目前，混(hun)凝土管樁作為一(yi)種新(xin)興的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)泥制品，廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)于(yu)各(ge)種基礎建設(she)工(gong)程(cheng)領域。管樁模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)是由上(shang)(shang)(shang)下兩(liang)個半圓筒狀(zhuang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)組成(cheng)、上(shang)(shang)(shang)下兩(liang)半模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)通過(guo)(guo)(guo)螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)鎖緊(jin)、采用(yong)離(li)心(xin)法(fa)生產(chan)制得。為了提高模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)強度(du)，在(zai)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)外(wai)表(biao)面沿其軸線(xian)方向均勻分布有環狀(zhuang)加(jia)強筋板，各(ge)加(jia)強筋板分別設(she)置(zhi)于(yu)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)周(zhou)截面上(shang)(shang)(shang)，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)外(wai)表(biao)面沿其軸線(xian)方向還分布有便于(yu)離(li)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多個跑輪。在(zai)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)上(shang)(shang)(shang)通過(guo)(guo)(guo)銷軸鉸(jiao)接固定(ding)(ding)(ding)有多只模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)，當將上(shang)(shang)(shang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)與下模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)上(shang)(shang)(shang)時，需要將下模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)翻轉至(zhi)上(shang)(shang)(shang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)邊(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)凹槽內，之后將模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)鎖緊(jin)，使上(shang)(shang)(shang)、下模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)緊(jin)固在(zai)一(yi)起形成(cheng)圓筒狀(zhuang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)。在(zai)管樁的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)各(ge)道工(gong)序(xu)轉運(yun)(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中，由于(yu)起重機(ji)械和(he)其它轉運(yun)(yun)機(ji)械的(de)(de)(de)(de)(de)(de)精度(du)等原因，會造(zao)成(cheng)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)(shang)、下模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)口(kou)(kou)部位與水(shui)平(ping)面呈一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾(qing)斜(xie)角度(du)。在(zai)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾(qing)斜(xie)姿態下，合(he)口(kou)(kou)低于(yu)水(shui)平(ping)線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位，扶上(shang)(shang)(shang)去的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)在(zai)重力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)下易落下，增加(jia)了工(gong)人重復(fu)扶螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)勞動強度(du)，在(zai)起吊(diao)轉運(yun)(yun)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中給(gei)吊(diao)運(yun)(yun)設(she)備造(zao)成(cheng)一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)難度(du)，同(tong)時在(zai)生產(chan)線(xian)各(ge)工(gong)序(xu)實現(xian)自動化發(fa)展時，由于(yu)位置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不確定(ding)(ding)(ding)性導致無法(fa)準(zhun)確定(ding)(ding)(ding)位和(he)檢測。因此(ci)(ci)，如何設(she)計一(yi)種可以解(jie)決(jue)上(shang)(shang)(shang)述技術問題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)校正裝置(zhi)及校正系統，是此(ci)(ci)團隊潛心(xin)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)課題。

一、試驗設計

本課題的(de)目的(de)在于提供一種(zhong)模具(ju)校(xiao)正裝置及校(xiao)正系統，其可以實時檢測模具(ju)的(de)合口是否與(yu)水(shui)平(ping)面傾(qing)斜，并(bing)能在傾(qing)斜時快速將(jiang)模具(ju)校(xiao)正回與(yu)水(shui)平(ping)面平(ping)行，其結構設(she)計簡單，使(shi)用(yong)方便。

為(wei)了(le)實現上述目的，通過(guo)工作(zuo)原理設計(ji)校正裝置的結構和(he)控制系統，設計(ji)選型依據生產線模具的重量(liang)、運行方式，各工序轉運動作(zuo)，詳細分(fen)析計(ji)算；

圖1 生產線模具

計算轉動慣量(liang)：J=m(R2+r2)/2

質量：m(kg)

外圓(yuan)筒半徑：R(m)

內(nei)圓筒半徑：r(m)

