Оборудование для натяжения и закрепления арматуры

Содержание

Введение

1 Стендовый  способ производства  ……………………………………………….7

1.1Организация  производства …………….……….………….…………………..7

1.2 Стендовый  способ……………….………...……………………….…….……8

1.3 Длинные стенды ………………….……………………………………………9

 
1.4 Изготовление  линейных изделий…………………………….………….……………………………….…..10

1.5 Напольный  стенд…………………………...……………..……………………………………11

 
1.6 Изготовление  изделий на длинных стендах……………………………………………………………………………..12

1.7 Катушки …..…………………………………………...……………………………………..13

2  Оборудование  для натяжения и закрепления арматуры……………………………..……..……………………….14

3  Контроль  натяжения арматуры………………………………………………….………..….20

Заключение…………………………………..…………………………..………..27

Список литературы……………………..…………..………………………………….…29 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Автоматизация — одно из направлений научно-технического прогресса , применение саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии , материалов или информации , существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций. Требует дополнительного применения датчиков (сенсоров)устройств ввода , управляющих устройств (контроллёров), исполнительных устройств , устройств ввода , использующих электронную технику и методы вычислений, иногда копирующие нервные и мыслительные функции человека. Наряду с термином автоматический, используется понятие автоматизированный, подчеркивающий относительно большую степень участия человека в процессе.

Автоматизируются:

• Производственные процессы;
• Проектирование ;
• Организация , планирование , управление ;
• Научные исследования.
• Бизнес-процессы

Цель автоматизации — повышение производительности труда , улучшение качества продукции, оптимизация управления, устранение человека от производств, опасных для здоровья . Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи, поэтому решения стоящих перед автоматизацией задач обычно называются системами, например:

• Система автоматического управления   (САУ);
• Система автоматизации проектных работ (САПР);
• Автоматизированная система управления техническим процессом (АСУ ТП).

Система управления — систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом. Объектом системы управления могут быть как технические объекты так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей.

Системы управления с участием людей как объектов управления зачастую называют системами  менеджмента . 

Техническая система  управления —устройство или набор устройств для манипулирования поведением других устройств или систем .

Объектом управления может быть любая динамическая система  или её модель . Состояние объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, то есть переменными состояния . В естественных процессах в роли таких переменных может выступать температура , давление  и т. д. Для технических объектов это механические перемещения (угловые или линейные) и их скорость, электрические переменные, температуры и т. д. Анализ и синтез систем управления проводится методами специального раздела математики- теории управления .

Системы управления разделяют на два больших класса:

• Автоматизированная система управления (АСУ) — с участием человека в контуре управления;
• Системы автоматического управления (САУ) — без участия человека в контуре управления.

Типы систем автоматического управления

Обобщенная схема  САУ

Система автоматического  управления, как правило, состоит  из двух основных элементов — объекта управления и управляющего устройства.

По цели управления

Объект управления — изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Такое изменение происходит в результате внешних факторов, например вследствие управляющих или возмущающих воздействий.

Системы автоматического регулирования

• Система автоматической стабилизации . Выходное значение поддерживается на постоянном уровне (заданное значение —константа). Отклонения возникают за счёт возмущений и при включении.
• Система программного урегулирования . Заданное значение изменяется по заранее заданному программному закону f. Наряду с ошибками, встречающимися в системах автоматического регулирования, здесь также имеют место ошибки от инерционности регулятора .
• Следящие системы. Входное воздействие неизвестно. Оно определяется только в процессе функционирования системы. Ошибки очень сильно зависят от вида функции f(t).

Система автоматизации  проектных работ, или система автоматизированного проектирования, САПР (англ. CAD, Computer-Aided Design) — программный пакет, предназначенный для автоматизированного проектирования (CAD), разработки (CAE) и производства (CAM) конечного продукта, а также оформления конструкторской и/или технологической документации(PDM).

Данные из CAD-систем передаются в CAM (англ. Computer-aided manufacturing — система автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)).

Работа с САПР обычно подразумевает создание геометрической модели изделия (двумерной или трёхмерной, твердотельной), генерацию на основе этой модели конструкторской документации (чертежей изделия, спецификаций и проч.) и последующее его сопровождение.

