pc构件生产线工艺设备

pc构件生产线工艺设备（精选5篇）

篇1：pc构件生产线工艺设备

监理对PC项目的主要监控方法及措施

一、PC构件加工生产监理的工作方法及措施：

1.审核构件厂的资质文件、业绩，符合要求的在供应商报审表上给予签认。

2.审核PC构件架工施工组织设计，并进行签署监理审核意见。3.派驻驻厂监理，对PC构件的生产进行监控。

4.对加工PC构件的原材料进行验收，进厂检验，核对质保资料，见证取样复试，材料合格，在材料报审表上签认。5.对模具进行验收，并填写模具验收记录。

6.对钢筋加工和绑扎进行验收。预埋件、预留孔、吊点、接驳器、等进行隐蔽工程验收，并留有隐蔽影像资料，对验收合格的给予签认。并填写钢筋入模检测记录，预埋件和孔洞检测表。7.审核混凝土配合比，见证混凝土塌落度和试块制作，旁边混凝土浇捣过程。

8.对PC构件出厂前进行外观检验，填写PC出厂前产品检测表。

二、PC构件安装控制监理的工作方法：

1.审核施工单位PC专项施工方案，签署监理审核意见。

2.对进场的PC构件进行外观验收检查，预埋件、插筋、套筒和预留孔洞的规格，位置和数量是否符合设计要求，预留的吊环、吊钉、内埋式镙母及预埋件是否安装牢固是否松动，查验随车质量证明文件，合格后在材料构配件报审表上签署监理意见。

3.核验总包准备的金属件、辅材、工具、外架、堆架等材料及构配件，经核验符合要求后分别给予确认。

4.核查PC构件现场堆放及成品保护是否符合方案要求，符合要求的给予签认。

5.参与施工单位的PC安装安全技术交底，并提出监理PC安装的控制要点。

6.见证模拟操作及试吊、试安装单元的操作，及信号使用的准确性，写好旁站记录。

7.核查特殊作业人员上岗证，核验合格后给予签认。

8.核查吊装前的班前教育，吊装是属于危险性较大工程，必须在安全技术交底后，在每次上班前进行班前教育，没有进行班前教育禁止吊装。

9.复核PC构件安装控制线，复核合格后在复核单上签暑监理意见。10.PC构件吊装安装实施旁站监理，主要检查施工单位质检及安全监控人员到岗情况，特殊工种人员持证上岗情况及施工机械、材料准备及关键部位、关键工序的施工是否按专项施工方案及工程建设强制性标准执行等情况，并填定旁站记录。

11.PC构件安装验收，对PC构件的安装节点及密封条、平整度、垂直度、拉接件、连接件、可调斜撑、拼缝、接驳器和相关尺寸进行琢一检查验收，并填写吊装安装验收检查表，给予签认。12.内墙板柱、楼板钢筋安装及与PC构件的叠合钢筋连接等隐蔽验收，验收合格签认隐蔽验收记录。

13.拼缝防水构造节点为质量关注点，必须进行琢一验收，形成验收记录。淋水后进行渗漏检查，形成检查整改记录。

14.对现浇结构想的墙、柱、梁板的模板，钢筋进行检查验收，对现浇混凝土过程进行旁站监理，形成旁站记录。

15.拆模后对现浇结构进行实测实量，对不合格点督促全面整改，形成检查整改动态记录。

三、PC加工和安装控制的监理措施： 1.巡视：

监理组按监理的相关规范要求每天对作业部位进行巡视检查，并在监理日记上记录巡视过程和结果，发现存在问题根据情况进行处理，采取措施及处理结构记录在监理日记上。2.平行检查

对材料的验收，对工序的验收，对隐蔽工程的验收实施平行检查。3.旁站监理

1)对于关键部位，关键工序的施工质量实施全过程现场跟踪监督活动的实时记录。

2)旁站部位的施工作业内容，主要施工机械、材料、人员和完成的工程数量等记录。（包括施工质检人员到岗情况，特殊工种人员持证情况以及施工机械材料准备及关键部位，关键工序的施工是否按专项施工方案及工程建设强制性标准执行等情况）。4.验收

1)装配整体式混凝土结构中涉及装饰、保温、防水、防火等性能要求应按设计要求或有关标准规定验收。a)有关分项工程施工质量验收合格。b)质量控制资料完整并合格要求。c)观感质量验收合格。

d)结构实体检验满足设计和标准备要求。四.安全监理措施及方法

1.审核施区单位PC构件吊装专项方案，包括塔吊安装，PC现场堆放，垂直运输、脚手架等专项施工方案的审核，签暑审核意见。2.配备专职安全监理授权管理监督现场安全和文明施工，按上海市监理安全规程要求做好安全监理工作，并记录临档安全管理文档。3.查验施工单位的安全技术交底和班前交底，特殊工程上岗证。4.巡视检查，每天对施工现场的安全状况进行巡视检查，发现问题和安全隐患及时发出监理指令要求施工单位整改，并进行复查。巡视情况记录安全监理日记和巡视记录。

危险性较大工程安全巡视：PC构件安装施工，确认为危险性较大工程（包括PC构件吊装和工具性脚手架安装的拆卸）。安全监理进行重点监控，发现安全隐患立即发出监理指令，施工单位必须立即整改，必要时停工整改，并记录危险性较大巡查记录表。

