CN210820067U - 一种预制构件离心系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预制构件离心系统，包括驱动单元；驱动单元用于驱动模具进行离心作业，驱动单元包括驱动装置和抱闸装置；还包括控制单元和数据采集单元，控制单元包括控制器；数据采集单元包括转速检测传感器和表面位置检测传感器，所述转速检测传感器和表面位置检测传感器分别用于检测采集驱动单元的转速信号和模具上目标位置的表面位置信号，控制器根据模具上目标位置的实时位置信息发出控制信号，用以切换驱动单元的作业状态，驱使驱动装置停止工作和/或抱闸装置进行抱闸操作，使得模具在离心作业结束后，模具上的目标位置所对应的停留点位于既定的停留区间的范围内，即分模面处于水平状态。

Description

一种预制构件离心系统

技术领域

本实用新型涉及预制构件离心技术领域，具体是一种预制构件离心系统。

背景技术

预制构件离心是生产过程中一个重要的环节，离心机是用于生产高强度预应力混凝土预制构件的主要设备，同时也在建材、桥梁等混凝土预制构件的生产中广泛使用，使用时，先将搅拌后的混凝土均匀布置在混凝土成型模具内，然后将模具放置在离心机上，通过离心机带动模具高速旋转，此时混凝土在高速离心作用下，密实度增强、成型，而且通过对振动法成型和离心成型的混凝土预制构件作比较，离心成型具有密实性好、强度高、承载力强的优点，同时生产场地占用小，便于组织大规模工厂化生产，离心机是由机架、跑轮和电动机组成，机架一侧安装有主动跑轮，机架另一侧安装从动跑轮，模具放置在主动跑轮和从动跑轮中间旋转进行离心作业。

现有技术中部分预制构件(此处以管桩为例)在生产中，为了提高管桩的结构强度及生产质量，一般需要通过离心工序使混凝土在模具中均匀分布并密实成型，并且在离心结束后，需要将模具上的螺丝丝母拧开，将上下模分离，进行脱模处理，脱模使用航车机械手将上模具抓掉，从而将成型管桩从模具中取出，因此为了方便航车机械手的抓取上模具及便于对上下模进行拆卸，上下模的分模面必须水平或者接近水平，即用于固定上下模具的螺丝丝母必须朝上，由于离心机停止运转后管桩模具停止位置是不确定的，很难保证分模面处于水平或者接近水平的位置，目前生产过程中一般通过其它设备对模具进行旋转或者通过工作人员人工旋转，确保螺丝丝母朝上，通过其它设备旋转增加能量消耗，从而导致管桩生产成本增加，同时强行旋转加快离心设备磨损，造成离心设备损坏，通过人工旋转，首先由于管桩模具重量较大，需要多人共同推动管桩模具，才能完成旋转操作，费时费力，其次由于管桩模具重量较大，在人工旋转过程中，容易出现安全事故，威胁工作人员生命安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种预制构件离心系统，以解决离心机停止运转后模具分模面不处于水平或者接近水平的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种预制构件离心系统，包括驱动单元；

驱动单元：驱动单元用于驱动模具进行离心作业，驱动单元包括驱动装置和抱闸装置；还包括：

控制单元：控制单元包括控制器；

数据采集单元：数据采集单元与控制单元电连接，数据采集单元包括转速检测传感器和表面位置检测传感器，所述转速检测传感器和表面位置检测传感器分别用于检测采集驱动单元的转速信号和模具上目标位置的表面位置信号，所述控制器接收转速信号和表面位置信号后获得转速信息、目标位置信息，并生成模具上目标位置的实时位置信息；

当离心作业待结束时，控制器对比转速信息与预设转速信息，当转速信息处于预设转速信息范围内时，控制器根据模具上目标位置的实时位置信息发出控制信号，用以切换驱动单元的作业状态，驱使驱动装置停止工作和/或抱闸装置进行抱闸操作，使得模具在离心作业结束后，模具上的目标位置所对应的停留点位于既定的停留区间的范围内。