Следует отметить, что русский термин «САПР» по отношению  к промышленным системам имеет более  широкое толкование, чем CAD  — он включает в себя CAD, CAM, CAE.

Составляющие САПР

САПР включает в себя следующие технологии:

• CAD (англ.Computer-aided design) — технология автоматизированного проектирования;
• CAM (англ.Computer-aided manufacturing) — технология автоматизированного производства;
• CAE (англ. Computer-aided engineering) — технология автоматизированной разработки;
• CALS (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support) - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла.

Компоненты САПР

Выделяют следующие  виды обеспечения:

• математическое обеспечение САПР — математические модели, методики и способы их получения;
• лингвистическое обеспечение САПР;
• техническое обеспечение САПР — устройства ввода, обработки и вывода данных, средства поддержки архива проектных решений, устройства передачи данных;
• информационное обеспечение САПР — информационная база САПР, автоматизированные банки данных, системы управления базами данных (СУБД);
• программное обеспечение САПР;
• программные компоненты САПР (примером может служить Геометрический решатель САПР);
• методическое обеспечение;
• организационное обеспечение.

САПР используется в работе конструкторов и технологов, связанных с разработкой чертежей, схем, диаграмм, то есть с обработкой графических изображений. Реализуют  функции:

1. коллективная работа в сети;
2. экспорт — импорт файлов различных форматов;
3. масштабирование объектов;
4. группировка объектов, передвижение, растяжка, поворот, разрезание, изменение размеров, работа со слоями;
5. перерисовка;
6. управление файлами;
7. использование чертёжных инструментов, позволяющих рисовать кривые, эллипсы, линии произвольной формы, многоугольники и т. п.;
8. работа с цветом;
9. автоматизация отдельных процедур с использованием встроенного макроязыка.

Автоматизированная  система управления технологическим  процессом (АСУ ТП) — комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях. Может иметь связь с автоматизированной системой управления предприятием (АСУ П). Под АСУ ТП обычно понимается комплексное решение, обеспечивающее автоматизацию основных технологических операций на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершенный продукт. Термин автоматизированный в отличие от термина автоматический подчеркивает возможность участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения человеческого контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций. Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления(САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Как правило АСУ ТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, контроллеры, исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети. 
 
 
 
 
 
 

1 Стендовый способ производства

1.1Организация  производства 

При стендовом  способе производства изделия изготовляют  в неподвижных формах или на оборудованных  для этого рабочих местах —  стендах. В процессе формования и  до приобретения бетоном необходимой  прочности изделия остаются на месте, в то время как технологическое  оборудование и обслуживающие его  рабочие звенья перемещаются от одной  формы на стенде к другой. Для  формования плоских и крупноразмерных  тонкостенных элементов (стеновых панелей, шатровых и ребристых панелей  перекрытий, оболочек и т. п.) применяют  стационарные металлические формы  и железобетонные формы-матрицы. Их располагают в одну или несколько  линий, оставляя проходы для обслуживания. Для формования крупноразмерных  элементов в формах без дна, с  обычным армированием и с напряжением  арматуры применяют бетонные стенды с гладкой, шлифованной поверхностью. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2 Стендовый способ 

Предварительно-напряженные  балки, ребристые плиты, шпалы, сваи изготавливают в металлических  и железобетонных, разборных или  неразборных, групповых формах-стендах, собранных в пакеты значительной протяженности.

Стендовый способ производства обеспечивает выпуск изделий  широкой номенклатуры при сравнительно несложной переналадке оборудования. Для увеличения оборачиваемости  формовочных площадей применяют  быстротвердеющие цементы высоких  марок и различные ускорители твердения бетона. При необходимости  тепловой обработки изделий стендовые  линии устраивают в неглубоких напольных  камерах или в термоформах. Стендовый  способ производства хотя и приводит к более низкому использованию  производственной площади по сравнению  с агрегатным, но имеет ряд преимуществ, особенно при изготовлении предварительно-напряженных  конструкций.

