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1、10申请公布号CN103321433A43申请公布日20130925CN103321433ACN103321433A21申请号201310287744122申请日20130710E04G21/12200601B28B23/0620060171申请人北海精一混凝土制品有限责任公司地址536100广西壮族自治区北海市合浦县廉州镇杨家山村委鹤塘村88号72发明人耿晓梅童勇74专利代理机构广西南宁明智专利商标代理有限责任公司45106代理人张智生54发明名称自动张拉机57摘要本发明公开了一种自动张拉机，包括高压柱塞液压泵、液压千斤顶、高压连接油管和压力传感器，其特征在于所述高压柱塞液压泵的张拉截止阀转。
2、轴、回程截止阀转轴、张拉节流阀转轴和回程节流阀转轴分别通过梅花联轴器与张拉油缸截止阀步进电机、回程油缸截止阀步进电机、张拉油缸节流阀步进电机和回程油缸节流阀步进电机一一对应相连；所述张拉油缸截止阀步进电机、回程油缸截止阀步进电机、张拉油缸节流阀步进电机和回程油缸节流阀步进电机均由步进电机驱动器驱动；所述步进电机驱动器由PLC控制。该自动张拉机模拟手工操作，有效提高控制精度，提升工作效率，节省劳动力也降低了劳动强度。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10申请公布号CN103321433ACN1033214。
3、33A1/1页21一种自动张拉机，包括高压柱塞液压泵、液压千斤顶、高压连接油管和压力传感器，其特征在于所述高压柱塞液压泵（6）的张拉油缸截止阀转轴（14）、回程油缸截止阀转轴（4）、张拉油缸节流阀转轴（11）和回程油缸节流阀转轴（8）分别通过联轴器（3）与张拉油缸截止阀步进电机（1）、回程油缸截止阀步进电机（5）、张拉油缸节流阀步进电机（10）和回程油缸节流阀步进电机（9）一一对应相连；所述张拉油缸截止阀步进电机（1）、回程油缸截止阀步进电机（5）、张拉油缸节流阀步进电机（10）和回程油缸节流阀步进电机（9）分别由张拉油缸截止阀步进电机驱动器、回程油缸截止阀步进电机驱动器、拉油缸节流阀步进电机。
4、驱动器和回程油缸节流阀步进电机驱动器驱动；所述张拉油缸截止阀步进电机驱动器、回程油缸截止阀步进电机驱动器、拉油缸节流阀步进电机驱动器和回程油缸节流阀步进电机驱动器均由可编程逻辑控制器PLC控制。权利要求书CN103321433A1/4页3自动张拉机技术领域0001本发明涉及一种建筑工程设备，特别是一种预应力钢筋张拉机。背景技术0002预应力工程是建筑、桥梁中混凝土结构中的一部分，有了预应力工程才能实现跨越江海的大跨度混凝土桥梁和放置核电站反应堆的安全壳的结构轻盈且承载力强的各类水泥制品。预应力工程最核心的工序就是预应力筋的张拉，其工作原理简述如下液压千斤顶在液压泵产生的高压液体作用下产生强大的。
5、拉力并带动锚具移动，锚具夹持住的预应力筋也被带动，最后将在预应力筋上产生的拉力通过锚具固定并作用在混凝土结构上，使得混凝土结构在施工阶段就出现人为预先施加的压应力。基本设备包括高压柱塞液压泵（ZB4500），液压千斤顶，高压连接油管，液压表组成。当前有两种使用方式1、手动方式，如建筑施工手册第二版，163上介绍的手动关闭ZB4500油泵截止阀，适当调节节流阀以控制向千斤顶张拉油缸注油加压的量（速度），此阶段属于预应力筋张拉；当压力表的压力显示值达到设定值后，全开节流阀，关闭油路，可保持油路的压力稳定，此阶段属于预应力筋持荷；待操作好相应的预应力筋锚固措施后，打开截止阀，让高压力的液压油可回到油。
