鋼筋套筒擠壓連接自動送料機的設計

田 磊 張嘉鈺 牛虎利

（河北科技大學機械工程學院，河北石家莊050018）

0 引言

隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，鋼筋混凝土結構在建筑施工中被廣泛應用，鋼筋連接技術已經(jīng)成為結構設計和建筑施工的關鍵技術之一。鋼筋機械連接的方式有三種：套筒擠壓連接、錐螺紋連接、直螺紋連接。20世紀90年代初期，套筒擠壓連接技術得到推廣并應用在國內(nèi)大型工程中，如三峽工程、核電站工程、電視塔工程等[1]。套筒擠壓連接是將鋼筋的一端裝進套筒，利用液壓擠壓機擠壓套筒，使套筒產(chǎn)生塑性變形與帶肋鋼筋咬合在一起。企業(yè)中采用的鋼筋連接方法是：套筒的一端通過擠壓與鋼筋連接，另一端通過直螺紋與鋼筋連接。

本文是針對鋼筋套筒擠壓連接這部分設計的自動送料機。在鋼筋與套筒擠壓之前，需要先把鋼筋一頭與套筒裝配起來，鋼筋與套筒裝配示意圖如圖1所示，都是人工將鋼筋穿到套筒內(nèi)，然后再放到擠壓機上擠壓鋼筋套筒。整個過程完全手工操作，費工費時，勞動量大，嚴重影響了生產(chǎn)效率。因此，設計了一款鋼筋套筒擠壓連接自動送料機。

圖1 鋼筋與套筒裝配示意圖

1 機械結構總體設計

結構設計遵循易操作、易維護的原則。該設備由機架、輸送機構、翻轉(zhuǎn)機構、套筒倉、夾緊套筒機構、卸料機構等組成，如圖2所示。

自動送料機工作過程如下：

（1）系統(tǒng)得電工作，電機通過鏈輪帶動鏈條，由鏈條帶動散開的鋼筋向前端移動，鋼筋到達翻轉(zhuǎn)機構位置時停止，進行下一個機械動作。

（2）啟動翻轉(zhuǎn)氣缸，翻轉(zhuǎn)機構氣缸控制撥料器將鋼筋翻轉(zhuǎn)到傳送輥上。

（3）夾緊套筒機構中的V型機械手夾緊套筒。

（4）傳送輥上的鋼筋穿到套筒上。

（5）V型機械手松開套筒，鋼筋與套筒一起向前運動到擠壓機完成擠壓。

（6）擠壓好的鋼筋套筒連接頭通過卸料機構完成卸料，進入下一個工作周期。

2 關鍵部件設計

圖2 機械結構圖

（1）翻轉(zhuǎn)機構由氣缸、翻轉(zhuǎn)軸，撥料器組成。翻轉(zhuǎn)機構的主要作用是將鋼筋一根一根地翻轉(zhuǎn)到輥輪上，然后鋼筋跟隨輥輪進入下一個工序。翻轉(zhuǎn)機構設計的關鍵是保證每次翻轉(zhuǎn)一根鋼筋，此翻轉(zhuǎn)機構中的撥料器的設計保證了每次翻轉(zhuǎn)一根鋼筋。選用兩組亞德客氣缸，翻轉(zhuǎn)鋼筋長度為5 m，直徑為40 mm。翻轉(zhuǎn)機構裝配圖如圖3所示。

圖3 翻轉(zhuǎn)機構裝配圖

（2）夾緊套筒機構由寬型氣爪、接料槽、V型塊、支撐座組成。夾緊套筒機構工作過程如下：套筒從套筒倉落入接料槽，然后啟動寬型氣爪，寬型氣爪帶動V型塊夾緊套筒。寬型氣爪型號MHL2-16D，夾緊力45 N。夾持部分設計成V型，能更可靠地夾緊套筒。夾緊套筒機構裝配圖如圖4所示。

3 氣動控制系統(tǒng)設計

通過分析送料機的機械結構和工作原理，設計了氣動控制系統(tǒng)。氣動控制回路如圖5所示，由氣源、氣動三聯(lián)件、電磁閥、單向節(jié)流閥、氣缸組成[2]。氣缸的換向由二位五通電磁換向閥控制，為保證翻轉(zhuǎn)機構和卸料機構平穩(wěn)運行，氣缸回路采用單向節(jié)流閥來控制翻轉(zhuǎn)豎直氣缸和卸料豎直氣缸的伸縮速度[3]。

圖4 夾緊套筒機構裝配圖

圖5 氣動控制回路圖1—分水濾水器 2—減壓閥 3—油霧器 4—二位五通換向閥 5—翻轉(zhuǎn)豎直氣缸6—卸料豎直氣缸 7—夾緊套筒氣缸（寬型氣爪） 8—套筒上料氣缸 9—單向節(jié)流閥

4 結語

本設計機械結構布局緊湊，氣動方案合理有效。設計出的自動送料機已經(jīng)應用于企業(yè)的實際生產(chǎn)，解決了鋼筋套筒擠壓生產(chǎn)中鋼筋和套筒的自動送料問題，降低了操作人員的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，具有較高的實際應用價值。

[1]蔡紅波，杜運站.鋼筋機械連接技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2009（13）：281，276.

[2]路甬祥.液壓氣動技術手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002：1-3.

[3]羅庚興，寧玉珊.氣動安裝機械手的PLC控制[J].制造業(yè)自動化，2011，33（1）：82-84.