杆传动，带动直线运动的滑板、再通过斜楔机构实现对活动门板处于撑起状态的锁紧，丝杆、斜楔本身就具有较好的锁紧效果，并且通过同一滑板上、不同位置的斜楔机构能传递出均衡一致的锁紧力，即便底部直缝处压力再大，也难以突破若干个斜楔整体形成的锁紧力。同时，根据装置的创新性，还提供了本实用新型装置的加工方法，使得操作者在平台上、处于模具的外部（因为小口径管加工时，操作者无法进入管芯的内部）能很便利地对装置进行撑内模、锁紧、调心、注浆浇筑、缩内模的操作。本实用新型构思精巧，在狭小空间内将撑缩、锁紧装置合二为一有效地对内模进行撑、锁、缩的操作控制。制得的产品，由于锁紧装置的作用使得管芯内壁更加光滑，水在管道中传输时阻力小；管道中不易形成阻塞。

    附图说明

    图1是本实用新型的工作状况示意图，

图2是图1中A-A剖视图，

图3是图2中B-B阶梯剖视图，

图4是本实用新型撑缩、锁紧装置的立体示意图，

图5是本实用新型锁紧装置的结构示意图，

图6是图5的俯视图，

图7是本实用新型锁紧装置的工作原理图，

图8是本实用新型撑缩装置的工作原理图，

图9是本实用新型撑缩装置的立体示意图，

图10是本实用新型背景技术一的结构示意图，

图11是图10的俯视图，

图12是本实用新型背景技术二的结构示意图；

图中101是电机，102是离心管模, 103是离心机，

201是注浆装置，202是操作平台，203是管芯，204是外模，205是底模，206是顶模，

301是内模，301A是大尺寸管内模，302A是活动门板，302B从动门板，302B1是密封条嵌入槽，303是减速齿轮一，3031是减速齿轮二，304是主动轴，3041是主动齿轮，3042是主动轴动力输入口，305是从动轴，3051是从动齿轮，306是驱动臂，3061是驱动臂连杆，307是刚性托板，308是端板，309是底板，

401是下斜楔，4021是丝杆座支撑架，4022是滑板支撑架，403是上斜楔，404是下压紧块，405是上压紧块，406是滑板，407是活动丝母，408是丝杆，4081是丝杆动力输入口，409是丝杆座。

    具体实施方式

本实用新型如图1-9所示：包括立式的内模301、外模204和浇注装置，所述内模301设有贯通内模301高度的轴向直缝，在所述直缝的两缝口分别固定连接活动门板302A和从动门板302B；在内模301的收缩状态（失圆、圆周尺寸小于管芯203内径的状态）时，活动门板302A更偏向圆心方向，在进行撑起动作时，活动门板302A利用门板的斜边顶动从动门板302B，直至达到额定行程，此时内模的横截面处于正圆状态，内模301的外径等于管芯203的内径，为确保活动门板302A和从动门板302B的密封效果，在从动门板302B的斜边上设置一轴向的密封条嵌入槽302B1；

在所述内模301的内部设有撑缩装置，所述撑缩装置包括主动轴304、从动轴305、支架、减速齿轮组和至少三组活动门板驱动机构；

所述支架包括底板309和一对端板308，所述底板309固定连接在所述从动门板302B上，所述端板308固定连接在所述底板309的端头；所述主动轴304和从动轴305活动设置在一对端板308之间、且所述主动轴304和从动轴305的端头均伸出所述端板308，在所述主动轴304伸出端板308的轴头部固定连接有主动齿轮3041，在所述从动轴305伸出端板308的轴头部固定连接有从动齿轮3051，所述主动齿轮3041和从动齿轮3051之间设有减速齿轮组；减速齿轮组可由本领域技术人员根据不同的动力输入工具进行选择，本实施例中采用了两只塔形齿轮构成减速齿轮组，即减速齿轮一303和减速齿轮二3031；

所述活动门板驱动机构包括驱动臂306和驱动臂连杆3061，所述驱动臂连杆3061的一端固定连接在所述从动轴305上；所述驱动臂连杆3061的另一端通过铰销活动连接所述驱动臂306的一端，所述驱动臂306的另一端与所述活动门板302A固定连接。这里需要说明一下驱动臂306，本实施例采用了长条块状的驱动臂结构，一端设铰接孔，另一端是采用朝向活动门板的侧面与活动门板固定连接，这种结构形式的刚性较好。但驱动臂的结构形式不限于本实施例的形式。

