CN214489553U - 无动力自适应管桩模装拆设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无动力自适应管桩模装拆设备，包括基座，基座上设有环形循环装拆机构，环形循环装拆机构包括柔性链环，柔性链环可循环转动环绕连接在基架体上；柔性链环绕基架体循环转动时至少有一段始终保持为平直状态且该段形成为平直工作段；柔性链环上沿长度方向还间隔设有多个可独立升降的装拆单元；平直工作段的长度大于任意两相邻装拆单元在柔性链环长度方向上的直线间距。本设备可通过装拆单元与管桩模具上栓接单元的作用连接从管桩模具的直线运动上获得动力，从而带动柔性链环随管桩模具做无动力同步跟随运动，转动过程中各装拆单元在平直工作段有序完成装拆作业，管桩模具无停滞、装拆单元无返空行程，可有效提升生产效率。

Description

无动力自适应管桩模装拆设备

技术领域

本实用新型属于作业运输中拧紧或松开螺钉或螺帽的机械技术领域，具体涉及一种无动力自适应管桩模装拆设备。

背景技术

目前，生产制造混凝土管桩的过程，包括如下依次进行的工序：拉丝、编笼、布混凝土料、合模、张拉、离心成型、蒸汽防护以及脱模。其中，合模和脱模的过程需要将管桩模具上的螺栓全部拧紧和卸松。管桩模具为直线形，可参见附图1，由截面均为半圆的上模和下模扣合而成，上模和下模的扣合面沿径向外沿有连接边，通过若干螺栓将上模和下模的连接边并栓接。但是管桩模具100的长度较长，沿其长度方向等距间隔布置的栓接单元101的数量相应也很多，并且对称布置于两侧。

业内传统的操作方式，是管模以约200mm/s的速度前移，两侧各站一名工人，当对应的螺栓移动到工人站立工位时，工人手持风炮将螺栓拧紧或拆卸，如此重复操作。传统方式存在两个突出问题：1、即使以降低管模前移速度（降低生产效率）为代价，仍存在劳动强度过大的问题；2、拧紧过程需要保证一定的扭矩施加时长，而疲于操作的工人很难保证施加扭矩的时长，导致拧紧效果不良。如果管桩模具上配置的是快拆翻转式螺栓（参考CN206464802U），通常还需要陪一名辅助工人来专门进行翻转螺栓的操作，进一步加高人力成本。

为解决上述问题，出现了一系列的管桩模螺栓拧紧\拆卸自动化设备和系统，比如湖北工业大学CN107932046A、CN107803926A、CN207464881U公开的设备，常州常力锅炉CN206464802U、CN109175983A、CN210731587U公开的设备，广州德亚CN106738305A等公开的设备，周兆弟CN211762309U等公开的设备，以及CN108638321A、CN211616075U公开的设备，但仍存在一些问题，主要从两方面分析。

从研究方向来说，强行研发设备去适应现存使用的尺寸精度较差的管桩模具，有些本末倒置，导致设备成本太高且不实用！比如螺栓非等距、螺栓实际间隔精度较低导致风炮准确套住螺栓存在偏差的问题，已通过如CN105583612A、CN207464644U公开的带柔性的风炮，简单、良好地解决，又比如需要翻转快拆翻转式螺栓的问题，早已通过如CN101758554A公开的管桩模具螺丝彻底地解决。没有必要在研发的设备上强行加上多向检测、多向驱动、翻转螺栓扶平扶正定位、若干风炮分别驱动定位等系列复杂功能。管桩模具本身也是消耗品，初期使用的尺寸精度较差的管桩模具弃用后，按管桩模制造标准规范后制造出的管桩模具，将使前述复杂设备的很多功能虚设，而对于管桩制造厂家来说，使用新的管桩模具和相应的设备，显然比寻求超高价格的功能、结构复杂的设备更实际。功能、结构复杂的设备，故障率、维修成本也更高，常影响生产计划和进度，也是普通常识。

