本發(fā)明涉及一種建材機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超長(zhǎng)大直徑混凝土管樁鋼模加工變形精度控制方法。

背景技術(shù)：

管樁鋼模是城市基本建設(shè)、大型橋梁、港口建造等建筑工程成套設(shè)備的最主要耗損部件，用于建筑工程先張法預(yù)應(yīng)力混凝土樁的建造。鋼模通常由長(zhǎng)度達(dá)8000～55000mm、直徑300～1400mm的上下模合模而成，上模和下模采用焊接方式構(gòu)成具有一定剛度的焊接結(jié)構(gòu)。鋼模制造需保證上下筒體能夠精確合模，運(yùn)行過程中不漏水泥漿，用畢又易于清模。由于現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土需經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)離心成型，因而對(duì)筒體長(zhǎng)度方向具有較高的同心度和直線度要求。然而鋼模的制造加工需經(jīng)專用壓力機(jī)壓制成型、焊接等工序，壓制變形過程中產(chǎn)生的回彈及焊接加工引起的熱變形常常導(dǎo)致鋼模產(chǎn)生過大的直線度及同軸度偏差，從而使?jié)沧⑦^程中產(chǎn)生偏心旋轉(zhuǎn)，影響離心成套設(shè)備的正常運(yùn)行及澆注管樁產(chǎn)品的尺寸。

傳統(tǒng)鋼模加工方法是采用不超過2米長(zhǎng)的多節(jié)筒體焊接而成，導(dǎo)致直線度及偏心度均難以滿足高精度要求，因而迫切需要解決鋼模制造加工過程中的變形精度控制。近年來，隨著市場(chǎng)的需求和工程要求不斷提高，混凝土工程結(jié)構(gòu)建筑的體積越來越大，要求混凝土制品技術(shù)也隨之而進(jìn)步。由于管樁的單節(jié)長(zhǎng)度受到業(yè)內(nèi)越來越多的關(guān)注，出于對(duì)拼接接頭與樁身母體之間的材質(zhì)差異所引起的打樁應(yīng)力波在傳遞時(shí)波形改變從而使錘擊時(shí)的接頭完整性受到影響的考慮， 生產(chǎn)管節(jié)的單節(jié)長(zhǎng)度越來越長(zhǎng)，直徑也越來越大，以追求更好的樁身完整性。為此，超長(zhǎng)大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁鋼模的精度制造成為管樁質(zhì)量的關(guān)鍵。

但是超長(zhǎng)大直徑管樁鋼模制造對(duì)生產(chǎn)技術(shù)、工藝設(shè)備的要求較高，而質(zhì)量控制的難度和風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之增大，因此，如何科學(xué)合理的控制超長(zhǎng)大直徑管樁鋼模精度制造是超長(zhǎng)大直徑管樁制造的必要條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠控制變形精度的超長(zhǎng)大直徑混凝土管樁鋼模加工變形精度控制方法。

其解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種超長(zhǎng)大直徑混凝土管樁鋼模加工變形精度控制方法，包括以下步驟：

步驟一：壓制成型且校直，首先將熱軋板材用壓力成型機(jī)壓制成長(zhǎng)5-10米長(zhǎng)的半圓形鋼模筒體，在校直機(jī)上經(jīng)校直，消除半圓形鋼模筒體在壓制過程中回彈引起的變形，獲得足夠的直線度精度要求，備用；

步驟二：拼焊，將半圓形鋼模筒體拼焊成長(zhǎng)度為12-20米，直徑為1-2米的超長(zhǎng)大直徑半圓形鋼模筒體，備用；

步驟三：對(duì)稱施焊和校直，將超長(zhǎng)大直徑半圓形鋼模筒體外壁對(duì)稱施焊焊接加強(qiáng)筋，經(jīng)再次校直校平，備用；

步驟四：合模，以超長(zhǎng)加高臥式直線精加工機(jī)床進(jìn)行凹凸合模整體精加工跑輪外圓、端面、鋼模端連板。

較佳的，所述步驟一中壓力成型機(jī)的U形凸模下方設(shè)有配合使用的U形凹模，所述U形凸模的長(zhǎng)度大于6米，直線度≤±1.5mm，且壓制成型采用液壓緩慢加壓，所述U形凸模壓至所述U形凹模與熱軋板材外壁緊貼后保壓1-3分鐘以減少回彈量，然后卸壓。