對y回轉(zhuan)軸的轉(zhuan)動慣量：Jy(kg·m)2

電機輸出轉(zhuan)矩(ju)：T=J*ε

角加速度：ε=1

電機功率計算公式：

P=TDωD/1000

ωD=πnD/3

P—所(suo)需電動機功率，kw

TD—電動機(ji)轉矩，N·m

nD—電(dian)動機轉速，r/min

ωD—電動機角速度，rad/s

表1 電機減速比(bi)選型表

選型速比(bi)：n=V/v/n1/n2

根(gen)據(ju)計(ji)算結(jie)果(guo)，選擇電機(ji)(ji)(如圖2)：對(dui)此裝(zhuang)置的(de)(de)驅動系統和檢(jian)(jian)(jian)測(ce)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)選擇完成后，對(dui)整體機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)進行優化完善(shan)設計(ji)。整體機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)包括(kuo)安裝(zhuang)于(yu)小車(che)上用(yong)于(yu)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)模具合(he)口(kou)傾(qing)斜角(jiao)度并將模具狀態反饋給驅動機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)，小車(che)的(de)(de)平(ping)臺上表面沿前后方向(xiang)安裝(zhuang)有至(zhi)少2個(ge)用(yong)于(yu)放置模具的(de)(de)輥筒，其(qi)中1個(ge)輥筒連接(jie)有可使其(qi)轉(zhuan)動的(de)(de)驅動機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)，驅動機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)根(gen)據(ju)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)反饋的(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)結(jie)果(guo)執行工作，當檢(jian)(jian)(jian)測(ce)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)到模具合(he)口(kou)傾(qing)斜時，驅動機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)帶動模具轉(zhuan)動至(zhi)合(he)口(kou)與水平(ping)面平(ping)行為止。

圖2 電機減速(su)機選型(xing)手冊(ce)

二、基本原理

小(xiao)車的(de)平臺(tai)上表(biao)面(mian)前、后位置通(tong)過軸(zhou)承(cheng)座安裝(zhuang)(zhuang)有至少2個輥筒(tong)。驅(qu)動(dong)機(ji)構包括安裝(zhuang)(zhuang)于小(xiao)車上的(de)電機(ji)，電機(ji)的(de)輸出軸(zhou)上安裝(zhuang)(zhuang)鏈(lian)輪(lun)，與(yu)驅(qu)動(dong)機(ji)構連接的(de)輥筒(tong)一端連接驅(qu)動(dong)輔助鏈(lian)輪(lun)，主(zhu)鏈(lian)輪(lun)與(yu)輔助鏈(lian)輪(lun)通(tong)過鏈(lian)條連接在一起，采(cai)用三相異步交(jiao)流電機(ji)驅(qu)動(dong)(如圖3)；

圖3 設計(ji)和使(shi)用實例

檢測(ce)機(ji)(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)采(cai)(cai)用(yong)傳(chuan)感器(qi)及(ji)滑動(dong)(dong)控制(zhi)機(ji)(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)，傳(chuan)感器(qi)安(an)裝(zhuang)于(yu)(yu)滑動(dong)(dong)控制(zhi)機(ji)(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)上，傳(chuan)感器(qi)通過(guo)(guo)滑動(dong)(dong)控制(zhi)機(ji)(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)沿模(mo)具前后(hou)方向往(wang)復掃(sao)(sao)描(miao)，并將掃(sao)(sao)描(miao)信(xin)號(hao)(hao)傳(chuan)送給電機(ji)(ji)(ji)(ji)，電機(ji)(ji)(ji)(ji)根據掃(sao)(sao)描(miao)信(xin)號(hao)(hao)執行(xing)工作，滑動(dong)(dong)控制(zhi)機(ji)(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)采(cai)(cai)用(yong)直線模(mo)組(zu)，傳(chuan)感器(qi)安(an)裝(zhuang)于(yu)(yu)直線模(mo)組(zu)的滑臺(tai)上，輔助(zhu)設計采(cai)(cai)用(yong)了清理傳(chuan)感器(qi)灰(hui)塵的吹(chui)氣(qi)裝(zhuang)置(zhi)，吹(chui)氣(qi)裝(zhuang)置(zhi)與電磁閥連接，吹(chui)氣(qi)裝(zhuang)置(zhi)通過(guo)(guo)電磁閥控制(zhi)，安(an)裝(zhuang)于(yu)(yu)位于(yu)(yu)小車一側，直線模(mo)組(zu)安(an)裝(zhuang)于(yu)(yu)底(di)座上，底(di)座上連接有(you)支撐板，吹(chui)氣(qi)裝(zhuang)置(zhi)安(an)裝(zhuang)于(yu)(yu)支撐板上(如(ru)圖4)。

圖4 檢(jian)測系統設計視圖

此裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)及控制系(xi)統包括，安裝(zhuang)(zhuang)于多輛小(xiao)車上的多個(ge)的模(mo)具校(xiao)正(zheng)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，模(mo)具放置(zhi)于多個(ge)模(mo)具校(xiao)正(zheng)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)上進(jin)行工作(如圖5)。