从具体结构形式来说，主要有三种形式。第一种是管模在牵引机构的牵引下前移，平行管模布置的多个风炮在驱动机构下跟随管模，并下降实施拧紧或拆卸，完成与风炮数量对应的一组螺栓的拧拆后，迅速抬起并返回初始位置，准备下一组螺栓的跟随拧拆；这种形式需要返回，还要保证扭矩施加时长，容易限制管模的前移速度，影响生产效率，并且由于管模前移的速度可能是非匀速的，风炮跟随对准时、以及返回后再次对准时很能存在偏差，导致管模和设备受损，为此，广州德亚也有CN209954955U公开的通过随动单元，来带动安装有风炮的外框架的设备形式，一定程度上可以解决风炮跟随对准的问题，但是完成一组螺栓的拧拆后，仍需抬起并返回初始位置。第二种是管模前移指定长度后停止，待拧紧装置下降并实施拧拆，完成一组螺栓的拧拆后，抬起，管模再前移指定长度后停止，拧紧装置下降并实施下一组螺栓的拧拆；这种形式下管模前移运动需要间隔停止，影响生产效率。第三种是管模静止不动，在管模两侧铺设有拧紧装置移动的长导轨，拧紧装置在导轨上移动，完成一组螺栓的拧拆后，抬起，沿管模长度方向移动到下一组螺栓位置再进行拧拆。这种形式在管模两侧都要铺设较长的导轨，对场地占用很大，对现有生产现场的改造成本很高。

针对现状，本专利申请要针对规范后制造出的质量一致性更好的（螺栓等间距）、配备回弹螺栓的管桩模具（如附图1，目前已大量使用），提供一种全新的自动螺栓拧紧\拆卸方案。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种无动力自适应管桩模装拆设备，避免目前的自动化设备会限制管模的前移速度，导致生产效率不高的问题，取得结构相对简单且实用性更好，并能更好保障管桩模拧\拆螺栓质量的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

无动力自适应管桩模装拆设备，包括基座，所述基座上可滑动设有环形循环装拆机构，所述环形循环装拆机构包括柔性链环，所述柔性链环环绕连接在基架体上且在驱动力作用下可绕基架体循环转动；柔性链环绕基架体循环转动时至少有一段始终保持为平直状态且该段形成为平直工作段；所述柔性链环上沿长度方向还间隔设有多个可独立升降的装拆单元；所述平直工作段的长度大于任意两相邻装拆单元在柔性链环长度方向上的直线间距。

进一步完善上述技术方案，所有相邻装拆单元在柔性链环长度方向上的直线间距为等距。

进一步地，所述柔性链环上还设有一可独立升降的挡板单元且升降方向与装拆单元对应，所述挡板单元在柔性链环长度方向上位于任意相邻两装拆单元之间。

进一步地，基架体上设有初始位置回位单元并作用于柔性链环。

进一步地，所述基架体包括两水平的环形链导轨基板，两环形链导轨基板呈上下正对设置且中间通过上下板连接柱相连，两环形链导轨基板相对的面上相对设有腰圆形导轨环槽，所述柔性链环包括多个竖向链板，相邻竖向链板之间通过铰接的链板连杆相连，竖向链板的上下端分别可滑动连接于对应的腰圆形导轨环槽内，各装拆单元和挡板单元分别连接于对应的竖向链板的外侧面上；初始位置回位单元包括回位气缸，所述回位气缸置于任一环形链导轨基板上，回位气缸的伸缩杆连接主动棘爪并通过主动棘爪作用于对应的竖向链板，以在回位气缸伸缩做功时通过主动棘爪带动柔性链环循环转动。