优选地，驱动单元还包括用于承接及支撑模具且相对设置的主动装置和从动装置，驱动装置驱动主动装置绕其轴心转动。

优选地，表面位置检测传感器设置在沿主动装置宽度方向靠近主动装置的一侧或沿从动装置宽度方向靠近从动装置的一侧或分别设置与主动装置和从动装置沿宽度方向的两侧。

优选地，模具的至少一侧部设置有与表面位置检测传感器相对应的位置反馈板。

优选地，所述主动装置和/或从动装置的端面设置有与转速检测传感器对应的转速反馈板。

优选地，还包括与转速检测传感器电连接的转速表，所述转速表用于接收转速反馈信号生成实时转速信息并显示。

优选地，所述表面位置检测传感器和转速检测传感器设于支撑架上，以便对表面位置检测传感器与转速检测传感器进行支撑并便于调节表面位置检测传感器与转速检测传感器的位置。

优选地，所述支撑架包括基座，基座上活动连接有伸缩套管，且基座与伸缩套管之间通过固定件固定，伸缩套管的侧部设置有用于连接表面位置检测传感器或转速检测传感器的连杆。

本实用新型所提供的一种预制构件离心系统，包括驱动单元、控制单元和数据采集单元，其中，数据采集单元包括转速检测传感器和表面位置检测传感器，转速检测传感器和表面位置检测传感器分别用于检测采集驱动单元的转速信号和模具上目标位置的表面位置信号，控制器接收转速信号和表面位置信号后获得转速信息、目标位置信息，并生成模具上目标位置的实时位置信息；控制器对比转速信息与预设转速信息，当转速信息处于预设转速信息范围内时，控制器根据模具上目标位置的实时位置信息发出控制信号，用以切换驱动单元的作业状态，驱使驱动装置停止工作和/或抱闸装置进行抱闸操作，使得模具在离心作业结束后，模具上的目标位置所对应的停留点位于既定的停留区间的范围内，保证分模面处于水平状态，分模面处于水平状态，便于对螺丝丝母进行拆卸，实现上模具和下模具的快速拆卸，避免使用其他设备对模具进行旋转，既能减少能量消耗，降低管桩生产成本，又能降低离心设备的磨损，同时使用表面位置检测传感器、转速检测传感器和控制器智能控制调水平，保证模具水平调节的安全性，避免人工调节，避免出现事故，保证工作人员生命安全。

附图说明

图1为一种预制构件离心系统的结构示意图；

图2为图1中模具的结构示意图；

图3为一种预制构件离心系统中支撑架的结构示意图；

图4为一种预制构件离心系统中的结构框图。

图中：1、主动装置；2、从动装置；3、模具；31、上模具；32、下模具；4、驱动装置；5、控制器；6、位置反馈板；7、表面位置检测传感器；8、转速反馈板；9、转速检测传感器；10、抱闸装置；11、变频器；12、转速表；13、支撑架；131、基座；132、伸缩套管；133、连杆；134、固定件；14、跑轮；15、限位挡边；16、托轮；17、分模面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

部分预制构件在生产过程中需要进行离心处理，此处以管桩的生产为例，值得说明的是，此离心系统不限于管桩离心，也适用于其他形状模具3的离心工作。

参见图1-图4，一种预制构件离心系统，包括驱动单元、控制单元和数据采集单元。

驱动单元用于驱动模具3进行离心作业，驱动单元包括驱动装置4、抱闸装置10、用于承接及支撑模具3且相对设置的主动装置1和从动装置2，驱动装置4驱动主动装置1绕器轴心转动，其中，主动装置1包括主动轴和跑轮14，从动装置2包括从动轴和跑轮14，主动轴与从动轴相对设置，并且位于两者之上的跑轮14也相对设置，相对设置的跑轮14用于对接模具3上的托轮16，跑轮14的外部延伸有凸出跑轮14表面并至少部分对模具3起到限位作用，防止模具3轴向移动的限位挡边15，驱动装置4与主动装置1之间可以通过带传动、齿轮传动或者起到传动方式，其中优选采用带传动，带传动结构简单，成本低使用维护方便，具有良好的挠性和弹性，能缓冲运行平稳，并且在运行过程中噪音小，减少噪音污染，驱动装置4带动主动装置1转动，由于相对设置的跑轮14对接托轮16，从而使得主动装置1带动模具3转动进行离心工作。