所述活动门板302A的内侧固定连接有刚性托板307，所述驱动臂306的另一端固定连接在所述刚性托板307上、再与所述活动门板302A构成固定连接。主要目的是增强活动门板302A在撑起、锁紧、收缩状态时活动门板302A门边的直线度，避免或减少变形。

所述主动轴304的顶端还伸出所述主动齿轮3041的顶面、且设有主动轴动力输入口3042。一般采用方口或六角口，便于操作人员利用气动扳手、手动扳手进行动力输入。

在所述支架上还设有锁紧装置，所述锁紧装置包括丝杆408、丝杆座409、丝杆座支撑架4021、活动丝母407、滑板406、至少两只滑板支撑架4022和锁紧斜楔机构；

所述丝杆座支撑架4021和至少两只滑板支撑架4022固定连接在所述底板309上，所述丝杆座支撑架4021设在所述底板309上部，所述至少两只滑板支撑架4022设在所述丝杆座支撑架4021的下部（此处的上、下部是针对使用状态的高度方向而言），所述丝杆座支撑架4021和至少两只滑板支撑架4022上均开设有直径大于所述从动轴305的通孔，所述从动轴305贯穿所述丝杆座支撑架4021和至少两只滑板支撑架4022上的所有通孔，使得所述从动轴305能自由转动；这种设计方式使得两种结构合二为一。

所述丝杆座409固定连接在所述丝杆座支撑架4021上，所述丝杆408与所述丝杆座409活动连接（丝杆座409在本实用新型中主要起轴向限位作用，丝杆408可以在丝杆座409中自由转动，但限制轴向自由度，鉴于该结构形式对于本领域技术人员来说，结合现有技术可以采用多种实施方式，本处不再赘述），所述丝杆408的下端伸出所述丝杆座409并活动连接所述活动丝母407；在所述活动丝母407的底端固定连接所述滑板406的顶端；

在所述滑板支撑架4022上设有滑板活动轨槽，所述滑板406活动连接在所述滑板活动轨槽内；能够进行轴向往复运动，如图7中箭头方向所示。

所述锁紧斜楔机构包括上斜楔403和下斜楔401，所述上斜楔403固定连接在所述滑板406上，所述下斜楔401固定连接在所述活动门板302A上，所述上斜楔403与下斜楔401相适配。下斜楔401在轴向方向是固定不动的，滑板406进行轴向运动时，带动上斜楔403做轴向运动，驱动下斜楔401做径向运动，进而形成对活动门板302A的锁紧力。

在所述上斜楔403与滑板406之间还固定设至有上压紧块405，在下斜楔401和活动门板302A之间还设有下压紧块404。此处的上压紧块405可以与上斜楔403加工为一个部件，下压紧块404也可以与下斜楔401加工为一个部件。本实施例进行这样的分体附加技术方案主要是考虑针对高度较大的管芯制备时，底部压力过大，需要对底部的斜楔机构进行压紧力的增加，可以在处于底部的上、下压紧块与上、下斜楔之间可以进行调整（比如垫入垫片、压紧块加工为不同高度等手段），就能在不同高度形成不同的压紧力（一般是由上之下压紧力递增），形成与高度（不同高度混凝土对两门板的压力不同）相关的压紧力曲线。这样通过数个斜楔机构的同步联动，达到了内模锁紧的目的，操作人员在模具的上部操作，无需进入模具的内部。

在所述丝杆408的顶端设有丝杆动力输入口4081。该输入口最好与主动轴动力输入口3042的规格一致，便于采用同样的工具进行操作。

在所述浇注装置上部设有与所述内、外模高度适配的位置设有操作平台202。此处的适配主要是便于操作者对两个动力输入口进行操作。这里的浇注装置包含浇注仓和浇注入口，其中限定的上部是处于浇注仓中上部、浇注入口以下部位，便于人操作的位置。

本实用新型立式加工装置的加工方法，按以下步骤操作：

1）、将所述内模、外模吊装至模具固定底模205上；

2）、操作所述撑缩装置，使得所述内模301的活动门板302A撑起、与从动门板302B贴合，使得所述内模301处于正圆柱形状态；外模204关闭，呈正圆柱形状态；

3）、操作所述锁紧装置，使得所述内模301的上斜楔403、下斜楔401紧密贴合；

4）、调心：将所述内模301、外模204利用顶模206调整位置，使得两者保持同轴心；

5）、在顶模206上部放置注浆装置201，边振动边浇筑；浇筑结束吊走注浆装置201，整体蒸汽蒸养；

6）、在蒸养结束后，吊走顶模206及外模204，操作所述锁紧装置，使得所述内模301的上斜楔403、下斜楔401分离；再操作撑缩装置，使得所述内模301的活动门板302A收缩，使得所述内模301失圆、圆周尺寸缩小；此时撑缩、锁紧装置整体会内部平移运动，同时两门板之间的由密封状态变为开启状态；