进一步地，所述装拆单元包括风炮，所述风炮通过升降机构连接于柔性链环上，风炮下端具有螺栓套筒。

进一步地，所述基座上可水平往复滑动设有滑动架，所述滑动架上设有可升降的支撑台，所述环形循环拧紧机构设于所述支撑台上；滑动架在基座上的水平往复滑动方向垂直于所述平直工作段。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的无动力自适应管桩模装拆设备，可通过装拆单元与管桩模具上栓接单元的作用连接从管桩模具的直线运动上获得动力，从而带动柔性链环随管桩模具做无动力同步跟随运动，在同步跟随运动过程中各装拆单元在平直工作段有序的进行下降连接-拧紧-上升脱开的过程，从而完成整个拧紧工作，真正做到拧紧过程中管桩模具无停滞、装拆单元无返空行程、可以有效提升生产效率。

2、本实用新型的无动力自适应管桩模装拆设备，柔性链环和装拆单元可自适应于管桩模具移动速度，完全不限制管桩模具的移动速度。即使管桩模具的移动速度快慢不均，也不存在装拆单元难以对准栓接单元而在下降过程中损坏设备和管桩模具的问题，实用性极强。

3、本实用新型的无动力自适应管桩模装拆设备，能够有效保证装拆单元对栓接单元施加扭矩的时长，如还需要延长装拆单元对栓接单元施加扭矩的时长，适当延长柔性链环平直工作段的长度即可，能很好地保障管桩模具拧\拆螺栓质量，一致性。

4、本实用新型的无动力自适应管桩模装拆设备，结构相对简单、体积小，占用生产现场空间不大，对现有生产线改造很小，非常实用，使用可靠并兼具上述优点。

附图说明

图1为背景技术中提及的管桩模具的结构示意图；

图2为具体实施例的无动力自适应管桩模装拆设备的结构示意图；

图3为实施例中的环形循环装拆机构的立体图；

图4为实施例中的环形循环装拆机构的俯视图；

图5为以图3为基础隐去装拆单元和挡板单元的示意图；

图6为实施例中的基架体的结构示意图；

图7为实施例中的柔性链环的结构示意图；

图8为实施例中的柔性链环上的相邻两竖向链板连接的放大示意图；

其中，管桩模具100，栓接单元101，

环形循环装拆机构1，

基架体2，环形链导轨基板21，腰圆形导轨环槽211，上下板连接柱22，

柔性链环3，平直工作段31，竖向链板32，链板连杆33，

装拆单元4，风炮41，升降机构42，套筒43，

挡板单元5，

初始位置回位单元6，回位气缸61，主动棘爪62，止回棘爪63，

基座7，滑动架71，支撑台72。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

请参见图2-图4，具体实施例的无动力自适应管桩模装拆设备，包括基座7，所述基座7上可滑动设有环形循环装拆机构1，所述环形循环装拆机构1包括柔性链环3，所述柔性链环3环绕连接在基架体2上且在驱动力作用下可绕基架体2循环转动；柔性链环3绕基架体2循环转动时至少有一段始终保持为平直状态且该段形成为平直工作段31；

所述柔性链环3上沿长度方向还间隔设有多个可独立升降的装拆单元4以用于对管桩模具上的栓接单元进行装拆；所述平直工作段31的长度大于任意两相邻装拆单元4在柔性链环3长度方向上的直线间距。

实施例的无动力自适应管桩模装拆设备，使其相邻装拆单元4在柔性链环3长度方向上的直线间距与管桩模具长度方向上相邻栓接单元之间的间距对应，平直工作段31与管桩模具轴线平行，即可实现无动力自适应的对管桩模具上栓接单元的装拆。使用过程如下：1）通过牵引机构使管桩模具保持沿自身长度方向移动；2）柔性链环3平直工作段31上的装拆单元4下降并作用连接对应的栓接单元；3）装拆单元4对栓接单元做功的同时，移动的管桩模具借助栓接单元和装拆单元4的作用连接给柔性链环3提供所述绕基架体2循环转动的驱动力，带动柔性链环3绕基架体2循环转动；4）下一个装拆单元4随柔性链环3运动至平直工作段31后下降并作用连接对应的栓接单元；5）上一个装拆单元4上升并脱开与对应栓接单元的作用连接。这样，柔性链环3可以持续通过装拆单元4和对应栓接单元的作用连接从移动的管桩模具获得绕基架体2循环转动的驱动力，如此循环，可完成管桩模具上沿长度方向间隔设有的所有栓接单元的拧紧或拆卸，可以理解的，同次使用过程中，拧紧和拆卸一般是择一的方式，这可以通过设备的控制器进行对应选择，改变装拆单元4的做功方向即可。