較佳的，所述壓力成型機(jī)為長(zhǎng)度6米的半圓壓力成型機(jī)，所述校直機(jī)為長(zhǎng)度12米的臥式校直機(jī)，所述超長(zhǎng)加高臥式機(jī)床為長(zhǎng)度15米的超長(zhǎng)加高臥式直線精加工機(jī)床。

較佳的，所述校直機(jī)包括校直基準(zhǔn)機(jī)座和重力錘擺，所述校直基準(zhǔn)機(jī)座直線長(zhǎng)度方向的直線度≤L/5000。

較佳的，所述步驟三中對(duì)稱施焊是以組合成圓狀鋼模軸心為對(duì)稱，沿長(zhǎng)度方向由兩端向中心同時(shí)進(jìn)行加強(qiáng)筋焊接，減少焊接加工引起的熱變形。

較佳的，所述步驟四中鋼模合模后跑輪外圓同軸度經(jīng)精加工，同軸度控制在±1mm范圍內(nèi)，端面粗糙度Ra≤6.3μm。

本發(fā)明的有益效果是，采用超長(zhǎng)大直徑混凝土管樁鋼模加工變形精度控制方法，該方法可有效地克服現(xiàn)有制造加工技術(shù)中存在的變形精度難于控制的不足，其加工得到的管樁鋼模內(nèi)壁直線度可控制在鋼模長(zhǎng)度L的L/4000范圍內(nèi)，而同軸度可控制在±2mm范圍內(nèi)，不但完全滿足JC/T532技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，而且顯著地高于傳統(tǒng)制造方法所達(dá)到的L/3000及±5mm的變形精度，從而極大地提高了離心澆注中跑輪、法蘭與模具筒體的同軸度，確保制造的管樁達(dá)到要求的直線度和同軸度要求；超長(zhǎng)大直徑半圓形鋼模筒體在工程建造中具有很多的優(yōu)勢(shì)，超長(zhǎng)大直徑半圓形鋼模筒體制作無需在拼接臺(tái)座上進(jìn)行對(duì)直、調(diào)整、焊接、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，因而超長(zhǎng)大直徑半圓形鋼模筒體制作可縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也可減少或避免因諸多人工操作而產(chǎn)生的可能的失誤，有利于提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，超長(zhǎng)大直徑半圓形鋼模筒體具有廣泛的應(yīng)用前景，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益較好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的壓力成型機(jī)壓模成型的示意圖。

圖2為本發(fā)明的校直機(jī)校直的示意圖。

圖3為本發(fā)明的對(duì)稱施焊的示意圖。

圖4為本發(fā)明的超長(zhǎng)加高臥式機(jī)床精加工的示意圖。

圖中1. U形凸模，2. U形凹模，3. 校直基準(zhǔn)機(jī)座，4. 重力錘擺。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1～圖4所示，本發(fā)明的示意圖，一種超長(zhǎng)大直徑混凝土管樁鋼模加工變形精度控制方法，包括以下步驟：

步驟一：壓制成型且校直，首先將熱軋板材用壓力成型機(jī)壓制成長(zhǎng)6米長(zhǎng)的半圓形鋼模筒體，在校直機(jī)上經(jīng)校直，消除半圓形鋼模筒體在壓制過程中回彈引起的變形，獲得足夠的直線度精度要求，備用；

