專利名稱：：一種用于制備55mPHC管樁的離心機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種建筑材料的制備用具，特別是一種用于制備55mPHC管樁的離心機(jī)組。技術(shù)背景1920年由澳大利亞人W.RHUME發(fā)明了離心法制作混凝土制品生產(chǎn)工藝，日本于次年引進(jìn)了該項(xiàng)技術(shù)，用于制造鋼筋混凝土管樁，1934年開(kāi)始制造離心混凝土樁(ReinforcedSpunHighStregthConcretePiles,簡(jiǎn)稱PC樁)。1967-1970年日本開(kāi)發(fā)了預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土離心管樁(PretesionedSpunHighStregthConcretePiles,簡(jiǎn)稱PHC管樁)。PHC管樁是目前廣泛被采用在大型建筑施工上的建筑設(shè)備。目前在日本使用的混凝土樁幾乎均為PHC樁，此外在歐美國(guó)家，如美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利、前蘇聯(lián)，以及東南亞諸國(guó)的起步時(shí)間雖然較晚，但近十多年來(lái)發(fā)展很快，尤其是大規(guī)格的管樁，，其產(chǎn)量和產(chǎn)品規(guī)格均超過(guò)日本。我國(guó)早在1944年就開(kāi)始生產(chǎn)離心混凝土管(RC樁)；六十年代，研制開(kāi)發(fā)了預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁(PC樁)，并批量生產(chǎn)O400和O550的PC樁，七十年代研制生產(chǎn)了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁；八十年代后期開(kāi)發(fā)了先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC樁)和先張法預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁(PTC樁)，并開(kāi)始推廣應(yīng)用。近年來(lái)隨著建筑施工的要求越來(lái)越高，水上工程使用的管樁長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)，然而現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于單節(jié)管樁長(zhǎng)度只能做到50m，而一般均為30m，那么超過(guò)30m的樁就必須接樁，由于接樁會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題，特別是PHC樁施打過(guò)程經(jīng)常發(fā)生斷樁現(xiàn)象，如南京龍?zhí)陡鄱?、三期工程中，設(shè)計(jì)08OOPHC管樁2005年12月進(jìn)行打樁，打樁過(guò)程中，發(fā)生了嚴(yán)重的斷樁現(xiàn)象，幾乎全部被打斷，且都發(fā)生在接頭附近，后來(lái)采用01000管樁依然在接頭附近發(fā)生斷樁。據(jù)統(tǒng)計(jì)，rac管樁在打樁過(guò)程中70Q/^的斷樁發(fā)生在接頭附近，由于涉及到具體的沉樁工藝、地質(zhì)條件等因素。使得PHC樁特有的接頭構(gòu)造與此類斷樁具有較大的關(guān)系。在現(xiàn)有的制備PHC管樁的設(shè)備中，離心機(jī)組是整個(gè)管樁制造過(guò)程中不可獲卻的設(shè)備。離心機(jī)工作的原理是通過(guò)皮帶傳動(dòng)把電動(dòng)機(jī)的功率傳給主動(dòng)輪，利用主動(dòng)輪與鋼模跑輪之間的摩擦力驅(qū)動(dòng)鋼模轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到混凝土離心成形的目的。目前0700-01200X30m管樁離心機(jī)采用2臺(tái)185kw直流電動(dòng)機(jī)(額定低速400rpm、額定高速1200rpm)、14根8V皮帶，小皮帶輪直徑0329、大皮帶輪直徑0650、跑輪直徑0700，生產(chǎn)O800PHC管樁時(shí)總傳動(dòng)比為2.96。管樁離心機(jī)的工作特點(diǎn)是起動(dòng)和加速時(shí)需要較大的扭矩、勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要的扭矩較小，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速(n)——扭矩(T)特性如圖1所示，轉(zhuǎn)速越低扭矩越大，具有良好的起動(dòng)性能和調(diào)速性能，其起動(dòng)扭矩約為額定扭矩的2.5-3倍。在實(shí)際使用過(guò)程中，如果混凝土凝固了，2臺(tái)185kw電動(dòng)機(jī)不能使①800X55m鋼模轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)大直徑PHC管樁離心機(jī)啟動(dòng)時(shí)，皮帶嚴(yán)重打滑并發(fā)出尖叫聲。有的離心機(jī)采用了增加皮帶張緊的方法解決打滑問(wèn)題，但皮帶的使用壽命很短，每月需要更換；有的離心機(jī)采用增加皮帶數(shù)量的辦法，但還是有打滑的現(xiàn)象。還有，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)大直徑PHC管樁離心機(jī)的托輪采用單邊軸承座支撐，托輪軸容易發(fā)生變形，影響離心效果
