环形钢筋骨架机 【技术领域】
本发明涉及建筑技术领域，特别涉及生产钢筋混凝土内部骨架的机械。
背景技术
在工程建设中，钢筋混凝土被大量应用，而混凝土内部的钢筋骨架仍采用人工绑扎成型。人工绑扎成型效率低、质量差，浪费钢筋及连接材料。特别是梁柱内部的环形钢筋骨架，骨架的成型需要一系列烦琐的程序(钢筋调直、剪切、环形箍筋加工、量测定位、连接等)且箍筋不能按照主应力迹线布置，形成连续螺旋筋。使箍筋不能充分发挥其作用，造成钢筋的浪费。另一方面，钢筋骨架的大量使用，给钢筋工程工业化生产带来了十分有利的条件。
【发明内容】
本发明的目的：克服目前环形钢筋骨架成型缺陷，提供一种高效率适合工业化生产环形钢筋骨架的机器-----环形钢筋骨架机。
本发明的技术方案：一种数控环形钢筋骨架机，由计算机控制系统和环形钢筋骨架机械组成。其特征在于：环形钢筋骨架机械通过计算机系统控制，采用旋转缠绕焊接的方法将钢筋加工成连续螺旋筋式环形钢筋骨架，螺旋筋的倾角和间距可根据需要改变大小。所述连续螺旋筋式环形钢筋骨架其特征在于：连续螺旋筋式环形钢筋骨架的环形箍筋为连续螺旋筋。环形钢筋骨架机械由主机、牵引机、导顺车组成；主机固定在地面上，牵引机位于主机输出端一侧轨道上，导顺车位于主机输入端一侧轨道上。工作时，牵引机，导顺车均在轨道上行驶，从而形成一连续移动的工作面。主机由焊接系统和钢筋旋转缠绕系统组成。焊接系统采用电阻焊设备，其特征在于：焊接系统设有一可沿导轨运动的焊接车，焊轮安装在焊接车上。钢筋旋转缠绕系统由动力传递系统，纵向筋旋转齿轮盘、盘圆钢筋调直送进机构组成。纵向筋旋转齿轮盘安装在主机架上，内部设有固定架和铰接架，轮心有一凸出的焊接芯柱，焊接支承架安装在焊接芯柱上。固定架和铰接架上均设有一对槽轮。盘圆钢筋调直送进机构由冷拔模、送进轮，以及直接驱动送进轮的电动机组成。由电动机直接驱动的送进轮安装在焊接车上，冷拔模安装在主机机架上。送进轮与冷拔模的联合作用，使钢筋调直、送进、剥皮、除锈同时完成。牵引机由车轮、车架、行走驱动装置、锚固轮盘组成。其特征在于：牵引机机架上设有锚固轮盘，锚固轮盘上设有若干个锚固夹。导顺车由车轮、车架、导顺轮盘组成，其特征在于：导顺车车架上设有导顺轮盘，导顺轮盘按照建筑规范设置了很多圆形钢筋穿插孔。
本发明的有益效果，本发明使环形钢筋骨架由手工作业进入机械自动化生产，解决了长期以来一直未解决的连续螺旋筋问题。连续螺旋筋具有节约钢筋，提高钢筋混凝土梁、柱类构件承载力等优点。本发明简化了手工作业(调直、剪切、环形箍筋加工、量测定位、绑扎)一系列烦琐的程序，采用旋转缠绕焊接的方法一次成型，工作效率大幅度提高，成型骨架的整体刚度、质量都远远高于人工绑扎。本发明由于采用计算机控制，使变弯构件的连续螺旋筋能够按照主应力大小方向进行合理布置，从而达到节约钢筋的目的。综上所述，本发明具有大幅度提高工作效率，节约钢筋，提高钢筋混凝土承载力，有利于降低构件自重，提高环形钢筋骨架质量，降低成本，并有利于实现工业化。数控环形钢筋骨架机的发明，对建筑业特别是钢筋混凝土工程具有十分重要地意义。
【附图说明】
图1、环形钢筋骨架机
图2、纵向筋旋转齿轮盘
图3、焊接车示意图
图4、主机工作原理示意图
图5、连续螺旋筋式环形钢筋骨架
(a)、柱内部的环形钢筋骨架
(b)、梁内部的环形钢筋骨架