圖5 實際使用實例

采用(yong)上述(shu)方(fang)案后，當(dang)模(mo)具(ju)(ju)轉(zhuan)(zhuan)運(yun)至(zhi)此工(gong)序時(shi)(shi)(shi)，此裝置(zhi)(zhi)及自(zi)動(dong)控制系統在(zai)升降小車(che)(che)上設置(zhi)(zhi)檢(jian)(jian)測(ce)機(ji)(ji)構，可以(yi)實(shi)時(shi)(shi)(shi)檢(jian)(jian)測(ce)放置(zhi)(zhi)在(zai)小車(che)(che)上的模(mo)具(ju)(ju)的合(he)口與水(shui)平面的傾(qing)斜角(jiao)度，并將檢(jian)(jian)測(ce)的小車(che)(che)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)反饋給驅動(dong)機(ji)(ji)構，由驅動(dong)機(ji)(ji)構根據檢(jian)(jian)測(ce)結(jie)果進(jin)行正反轉(zhuan)(zhuan)運(yun)動(dong)或(huo)者停止，當(dang)檢(jian)(jian)測(ce)到傾(qing)斜角(jiao)度不等于零(ling)時(shi)(shi)(shi)，即由驅動(dong)機(ji)(ji)構帶動(dong)模(mo)具(ju)(ju)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)，使模(mo)具(ju)(ju)合(he)口與水(shui)平面的夾角(jiao)為零(ling)，從(cong)而有(you)效防(fang)止了(le)模(mo)具(ju)(ju)在(zai)其合(he)口與水(shui)平面呈傾(qing)斜狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下模(mo)具(ju)(ju)螺栓易落下的問題，省去了(le)工(gong)人(ren)重復扶(fu)模(mo)具(ju)(ju)螺栓，降低勞動(dong)強(qiang)度，同時(shi)(shi)(shi)自(zi)動(dong)起吊(diao)轉(zhuan)(zhuan)運(yun)時(shi)(shi)(shi)定位準確，方(fang)便檢(jian)(jian)測(ce)抓取，提高了(le)工(gong)作效率，此機(ji)(ji)構整體結(jie)構設計簡(jian)單，使用(yong)方(fang)便。

三、結語

混(hun)凝土管樁傳(chuan)統(tong)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)藝比較成(cheng)(cheng)熟(shu)，屬(shu)于勞動(dong)(dong)密(mi)集型，高(gao)強度生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)模(mo)(mo)(mo)式，隨著(zhu)社會的(de)(de)(de)發(fa)展，勞動(dong)(dong)結構的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，此(ci)種(zhong)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)模(mo)(mo)(mo)式的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)成(cheng)(cheng)本在(zai)逐漸(jian)增加，另外此(ci)種(zhong)結構的(de)(de)(de)勞動(dong)(dong)力也越來越缺乏，所(suo)(suo)以，作(zuo)為(wei)混(hun)凝土管樁生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)企業要(yao)(yao)生(sheng)存，生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)藝的(de)(de)(de)改進(jin)(jin)、生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)模(mo)(mo)(mo)式的(de)(de)(de)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)刻不(bu)(bu)容緩，生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)藝的(de)(de)(de)改進(jin)(jin)和(he)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)的(de)(de)(de)設備(bei)是必不(bu)(bu)可少，自(zi)動(dong)(dong)化(hua)設備(bei)的(de)(de)(de)應用相對(dui)(dui)目前的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)藝和(he)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)模(mo)(mo)(mo)式，對(dui)(dui)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)線本身設備(bei)的(de)(de)(de)改進(jin)(jin)和(he)增加輔助機構調整(zheng)和(he)提升(sheng)(sheng)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)線整(zheng)體精度勢在(zai)必行，模(mo)(mo)(mo)具(ju)轉運作(zuo)為(wei)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)過程最(zui)為(wei)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)環節，對(dui)(dui)模(mo)(mo)(mo)具(ju)校正裝置和(he)整(zheng)體控(kong)制(zhi)系統(tong)的(de)(de)(de)研究開發(fa)也是大勢所(suo)(suo)趨。

模具校(xiao)正(zheng)裝置(zhi)及(ji)系統的研究，對于(yu)混凝土預應力(li)管(guan)樁生產(chan)過程(cheng)整體的生產(chan)工(gong)(gong)藝、員工(gong)(gong)的勞動強度，生產(chan)效率有較大影響；對實現(xian)生產(chan)工(gong)(gong)藝自(zi)動化(hua)、單工(gong)(gong)序自(zi)動化(hua)設備的安裝提供條件(jian)，為整體工(gong)(gong)藝自(zi)動化(hua)的改進和提升奠定(ding)基礎。