5.PC构件吊装：人的不安全因素和行为是发生安全事故的条件，除安全交底和班前教育外，督促施工单位在吊装作业区进行专人监护，按规范操作，违反操作程序立即制止。

6.检查装配整体式混凝土结构施工在绑扎柱、墙钢筋应该采用登高设施，当高于围档时，必须佩戴芯自锁保险带。7.在吊装匀域下方必须设置安全警示匀域标志，安排专人监护。8.装配整体式结构施工现场应设置消防通道，配备灭火器材，并对灭火器材定期检查，维修，保证灭火器材的完好有效。

9.遇到大雨、大雪、大雾恶劣天气或六级以上大风时，不得进行预制构件吊装施工。

10．PC构件吊装机械（塔吊）设备的完好性，力距限位器，重量限制器，变幅限制器，行走限制器，吊具，吊索等进行定期检查，并记录检查记录表。

11.对PC构件安装施工各号房的外脚手架搭设，严格按相关规范和专项施工方案控制安全，质量，并进行每日不少于二次的现场巡查，发现问题及时指令，督促整改，并记录巡查记录表。

上海住远建设工程监理有限公司

景江苑北块西块项目监理组

篇2：pc构件生产线工艺设备

1.1 PC生产线简介

PC, 即预制混凝土构件 (Precast Concrete) ;建筑构件预制化是建筑工业化中最重要的组成部分, 目的是将传统工地现场建造建筑物的方式, 转变成在工厂车间生产全部建筑构件。主要是通过工业化方式在车间通过高自动化机械生产建筑预制构件, 然后再运输到工地进行拼装成建筑物。主要工序为清理划线、支模、置筋、浇筑、振动、预养护、磨平、养护、存放等, 主要构件产品包括住宅建筑用内外墙板、叠合板, 辅助生产楼梯、阳台、空调板、梁柱等异型构件, 也可批量生产地铁管片、高铁轨枕等构件。

1.2 西安建工集团PC厂生产线

该厂设计年产能为15万m3, 可供全预制住宅项目约60万m2左右。其中包括约2.2万m2厂房, 4万m2堆场面积及其他办公生活用房设施;厂房为4跨24 m×225 m钢结构单层厂房, 包含一条外墙板综合生产线、一条内墙板叠合板生产线, 一个异型构件固定模生产车间以及搅拌站、钢筋、挤塑板加工车间。两条流水线均为自动化生产线。产品定位主要针对西安市的保障房项目高层住宅。

2 PC生产线设计

2.1 生产线选型

产品基本数据:外墙墙板厚度:200+70+50 mm;内墙板厚200 mm;叠合楼板有60和80 mm厚;板型最大约为2900 mm×2800 mm×200 mm。

生产组织方式:每年工作天数为300 d, 每天生产班次2班, 每班工作时间10 h。外墙板生产时间为15 min, 蒸养护时间10 h;内墙板、叠合楼板平均生产时间为10 min, 蒸养护时间8 h。

根据产能及产品需求, 最终选定三条生产线:外墙流水线, 内墙流水线及固定模台流水线。三条线平行布置, 搅拌站位于中跨北段, 钢筋加工区位于中跨南段, 均便于同时供应3条线;保温加工区和机修区布置于车间西北角。

2.2 生产车间选择

生产车间要满足工艺的功能需要和桥式吊车的最低起吊高度。本厂房为4跨单层厂房, 长225 m、宽96m, 檐口高14.2 m、结构采用钢结构;搅拌站局部屋高27 m, 与厂房的结构形成一体。

2.3 生产工艺流程

生产工艺流程见图1、图2。

2.4 设备配置、选型

2.4.1 搅拌站选型

三条生产线满负荷生产日设计产量500 m3, 单次布料需1.2 m3~2 m3, 搅拌机单循环每次出料为2 m3, 每小时120 m3;需求量小于搅拌站设计量的要求, 可以满足工艺产能的需求。结合三条生产线生产节拍和单次用量, 选用一台混凝土专用搅拌站 (HZS120/2HZS240型) 供应三条生产线的混凝土。搅拌机型号JS2000, 为立轴行星式, 在满足产能的基础上更方便清洗, 循环周期60 s, 配料站配料能力3200 L, 骨料仓容量4 m3×25 m3, 粉料仓容量3 t×300 t。

2.4.2 起重机选型

4跨车间共需要8台双梁桥式起重机, 型号选用QD10t-22.5 m, 起升高度8.5 m, 工作级别A5;室外堆场选用2台单梁门式起重机, 型号选用MDG10 t-30 m±9 m, 起升高度10 m, 工作级别A5。计算最大构件重量在5 t左右, 可以满足工艺产能的需求。

2.4.3 钢底模台

钢底模平面尺寸选用要根据构件尺寸和模具组合后的尺寸来确定, 目前9 m×3.2 m, 9 m×3.5 m, 9 m×4 m, 12 m×4 m各种规格都有;该外墙板主要为层高3 m及以下的墙板, 最后选型为9 m×4 m, 面板10 mm厚。底模板顶高度综合考虑操作方便性和安全性, 取650 mm。

2.4.4 预养窑系统选型

养护控制:养护时间1.5 h, 设定温度50℃, 相对湿度90%~100%, 采用散热片干蒸养护方式;设置自动温控, 实时对养护温度进行监控及自动调整。

预养护窑配置:设置6个养护工位。

2.4.5 养护窑系统选型

养护控制:养护时间8 h, 恒温温度50℃, 相对湿度90%~100%, 升温2 h (25℃~50℃) , 恒温4 h (50℃) , 降温2 h (50℃~25℃) 。采用干热和控制湿度养护方式, 加热介质为蒸汽;每排养护室实现独立自动温控和湿度控制, 确保上下温度均匀, 实时对养护的温度及湿度进行监控及自动调整。