控制单元包括控制器5和变频器11，控制器5与变频器11电连接。

数据采集单元与控制单元电连接，数据采集单元包括转速检测传感器9和表面位置检测传感器7，转速检测传感器9和表面位置检测传感器7分别用于检测采集驱动单元的转速信号和模具3上目标位置的表面位置信号，控制器5接收转速信号和表面位置信号后获得转速信息、目标位置信息，并生成模具上目标位置的实时位置信息。

参见图1，在主动装置1的一端面设置一个转速反馈板8，在主动装置1的侧方与转速反馈板8相对的设置有转速检测传感器9，转速反馈板8作为转速检测传感器9检测转速的参照，以检测到转速反馈板8的次数计算转速，假定每秒内检测到转速反馈板8的次数为n次，则主动装置1的转速为n-1/秒，获得转速信息。

可以理解地，转速反馈板8也可以设置在从动装置2上或模具3，并不局限于设置在主动装置1上，转速检测传感器9设置在转速反馈板8对应的位置即可，其中，优选为设置在主动装置1，检测数据最精确，保证转速数据检测的精确度。

在上模具31或下模具32的一侧设置有一个位置反馈板6，并且在从动装置2和主动装置1的侧方均设置一个与之对应的表面位置检测传感器7，位置反馈板6作为模具3位置检测的参照，以检测到位置反馈板6到转速检测传感器9的距离作为判断标准，检测到位置反馈板6到转速检测传感器9的距离是一定的，当检测到的距离信息处于设定距离信息之内时，结合转速信息，发出控制指令，完成抱闸操作。其中，在此实施例中，目标位置即为位置反馈板6设置的位置。

可以理解地，位置反馈板6可以设置在上模具31或者下模具32的两侧，对应的表面位置检测传感器7设置在主动装置1或从动装置2的任意一个侧方即可。

并且，表面位置检测传感器7可以是对射光电传感器或者接近开关或其他可以测量表面位置检测传感器7到位置反馈板6之间距离的传感器均可，本实施例以对射光电传感器为例进行详细说明，接近开关等在此不进行详细说明，由其中转速检测传感器9为可以测出主动装置1或从动装置2转速的传感器，例如转速传感器。

参见图2，模具3分为上模具31和下模具32，预制桩在实际生产过程中，在模具3布料完成之后需要进行合模，即使上模具31与下模具32贴合，完成模具3的装配，其中上模具31与下模具32接触的面为分模面17，分模面17与合模方向平行，并且在上模具31和下模具32合模过程中，一般通过螺丝丝母途中未画出进行固定，当然也不排除使用其他固定方式进行固定，此处以螺丝丝母固定为例，模具3上设置有托轮16，托轮16用于与跑轮14配合使用。

参见图3，支撑架13包括基座131，基座131上设置有第一螺孔图中未画出，伸缩套管132上设有与第一螺孔对应的第二螺孔(图中未画出)，伸缩套管132滑动到第二螺孔与第一螺孔对应的位置，通过固定件134将基座131与伸缩套管132进行固定，伸缩套管132的侧部设置有用于连接表面位置检测传感器7和转速检测传感器9的连杆133，通过固定件134调节表面位置检测传感器7和转速检测传感器9的高度，使得表面位置检测传感器7和转速检测传感器9适用于分模面17处于不同高度的模具3，提高通用性能，基座131的底部设有万向轮，便于对表面位置检测传感器7和转速检测传感器9进行移动，使得表面位置检测传感器7和转速检测传感器9适用于不同长度的模具3，并且万向轮上设置有锁死结构(图中未画出)，使得支撑架13稳定放置，不会随意移动。