6、泵的油箱，此阶段属于预应力筋松张；再启动另一路液压系统向千斤顶的回程油缸供油，让千斤顶油缸回到原位，此阶段属于千斤顶回程。00032、采用加装液压传感器，电磁液压阀（三位四通阀）以及由基于可编程逻辑控制器PLC的自动控制方式，来代替人工操作截止阀和节流阀。0004采用第一种手动张拉方式存在以下弊端效率不高，容易出错，无法记录数据。采用第二种张拉方式比第一种有了进步，但任然存在以下弊端1、液压电磁阀的最高耐压为40MPA，而预应力工程常用到的油压超过50MPA，这样一来就存在漏油和因超负荷导致的故障，也即可靠性较差；2、采用电磁液压阀实施的自动控制是关断式，只有两种状态全开或全关，没有办法对供油。
7、实施手动方式能做到的流量大小可调节，因此不能对油压实施精细调整，不能保证预应力张拉值的精度。发明内容0005本发明的目的提供了一种自动张拉机，能模拟人手动操作高压柱塞液压泵上的截止阀和节流阀，达到高精度、高可靠度地自动控制整个预应力的张拉。0006为实现上述目的，本发明的技术方案是一种自动张拉机，包括高压柱塞液压泵、液压千斤顶、高压连接油管和压力传感器，其特征在于所述高压柱塞液压泵的张拉截止阀转轴、回程截止阀转轴、张拉节流阀转轴和回程节流阀转轴分别通过联轴器与张拉油缸截止阀步进电机、回程油缸截止阀步进电机、张拉油缸节流阀步进电机和回程油缸节流阀步进电机一一对应相连；所述张拉油缸截止阀步进电机、。
8、回程油缸截止阀步进电机、张拉油缸节流阀步进电机说明书CN103321433A2/4页4和回程油缸节流阀步进电机均由步进电机驱动器驱动；所述步进电机驱动器由可编程逻辑控制器PLC控制。0007以上结构的自动张拉机，采用步进电机通过联轴器直接旋转手动液压油泵上的截止阀、节流阀以达到模拟手工操作的效果，并使用步进电机驱动器驱动步进电机，且通过可编程逻辑控制器PLC进行运行控制，实现了截止阀和节流阀的扭矩大小可调可控，旋转速度、角度、运行时间可控且精度高，可以高效，准确，完整地代替手工操作全套预应力筋的张拉控制工作。达到了提高控制精度，提高工作效率，节省劳动力，降低劳动强度的目的。附图说明0008图1。
9、是步进电机与油缸截止阀、节流阀的连接示意图；图2是步进电机、步进电机驱动器与可编程逻辑控制器PLC的控制系统原理图；图中，张拉油缸截止阀步进电机1，回程油缸截止阀步进电机2，联轴器3，回程油缸截止阀转轴4，回程油缸截止阀5，高压柱塞液压泵6，回程油缸节流阀7，回程油缸节流阀转轴8，回程油缸节流阀步进电机9，张拉油缸节流阀步进电机10，张拉油缸节流阀转轴11，张拉油缸节流阀12，张拉油缸截止阀13，张拉油缸截止阀转轴14。具体实施方式0009以下结合附图，对本发明作进一步说明本发明的自动张拉机包括高压柱塞液压泵6、液压千斤顶、高压连接油管、压力传感器、可编程逻辑控制器PLC、步进电机驱动器和步进。
10、电机组成，其中高压柱塞液压泵、液压千斤顶、高压连接油管和压力传感器仍按传统的方式进行连接，高压柱塞液压泵6通过高压连接油管与液压千斤顶的油缸相连，压力传感器连接在封闭的高压油路中。0010本发明通过在高压柱塞液压泵6（型号ZB4500）上增加步进电机，并配合可编程逻辑控制器PLC和步进电机驱动器实现自动张拉机的自动张拉过程。图1所示，是步进电机与油缸截止阀、节流阀的连接示意图，将原高压柱塞液压泵6上的手动截止阀和节流阀手轮拆除，增加步进电机，将拆除手轮后的回程油缸截止阀转轴4和回程油缸截止阀步进电机5通过联轴器3连接，张拉油缸截止阀转轴14和张拉油缸截止阀步进电机1、张拉油缸节流阀转轴11和张。
11、拉油缸节流阀步进电机10，以及回程油缸节流阀转轴8和回程油缸节流阀步进电机9之间也以同样的方式通过联轴器3相连。如此一来，张拉油缸截止阀步进电机1、回程油缸截止阀步进电机5、张拉油缸节流阀步进电机10和回程油缸节流阀步进电机9可分别实现对张拉油缸截止阀13、回程油缸截止阀5、张拉油缸节流阀12和回程油缸节流阀7的控制。0011张拉油缸截止阀步进电机1、回程油缸截止阀步进电机5、张拉油缸节流阀步进电机10和回程油缸节流阀步进电机9分别由张拉油缸截止阀步进电机驱动器、回程油缸截止阀步进电机驱动器、拉油缸节流阀步进电机驱动器和回程油缸节流阀步进电机驱动器驱动；张拉油缸截止阀步进电机驱动器、回程油缸截。