养护窑配置:采用立体养护窑进行蒸汽养护, 立体养护窑共2组、每组4列, 每列6仓;其中有效模台养护工位42个, 预留通道4个, 预留备用仓位2个, 可养护最大预制件厚度为450 mm。

养护过程分为升温、恒温、降温三个阶段, 通过蒸汽加热养护窑内环境湿度和温度, 升温速度不应大于12℃/h, 降温速度不应大于15℃/h。恒温温度应控制在50℃±5℃, 恒温养护时间不应少于4 h (或同条件养护试件抗压强度达到设计强度为准) 。构件出窑时, 构件表面温度与环境温度之差不应超过20℃。养护过程环境相对湿度应保持在70%以上。

2.4.6 锅炉选型

根据计算结果分析, 每8 h完成一个蒸养循环, 在连续作业情况下需要蒸汽量199×32=6368 kg, 即平均每小时需要796 kg蒸汽。考虑两条生产线, 以及固定模区域生产所需蒸汽, 按照8 h蒸养时间, 最高温度50℃计算, 每小时需要的蒸汽量为2388 kg, 故选择2台4 t蒸汽锅炉 (一用一备) , 正确操作养护设施, 可满足生产需求。

2.4.7 布料机选型

布料机用于对PC预制构件模型型腔进行混凝土精确布料, 应对布料的位置, 布料厚度, 对单块板混凝土总量精确控制。单次布料两块构件, 单块方量约1.5 m3, 选用3 m3料斗的可纵横向移动的双梁小车行走式布料机。采用星形轴下料方式, 下料数量实现可控并适合于多种塌落度的混凝士;布料速度0.5 m3/min~2 m3/min;采用遥控和固定界面两种方式控制。外墙线采用两台布料机, 内墙线采用一台布料机。

2.4.8 振动平台的选型

振动平台采用空气弹簧实现模台的升降与隔振, 振频可按需要进行调整, 可实现在3个自由度方向的振幅, 振时控制在1 min内。柔性相比刚性振台优点是可大幅减小噪音, 防止高频使混凝土产生离析。采用固定界面方式控制。

2.4.9 分料机选型

搅拌机将混凝土拌和完成后, 通过两个出料口同时下料至分料斗, 再通过轨道分别供应到三条生产线。选用旋转筒式料斗, 容积3 m3, 采用交流变频系统运输速度30 m/min~60 m/min, 有摇控和固定操作界面两种控制方式。

2.4.1 0 其他辅助设备

划线机、清扫机、喷油机、抹平机、推平机、立起机为非标产品均根据钢底模台进行定做。

3 结束语

篇3：pc构件生产线工艺设备

中铁十四局建筑 (住宅) 产业化基地位于济南章丘市, 一期、二期规划建设用地18.6 万m2, 三期建设用地8 万m2, 总投资15 亿元, 是目前济南市规模最大的建筑产业化基地。高起点的基地不仅配备了现代化的PC构件生产线, 而且和中国建筑科学研究院廊坊凯博建设机械科技有限公司经过深入研究, 解决了PC专用的智能化钢筋加工设备的合理应用问题, 从工艺布置、设备选型到设备管理等方面做了大量研究工作, 为智能化钢筋加工工艺在现代化PC构件厂的合理应用提供了宝贵的经验。2015 年底, 基地PC生产线安装调试完毕, 并开始试生产, 实现了“当年签约、当年建成、当年投产、当年达效”的目标。

1 生产线总体规划

现代化的PC构件车间工艺布置, 应该在满足构件产量的条件下尽量地减少工人和管理人员的数量和劳动量。章丘基地钢筋加工车间长110m, 宽27m, 总面积2970m2, 位于两个PC构件生产车间中间, 方便了线外钢筋加工到PC模台的周转, 保证构件的生产效率。但不足3000m2的钢筋加工场地比较紧张, 必须进行合理规划。

生产线总体布局如图1 所示, 钢筋骨架绑扎成型后, 必须以最近的距离运送到PC生产线相应模台上进行安装就位, 因此整个钢筋加工车间工艺采取了从右到左的布置方式。最右侧为原材料区, 位于安全运输通道两侧, 方便卸货;紧接着就是两个线材加工区, 分别为钢筋箍筋加工区和钢筋直条加工区;再往左就是钢筋组焊件加工区, 分别为钢筋柔性焊网和钢筋桁架两个加工区;紧接着网片和桁架储存区就是两个钢筋绑扎区, 将网片和桁架组合到一起的叠合板骨架成型作业以及外墙内页板连梁等构件的绑扎成型都在这两个区完成;最后就是钢筋过跨区, 把绑扎成型的钢筋骨架成品横向摆渡到PC生产线相应模台旁边, 安装到模具后再进行浇筑养护等等工序。

在这个过程中, 主要注意的就是充分利用自动化钢筋加工设备的牵引能力和工序集成技术, 尽量减少钢筋及其制品的起吊次数, 尽量让钢筋按照从右向左的方向单向移动, 尽量保证操作人员的视野开阔, 防止吊运钢筋从人员和设备上空通过, 确保安全高效生产。钢筋加工设备涉及水源、气源和电源的配置, 在规划阶段必须统筹整个基地的水气电使用情况, 尽量将空压房集中起来布置, 减少占地和噪音, 提高使用效率;通过分次焊尽量将焊网和桁架这两个焊接设备用电电流控制在一定范围里, 提高变压器和电路的安全使用效率;采用可以自动控制水温的现代水冷机代替传统的自然冷却系统, 保证焊接变压器、铜件及可控硅的最佳使用效率。