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種用于制備55mPHC管樁的離心機(jī)組。該種離心機(jī)組可以用來(lái)制備大長(zhǎng)度的PHC管樁。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種用于制備55mPHC管樁的離心機(jī)組，包括兩組由復(fù)數(shù)個(gè)主托輪單元通過(guò)聯(lián)軸器串接的托輪組以及驅(qū)動(dòng)托輪組轉(zhuǎn)動(dòng)的離心機(jī)組，其特征在于，所述離心機(jī)組為四臺(tái)離心機(jī)組，所述四臺(tái)離心機(jī)組以每?jī)蓛煞绞轿挥诿拷M托輪組兩端并與托輪組兩端聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)托輪組轉(zhuǎn)動(dòng)。所述了離心機(jī)組包括直流電動(dòng)機(jī)、大、下皮帶輪及環(huán)繞在大、下皮帶輪上的皮帶，所述直流電動(dòng)機(jī)的輸出軸聯(lián)接小皮帶輪，大皮帶輪聯(lián)接托輪組，所述直流電動(dòng)機(jī)功率為250kw，大皮帶輪直徑為OIOOO，所述皮帶根數(shù)為16根8V皮帶。所述主托輪單元包括一主托輪和支承主托輪的托輪軸以及支承于托輪軸兩端的軸承座。本實(shí)用新型混凝土離心成型過(guò)程鋼模動(dòng)力學(xué)分析及電機(jī)功率選擇現(xiàn)有的0800x30m管樁混凝土重<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</=Em一=18.6x103x0.3452+15.6x103x0.4632=555l一2啟動(dòng)角加速度￡=M/J=26513/5551=4.78md/一第一級(jí)轉(zhuǎn)速為137—14.34—"達(dá)到第一級(jí)轉(zhuǎn)速的時(shí)間為t=14.34/4.78=3s轉(zhuǎn)過(guò)的角度為6=l/2d2=l/2x4.78xl03=21.6rad;相當(dāng)21.6/2tt=3.44圈0800x50m管樁混凝土重34.IX102kg，模板重55t、08OO~12OO轉(zhuǎn)動(dòng)慣量《/=34.1x103x0.3452+55x103x0.5132=18.52x103&附2如果采用185KWX4臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)廳、爐ft,,185000扭矩M=^-x<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>啟動(dòng)角加速度￡=6060l/l8.52x103=3.27radf/s2第一級(jí)轉(zhuǎn)速為156vw(16.34r。^0達(dá)到第一級(jí)轉(zhuǎn)速的時(shí)間為t=16.34/3.27=5.Os轉(zhuǎn)角為0-l/2e/2=1/2x3.27x5.02=40.9rad;相當(dāng)于40.9/2tt=6.5圈如果采用250KWX4臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩63126X250/185=85305W*M啟動(dòng)角加速度為￡==85305/18.52x103=4.61rad/V達(dá)到第一級(jí)轉(zhuǎn)速的時(shí)間為t=16.34/4.61=3.54s轉(zhuǎn)角為6=1/2￡,2=1/2x4.61x3.542=28.82/7/;相當(dāng)于28.82/2tt=4.6圈30m模板混凝土凝固時(shí)要能轉(zhuǎn)起來(lái)的最小扭矩44=—7=——x0.40=0.17m37T3"7TM=Gxr(.=18.6xl04x0.17=3.16xl04iV*M185KWX2電機(jī)驅(qū)動(dòng)模板的扭矩為26513N*M兩者之比為26513/3.16X104=83.9%01000時(shí):兩者之比63.5%，02000時(shí)為43%艮口，如果砼凝固了，兩臺(tái)185KW電動(dòng)機(jī)不能使鋼模轉(zhuǎn)動(dòng)。55m模板混凝土凝固時(shí)要能啟動(dòng)的最小力矩G=34.1xl03A:gJ^=34.1xl04x0.17=5.8xl04A^M250KWX4臺(tái)電機(jī)模板驅(qū)動(dòng)扭矩為8.5305X104N*M兩者之比為8.5305xlo4=147%5.8xl040畫時(shí):兩者之比為111%，01200時(shí)為75%也就是說(shuō)如果采用4臺(tái)250KW電動(dòng)機(jī)，即使砼凝固了也能使飾OO和01000的模板轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。本實(shí)用新型大皮帶輪及皮帶的選擇基本參數(shù)傳動(dòng)功率P二250KW主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n,二400-1200r/min傳動(dòng)比i二2理論中心矩a。二2000mm設(shè)計(jì)功率pd=l.IXKAXP二I.1X1.3X250=357.5KW其中KA-工況系數(shù)，反復(fù)啟動(dòng)時(shí)KA乘以l.l帶型確定(8V)25N帶輪直徑的確定小帶輪(L取05OO/nw;大帶輪de2為01000wm帶的線速度^~^^"3'14><12()()><5()()=31.4—^35—，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。60x100060x1000'實(shí)際中心矩帶的有;女長(zhǎng)j變4o=2flo+;(《2+《)+(《2:《')2=63^附附按標(biāo)準(zhǔn)值圓整選取帶長(zhǎng)值L為6350mm實(shí)際中心矩+A，=1982附w小帶輪包角a,=180°—57.3°x《2—《=165.5。