Продолжительность технологического цикла в стендовом  производстве зависит главным образом  от времени выдерживания изделия  на стенде для приобретения им необходимой  прочности и составляет обычно 1—2 сут.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.3 Длинные стенды 

Если число  стендовых линий обеспечивает непрерывное  перемещение специализированных рабочих  звеньев с одной формовочной  линии на другую через равные промежутки времени, возможна поточная организация  производства.

Длинные стенды (пакетные и протяжные) применяют  при изготовлении нескольких изделий  по длине стенда одновременно. На пакетных стендах арматурные пакеты с зажимами на концах собирают на отдельной установке, а затем переносят и укладывают в захваты стендов или форм. На протяжных стендах арматурную проволоку сматывают с бухт, установленных  в одном конце стенда, и протягивают  по всей длине стенда до другого  упора непосредственно на линии  формования.

Способами образования  арматурного пакета определяются степень  механизации производства и особенности  оборудования пакетных, и протяжных  стендов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.4 Изготовление  линейных изделий 

На пакетных стендах целесообразно изготовлять  изделия со сравнительно небольшими поперечными размерами и компактным расположением арматуры по сечению (шпалы, сваи, опоры, балки и т. п.). В этом случае захваты и зажимные устройства получаются малогабаритными  и относительно легкими, поэтому  пользоваться ими удобно. Натяжение  пакета, состоящего из определенного  числа проволок, осуществляется за один прием мощным гидродомкратом, что дает большую экономию времени.

Изготовление  линейных изделий большой высоты или ширины (балки, прогоны, плиты  и т. п.) с большим поперечным сечением, требующих поштучного или группового натяжения стержневой арматуры, целесообразно  на протяжных стендах.

Короткие стенды предназначаются для изготовления одного изделия по длине стенда и  одного-двух изделий по ширине стенда в горизонтальном положении (ферм, двускатных балок и др.). Разновидностью коротких стендов являются переносные металлические  силовые формы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.5 Напольный стенд 

Натяжение арматуры (проволочной, стержневой, прядевой) осуществляется гидродомкратами на упоры стенда или электротермическим способом.

Организация процесса формования изделий на стендах зависит  от вида стенда и типа формуемого изделия, а вид стенда определяется его  расположением по отношению к  уровню пола, формой поверхности и  устройствами для формования изделий.

Напольный стенд  наиболее удобен для формования крупноразмерных  и длинномерных элементов в стендовых  термоформах, обеспечивающих прогрев  бетона подачей пара во внутренние полости бортов и поддонов.

Лотковый стенд  заглублен по отношению к уровню пола, что дает возможность перекрывать  его крышками для прогрева изделий  паром и применять автоматические устройства для закрепления лотков.

Специализированные  стенды для формования криволинейных  оболочек, прогонов тавровых балок, шпал и других подобных конструкций оборудованы  металлическими или железобетонными  формами. При разборных формах основные элементы бортовой оснастки должны быть укреплены и снабжены фиксаторами  для быстрого закрепления на стенде. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.6 Изготовление изделий на длинных стендах 

Заготовка арматурных пакетов. На многих заводах сборного железобетона установлены пакетные стенды типа СМ-535 для производства предварительно-напряженных конструкций. Пакетный стенд серии СМ-535 Гипростроммаша состоит из двух формовочных линий, расположенных ниже уровня пола цеха: мелкой, предназначенной для формования изделий небольшой высоты, и заглубленной — для формования изделий высотой  до 2 м. Торцовые упоры стенда представляют собой стальные массивные рамы, сваренные  из балок двутаврового сечения. Стойки упоров укрепляют в железобетонном основании; в промежутки между стойками пропускают захватные тяги для натяжения  арматуры, которые по высоте можно  перемещать в нужное положение.

В состав пакетного  стенда входят следующие агрегаты и  машины: линия заготовки пакетов  проволоки, устройство для транспортирования  пакетов к формовочным постам, оборудование формовочной площадки стенда. 
 
