钢筋笼加劲箍圈自动化加工组合设备

湖北省路桥集团有限公司

1、摘要

钢筋笼加劲箍圈在公路工程桩基与墩柱的结构设计中必不可少，而钢筋笼加劲箍圈的两种传统主要加工方法均是人工作业，在钢筋笼加劲箍圈的加工作业中，能完全实现自动化的设备还是空白。

本微创新是一种钢筋笼加劲箍圈自动化加工组合设备，可实现钢筋笼加劲箍圈的自动化加工。本装置的特点：采用钢筋固定卡头，钢筋活动轮头和半径调节螺栓夹紧和固定下料钢筋；利用电机驱动转盘进行旋转成圆；采用轮卡上下调节装置和半径调节螺栓调节箍圈半径从而实现不同半径的钢筋笼加劲箍圈的加工；采用自动化控制柜进行操作；施工作业灵活、高效、安全可靠。

2、业内现状及存在问题工程建设中桩基与墩柱的结构设计中钢筋笼加劲箍圈必不可少，传统加工方式生产精度低，钢筋笼加劲箍圈质量受到设备老化和人工等因素影响较大，同时无法灵活调节加工半径，导致生产不同半径的钢筋笼加劲箍圈时需加工多种尺寸圆盘，耗材大，工序多，无形中增加了生产成本，延长了施工周期。

3、目的及组织实施方式

3.1目的

实现钢筋笼加劲箍圈生产加工自动化，提高功效，节约成本，缩短钢筋笼加劲箍圈生产加工时间，提升钢筋笼加劲箍圈的质量。

3.2组织实施方法本装置由转动电机和转盘、钢筋切割机、二保焊机组三大部分组成。利用钢筋活动轮头和半径调节螺栓调节箍圈半径，焊接调整装置调节二保焊枪高度，切割机前后调整装置移动钢筋切割机位置。工作原理如下图所示。为了保证钢筋笼加劲箍圈曲率连续，内表面圆滑，转盘上设有两种半径调节轨道用以半径调节螺栓的定位调节。转盘外围设有间距相等的半径调节轨道共40个，转盘内部设有间距相等的半径调节轨道共20个，在依据钢筋笼加劲箍圈设计半径进行加工时，只需要在半径调节轨道上调节半径调节螺栓的高度即可。钢筋活动轮头由可调支撑固定，可调支撑固定部分和活动部分由固定螺栓固定，同时在固定部位设置5道条形孔用于调节可调支撑活动部位的高度，活动部位上设置12个圆孔用以调节钢筋活动轮头在活动部位上的高度，钢筋活动轮头则与可调支撑活动部位间用插梢进行固定。在使用时，以钢筋笼加劲箍圈加工半径为标准，先调整半径调节螺栓高度至既定高度，钢筋下料，再调节可调支撑的活动部位至既定高度，用固定螺栓拧紧，随后将钢筋活动轮头插入圆孔并用插梢固定，固定下料的钢筋后，依照转动转盘（启动驱动电机）——箍圈成型——切割废料（启动钢筋切割机）——焊接成圆（启动二保焊机组）——成品检测的流程进行钢筋笼加劲箍圈的加工制作。

图1正面图

图2侧面图使用时，首先依据钢筋笼加劲箍圈的生产半径调整好轮卡上下调节装置和半径调节螺栓，再将下料钢筋用钢筋活动轮头固定，随后启动驱动电机驱动转盘使转盘开始匀速转动，待到钢筋成圆后关闭驱动电机，调节钢筋切割机位置至合适后启动钢筋切割机，将钢筋笼加劲箍圈多余废料切除，随后关闭切割机并将切割机向外调整远离转盘，最后再调整二保焊枪头至合适的焊接高度，启动二保焊主机开始焊接作业。焊接完毕后，关闭二保焊主机并取下钢筋笼加劲箍圈进行质量检验。图3钢筋笼加劲箍圈整体实物图

4、关键技术及创新点

4.1改进的钢筋笼加劲箍圈加工的机具设备可以加工0.5m-3.0m之间任意直径的加劲箍圈，应用范围广；为了保证其可调用性能，转动圆盘上设置了可以调整半径的活动螺栓，可以根据实际需求，加工适用的加劲箍圈。4.2改进的钢筋笼加劲箍圈加工的机具设备统一由一个控制柜控制，对下料钢筋进行打弯、切割、焊接，避免了人员近距离接触，大大提高了施工安全。同时提高了加工质量和加工速度。

5.应用效果及前景

两个工人完成一个钢筋笼加劲箍圈需要s，采用改进的钢筋笼加劲箍圈机具设备完成一个钢筋笼加劲箍圈只需要s。以一个直径1.87m、长19m的桩基钢筋笼为例，共需要24个钢筋笼加劲箍圈。工人用传统手工工艺需要min完成，采用该装置只需要72min即可完成，节约工时72min。在桥梁下部构造的工程建设中，钢筋笼加劲箍圈的结构设计随处可见，节约的工费、工时将无法计算。

该装置使用前景广泛，桥梁下部构造的工程建设均需要钢筋笼加劲箍圈的构造，该装置的诞生将为工程建设节约大量的人力物力、缩短施工周期并产生巨大影响。

6.取得的社会及经济效益

社会效益：该装置的应用降低了工人的工作强度和工作消耗，不仅减少了人力资源消耗，而且提升了工人的工作舒适度，同时该装置的集约化设计和半径调节设计减少了钢筋的使用，降低了钢筋废料的产生，有效节约了钢铁资源，使之充分赋能于国家的工程项目建设。

经济效益：因为此设备采用多个小型机械组合而成，减少了人工用量，提高了机械化程度，同时提高了施工时的安全保证，由此提高了钢筋笼加劲箍圈制作施工时的效率，人工用量由传统的2人减少到1人，节省人工50%；传统制作方法每小时可制作10个加劲箍圈，此设备每小时可制作20个左右，效率提高%。该设备经济效益明显，缩短工期。

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