参见图4，控制器5分别与表面位置检测传感器7、转速检测传感器9抱闸装置10、变频器11电连接，其中控制器5通过变频器11与驱动装置4电连接，便于调节驱动装置4的转速，转速检测传感器9与转速表12电连接，转速表12用于采集转速反馈信号生成事实转速信息并显示，便于工作人员了解离心速度。

可以理解地，驱动装置4可以为电机驱动，当电机为变频电机时，可以不单独使用变频器11调节驱动装置4的转速。

在进行离心操作时，先将搅拌后的混凝土均匀布置在模具3内，进行合模、张拉等操作，然后将模具3放置在主动装置1和从动装置2上，跑轮14与托轮16相适配，控制器5通过变频器11电连接驱动装置4，以使主动装置1处于离心模式，对模具3进行离心，离心过程一般分为四个阶段：低速阶段，使浆料分布均匀的过程，低中速阶段，管桩成型阶段，中速阶段，过渡阶段，避免速度提升过快造成设备损坏，高速阶段，离心密实过程，形成强度高且密实的预制桩，然后减速停止离心。

为了保证分模面17处于表面状态，具体操作如下：

第一种操作过程如下：

首先，控制器5通过变频器11电连接驱动装置4，驱动装置4带动主动装置1处于离心模式，进行四个阶段的离心工作。

其次，在离心结束之后，通过变频器11控制驱动装置4减速，转速检测传感器9用于发射转速检测信号以及接收转速反馈信号，控制器5接收转速信号并生成转速信息，并且转速表12也实时显示转速供工作人员了解离心速度，转速为零时，通过变频器11控制驱动装置4低速启动，转速信息处于预设转速信息范围内，表面位置检测传感器7与控制器5电连接，表面位置检测传感器7用于发射表面检测信号以及接收表面反馈信号，当控制器5接收表面位置检测传感器7的表面位置信号后，生成模具3上目标位置的实时位置信息，表面位置检测传感器7检测到位置反馈板6的距离在设定距离范围内时，控制器5控制驱动装置4立即停止工作，并且同时启动抱闸装置10，把传动轴或者驱动装置4的转轴抱死，其中优选将驱动装置4的转轴抱死，使得模具3在水平位置停止，进而保证分模面17处于水平状态，分模面17处于水平状态，便于对螺丝丝母进行拆卸，实现上模具31和下模具32的快速拆卸，避免使用其他设备对模具3进行旋转，既能减少能量消耗，降低预制桩生产成本，又能降低离心设备的磨损，同时使用表面位置检测传感器7、转速检测传感器9和控制器5智能控制调节分模面水平，保证模具3分模面水平调节的安全性，避免人工调节，避免出现事故，保证工作人员生命安全，通过低速启动驱动装置4，降低在抱闸装置10在抱死过程中对驱动装置4的磨损，延长驱动装置4的使用寿命。

第二种操作过程如下：

首先，控制器5通过变频器11电连接驱动装置4，驱动装置4带动主动装置1处于离心模式，进行四个阶段的离心工作。

其次，在离心结束之后，通过变频器11控制驱动装置4减速，转速检测传感器9用于发射转速检测信号以及接收转速反馈信号，控制器5接收转速信号并生成转速信息，并且转速表12也实时显示转速供工作人员了解离心速度，表面位置检测传感器7与控制器5电连接，表面位置检测传感器7用于发射表面检测信号以及接收表面反馈信号，当控制器5接收表面位置检测传感器7的表面位置信号后，生成模具3上目标位置的实时位置信息，在转速信息处于预设转速信息范围内，同时，表面位置检测传感器7检测到位置反馈板6的距离在设定距离范围内时，控制器5控制驱动装置4立即停止工作，并且同时启动抱闸装置10，把传动轴或者驱动装置4的转轴抱死，其中优选将驱动装置4的转轴抱死，使得模具3在水平位置停止，进而保证分模面17处于水平状态，分模面17处于水平状态，便于对螺丝丝母进行拆卸，实现上模具31和下模具32的快速拆卸，避免使用其他设备对模具3进行旋转，既能减少能量消耗，降低预制桩生产成本，又能降低离心设备的磨损，同时使用表面位置检测传感器7、转速检测传感器9和控制器5智能控制调节分模面水平，保证模具3分模面水平调节的安全性，避免人工调节，避免出现事故，保证工作人员生命安全。