本设备从第一个作用连接栓接单元的装拆单元4开始，柔性链环3从管桩模具的直线运动上获得动力，从而带动柔性链环3随管桩模具做无动力同步跟随运动，当然，无动力是指设备上没有专门用于驱动柔性链环3与管桩模具同步跟随运动的驱动单元，这也是本设备相较现有自动化设备的区别点和优势所在，柔性链环3上设有多个装拆单元4，在同步跟随运动过程中各装拆单元4在平直工作段31有序的进行下降连接-拧紧-上升脱开的过程，从而完成整个拧紧工作，真正做到拧紧过程中管桩模具无停滞、装拆单元4无返空行程、自适应管桩模具移动速度的功能，可以有效提升生产效率，完全不限制管桩模具的移动速度；并且，即使管桩模具的移动速度快慢不均，也不存在装拆单元4难以对准栓接单元而在下降过程中损坏设备和管桩模具的问题，实用性极强。可以理解的，各装拆单元4在平直工作段31有序的进行下降作用连接-拧紧-上升脱开的过程，可以通过设备（基架体2）上的传感器到位感应，并结合设备的电控部分控制实现。

本设备也能够有效保证装拆单元4对栓接单元施加扭矩的时长，如果还需要延长装拆单元4对栓接单元施加扭矩的时长，适当延长柔性链环3平直工作段31的长度即可，能很好地保障管桩模具拧\拆螺栓质量。从循环工作的过程可以看出，所述多个可独立升降的装拆单元4具体来说，应是至少三个，因为两点间直线距离（平直工作段31）最短，柔性链环3上其它段（平直工作段31之外的）的长度必然大于平直工作段31，所以，柔性链环3上沿长度方向间隔设有至少三个可独立升降的装拆单元4，方可保证无动力自适应循环装拆有效进行。本实施例中，设置了七个可独立升降的装拆单元4，平直工作段31的长度允许同时有三个装拆单元4位于平直工作段31上，可以实现最前面一个装拆单元4上升脱开时，后面还有两个装拆单元4下降并作用连接了对应栓接单元，这样，既能提高管桩模具带动柔性链环3循环转动的可靠性，也避免仅借助单对装拆单元4和栓接单元来传递驱动力而受损，还能有效保证装拆单元4对栓接单元施加扭矩的时长。更具体地，平直工作段31的长度是保证有且只有三个装拆单元4能同时位于平直工作段31上，既可以保障前述效果，设备的宽度也不会太大。

本设备的结构相对简单、体积小，占用生产现场空间不大，对现有生产线改造很小，非常实用。

其中，柔性链环3的长度方向上，所有相邻装拆单元4在柔性链环3长度方向上的直线间距为等距。

这样，符合现有管桩模具的实际情况，设备的设计制造也可以更简单地与管桩模具相适配，保证使用可靠性。当然，并不排除将管桩模具长度方向上的栓接单元按柔性链环3的总长分组，每组上的栓接单元间距与装拆单元4间距对应的情况，这种情况下即使栓接单元（装拆单元4）间距为非等距，本设备同样可以使用，这也是前文没有要求装拆单元4一定要为等距间隔的原因。

其中，所述柔性链环3上还设有一可独立升降的挡板单元5且升降方向与装拆单元4对应，所述挡板单元5在柔性链环3长度方向上位于任意相邻两装拆单元4之间；各装拆单元4在柔性链环3长度方向上等距间隔设置时，所述挡板单元5在柔性链环3长度方向上即位于任意相邻两装拆单元4的正中间位置。