2 钢筋加工设备选型

考虑到PC构件对钢筋骨架的要求, 这期工程选用了线材加工和钢筋组焊加工两类设备, 中铁十四局集团设备物资集中采购中心针对国内外多种钢筋设备进行了充分的考察, 确定了所有钢筋加工设备均为国产最先进数控设备的选型基本要求, 最终选择凯博科技智能化钢筋加工设备, 现已完成安装调试, 并顺利投入运行。主要有4种设备, 具体选型情况如下。

2.1 高效数控钢筋弯箍机

在PC构件中, 大量采用箍筋和拉筋制品, 如外墙板内页板连梁、边缘构件及叠合梁等, 所以弯箍机 (见图2) 效率必须高, 是线材加工设备最主要的机型, 除智能化操作要求外, 必须具备双线加工5 ~ 10mm, 单线加工5 ~ 13mm钢筋的能力。考察后发现目前国内主要用盘螺作为原材料, 箍筋加工时基本上都会发生箍筋扭转现象, 造成箍筋出现突然弯曲和异面情况 (俗称张口现象) , 双筋加工时弯曲中心轴经常够不着外侧箍筋, 造成废品率太高的问题。因此, 我们强调具有防扭转设计, 满足加工热轧三级钢筋不扭转的要求, 取得了非常好的效果。由于采用高度的智能化控制, 二维码扫描输入技术 (见图3) , 每台设备只需一人操作, 但产能是传统设备的5 ~ 7倍;采用伺服电机数控技术, 使得钢筋尺寸和形状精度非常高, 长度可控制在 ±1mm, 角度可控制在 ±1°, 保证了钢筋制品的成品率和交工准确率。

2.2 数控钢筋调直切断机

调直切断机 (见图4) 也是线材加工必不可少的机型, 考察中发现传统的高速调直切断机调直模、牵引轮及切刀等易损件磨损严重, 而且钢筋表面有周期性的局部磨损情况。经分析是由于采用了零速剪切原理造成的, 钢筋在2~3m/s的牵引速度下瞬间减速到0m/s, 保持0.1~0.2s切断时间进行剪切, 就在这段时间里发生了易损件和钢筋的严重磨损问题。例如调直模, 它围绕钢筋做50r/s的去应力高速旋转, 在钢筋剪切的瞬间调直模会围绕钢筋的一个点旋转5~10转, 不仅对该点的纵肋和横肋造成损害, 而且使得调直模的磨损也相对严重。因此我们选择了数控伺服飞剪剪切机型, 钢筋在高速牵引速度下高精度随动剪切, 彻底解决了易损件寿命和钢筋伤肋的难题。而且该设备可实现二维码输入操作指令, 具备缩尺等特殊尺寸自动加工功能。

2.3 全自动开孔钢筋网柔性焊接生产线

钢筋焊接网片是PC构件中最常用的钢筋组焊制品, 外墙板的外页板、叠合板、阳台、内墙板及外墙板的内外页板等构件中都离不开网片。所以选择焊网设备必须兼顾各个构件的不同需求, 还得考虑每天更换多种规格的灵活性问题。比如叠合板所要求的网片为不开门窗孔洞的普通网, 需求量最大, 钢筋直径较大, 通常在6mm以上;而外墙板外页板则要求网片直接开门窗孔洞, 钢筋直径比较小, 通常在6mm以下。国产传统标准焊网机焊接效率高, 每次可焊32 个点, 但无法满足开孔网片的生产要求;而引进或仿制国外的柔性焊网设备每次焊点数量不超过6 个点, 焊接效率远远低于标准焊网机, 难以满足叠合板生产的需求。当然我们也不可能同时选用两种设备, 综合以上情况, 我们选择了为国内PC行业专门开发的凯博科技全自动开孔钢筋网柔性焊接生产线 (见图5) 。

该生产线还有诸多实用的特点:采用7 个焊接参数优化组合, 确保焊接质量和低能耗;32 对焊接电极焊接能力每小时可超过20000 个焊点;采用全自动预穿料系统, 焊网的同时进行横、纵筋喂料准备作业, 多工序同时交叉作业, 提高了生产效率;从盘条上料到网片成型, 只需一个人操作;采用德国倍福PCC可编程计算机控制系统 (见图6) , 保证了控制系统复杂功能的可靠运行和效率:如带门窗网片规格编辑 (见图7) 、焊接参数与网片规格绑定、产量统计、故障诊断、多级密码设置及中控信息化等等功能;还可以储存超过1000 种网片的基本图形, 包括带各种门窗孔洞网片。

2.4 数控钢筋桁架焊接生产线

针对叠合板用桁架数量多, 规格多的要求, 我们在选择桁架焊接设备时主要考虑几个方面:桁架高度要求能快速调整, 最好电动调节;桁架长度要求不受200mm整数倍的限制, 波峰间距可以无级调整;易损件寿命要求长, 以免频繁更换影响生产进度。又考虑到钢筋加工车间面积偏小, 要求设备越紧凑越好。经考察最后确定选用凯博科技GJH350 数控钢筋桁架焊接生产线 (图8) 。

3 问题和建议

目前国内智能化钢筋加工设备主要有两个来源, 一是欧美发达国家上世纪成熟的钢筋加工技术和工艺, 二是根据中国传统建筑需要针对钢筋加工配送中心研发的自动化设备。作为国内新生事物的现代化PC构件厂, 有其特殊的需求, 并面临与PC生产线、混凝土搅拌、起重运输等整套设备的整体配套问题。调查中发现有些项目照搬现成的国内外工艺和设备选型模式, 已经造成了设备闲置、产能不足、质量无保证及人员使用太多等各种各样的问题, 影响了整个PC厂的有效运行。因此建议设备使用单位必须通过充分的调查研究, 实事求是地制定自己的智能化钢筋加工技术路线。