 
 
 
 
 

1.7 Катушки 

Пакеты из проволоки  диаметром 2,6 ... 3 мм изготавливают на отдельной технологической линии, оснащенной бухтодержателями и гидравлическим прессом для запрессовки зажимов  на концах пакетов в цепи с приводом, для протягивания пакета на необходимую  длину. Бухтодержатели рассчитаны на 24 бухты проволоки и состоят  из восьми групп катушек диаметром 2 м по три штуки в каждой. Катушки  расположены на вертикальной оси, одна над другой, и могут независимо вращаться. Для предотвращения свободного разматывания проволок при вращении катушек на каждой из них установлен фрикционный тормоз. Для выравнивания и получения при сборке пакетов  проволок равной длины их пропускают с катушек через правильно-тормозные  роликовые устройства. Гидравлический пресс для сжатия пакета проволок в волновом зажиме установлен в головной части конвейера. Наибольшее расчетное  усилие прессования — 180 кН. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2  Оборудование  для натяжения и закрепления арматуры

При изготовлении железобетонных конструкций с предварительно напряженной арматурой, а также  при натяжении арматуры на затвердевший бетон натяжение стержневой и  проволочной арматуры осуществляется механическим или электротермическим способами.

При механическом способе натяжение стержневой и  проволочной арматуры производится осевой нагрузкой, создаваемой различного типа домкратами (обычно гидравлическими) с усилием натяжения до 500 тс или  при помощи лебедок, а также специальных  машин.

Электротермический  способ натяжения арматуры основан  на линейном удлинении стержней или  проволоки при их нагреве электрическим  током и последующем сокращении при остывании. Укладка арматуры на стендах или в формах осуществляется:  
а) отдельными стержнями или пучками проволок (линейное, стендовое армирование) или  
б) непрерывным способом одной тонкой проволокой и с применением специальных машин для ее непрерывного натяжения и укладки.

Закрепление концов стержневой и проволочной арматуры на стендах, формах и в железобетонных конструкциях осуществляется при помощи различного типа анкерных зажимов.

Гидравлические  домкраты для натяжения арматуры в виде отдельных стрежней или  пучков делятся на стержневые и пучковые.

По принципу действия они подразделяются на:  
а) однопроволочные для натяжения одиночных проволок диаметром до 7 мм; б) двойного действия — для одновременного натяжения от 3 до 40 проволок арматуры железобетонных конструкций на затвердевший бетон;  
в) универсальные — для натяжения арматуры на стендах или формах, а также при изготовлении конструкций с натяжением арматуры на затвердевший бетон и для натяжения стержневой и лучковой арматуры с резьбовыми наконечниками.

Устройство стержневых и пучковых гидравлических домкратов  показано на рис. 236. Основными частями  стержневого гидравлического домкрата (рис. 236, а) являются цилиндр; задняя крышка со штуцером для подачи масла в  правую полость цилиндра; поршень; шток; штуцер, служащий для подачи масла  в левую полость цилиндра; передняя крышка; стакан; сменная втулка, служащая для соединения с резьбовым концом стержневой арматуры; упорные стойки; опорная плита и рым, служащий для подвешивания домкрата.

Рис. 236. Гидравлические домкраты: а — стержневой; б —  пучковый

При натяжении  арматуры подвешенный домкрат подводится к торцу изделия и резьбовый  конец стержня арматуры с завернутой на него гайкой заводится в отверстие  опорной плиты. Затем насосом  подается масло в правую полость  цилиндра и поршень со штоком и  втулкой перемещается в сторону  стержня. При подаче масла в штуцер поршень перемещается вправо, при  этом будет происходить натяжение  арматуры. Закончив натяжение, гайку  стержня арматуры завинчивают в  изделие до упора, а втулку со стержня  свинчивают. Затем давление масла  снимается, гидравлический домкрат  отводится и переставляется для  натяжения другого стержня.

Питание гидравлических домкратов осуществляется от масляных насосов высокого давления 30—45 Мн/м2 (300— 450 кГ/см2), которые устанавливаются  на тележках или встраиваются в корпусы  домкратов.

Схема установки  для электротермического натяжения  арматуры показана на рис. 237. Основными  узлами установки являются неподвижная / и подвижная 2 контактные стойки, сварочный  трансформатор с дросселем и  магнитная станция.