这样，也符合于现有管桩模具的实际情况，目前大量使用的管桩模具，长度方向上，栓接单元等距间隔，管桩模具端面至与之相邻的栓接单元的距离为栓接单元间距的一半（具体两数据分布为250mm、125.5mm）。除了用传感器到位感应实现来控制完成装拆单元4与栓接单元首次作用连接的方式，增设的挡板单元5，在使用时，可以更精确、可靠的保证装拆单元4与接单元的首次作用连接的完成。具体为：在柔性链环3上的装拆单元4首次与管桩模具上对应的栓接单元作用连接之前，先使挡板单元5随柔性链环3运动至平直工作段31上的设计初始位置并下降等待；管桩模具朝向挡板单元5移动，其端面抵接挡板单元5后带动柔性链环3循环转动；与挡板单元5相邻的装拆单元4随柔性链环3运动至平直工作段31后下降并作用连接对应的栓接单元；然后，挡板单元5即可上升远离管桩模具。可以理解的，作为首次作用连接过程中使用到的挡板单元5，上升远离管桩模具后，在该段管桩模具的所有栓接单元完成装拆之前，挡板单元5无需也不能再下降，以避免与管桩模具发生碰撞。管桩模具端面抵接挡板单元5并带动柔性链环3循环转动后，为保证与之相邻的装拆单元4有充裕的时间下降并作用连接对应的栓接单元，所述设计初始位置应位于柔性链环3平直工作段31迎向管桩模具的一端。

其中，基架体2上设有初始位置回位单元6并作用于柔性链环3，以用于在前述首次作用连接过程中使挡板单元5随柔性链环3运动至平直工作段31上的设计初始位置。

这样，完善功能设计，进一步保障每次更换管桩模具后的再使用时，装拆单元4与接单元的首次作用连接的完成。

其中，所述装拆单元4包括风炮41（气动扳手），所述风炮41通过升降机构42连接于柔性链环3上，风炮41下端具有套筒43以用于套接管桩模具上的栓接单元，前述的装拆单元4与栓接单元的作用连接，即风炮41下端的套筒43套接栓接单元中螺栓的头部。

这样，也是符合于现有管桩模具装拆的实际情况，保证设备运行可靠。当然，并不排除利用其它形式的装拆单元4、或将栓接单元改进并倒置以使作用连接对象为螺母的情况。

请参见图5-图8，其中，所述基架体2包括两水平的环形链导轨基板21，两环形链导轨基板21呈上下正对设置且中间通过上下板连接柱22相连，两环形链导轨基板21相对的面上相对设有腰圆形导轨环槽211以用于连接柔性链环3，所述柔性链环3包括多个竖向链板32，相邻竖向链板32之间通过铰接的链板连杆33相连，竖向链板32的上下端分别可滑动连接于对应的腰圆形导轨环槽211内，各装拆单元4和挡板单元5分别连接于对应的竖向链板32的外侧面上；初始位置回位单元6包括回位气缸61，所述回位气缸61置于任一环形链导轨基板21上，回位气缸61的伸缩杆连接主动棘爪62并通过主动棘爪62作用于对应的竖向链板32，以在回位气缸61伸缩做功时通过主动棘爪62带动柔性链环3循环转动。可以理解的，类似棘轮与棘爪的使用，伸缩杆伸出时，主动棘爪62弹性让位并从竖向链板32上滑动，伸缩杆缩回时，主动棘爪62将竖向链板32向前拉动；回位气缸61伸缩做功并通过主动棘爪62带动柔性链环3循环转动的方向，与栓接单元装拆过程中，管桩模具带动柔性链环3循环转动的方向也是一致的，管桩模具带动柔性链环3循环转动时，主动棘爪62只是弹性让位以让竖向链板32滑过，不会影响柔性链环3的随动和装拆过程。当然，关于初始位置回位单元6是否使挡板单元5随柔性链环3运动到了所述设计初始位置，在设备（基架体2）上还设有传感器来进行到位感应，传感器和回位气缸61也连接了设备的电控部分，可对应控制实现。