步驟二：拼焊，將半圓形鋼模筒體拼焊成長(zhǎng)度為15米，直徑為1.5米的超長(zhǎng)大直徑半圓形鋼模筒體，備用；

步驟三：對(duì)稱施焊和校直，將超長(zhǎng)大直徑半圓形鋼模筒體外壁對(duì)稱施焊焊接加強(qiáng)筋，經(jīng)再次校直校平，備用；

步驟四：合模，以超長(zhǎng)加高臥式直線精加工機(jī)床進(jìn)行凹凸合模整體精加工跑輪外圓、端面、鋼模端連板。

所述步驟一中壓力成型機(jī)的U形凸模1下方設(shè)有配合使用的U形凹模2，所述U形凸模1的長(zhǎng)度大于6米，直線度≤±1.5mm，且壓制成型采用液壓緩慢加壓，所述U形凸模1壓至所述U形凹模2與熱軋板材外壁緊貼后保壓1-3分鐘以減少回彈量，然后卸壓。所述壓力成型機(jī)為長(zhǎng)度6米的半圓壓力成型機(jī)，所述校直機(jī)為長(zhǎng)度12米的臥式校直機(jī)，所述超長(zhǎng)加高臥式機(jī)床為長(zhǎng)度15米的超長(zhǎng)加高臥式直線精加工機(jī)床。所述校直機(jī)包括校直基準(zhǔn)機(jī)座3和重力錘擺4，所述校直基準(zhǔn)機(jī)座3直線長(zhǎng)度方向的直線度≤L/5000。所述步驟三中對(duì)稱施焊的焊接過程由四個(gè)焊接操作人員以組合成圓狀鋼模軸心為對(duì)稱，沿長(zhǎng)度方向由兩端向中心同時(shí)進(jìn)行加強(qiáng)筋的焊接，減少焊接加工引起的熱變形。所述步驟四中鋼模合模后跑輪外圓同軸度經(jīng)精加工，同軸度控制在±1mm范圍內(nèi)，端面粗糙度Ra≤6.3μm。

實(shí)施例一：

Φ1400×390000先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁鋼模加工：按如下工序進(jìn)行鋼模加工：1.下料準(zhǔn)備，包括半圓形鋼模筒體、環(huán)筋、縱筋、企口板、端連板、跑輪、筋板、合模螺栓。半圓形鋼模筒體在6米長(zhǎng)的壓力成型機(jī)上壓制而成。2.點(diǎn)裝，將半圓形鋼模筒體、企口板、跑輪、縱筋、環(huán)筋、筋板按順序吊至點(diǎn)裝臺(tái)上，按設(shè)計(jì)要求點(diǎn)焊牢固。兩片半圓形鋼模筒體對(duì)應(yīng)的合模用合模螺栓連接成一個(gè)整圓整體。3. 焊接，將點(diǎn)焊好的鋼模吊至大焊架上，按對(duì)稱焊接順序焊接工藝完成焊接。4. 校正幾中間工序，待焊接好的鋼模完全冷卻后打開鋼模，通過校正壓力機(jī)校直，校平后再合模，用合模螺栓連接成一個(gè)整圓整體。5. 車加工，將校正完成的鋼模通過臥式車床加工跑輪外圓、端面、鋼模連接板，確保鋼模跑輪距、長(zhǎng)度。6. 總裝及油漆，將車加工結(jié)束的鋼模，按設(shè)計(jì)要求鉆連接孔，然后按號(hào)連接成一套完整的鋼模。通過離心機(jī)進(jìn)行空模試運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保其不跳動(dòng)。再打開鋼模砂磨內(nèi)壁，并檢查各內(nèi)部尺寸。合格后合模檢查外部尺寸及外觀缺陷，確保無質(zhì)量問題后清渣、清除毛刺、涂漆即完成整套鋼模的加工。

對(duì)加工的鋼模按Q/321202JJC003-2012《直徑Φ700—Φ1400先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁鋼?！窐?biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行尺寸精度檢驗(yàn)，結(jié)果如下：