图中：1、计算机操作键盘 2、显示器 3、锚固轮盘4、锚固夹 5、纵向筋 5′架立筋 5″受力筋 6、环形箍筋6调直盘圆钢筋 7、冷拔模 8、焊接车 9、同步带10、纵向筋旋转齿轮盘 11、导顺轮盘 12、导顺车轮13、导顺车架 14、轨道 15、主机箱 16、牵引机车轮17、牵引机箱 18、槽轮 19、铰接架 20、固定架21、焊接芯柱 22、皮带轮 23、导轨 24、焊轮 25、送进电动机 26、送进轮 27、步进电动机 28、焊接支承架29、动力驱动齿轮 30、从动齿轮
具体的实施措施
在钢筋混凝土工程中，钢筋骨架按其形状分为两类：钢筋网片和环形钢筋骨架。环形钢筋骨架是指钢筋混凝土梁、柱构件内部的钢筋骨架。数控环形钢筋骨架机是由计算机控制生产环形钢筋骨架的机械，它由计算机控制系统和环形钢筋骨架机械组成。环形钢筋骨架机械由主机、牵引机、导顺车组成。
如图(1)所示：主机固定在地面上，牵引机位于主机图示左侧(输出端)轨道(14)上，导顺车位于主机右侧(输入端)轨道(14)上。计算机控制系统安装在牵引机箱(17)上。主机由焊接系统和钢筋旋转缠绕系统组成，焊接系统采用电阻焊机，电阻焊机的电极安装在焊接车(8)上，由两个焊轮组成。焊接车(8)位于主机的上侧。钢筋旋转缠绕系统由电动机、动力传递减速装置，纵向筋旋转齿轮盘(10)钢筋调直送进机构组成。钢筋调直送进机构由冷拔模、送进轮、送进电动机组成。两个冷拔模(7)安装在主机箱(15)上，送进轮、送进电动机安装在焊接车上。纵向筋旋转齿轮盘(10)位于主机机架上。
如图(2)所示：纵向筋旋转齿轮盘的内侧设有固定架(20)和铰接架(19)，固定架(20)通过轮心构成十字形，将纵向筋旋转齿轮盘分成四个部分。每个部分均可安装多个铰接架(19)，铰接架的数量及安装位置可根据纵向筋数量及骨架的形状确定。固定架和铰接架内均设有一对槽轮，槽轮也可以固定在架内任意区间位置上，工作时，纵向筋插入两槽轮之间。固定架、铰接架的这种设置，满足了不同形状的环形钢筋骨架及不同直径钢筋的要求。纵向筋旋转齿轮盘的轮心有一凸出的焊接芯柱(21)，焊接芯柱上用于安装焊接支承架。
如图4所示：焊接支承架(28)安装在焊接芯柱(21)上。焊接时，焊接支承架托住钢筋，防止焊接点钢筋被压溃。为便于读图，图中将纵向筋旋转齿轮盘的固定架和铰接架略去。图中纵向筋旋转齿轮盘(10)在动力作用下逆时针旋转，纵向筋(5)随同轮盘一起旋转。调直的盘圆钢筋(6)绕纵向筋缠绕形成环形箍筋(6)。当纵向筋旋转至焊轮(24)处时，焊轮施加压力并通过焊接电流，将环形箍筋与纵向筋焊接在一起。在焊接的同时，由于纵向筋旋转齿轮盘不停地旋转，为防止环形箍筋在焊接点拉断，本发明设置了盘圆钢筋调直送进机构，从而解决了这一问题。盘圆钢筋送进机构的送进轮(26)由待服电动机直接驱动，将调直的钢筋按需送进。盘圆钢筋的调直是在送进轮(26)与冷拔模(7)相互作用下完成的。冷拔模的内径略小于钢筋的直径，工作时、曲折的钢筋不能顺利通过冷拔模，使冷拔模与送进轮之间的钢筋受张拉调直，同时，冷拔模将盘圆钢筋的表面锈迹剥掉，以利焊接。