Рис. 237. Схема  установки для электротермического  натяжения стержневой арматуры

Стержни арматуры, подвергаемые предварительному натяжению, укрепляются в контактных зажимах  подвижной и неподвижной стоек. Электрический ток поступает  в цепь сварочного трансформатора при  включении контактора КЛ кнопкой  КП. При этом стержни арматуры, нагреваясь, удлиняются и подвижная стойка передвигается. По достижении расчетной температуры, соответствующей требуемому удлинению  стержня, рычаг воздействует на конечный выключатель KB, который разрывает  электрическую цепь катушки контактора КЛ, и трансформатор отключается -от сети. Одновременно загорается сигнальная лампа ЛС, указывающая на готовность стержней. Затем стержни снимаются  со стоек, укладываются в форму, подвижная  стойка под действием пружины  возвращается в исходное положение, и цикл повторяется.

Продолжительность нагрева арматуры зависит от силы тока в сварочном аппарате, длины  и сечения стержней и колеблется от нескольких секунд до нескольких минут. Расход электроэнергии составляет 3—6 квт-ч/м3 бетона.

Непрерывное армирование  предварительно напряженных конструкций  осуществляется путем навивки на штыри форм или стендов, а в  некоторых случаях и на изделие  проволоки диаметром 2,5—5 мм, натянутой  до расчетного усилия.

Машины для  непрерывной навивки и натяжения  арматуры по принципу действия делятся  на машины с круговым движением рабочего органа или формы, на которую навивается проволока, и машины с возвратно-поступательным движением рабочего органа при неподвижной  форме.

Рис. 238. Схема  работы поворотного стола

В настоящее  время насчитывается большое  количество типов различных машин  для непрерывного армирования: поворотные столы, арматурно-навивочные машины, арматурно-ригель-ные  машины, станки для обмотки труб и других цилиндрических изделий  и навивочные машины для резервуаров.

Арматурно-намоточные и ригельные машины и поворотные столы применяют главным образом  на заводах с конвейерной технологией.

Поворотные столы  являются механизмами, на которых можно  осуществлять навивку проволоки  на плоские и пространственные элементы различных размеров в пределах габарита стола. Основными узлами его являются вращающаяся рама—платформа, механизм для управления проволокой в процессе навивки ее —пантограф и устройство для натяжения проволоки —  натяжная станция.

Предварительно  напряженный арматурный каркас изготовляется  на поддоне формы-вагонетки, фиксируемой  на поворотном столе.

Принципиальная  схема устройства и работы поворотного  стола показана на рис. 238.

Рис. 239. Схемы  работы арматурно-намоточной и ригельной  машины: 
а — арматурно-намоточная; б — ригельная; 1 — мост; 2 — форма-вагонетка; 3 — балки; 4 — каретка; 5 — шток; б — механизм подачи; 7 — механизм натяжения; 8 и 9 — цепные передачи; 10 — контур; 11 — передвижная форма; 12 — балка; 13 — шток; 14 — выдающий ролик; 15 — моток; 16 — профилирующие вальцы; 17 — тянущий барабан; 18 — электромагнитная муфта; 19 — щеки; 20 — толкатель для сбрасывания щек

Проволока с  бунта проходит через профилирующие  ролики, поступает на тормозной шкив механизма подачи и направляется в механизм натяжения. Затем через  систему блоков проволока поступает  на пантограф и навивается на штыри  поддона, установленного на вращающемся  столе.

Ригельные машины (рис. 239) предназначены для непрерывной  намотки высокопрочной проволоки  на контуры или штыри поддонов при изготовлении ригелей, панелей, балок и других деталей.

В отличие от поворотных столов, производящих навивку  проволоки на вращающееся изделие, эти машины производят навивку проволоки  на неподвижные изделия. Рабочими органами машин этого типа являются вращающиеся  хоботы, несущие на конце механизмы  с роликом или передвижные  каретки, перемещение которых в  сочетании с перемещением самой  машины обеспечивает навивку проволоки  на неподвижные изделия.