篇4：pc构件生产线工艺设备

随着住宅产业的发展, 预制混凝土构件 (以下简称PC构件) 成为现代住宅产业化发展的趋势。目前, PC构件虽然在我国已开始广泛应用, 但预制装配式混凝土构件的生产仍还未摆脱粗放式生产方式, 没有形成很好的规模效益, 具体表现在: (1) 工厂化预制主要靠手工生产, 生产效率低, 劳动成本高; (2) 技术落后, 部件标准化和通用化程度低; (3) 重要工艺过程无法准确控制, 产品质量可靠性难于保证; (4) 工厂化预制生产机械化、自动化程度低, 主要靠引进国外的生产线; (5) 工厂预制生产节能环保及可持续发展问题突出[1]。

PC构件自动化立体养护设备是PC构件工厂化预制、自动化生产线中的关键设备, 具有工厂空间利用率高, 便于实现构件存取自动化管理的特点, 同时具有参数可控的养护温控系统, 实现了混凝土构件养护过程中的自动化控制。自动化养护设备与PC构件的自动化生产线连接, 可大大提高生产效率, 降低劳动成本, 实现PC构件的工厂化预制生产。

本文针对PC构件存在的问题, 对自动化立体养护设备进了研究设计。

1 自动化养护设备的组成功能

自动化立体养护设备包括堆垛机、钢结构立体养护窑、自动化控制系统三部分。自动化养护设备与生产线、成品板拆模运输区相连接, 通过指令的判断, 把生产线上的毛坯板输送到养护设备中养护, 同时通过指令的判断将养护好的成品板输送到成品板拆模运输区。自动化立体养护设备的主要功能有: (1) 从生产线上取生产好的毛坯板; (2) 向养护仓库输送毛坯板; (3) 堆垛; (4) 取养护好的成品; (5) 向成品板养护区输送成品板。自动化立体养护设备如图1所示。

1—堆垛机;2—立体养护窑;3—成品板拆模;4—成品板运输车

2 堆垛机的结构设计

PC构件 (具有自动化立体养护设备) 堆垛机包括:机架 (含升降系统) 、走行系统、托架和定位控制系统四部分, 结构如图2所示。

2.1 机架

堆垛机机架包括立柱、主梁、纵梁、下横梁、中间立柱和小横梁。其主要功能是支撑和对托架进行导向。为了减轻堆垛机的重量, 立柱、下横梁、中间立柱均采用矩形管。

2.2 行走系统

行走机构主要由行走架、主动轮组、被动轮组和驱动装置组成。用于实现堆垛机的横向行走, 控制系统应能够控制行走过程按启动-加速-匀速-减速-停止的方式运行。

2.3 托架

PC构件堆垛机的托架设计与普通堆垛机有很大的区别。普通堆垛机的托架主要由载荷台、货叉组成, 只适用于载重比较小货物的存取, 对于较大载重的货物, 这种结构不能很好实现[2]。PC构件堆垛机的托架由进出装置、滚轮架线、钢结构托架组成。其中进出装置包括:旋转电机、进出电机、齿轮齿条、链轮链条、拨叉、组合轴和支架。托架的起升下降利用托架两边的滑轮组与卷扬机系统来完成。货物入库出库时, 由托架的滚轮架线和立体养护窑中的支撑轮以及进出机构协同工作来完成。模具入库与出库主要依靠滚轮输送, 辅之以拨叉旋转和组合轴机构的伸出实现最终的入库和初始的出库阶段。托架系统结构示意如图3所示。

3 堆垛机力学分析

3.1 堆垛机载荷

机架作为堆垛机主要的承载部件, 主要承受的载荷有:机架的自重、托架的自重、起升载荷和水平运行惯性载荷。具体载荷值见表1[3]。

3.2 工况分析

3.2.1 工况一

堆垛机在静止时刻载重状态下起升。在此工况下, 堆垛机静止不动, 升降机构开始工作, 托架和构件一起提升, 提升的过程中按照启动加速-匀速-减速停止的方式运行。当提升到指定的位置时, 停止提升, 进出机构开始工作, 将构件入库。此工况中, 堆垛机主要承受的是自身重量载荷和起升载荷, 在此工况下主要验证的是堆垛机机架的刚度和各部件强度以及稳定性。

3.2.2 工况二

堆垛机在载重的情况下移动, 移动的过程中托盘架和构件在堆垛机的底部位置, 堆垛机的运行过程中按照:加速-匀速-减速的方式运行。当运行到指定的位置时急停, 此工况下, 堆垛机不仅承受自身重量的起升载荷, 还承受水平运行的惯性载荷。在此工况下不仅需要验证堆垛机刚度的稳定性, 还需验证堆垛机的抗倾倒能力。

3.3 有限元模型的建立

本文在对堆垛机机械机构有限元分析时, 采用了ANSYS软件的Workbench模块, 在分析过程中, 首先对堆垛机机械结构简化, 以便分析时减小工作量。零部件的连接处设为面连接。其次利用PROE软件建模, 建立分析部件的CAD模型。最后将模型导入到ANSYS软件的Workbench模块中转换成有限元模型进行有限元分析。材料的属性按照Q235B的属性设置, 泊松比3.0, 弹性模量2.0×105MPa。模型的连接处采用刚性连接, 网格划分时按照Workbench的网格生成功能自动划分, 在局部受力集中部分, 将网格进行密化, 生产有限元模型。