7）、垂直吊运内模301，制得管芯203。

采用立式振动工艺制作Φ1000以下管芯具有以下优点：

1、立式振动工艺混凝土浇筑为料斗机械喂料，减少了操作人员的数量及人员的劳动强度；

2、立式振动工艺制作管芯时不产生废水、废浆，不会产生污染；

3、立式振动工艺制作的管芯内壁光滑，水在管道中传输时阻力小；

4、立式振动工艺所需的电源消耗小，原双管离心机工艺生产时，需变频电机，功率在90-110KW，采用立式振动工艺时，仅需37KW的空压机一台即能满足生产的要求。

Claims (7)

1.小口径PCCP管的立式加工装置，包括立式的内模、外模和浇注装置，所述内模设有贯通内模高度的轴向直缝，在所述直缝的两缝口分别固定连接活动门板和从动门板；

其特征在于，在所述内模的内部设有撑缩装置，所述撑缩装置包括主动轴、从动轴、支架、减速齿轮组和至少三组活动门板驱动机构；

所述支架包括底板和一对端板，所述底板固定连接在所述从动门板上，所述端板固定连接在所述底板的端头；所述主动轴和从动轴活动设置在一对端板之间、且所述主动轴和从动轴的端头均伸出所述端板，在所述主动轴伸出端板的轴头部固定连接有主动齿轮，在所述从动轴伸出端板的轴头部固定连接有从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮之间设有减速齿轮组；

所述活动门板驱动机构包括驱动臂和驱动臂连杆，所述驱动臂连杆的一端固定连接在所述从动轴上；所述驱动臂连杆的另一端通过铰销活动连接所述驱动臂的一端，所述驱动臂的另一端与所述活动门板固定连接。

2.根据权利要求1所述的小口径PCCP管的立式加工装置，其特征在于，所述活动门板的内侧固定连接有刚性托板，所述驱动臂的另一端固定连接在所述刚性托板上、再与所述活动门板构成固定连接。

3.根据权利要求1所述的小口径PCCP管的立式加工装置，其特征在于，所述主动轴的顶端还伸出所述主动齿轮的顶面、且设有主动轴动力输入口。

4.根据权利要求1所述的小口径PCCP管的立式加工装置，其特征在于，在所述支架上还设有锁紧装置，所述锁紧装置包括丝杆、丝杆座、丝杆座支撑架、活动丝母、滑板、至少两只滑板支撑架和锁紧斜楔机构；

所述丝杆座支撑架和至少两只滑板支撑架固定连接在所述底板上，所述丝杆座支撑架设在所述底板上部，所述至少两只滑板支撑架设在所述丝杆座支撑架的下部，所述丝杆座支撑架和至少两只滑板支撑架上均开设有直径大于所述从动轴的通孔，所述从动轴贯穿所述丝杆座支撑架和至少两只滑板支撑架上的所有通孔，使得所述从动轴能自由转动；

所述丝杆座固定连接在所述丝杆座支撑架上，所述丝杆与所述丝杆座活动连接，所述丝杆的下端伸出所述丝杆座并活动连接所述活动丝母；在所述活动丝母的底端固定连接所述滑板的顶端；

在所述滑板支撑架上设有滑板活动轨槽，所述滑板活动连接在所述滑板活动轨槽内；

所述锁紧斜楔机构包括上斜楔和下斜楔，所述上斜楔固定连接在所述滑板上，所述下斜楔固定连接在所述活动门板上，所述上斜楔与下斜楔适配。

5.根据权利要求4所述的小口径PCCP管的立式加工装置，其特征在于，在所述上斜楔与滑板之间还固定设至有上压紧块，在下斜楔和活动门板之间还设有下压紧块。

6.根据权利要求4所述的小口径PCCP管的立式加工装置，其特征在于，在所述丝杆的顶端设有丝杆动力输入口。

7.根据权利要求1所述的小口径PCCP管的立式加工装置，其特征在于，在所述浇注装置上部设有与所述内、外模高度适配的位置设有操作平台。