12、止阀步进电机驱动器、拉油缸节流阀步进电机驱动器和回程油缸节流阀步进电机驱动器驱动由可编程逻辑控制器PLC控制。0012结合图2所示，是其中一个步进电机、步进电机驱动器与PLC的控制系统原理图，PLC内置了控制步进电机的脉冲输出电路，包括控制步进电机顺时针旋转/停止的SB1按说明书CN103321433A3/4页5钮、步进电机逆时针旋转/停止的SB2按钮以及SQ1、SQ2两个接近开关，可编程逻辑控制器PLC的高速输出点按设定的指令输出脉冲（PTO）和脉冲宽调制（PWM）给步进电机驱动器，步进电机驱动器将可编程逻辑控制器PLC的脉冲信号放大，直接驱动步进电机按指定的方向和角度旋转。该工作原理为启动。
13、按钮SB1接通，步进电机开始按顺时针旋转，当转动的量（脉冲数）达到程序设定值时，可编程逻辑控制器PLC停止输出脉冲量，步进电机相应停止转动。若启动按钮SB2接通电路，步进电机开始按逆时针方向转动，当转动的量（脉冲数）达到程序设定值时，可编程逻辑控制器PLC停止输出脉冲量，步进电机相应停止转动。SQ1，SQ2为接近开关，当外界的物体靠近步进电机的运行范围时，为保证安全，SQ1，SQ2将触发，PLC将发出停止指令，输出的脉冲数为0，步进电机将停止工作。每个步进电机均由对应的步进电机驱动器驱动，并以上述方式在PLC的统一指挥下各自独立运行。PLC的输入端还连接有文本显示器进行人、机信息交换。0013。
14、在PLC中预先编制自动张拉程序，使用该自动张拉机时，操作人员在PLC的TD400文本显示器上选定需要完成张拉工序的规格，PLC、步进电机驱动器和步进电机按照设定的程序开始工作。压力传感器收集液压系统的油压（油压与张拉力预先标定，以便按油压来反映拉力的大小），当压力达到设定油压50时，张拉油缸节流阀12上的张拉油缸节流阀步进电机10将逆时针转动全开角度的50，以减少供油量，减慢张拉速度，当油压达到80的设定值时，张拉油缸节流阀步进电机10进一步转动以减少供油量，当达到设定值时，PLC发出关闭油泵电机运行的指令，同时全开张拉油缸节流阀步进电机10以稳定油压，此时执行预应力筋的自动张拉过程。待预应力。
15、筋锚固动作完毕后，重新启动电机，打开向千斤顶的张拉缸供油的张拉油缸截止阀13；关闭向千斤顶回程油缸供油的回程油缸截止阀5及回程油缸节流阀7，此时千斤顶开始回程，执行预应力筋松张的过程，直到锚具以外那部分预应力筋上的应力全部为零（应力转交给锚具，建立在混凝土构件上），整个张拉过程即告结束。0014在可编程逻辑控制器PLC上包括指示模块和按钮模块设计，整个执行预应力钢筋张拉过程中电源指示当控制箱内的总电源开关合上时，电源指示灯会亮起，表示控制箱已经有电源。0015工作指示当油泵电机运转时，工作指示灯会亮起，表示油泵正在运行。0016控制电源开关控制电源开关打到开的位置，可编程逻辑控制器PLC和步进。
16、电机驱动器等控制部分开始工作。0017自动张拉按钮系统开始自动张拉（每按一次按钮，系统自动在“预应力筋自动张拉预应力筋松张千斤顶自动回程”之间循环切换）。0018张拉阀复位按钮当出现停电、急停等紧急情况，根据屏幕提示，按下此按钮，使张拉阀回复到原位。0019回程阀复位按钮当出现停电、急停等紧急情况，根据屏幕提示，按下此按钮，使回程阀回复到原位。0020急停开关当出现紧急情况时，按下此按钮，油泵和千斤顶立即停止。根据屏幕提示，进行复位操作。0021本发明于2011年3月起用于预应力环形混凝土电杆的生产至今已逾一年，累计生产混凝土电杆25000条，完全解决了常规自动张拉机采用的电磁液压阀容易漏油和故障率说明书CN103321433A4/4页6高的缺陷；对原有设备也无需过多的改动；预应力张拉精度得到大幅提高；操作人数也由过去的两人变为一人，节省了劳动力也减轻了劳动强度。说明书CN103321433A1/1页7图1图2说明书附图CN103321433A。