3.4 模型分析

3.4.1 工况一堆垛机的有限元分析

在载荷和约束的施加中, 将约束加载在四个行走轮底部, 约束的类型为固定约束。堆垛机的重力载荷和起升载荷分别加载在起升滑轮的部位, 当施加载荷时, 在几何模型中通过Extrude命令在受力点建立承载面, 载荷的类型为集中力载荷, 载荷值均匀按照安全系数为1.5计算。Ansysworkch分析结果图如4图所示。

经过ANSYS软件进行计算, 由图4 (a) 可得到堆垛机静止起升的最大工况各部分的最大变形发生在小横梁的位置, 最大变形量为0.20894mm, 远小于需用变形量, 故满足设计要求。由图4 (b) 可得到堆垛机的平均应力值, 其最大应力出现在纵梁和滑轮支撑小横梁处, 最大应力为25.995MPa, 远小于需用应力值, 故满足设计要求。

3.4.2 工况二堆垛机的有限元分析

在ANSYS有限元分析中, 以堆垛机载重下行走, 托盘在机架的中心位置作为分析工况。将堆垛机的载重重心定位在机架的1/2处, 惯性力通过力系的等效作用施加在四个立柱的中心位置。载荷类型为集中力, 约束施加于四个行走轮上, 与惯性力方向相同的两个行走施加固定约束, 另两个行走轮施加位移约束只限制X与Y方向的自由度。ANSYS分析如图5所示。

经过ANSYS软件计算分析, 由图5 (a) 可得到堆垛机制动时各部分的最大变形发生在与制动方向相反的立柱和行走轮部位, 最大变形量为1.1301mm, 远小于需用变形量, 故满足设计要求。由图5 (b) 可得到堆垛机的平均应力值, 其最大应力出现在与惯性载荷方向一致的立柱和行走轮接触部位, 最大应力为27.278MPa, 远小于需用应力值, 故满足设计要求。

4 结论

(1) PC构件自动化立体养护设备对实现PC构件现代化生产的需求很有帮助。

(2) 自动化立体养护堆垛机包括机架 (含升降系统) 、走行系统、托架和定位控制系统四部分, 满足了堆垛机的功能要求。

(3) 利用PROE软件建模, 建立各分析部件的CAD模型, 将模型导入到ANSYS软件的Workbench模块中转换成有限元模型进行有限元分析计算, 可优化堆垛机的结构。

摘要：结合实际生产需要, 研究了预制混凝土构件自动化生产线中的自动化养护堆垛机, 并通过ANSYS软件分析了立体养护设备的承载结构。分析结果表明, 采用ANSYS软件进行有限元分析计算, 较好地优化了堆垛机的结构, 使其满足了设计要求。

关键词：PC构件,自动化生产线,养护设备,堆垛机,ANSYS软件

参考文献

[1]腾晓瑜, 叶瑞明.浅谈预制预应力混凝土结构体系及其在住宅产业化中的应用[J].工程技术.

[2]刘昌祺, 董良.自动化立体仓库设计[M].北京:机械工业出版社, 2004 (1) .

[3]王金诺, 于兰峰.起重运输机金属结构[M].北京:中国铁道出版社, 2002.

篇5：农药造粒设备和生产工艺浅析

农作物在生长过程中的不同阶段, 不可避免地受到自然环境中病、虫、草的为害或受不适宜环境条件 (非生物因素) 的影响, 致使作物生产受到较大的损失, 因而受到越来越普遍的关注。我国对农作物病虫草害的防治始终贯彻“预防为主, 综合防治”的方针, 采取选育抗性品种、选用健康种苗, 综合生物防治、化学防治、物理防治、农业防治、利用昆虫性信息素迷向防治和害虫预测预报等方法, 使病虫害的为害受到最大限度的控制。

作物病害对农业生产造成很大的威胁, 但因其各种病症是因病原物入侵作物组织内部, 使其首先在组织上、形态上和生理上发生病理变化才表现出来, 而大多数杀菌剂无法进入作物组织内部发挥作用, 因而, 其防治方法以加强引种检疫、选育和利用抗病品种、选种健康种苗、对种子进行消毒和实行农业防治等为主。

而作物害虫因其种类繁多, 世代重叠, 分布广泛, 对农业生产的为害程度亦不可小觑, 较之作物病害有过之而无不及。近年来, 由于受气候等多种因素影响, 农作物重大虫害的发生呈上升态势, 成为影响作物产量和品质质量最重要的因素, 已引起广泛的高度重视。尽管防治作物害虫的方法很多, 但目前施用低毒高效的化学农药仍不失为一种行之有效的措施。

目前, 生产中常用的农药剂型分为粉剂、可湿性粉剂、乳油、悬浮剂和颗粒剂等。其中, 颗粒剂农药因其具有:①施药时方向性强, 使药剂能充分到达靶标生物而对天敌等有益生物安全;②药粒不易附着于植物的茎叶上, 可避免直接接触产生药害;③施药时无粉尘飞扬, 可减少操作人员身体附着或吸入药量, 有效避免中毒事故;④使高毒农药低毒化, 避免人畜中毒;⑤可控制粒剂中有效成分的释放速度, 延长持效期;⑥使用方便, 效率高等其他剂型农药无法比拟的特点而成为较为常用的农药剂型, 得到普遍的推广应用。