操作二与操作一的不同之处在于，减少驱动装置4低速启动的过程。

其中，转速的预设信息越小，达到的效果越好。

这里需要说明的是，上述分模面17和模具3处于水平状态，并非指绝对的水平，应理解为基本水平，即这种水平允许有一定的误差，只要误差值在不影响螺丝丝母正常拆卸的范围之内，均视分模面17和模具3处于水平状态。

上述的预制构件离心系统，可以在表面位置检测传感器7、转速检测传感器9和控制器5的共同作用下使得模具3停止在任何位置，只需要调节位置反馈板6的位置或者更换设定条件即可。此处，此实施例中，为了便于实现上模具31和下模具32的快速拆卸，设置为模具3停止离心时，分模面17处于水平状态。

以上的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种预制构件离心系统，包括驱动单元；

驱动单元：驱动单元用于驱动模具进行离心作业，驱动单元包括驱动装置和抱闸装置；其特征在于，还包括：

控制单元：控制单元包括控制器；

数据采集单元：数据采集单元与控制单元电连接，数据采集单元包括转速检测传感器和表面位置检测传感器，所述转速检测传感器和表面位置检测传感器分别用于检测采集驱动单元的转速信号和模具上目标位置的表面位置信号，所述控制器接收转速信号和表面位置信号后获得转速信息、目标位置信息，并生成模具上目标位置的实时位置信息；

当离心作业待结束时，控制器对比转速信息与预设转速信息，当转速信息处于预设转速信息范围内时，控制器根据模具上目标位置的实时位置信息发出控制信号，用以切换驱动单元的作业状态，驱使驱动装置停止工作和/或抱闸装置进行抱闸操作，使得模具在离心作业结束后，模具上的目标位置所对应的停留点位于既定的停留区间的范围内。

2.根据权利要求1所述的一种预制构件离心系统，其特征在于，驱动单元还包括用于承接及支撑模具且相对设置的主动装置和从动装置，驱动装置驱动主动装置绕其轴心转动。

3.根据权利要求1所述的一种预制构件离心系统，其特征在于，表面位置检测传感器设置在沿主动装置宽度方向靠近主动装置的一侧或沿从动装置宽度方向靠近从动装置的一侧或分别设置与主动装置和从动装置沿宽度方向的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种预制构件离心系统，模具的至少一侧部设置有与表面位置检测传感器相对应的位置反馈板。

5.根据权利要求2所述的一种预制构件离心系统，其特征在于，所述主动装置和/或从动装置的端面设置有与转速检测传感器对应的转速反馈板。

6.根据权利要求1所述的一种预制构件离心系统，其特征在于，还包括与转速检测传感器电连接的转速表，所述转速表用于接收转速反馈信号生成实时转速信息并显示。

7.根据权利要求1所述的一种预制构件离心系统，其特征在于，所述表面位置检测传感器和转速检测传感器设于支撑架上，以便对表面位置检测传感器与转速检测传感器进行支撑并便于调节表面位置检测传感器与转速检测传感器的位置。

8.根据权利要求7所述的一种预制构件离心系统，其特征在于，所述支撑架包括基座，基座上活动连接有伸缩套管，且基座与伸缩套管之间通过固定件固定，伸缩套管的侧部设置有用于连接表面位置检测传感器或转速检测传感器的连杆。

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