如图(1)所示：牵引机下侧设有车轮(16)，牵引机箱(17)内设有动力系统。牵引机在动力系统作用下驱动牵引机沿轨道(14)行驶。牵引机上还设有一锚固轮盘(3)，锚固轮盘上设有若干个锚固夹(4)，锚固夹可锚固多种不同直径的钢筋。锚固夹在轮盘的位置根据需要确定(不同大小形状的环形钢筋骨架锚固夹的位置不同)。导顺车上设有导顺轮盘(11)导顺轮盘内侧按照建筑有关规范设置了很多圆形钢筋穿插孔。
纵向筋旋转齿轮盘(10)、锚固轮盘(3)、导顺轮盘(11)其轮心位于同一直线上，工作时，纵向筋(5)从导顺轮盘(11)穿插，然后进入纵向筋旋转齿轮盘(10)两槽轮之间，最后锚固在锚固轮盘(3)上。纵向筋旋转齿轮盘(10)转动时，锚固轮盘(3)、导顺轮盘(11)也一起随同纵向筋旋转齿轮盘旋转。调直的盘圆钢筋不断地绕纵向筋缠绕并焊接，牵引机则根据钢筋间距作匀(或加减)速运动，从而生产出一种连续螺旋筋式环形钢筋骨架。连续螺旋筋式环形钢筋骨架接受力特征分为两种。
如图(5)所示：(a)、(b)两种类型的连续螺旋筋式环形钢筋骨架其特征在于：连续螺旋筋式环形钢筋骨架的环形箍筋为连续螺旋筋。(a)为钢筋混凝土柱内部的钢筋骨架，简称A骨架，(b)为钢筋混凝土梁内部的钢筋骨架，简称B骨架。A骨架的环形箍筋(6)旋向间距一致，加工时，牵引机只需根据箍筋间距作匀速直线运动。B骨架环形箍筋旋向间距均不一致。这就需要改变牵引机的运动速度及增加其它设置。
如图(3)所示：焊接车位于导轨(23)上，步进电动机(27)通过同步带(9)驱动焊接车(8)沿导轨(23)往复直线运动，其往复运动距离可通过控制系统控制。焊接车下面安装有电阻焊机的两个焊轮(24)，对应于焊轮的位置还安装有两个钢筋送进轮(26)。送进轮由待服电动机(25)直接驱动。两焊轮和两送进轮之间间距可以调整，当间距调至最小时，环形箍筋将构成并列箍筋，并列箍筋可承受较大的剪应力。B骨架的加工过程如下：
如图(5)所示：B骨架纵向筋由两根(至少两根)受力筋(5″)和架立筋(5′)组成，两根受力筋之间构成的面称为受立面。两根架立筋之间构成的面称为架立面。钢筋缠绕焊接时，牵引机只在架立面行驶，其它面均处于停止状态。刚开始缠绕焊接时，牵引机不动，此时环形箍筋呈竖直状态。缠绕焊接至架立面，牵引机开始行驶。缠绕架立筋(5′)与受力筋(5″)之间立面时，牵引机不动，焊接车开始工作，沿导轨向一端行驶，焊接车下的送进轮促使环形箍筋倾斜缠绕。缠绕至受力筋时，焊接车停止，当缠绕另一侧受力筋至架立筋面时，焊接车开始回程。由于焊接车的往复运动距离相等，使左右两侧的架立筋至受力筋面的环形箍筋倾斜方向一致，在正面投影中积聚成一条直线。缠绕焊接时，增大或减小焊接车的运动距离，其环形箍筋(6)的倾斜角会相应地增大或减小。当牵引机作加(减)速运动时，其环形箍筋(6)的间距也相应地增大或减小。当环形箍筋(6)需要改变旋向时(图5b骨架中间位置)，停止焊接车在受力筋至架力筋面的单向运动。环形箍筋(6)开始呈竖直状态，当缠绕至另一侧架立筋与受力筋之间面时，焊接车又开始工作。由于焊接车停止了一个单向行程，此时的环形箍筋向另一方向倾斜，从而形成图5中的B骨架。
环形钢筋骨架机的控制系统采用工业微型计算机，相应地，环形骨架机的电动机为待服电动机或步进电动机。如图(1)所示：计算机的键盘(1)、显示器(2)均安装在牵引机箱(17)上，计算机的主机镶嵌在牵引机箱内侧，环形钢筋骨架机的驱动元件通过总线与计算机相连。操作时，操作人员只需输入设计资料及指令，环形钢筋骨架即可按要求加工成型。