1 问题的提出

在原油和粉剂农药加工成颗粒剂的过程中, 首先须有承载农药颗粒的载体。一般生产中使用的载体大约分为两种:自然砂粒、为人造颗粒。前者因为是自然生成, 加工成本较低, 只需将采集到的砂粒筛分成所需粒径的砂粒便可利用。然而, 因为是自然生成的, 所以, 随着挖掘、采集的不断进行, 自然界中的存有量会越来越少, 最终将不能满足农药颗粒剂生产所需的量, 影响农药颗粒剂的产量。为此, 研究者不得不寻求成本低且效果最佳的人工造粒方法。

2 造粒材料

人工造粒的生产工艺并不复杂, 但是, 对作为农药的载体却有一定的要求。造粒的材料其化学特性和物理特性对农药的原药均将造成影响。

2.1 化学特性

主要指造粒材料的p H值对农药带来的影响。农药大部分偏酸性, 如果遇到碱性材料造粒出来的颗粒就会发生酸碱中和化学反应, 降低甚至失去农药的药性, 达不到杀灭害虫的目的。所以, 所选的造粒材料一定要适合被载农药的化学特性的要求, 即两者的p H值相近或等同。

2.2 物理特性

影响的因素比较多, 如造粒出来的颗粒的内吸性、吸潮性、水溶性、材料的粘性、湿水性、密度等特性, 都会对造粒和农药颗粒剂的生产、使用带来极大的影响。所以, 必须对化学特性适用的造粒材料在物理特性上进行比对, 筛选出比较适用的材料。所谓适用是指容易造粒, 干燥后做颗粒剂农药时不易松散, 并且内吸性合适, 使加工的颗粒剂农药的均匀性有保证, 这需要做大量的材料试验。

3 造粒设备

我国造粒设备主要有以下几种:圆盘造粒机、转鼓造粒机、对辊挤压造粒机、平模挤压造粒机、环模挤压造粒机、螺杆挤压造粒机和高塔造粒机。造粒是粉粒体过程处理中的一环, 粉粒体是指生产中工艺物料为粉粒体或其混合物, 且以物理变化为主的多种作业的操作, 其装置称为过程处理装置。

粉体造粒技术是粉粒体过程处理的主要分支。随着环保需求和生产过程自动化程度的提高, 粉状产品粒状化已成为世界粉体后处理技术的必然趋势。

我国粉体造粒技术及装备研究始于20世纪80年代中期, 经过多年努力, 目前我国粉体造粒技术已具有一定水平, 设备规模基本可满足粉粒体颗粒化要求。现有粉粒体处理技术可分为四类:①搅拌法;②压力成型法;③喷雾和分散弥雾法;④热熔融成型法。但作为复合肥和农药颗粒剂而言, 大致分为两类:①利用重力滚动自然造粒;②利用压力硬性挤压成型。

其中第一类处理技术生产产量高, 消耗动力能源小, 但对多种材料混成的颗粒, 无法保证产品颗粒中各种材料的均匀性, 特别是在p H中和时, 无法保证每一粒都是p H中和后的颗粒, 会形成有的颗粒呈碱性, 而有的颗粒则呈酸性。

第二类生产设备对多种材料混成, 在造粒前进行充分搅拌均匀后, 基本能保证各种材料比例的配比, 但能耗大, 产量低, 设备故障多。

3.1 圆盘造粒机

该系列产品的工作原理是:主电机通过皮带带动减速机, 由其输出轴上的齿轮转动固定在圆盘上的大齿轮, 使圆盘匀速旋转运动, 工艺物料进入旋转的圆盘后, 随圆盘旋转而带上落下, 在喷雾装置不断喷雾下, 使工艺物料显湿粘结, 圆球越大, 越不易带上, 而漫出圆盘, 细小物料继续被带上喷湿, 落下翻滚粘结, 如此循环往复, 直至停机。圆球颗粒的大小, 由圆盘倾角来决定。倾角越大, 颗粒越小, 调整圆盘倾角有手工和电机两种, 调整好倾角后, 将圆盘支座与固定底座固定好, 配好混匀的物料在进入圆盘后, 随圆盘旋转带上落下时, 实际是一个簸扬分离的过程, 根据物料的粗细、比重不同而被重新分离, 根据物料的亲和力和粘结性而使得颗粒不可能按事先调好的比例而结球。

3.2 转鼓造粒机

转鼓造粒机主要由转鼓、前大托轮、后大托轮、大齿轮、减速器、电机等组成。转鼓是一个长圆柱筒, 内分两到三个区间, 第一区间为造粒区, 第二区间为整形除粉刺区, 第三区间为抛光区。有些只分两个区, 即造粒区和抛光区, 各区由环形挡圈分开。

工作时, 工艺物料及返料由进料口加入后, 旋转的筒体带动物料层向上转动, 至一定高度时, 在重力和惯性力的作用下, 物料沿鼓壁下滑, 滚落。筒体内部通入蒸汽或喷洒水雾在滚动的料层上, 使物料团聚成粒, 造粒时要保持一定的返料率。物料在造粒区成粒, 然后越过环形挡料圈进入整形区整形除粉刺, 之后越过第二级环形挡料圈进入抛光区。在抛光区, 粒子经过陈化、抛光后, 从转鼓出料口落到皮带传送带上, 送至干燥机。造粒区长度越长, 造粒越充分。一般根据材料造粒的难易程度而加长或缩短造粒区, 难造的应长, 易造的益短。

3.3 高塔造粒机组

高塔造粒机组是一种可以同时完成干燥和造粒的装置, 机组主要由空气过滤器、蒸汽加热器或电加热器、热风分配器、料液高压泵、造粒塔、旋风分离器、除尘器等组成。

工作时, 将配好的料液通过料液隔膜泵高压输入, 由喷孔喷出雾状液滴, 然后同热空气并流下降。料液经雾化后表面积迅速膨化增大, 在下降过程中, 碰撞、合并、长大、成粒。在热风气流中, 水分瞬间便可蒸发, 在空中完成干燥、膨化。颗粒为球形, 其速溶性强。