fl窄￥帶根數(shù)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>根(^+A豐人(34.65+1.89)xlx0.96其中P,—單根窄V帶的基本額定功率AP,—由傳動(dòng)比不同所附加的功率KL一長(zhǎng)度修正系數(shù)Ka—包角修正系數(shù)實(shí)際選擇8V(25N)帶16根。本實(shí)用新型的主托輪單元采用兩側(cè)支承方式，減少了托輪軸的變形，提高了離心效果。在安裝離心機(jī)時(shí)，采用鋼絲拉線和水平儀測(cè)量相結(jié)合的方法對(duì)離心機(jī)的安裝進(jìn)行調(diào)整。試生產(chǎn)階段，生產(chǎn)了18m、30m、40m、50m和55m管樁各一節(jié)，將每種情況下剛模跑輪與離心機(jī)托輪的接觸情況用塞尺測(cè)量，具體參數(shù)見(jiàn)表1:表1離心機(jī)托輪與鋼模跑輪間隙情況統(tǒng)計(jì)表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上述數(shù)據(jù)可知，鋼模跑輪與離心機(jī)托輪接觸的數(shù)量在50%-60%之間，在整個(gè)試生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有跑輪從不接觸的，每個(gè)跑輪分別在不同的情況下發(fā)揮作用。離心機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況非常平穩(wěn)，生產(chǎn)O800X55m管樁時(shí)最大電流僅為350A(額定電流為650A)。圖1為直流電機(jī)的機(jī)械特性圖。圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面通過(guò)附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。如圖2所示，本實(shí)用新型所述的一種用于制備55mPHC管樁的離心機(jī)組，包括兩組由復(fù)數(shù)個(gè)主托輪單元4通過(guò)聯(lián)軸器3串接的托輪組以及驅(qū)動(dòng)托輪組轉(zhuǎn)動(dòng)的離心機(jī)組，離心機(jī)組為四臺(tái)離心機(jī)組，四臺(tái)離心機(jī)組以每?jī)蓛煞绞轿挥诿拷M托輪組兩端并與托輪組兩端聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)托輪組轉(zhuǎn)動(dòng)。離心機(jī)組包括直流電動(dòng)機(jī)1、大、下皮帶輪7、2及環(huán)繞在大、下皮帶輪7、2上的皮帶8，直流電動(dòng)機(jī)1的輸出軸聯(lián)接小皮帶輪2，大皮帶輪7通過(guò)聯(lián)軸器3聯(lián)接托輪組，直流電動(dòng)機(jī)功率為250kw，大皮帶輪直徑為OIOOO，所述皮帶根數(shù)為16根8V皮帶。主托輪單元4包括一主托輪41和支承主托輪41的托輪軸9以及支承于托輪軸9兩端的軸承座6。軸承座6安裝在離心機(jī)底座5上。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。權(quán)利要求1、一種用于制備55mPHC管樁的離心機(jī)組，包括兩組由復(fù)數(shù)個(gè)主托輪單元通過(guò)聯(lián)軸器串接的托輪組以及驅(qū)動(dòng)托輪組轉(zhuǎn)動(dòng)的離心機(jī)組，其特征在于，所述離心機(jī)組為四臺(tái)離心機(jī)組，所述四臺(tái)離心機(jī)組以每?jī)蓛煞绞轿挥诿拷M托輪組兩端并與托輪組兩端聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)托輪組轉(zhuǎn)動(dòng)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心機(jī)組，其特征在于，所述離心機(jī)組包括直流電動(dòng)機(jī)、大、下皮帶輪及環(huán)繞在大、下皮帶輪上的皮帶，所述直流電動(dòng)機(jī)的輸出軸聯(lián)接小皮帶輪，大皮帶輪聯(lián)接托輪組，所述直流電動(dòng)機(jī)功率為250kw，大皮帶輪直徑為OIOOO，所述皮帶根數(shù)為16根8V皮帶。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心機(jī)組，其特征在于，所述主托輪單元包括一主托輪和支承主托輪的托輪軸以及支承于托輪軸兩端的軸承座。專利摘要一種用于制備55mPHC管樁的離心機(jī)組，包括兩組由復(fù)數(shù)個(gè)主托輪單元通過(guò)聯(lián)軸器串接的托輪組以及驅(qū)動(dòng)托輪組轉(zhuǎn)動(dòng)的離心機(jī)組，其特征在于，所述離心機(jī)組為四臺(tái)離心機(jī)組，所述四臺(tái)離心機(jī)組以每?jī)蓛煞绞轿挥诿拷M托輪組兩端并與托輪組兩端聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)托輪組轉(zhuǎn)動(dòng)。所述離心機(jī)組包括直流電動(dòng)機(jī)、大、下皮帶輪及環(huán)繞在大、下皮帶輪上的皮帶，所述直流電動(dòng)機(jī)的輸出軸聯(lián)接小皮帶輪，大皮帶輪聯(lián)接托輪組，所述直流電動(dòng)機(jī)功率為250kw，大皮帶輪直徑為Φ1000，所述皮帶根數(shù)為16根8V皮帶。本實(shí)用新型即使在混凝土凝固后，也能55mPHC管樁的鋼模轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。文檔編號(hào)B28B21/30GK201002307SQ20072006646公開(kāi)日2008年1月9日申請(qǐng)日期2007年1月18日優(yōu)先權(quán)日2007年1月18日發(fā)明者桂成農(nóng),王春明,黃瑞華申請(qǐng)人:中交三航局第三工程有限公司