本实施例中，回位气缸61伸缩做功一次可通过主动棘爪62使对应的竖向链板32向前移动一个相邻两竖向链板32直线间距的距离，还设置了止回棘爪63来提高回位过程的可靠性。

本设备可设计为立式结构，使用时，两台设备分别对称设于管桩模具的两侧并同时对管桩模具上两侧的栓接单元进行装拆。立式结构的两设备，相对更独立，便于制造，装配、维修性更好。

请继续参见图2，前述的基座7上可滑动设有环形循环装拆机构1，即环形循环拧紧机构1可滑动调节且滑动调节后可被固定地设于基座7上，目的是为了对于不同直径管桩模具的适用性。具体地，所述基座7上可水平往复滑动设有滑动架71，所述滑动架71上设有可升降的支撑台72，所述环形循环拧紧机构通过基架体2设于所述支撑台72上；滑动架71在基座7上的水平往复滑动方向垂直于所述平直工作段31。

这样，使环形循环装拆机构1在基座7上具有可二维运动调节的功能。两台设备对称设于管桩模具的两侧并同时对管桩模具上两侧的栓接单元进行装拆，更换管桩模具后，结合不同管径的管桩模具，通过二维运动调节环形循环装拆机构1至对应位置即可待用，提高设备对不同管径管桩模具的适用性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，比如本技术方案为无动力自适应管桩模装拆设备，如果为了规避本技术方案而增加一个用于驱动柔性链环3转动以使其能与移动的管桩模具同步的驱动单元，或使用其它形式的循环转动载体，都而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.无动力自适应管桩模装拆设备，包括基座，其特征在于：所述基座上可滑动设有环形循环装拆机构，所述环形循环装拆机构包括柔性链环，所述柔性链环环绕连接在基架体上且在驱动力作用下可绕基架体循环转动；柔性链环绕基架体循环转动时至少有一段始终保持为平直状态且该段形成为平直工作段；

所述柔性链环上沿长度方向还间隔设有多个可独立升降的装拆单元；所述平直工作段的长度大于任意两相邻装拆单元在柔性链环长度方向上的直线间距。

2.根据权利要求1所述无动力自适应管桩模装拆设备，其特征在于：所有相邻装拆单元在柔性链环长度方向上的直线间距为等距。

3.根据权利要求1所述无动力自适应管桩模装拆设备，其特征在于：所述柔性链环上还设有一可独立升降的挡板单元且升降方向与装拆单元对应，所述挡板单元在柔性链环长度方向上位于任意相邻两装拆单元之间。

4.根据权利要求2所述无动力自适应管桩模装拆设备，其特征在于：基架体上设有初始位置回位单元并作用于柔性链环。

5.根据权利要求4所述无动力自适应管桩模装拆设备，其特征在于：所述基架体包括两水平的环形链导轨基板，两环形链导轨基板呈上下正对设置且中间通过上下板连接柱相连，两环形链导轨基板相对的面上相对设有腰圆形导轨环槽，所述柔性链环包括多个竖向链板，相邻竖向链板之间通过铰接的链板连杆相连，竖向链板的上下端分别可滑动连接于对应的腰圆形导轨环槽内，各装拆单元和挡板单元分别连接于对应的竖向链板的外侧面上；

初始位置回位单元包括回位气缸，所述回位气缸置于任一环形链导轨基板上，回位气缸的伸缩杆连接主动棘爪并通过主动棘爪作用于对应的竖向链板，以在回位气缸伸缩做功时通过主动棘爪带动柔性链环循环转动。

6.根据权利要求1所述无动力自适应管桩模装拆设备，其特征在于：所述装拆单元包括风炮，所述风炮通过升降机构连接于柔性链环上，风炮下端具有螺栓套筒。

7.根据权利要求1所述无动力自适应管桩模装拆设备，其特征在于：所述基座上可水平往复滑动设有滑动架，所述滑动架上设有可升降的支撑台，所述环形循环拧紧机构设于所述支撑台上；滑动架在基座上的水平往复滑动方向垂直于所述平直工作段。

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