3.4 挤压造粒设备

3.4.1 对辊挤压造粒机

主要由电机、减速器、联轴器、对辊、碎粒辊、旋振筛组成。工作时, 将配好并具有适宜湿度的物料从对辊挤压造粒机的顶端灌入, 其槽内有一个竖直的螺旋杆, 通过螺旋杆的旋转, 物料被强行送到底部的双辊之间进行挤压, 双辊表面为所造粒的模型, 相对旋转, 使输入的物料被压成颗粒形的条状带, 条状带通过碎粒辊时, 被辊上的刀排破碎, 由旋振筛分离, 合格颗粒通过被送到外部, 而筛出的粉状物被送回原料仓进行二次辊压。挤压力的大小可根据造粒机需要, 由液压系统进行控制。其工作主要分为两步:第一步挤压, 干物料和微湿物料在压力作用下团聚, 成致密坚硬的颗粒带, 称为挤压过程;第二步造粒颗粒带再被破碎筛分后成为颗粒料, 称为造粒过程。挤压的作用一是将颗粒间的空气排挤掉, 二是使粉与粉之间距离达到足够近, 以产生分子之间的吸引力, 挤压造粒的颗粒主要是靠分子之间的作用力形成的颗粒强度。

3.4.2 其它挤压造粒设备

平模挤压造粒、环模挤压造粒、螺杆挤压造粒等设备虽构造不同, 但原理相同, 都是利用压力将工艺物料从模板孔洞中挤出成圆柱形的粒条, 再用刮刀切断成一粒一粒的圆柱形颗粒。若要加工成球形颗粒, 还需一道工序———整形, 即利用整形设备将圆柱形颗粒整形成球形。

4 设备选型分析

以上简要介绍了农药和肥料造粒中的几种主要造粒设备, 对于选什么形式的造粒设备, 须根据具体工艺和材料、不同的工艺要求和造粒材料的要求而定。各种设备有各自的优劣性, 下面就具体几种工艺进行设备选型的分析。

1) 将农药与造粒材料相混合, 配好比例、搅拌均匀后一起造粒, 这种工艺的优点是一次造粒便可完成产品, 避免了造粒后再加药带来的重复搅拌, 而使颗粒散化的问题。

针对这种工艺, 圆盘造粒机、转鼓造粒机等都不适应。理由是, 配好并搅拌均匀的工艺物料, 会在扬起、落下的造粒过程中, 将物料重新分离, 造出的颗粒无法保证农药的均匀性和含药量。

高塔造粒的优点是产出量大, 产品的速溶性与农药要求的速效性非常吻合, 但是, 对农药和载体材料要求较高, 必须具有一定的流动性和可喷雾性, 且在干燥过程中, 农药对温度的要求有一定承受性。

对辊挤压造粒和其它几种挤压造粒设备都比较适应。这一类设备都能保证预先搅拌均匀后的工艺物料不会发生变化, 但这类设备产量相对较低, 能耗较大, 速溶性不及高塔造粒。

2) 先造粒, 后包药。这种工艺与现存生产工艺一样, 惟一不同的是将砂粒改为人工造的粒。这种工艺所用的颗粒又分为两种情况:

①单一材料或几种化学性质即p H值相近且同农药p H值近似或相同, 对农药没有影响的材料。对于这类材料, 圆盘造粒机和转鼓造粒机都比较适用, 而圆盘造粒优于转鼓造粒, 因其产出率较高;高塔造粒不大适用, 因为其对材料要求高, 且造出的颗粒太疏松不可二次加工;对辊挤压造粒机和其它几种挤压造粒机都适用, 但缺点是产量低, 能耗大。

②两种或两种以上的不同化学性质即p H值不同的工艺物料, 为了完成中和反应, 适应农药的p H值, 避免农药的降解而配备的材料。对这类材料的造粒, 圆盘造粒机、转鼓造粒机、高塔造粒机都不适用, 因为无法保证材料中复配的均匀性, 造出的粒难以达到所要求的p H值;对辊挤压造粒机和其它几种挤压造粒机都比较适用, 缺点是产量低, 能耗大。

5 结语

综合以上分析, 对于第一种工艺 (将农药与造粒材料相混合, 配好比例、搅拌均匀后一起造粒) , 最好是利用粉碎后的蔗渣为载体, 利用高塔造粒, 产量高, 颗粒小, 速溶快;其次是挤压成型设备, 不适用的是圆盘造粒和转鼓造粒。

对于第二种工艺 (先造粒, 后包药) 的第一类形式, 最好选用圆盘造粒, 产出量高, 颗粒结实, 比较适用于再加工;其次是转鼓造粒。它只比圆盘造粒机成粒率稍低, 其它都优于圆盘造粒机, 特别是便于仪表自动控制;再次是挤压成型设备。不适用的是高塔造粒。

对于第二种工艺的第二类形式, 最好选用挤压成型设备。可保证配比好的材料不变, 其它几种类型的设备均不可用。

为了解决农药厂用于造粒的砂源紧缺的问题, 可利用石料厂的尾料或矿石尾料, 在筛分、水磨后用作农药载体。这种尾/脚料来源十分广泛, 除了要选用p H值适应农药p H值的材料外, 设计制作用于抛光、水磨石料或矿石尾料的设备并非难事。