專利名稱：：一種用于制備55mPHC管樁的離心機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實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，日本于次年引進了該項技術(shù)，用于制造鋼筋混凝土管樁，1934年開始制造離心混凝土樁(ReinforcedSpunHighStregthConcretePiles,簡稱PC樁)。1967-1970年日本開發(fā)了預(yù)應(yīng)力高強度混凝土離心管樁(PretesionedSpunHighStregthConcretePiles,簡稱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，此外在歐美國家，如美國、法國、德國、意大利、前蘇聯(lián)，以及東南亞諸國的起步時間雖然較晚，但近十多年來發(fā)展很快，尤其是大規(guī)格的管樁，，其產(chǎn)量和產(chǎn)品規(guī)格均超過日本。我國早在1944年就開始生產(chǎn)離心混凝土管(RC樁)；六十年代，研制開發(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；八十年代后期開發(fā)了先張法預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁(PHC樁)和先張法預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁(PTC樁)，并開始推廣應(yīng)用。近年來隨著建筑施工的要求越來越高，水上工程使用的管樁長度越來越長，然而現(xiàn)有技術(shù)對于單節(jié)管樁長度只能做到50m，而一般均為30m，那么超過30m的樁就必須接樁，由于接樁會帶來很多問題，特別是PHC樁施打過程經(jīng)常發(fā)生斷樁現(xiàn)象，如南京龍?zhí)陡鄱⑷诠こ讨?，設(shè)計08OOPHC管樁2005年12月進行打樁，打樁過程中，發(fā)生了嚴重的斷樁現(xiàn)象，幾乎全部被打斷，且都發(fā)生在接頭附近，后來采用01000管樁依然在接頭附近發(fā)生斷樁。據(jù)統(tǒng)計，rac管樁在打樁過程中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，離心機組是整個管樁制造過程中不可獲卻的設(shè)備。離心機工作的原理是通過皮帶傳動把電動機的功率傳給主動輪，利用主動輪與鋼模跑輪之間的摩擦力驅(qū)動鋼模轉(zhuǎn)動，達到混凝土離心成形的目的。目前0700-01200X30m管樁離心機采用2臺185kw直流電動機(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管樁時總傳動比為2.96。管樁離心機的工作特點是起動和加速時需要較大的扭矩、勻速運轉(zhuǎn)時需要的扭矩較小，直流電機的轉(zhuǎn)速(n)——扭矩(T)特性如圖1所示，轉(zhuǎn)速越低扭矩越大，具有良好的起動性能和調(diào)速性能，其起動扭矩約為額定扭矩的2.5-3倍。在實際使用過程中，如果混凝土凝固了，2臺185kw電動機不能使①800X55m鋼模轉(zhuǎn)動。另外，現(xiàn)有國內(nèi)大直徑PHC管樁離心機啟動時，皮帶嚴重打滑并發(fā)出尖叫聲。有的離心機采用了增加皮帶張緊的方法解決打滑問題，但皮帶的使用壽命很短，每月需要更換；有的離心機采用增加皮帶數(shù)量的辦法，但還是有打滑的現(xiàn)象。還有，現(xiàn)有國內(nèi)大直徑PHC管樁離心機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
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于制備55mPHC管樁的離心機組。該種離心機組可以用來制備大長度的PHC管樁。本實用新型所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于制備55mPHC管樁的離心機組，包括兩組由復(fù)數(shù)個主托輪單元通過聯(lián)軸器串接的托輪組以及驅(qū)動托輪組轉(zhuǎn)動的離心機組，其特征在于，所述離心機組為四臺離心機組，所述四臺離心機組以每兩兩方式位于每組托輪組兩端并與托輪組兩端聯(lián)接，驅(qū)動托輪組轉(zhuǎn)動。所述了離心機組包括直流電動機、大、下皮帶輪及環(huán)繞在大、下皮帶輪上的皮帶，所述直流電動機的輸出軸聯(lián)接小皮帶輪，大皮帶輪聯(lián)接托輪組，所述直流電動機功率為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。本實用新型混凝土離心成型過程鋼模動力學(xué)分析及電機功率選擇現(xiàn)有的0800x30m管樁混凝土重<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>轉(zhuǎn)動慣量</=Em一=18.6x103x0.3452+15.6x103x0.4632=555l一2啟動角加速度￡=M/J=26513/5551=4.78md/一第一級轉(zhuǎn)速為137—14.34—"達到第一級轉(zhuǎn)速的時間為t=14.34/4.78=3s轉(zhuǎn)過的角度為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)動慣量《/=34.1x103x0.3452+55x103x0.5132=18.52x103&附2如果采用185KWX4臺電機驅(qū)動廳、爐ft,,185000扭矩M=^-x<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>啟動角加速度￡=6060l/l8.52x103=3.27radf/s2第一級轉(zhuǎn)速為156vw(16.34r。