樁模內(nèi)徑偏差： +3mm

筒體同一截面內(nèi)徑偏差： +2mm

聯(lián)接法蘭工作面與筒體中心線垂直度公差： 0.2mm

跑輪工作面直徑公差: 符合GB/T1800.2-2009要求

跑輪工作面粗糙度: Ra≤6.3μm

跑輪輪轅厚度偏差： 5mm

跑輪距偏差： 2mm

跑輪與筒體同軸度公差： 1.5mm

樁模內(nèi)表面素線直線度： 全長(zhǎng)3.5mm

距兩端600范圍內(nèi) 0.5mm

空載試運(yùn)轉(zhuǎn)： 平穩(wěn)、無異常聲響

檢測(cè)結(jié)果表明，樁模內(nèi)徑經(jīng)檢測(cè)樁模內(nèi)表面素線直線度為3.5mm，且距兩端600mm范圍內(nèi)為0.5mm，跑輪與筒體同軸度公差為1.5mm。完全滿足Q/321202JJC003-2012《直徑Φ700—Φ1400先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁鋼?！窐?biāo)準(zhǔn)要求，并獲得了非常滿意的變形控制精度。

實(shí)施例二：

Φ1200×44600先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁鋼模加工按如下工序進(jìn)行鋼模加工：1.下料準(zhǔn)備，包括半圓形鋼模筒體、環(huán)筋、縱筋、企口板、端連板、跑輪、筋板、合模螺栓。半圓形鋼模筒體在6米長(zhǎng)的壓力成型機(jī)上壓制而成。2.點(diǎn)裝，將半圓形鋼模筒體、企口板、跑輪、縱筋、環(huán)筋、筋板按順序吊至點(diǎn)裝臺(tái)上，按設(shè)計(jì)要求點(diǎn)焊牢固。兩片半圓形鋼模筒體對(duì)應(yīng)的合模用合模螺栓連接成一個(gè)整圓整體。3. 焊接，將點(diǎn)焊好的鋼模吊至大焊架上，按對(duì)稱焊接順序焊接工藝完成焊接。4. 校正幾中間工序，待焊接好的鋼模完全冷卻后打開鋼模，通過校正壓力機(jī)校直，校平后再合模，用合模螺栓連接成一個(gè)整圓整體。5. 車加工，將校正完成的鋼模通過臥式車床加工跑輪外圓、端面、鋼模連接板，確保鋼模跑輪距、長(zhǎng)度。6. 總裝及油漆，將車加工結(jié)束的鋼模，按設(shè)計(jì)要求鉆連接孔，然后按號(hào)連接成一套完整的鋼模。通過離心機(jī)進(jìn)行空模試運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保其不跳動(dòng)。再打開鋼模砂磨內(nèi)壁，并檢查各內(nèi)部尺寸。合格后合模檢查外部尺寸及外觀缺陷，確保無質(zhì)量問題后清渣、清除毛刺、涂漆即完成整套鋼模的加工。

對(duì)加工的鋼模按Q/321202JJC003-2012《直徑Φ700—Φ1400先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁鋼?！窐?biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行尺寸精度檢驗(yàn)，結(jié)果如下：

樁模內(nèi)徑偏差： +1mm

筒體同一截面內(nèi)徑偏差： +3mm

聯(lián)接法蘭工作面與筒體中心線垂直度公差： 0.15mm

跑輪工作面直徑公差: 符合GB/T1800.2-2009要求

跑輪工作面粗糙度: Ra≤6.3μm

跑輪輪轅厚度偏差： 5mm

跑輪距偏差： 1.5mm

跑輪與筒體同軸度公差： 1mm

樁模內(nèi)表面素線直線度： 全長(zhǎng)3.5mm

距兩端600范圍內(nèi) 0.5mm

空載試運(yùn)轉(zhuǎn)： 平穩(wěn)、無異常聲響

檢測(cè)結(jié)果表明，樁模內(nèi)徑經(jīng)檢測(cè)樁模內(nèi)表面素線直線度為3.5mm，且距兩端600mm范圍內(nèi)為0.5，跑輪與筒體同軸度公差為1mm。完全滿足Q/321202JJC003-2012《直徑Φ700—Φ1400先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁鋼?！窐?biāo)準(zhǔn)要求，并獲得了非常滿意的變形控制精度。

以上僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效變化與裝飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明覆蓋的范圍內(nèi)。