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钢筋技术推广的社会和经济效益十分显著,因此高强钢筋得到了广泛应用。欧美等工业发达国家对混凝土结构中钢筋的性能要求较高,多采用400-500MPa可焊钢筋,其实物的质量高于标准规定。盘卷供料的钢筋需经矫直切断后才可使用,目前国内还没有能满足矫直性能要求的数控高强钢筋矫直切断机,市场上急需该类产品。燕山大学机械厂依据自身的技术实力自我开发,同时消化吸收一些国外同类产品的先进技术,研制了SGTK6/12数控钢筋矫直切断机。
  1、主要技术性能及特点
  该机主要适用于建筑工程、道路桥梁、水利电力工程、混凝土预制构件、冶金和机械行业等领域,结构简单、自动化程度高、操作安全灵活、坚固耐用、矫直精度高,能够保证钢筋矫直后的表面质量,表面无目视可见的划痕,适用范围广泛。
  主要性能参数如下:
  (1)矫直钢筋抗拉强度(Ф12)σb=560MPa;
  (2)矫直钢筋直径ф6-ф12mm;
  (3)定尺切断长度小ф500-ф12000mm;
  (4)切断长度误差3mm;
  (5)牵引速度80m/min;
  (6)自动定长、计数,实现无料停机和故障停机。
  2、总体方案及工作原理
  SGTK6/12数控高强钢筋矫直切断机总体结构主要分为导入装置、矫直装置、牵引机构、随动剪切装置、承料机构、电动系统及数控系统,如图1所示。


  2.1矫直方案设计
  热轧带肋钢筋的矫直方案要根据其本身的几何特性和机械特性来确定,热轧带肋钢筋的表面有两条纵肋和间隔一定距离的横肋,两列横肋对称布置,且横肋的倾斜方向相反。热轧带肋钢筋的横截面形状与普通圆钢横截面形状有很大区别,在矫直辊转过一周过程中,普通圆钢与辊面时时接触,而热轧带肋钢筋与辊面不能做到时时接触。因此在设计中,一方面要保证热轧带肋钢筋与每个矫直辊接触面积最大,这一点在辊形设计中已经实现;另一方面要保证热轧带肋钢筋与各个矫直辊总的接触面积,以满足接触强度要求。针对上述要求,采用如图2所示的矫直方案。

  如图2所示,热轧带肋钢筋穿过导料辊后,先进入水平矫直装置,而后进入垂直矫直装置,进行预矫直处理,然后通过旋转矫直,达到最终的矫直效果。在水平和垂直矫直装置中,采用一侧矫正辊单独可调的辊式矫直方式,因矫正辊轴线与钢筋中心线垂直,故辊子与钢筋间为纯滚动。在旋转矫直部分,采用一个2-1-1(3/3)辊系与两个1-1(2/2)辊系综合配置,3个辊系的作用面交60º交叉布置在转毂内,倾斜布置的矫直辊与钢筋保持相适应的角度,在每个作用面内均构成4个低频弯曲单元,每个矫直辊的偏心量可通过调整螺钉单独调整。矫直过程中,斜辊随转毂高速公转的同时,斜辊绕本身轴线自转,钢筋从矫直辊所形成的孔型中通过(钢筋被拉动而不转动),在前进过程中钢筋各断面受到多次弹塑性弯曲,最终消除各方向的弯曲,得到全周性的矫直效果。
  2.2检测装置
  检测装置结构如图3所示,由一对压紧轮和一个测量轮组成,测量轮由柔性联轴器与光栅角位移传感器同轴连接,通过调节大小弹簧、调整压紧轮与测量轮接触情况,确保无打滑现象产生。在检测装置中,检测轮的尺寸精度是确保检测准确的关键,测量轮的周长是100mm,光栅角位移传感器的脉冲输出为方波500。当已矫直的钢筋被牵引轮送出100mm,测量轮被带动转动1圈,光栅角位移传感器输出500脉冲给PLC,即矫直后的钢筋每前进0.2mm,光栅角位移传感器上发出一个脉冲信号。

  2.3切断机构
  为了满足用户的使用要求,切断机构必须实现定长剪切。一般采用机械式定长,即在承料架槽上放置定尺切断挡块,切断锤上的锤头随着偏心轴的转动上下往复运动,矫直后的钢筋由压辊送入承料架,当其顶撞切断挡块后,传动拉杆使下刀架随之向前运动,当上刀架随下刀架进入锤头的锤击区域时,实现对钢筋的定长切断。或加入暂停机构,使得切断钢筋时,钢筋暂时停止运动。有的切断装置采用杠杆摇摆式或凸轮飞剪式,由电磁铁、碰接开关和传动杆组成长度控制器,实现定长切断。SGTK6/112数控钢筋矫直切断机在原有定尺切断方式的基础上,作了技术改进,如图4所示。钢筋通过前面的矫直系统进入下切刀的孔隙中,当检测器测量达到用户所要求的钢筋尺度时,随动液压缸动作,带动小车随钢筋一起运动,小车和钢筋具有相同的速度。同时,剪切液压缸活塞杆向下运动并对钢筋进行剪切,此时,承料架在液压缸(图5中件15)的作用下打开,切断后检测器发出信号,剪切液压缸活塞杆缩回初始位置,同时随动液压缸活塞推动小车返回,承料架关闭。

  2.4数控系统
  SGTK6/12数控高强钢筋矫直切断机采用S7-214PLC数控系统,实现定尺切断,自动记数,当矫直切断的钢筋数目达到所要求数值时自动停车,同时具备在发生故障和材料用完时自动停车功能。通过TD200文本显示器,可以设定矫直切断钢筋根数,设定补偿量以保证定尺精度。
  2.5液压系统
  新型矫直机采用随动机构,可以大大地减少切断误差,提高剪切精度。由于该系统是高速

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