^0達到第一級轉(zhuǎn)速的時間為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臺電機驅(qū)動扭矩63126X250/185=85305W*M啟動角加速度為￡==85305/18.52x103=4.61rad/V達到第一級轉(zhuǎn)速的時間為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模板混凝土凝固時要能轉(zhuǎn)起來的最小扭矩44=—7=——x0.40=0.17m37T3"7TM=Gxr(.=18.6xl04x0.17=3.16xl04iV*M185KWX2電機驅(qū)動模板的扭矩為26513N*M兩者之比為26513/3.16X104=83.9%01000時:兩者之比63.5%，02000時為43%艮口，如果砼凝固了，兩臺185KW電動機不能使鋼模轉(zhuǎn)動。55m模板混凝土凝固時要能啟動的最小力矩G=34.1xl03A:gJ^=34.1xl04x0.17=5.8xl04A^M250KWX4臺電機模板驅(qū)動扭矩為8.5305X104N*M兩者之比為8.5305xlo4=147%5.8xl040畫時:兩者之比為111%，01200時為75%也就是說如果采用4臺250KW電動機，即使砼凝固了也能使飾OO和01000的模板轉(zhuǎn)動起來。本實用新型大皮帶輪及皮帶的選擇基本參數(shù)傳動功率P二250KW主動軸轉(zhuǎn)速n,二400-1200r/min傳動比i二2理論中心矩a。二2000mm設(shè)計功率pd=l.IXKAXP二I.1X1.3X250=357.5KW其中KA-工況系數(shù)，反復(fù)啟動時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)計規(guī)范。60x100060x1000'實際中心矩帶的有;女長j變4o=2flo+;(《2+《)+(《2:《')2=63^附附按標準值圓整選取帶長值L為6350mm實際中心矩+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,—由傳動比不同所附加的功率KL一長度修正系數(shù)Ka—包角修正系數(shù)實際選擇8V(25N)帶16根。本實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。在安裝離心機時，采用鋼絲拉線和水平儀測量相結(jié)合的方法對離心機的安裝進行調(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托輪的接觸情況用塞尺測量，具體參數(shù)見表1:表1離心機托輪與鋼模跑輪間隙情況統(tǒng)計表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上述數(shù)據(jù)可知，鋼模跑輪與離心機托輪接觸的數(shù)量在50%-60%之間，在整個試生產(chǎn)過程中沒有跑輪從不接觸的，每個跑輪分別在不同的情況下發(fā)揮作用。離心機的運轉(zhuǎn)情況非常平穩(wěn)，生產(chǎn)O800X55m管樁時最大電流僅為350A(額定電流為650A)。圖1為直流電機的機械特性圖。圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面通過附圖進一步說明本實用新型。如圖2所示，本實用新型所述的一種用于制備55mPHC管樁的離心機組，包括兩組由復(fù)數(shù)個主托輪單元4通過聯(lián)軸器3串接的托輪組以及驅(qū)動托輪組轉(zhuǎn)動的離心機組，離心機組為四臺離心機組，四臺離心機組以每兩兩方式位于每組托輪組兩端并與托輪組兩端聯(lián)接，驅(qū)動托輪組轉(zhuǎn)動。離心機組包括直流電動機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，直流電動機1的輸出軸聯(lián)接小皮帶輪2，大皮帶輪7通過聯(lián)軸器3聯(lián)接托輪組，直流電動機功率為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安裝在離心機底座5上。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(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管樁的離心機組，包括兩組由復(fù)數(shù)個主托輪單元通過聯(lián)軸器串接的托輪組以及驅(qū)動托輪組轉(zhuǎn)動的離心機組，其特征在于，所述離心機組為四臺離心機組，所述四臺離心機組以每兩兩方式位于每組托輪組兩端并與托輪組兩端聯(lián)接，驅(qū)動托輪組轉(zhuǎn)動。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心機組，其特征在于，所述離心機組包括直流電動機、大、下皮帶輪及環(huán)繞在大、下皮帶輪上的皮帶，所述直流電動機的輸出軸聯(lián)接小皮帶輪，大皮帶輪聯(lián)接托輪組，所述直流電動機功率為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管樁的離心機組，包括兩組由復(fù)數(shù)個主托輪單元通過聯(lián)軸器串接的托輪組以及驅(qū)動托輪組轉(zhuǎn)動的離心機組，其特征在于，所述離心機組為四臺離心機組，所述四臺離心機組以每兩兩方式位于每組托輪組兩端并與托輪組兩端聯(lián)接，驅(qū)動托輪組轉(zhuǎn)動。所述離心機組包括直流電動機、大、下皮帶輪及環(huán)繞在大、下皮帶輪上的皮帶，所述直流電動機的輸出軸聯(lián)接小皮帶輪，大皮帶輪聯(lián)接托輪組，所述直流電動機功率為250kw，大皮帶輪直徑為Φ1000，所述皮帶根數(shù)為16根8V皮帶。本實用新型即使在混凝土凝固后，也能55mPHC管樁的鋼模轉(zhuǎn)動起來。文檔編號B28B21/30GK201002307SQ20072006646公開日2008年1月9日申請日期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,黃瑞華申請人:中交三航局第三工程有限公司