Материал: Технологические процессы изготовления арматурных изделий

На действующих заводах ЖБИ в технологических линиях заготовки арматуры используют установки по упрочнению арматурной стали вытяжкой или термическим способом.

Установки для упрочнения стали вытяжкой выпускают с гидравлическим приводом. Они состоят из силовой рамы, на которой смонтированы гидравлический цилиндр, захватные устройства и вспомогательное оборудование. Усилие вытяжкой контролируют по манометру, а удлинение - по шкале линейки. Производительность этих установок 20 - 25 стержней за 1 час.

Применяют также установки с механическим приводом, в которых усилие вытяжки создается лебедками, винтовыми домкратами и другими механизмами.

Для электротермического упрочнения стали применяют серийную полуавтоматическую установку, состоящую из узла подачи стержней, устройства для нагрева, закалочной ванные и отпускаемого устройства. Температура нагрева стержней под закалку и отпуск контролируется по величине их теплового удлинения или фотоэлектронирометром. Установка обслуживается одним оператором. Производительность ее при диаметре стержней 10 - 18 мм. - 2500 - 3000 т/год.

6.2 Производство плоских сеток

Для изготовления арматурных сеток шириной до 3,8 м в технологическом аспекте наиболее эффективны автоматизированные комплексы оборудования. Сравнивая комплексы 7975/1 и 7975/2 по эксплуатационной производительности, наиболее эффективно будет использоваться комплекс оборудования 7975/1, который компонуется с многоэлектродной сварочной машиной МТМ-88УХЛЧ.

В линии 7975/1 мотки продольной арматуры массой до 1 т. укладываются краном, двухъярусные вертушки СМЖ-495А, в котором арматура пропускается через рамки правильного устройства СМЖ-775 с подводом ее концов к электродам сварочной машины.

После приварки к продольной арматуре точечной электросваркой первого поперечного прутка сетки, линия работает в автоматическом режиме до остановки (до набора пакета сеток или израсходования арматуры в мотках).

Стержни сжимаются, и через контакт пропускается электрический ток. Контакт имеет малую площадь соприкосновения, в результате плотность тока здесь наибольшая. В этом месте выделяется тепловая энергия по закону Джоуля-Ленца, которая расплавляет стержни в месте контакта и они сплавляются между собой.

Рисунок 6.5 - Схема выполнения контактной точечной сварки: 1 - стержни; 2 - подвижный электрод; 3 - неподвижный электрод; 4 - трансформатор

Свариваемое полотно сетки после каждого цикла приварки поперечного прутка подается каретной сварочной машине на шаг, проходя через портал ножниц СМЖ-771 отрезки сеток и далее поступая на направляющие пакетировщика СМЖ-61Г.

Техническая характеристика автоматизированной линии 7975/1

Производительность (при изготовлении сеток с шагом поперечных стержней 200 мм, м/мин) до 2,

Ширина сеток, мм. 800 - 3800,

Длинна сеток, мм. 800 - 7200,

Наибольшее число продольных стержней 24,

Диаметр стержней, мм:

продольных 3 - 6,

поперечных 3 - 10.

Класс арматурной стали стержней Вр-I, А-I, А-III, Ат-IIIс.

Расстояние между поперечными стержнями, мм. 100 - 300,

То же, при дополнительном шаге, мм. 50 - 220,

Номинальная мощность, потребляемая сварочными трансформаторами, кВ∙А 475(1460).

Установленная мощность электродвигателей, кВт 2,45.

Габаритные размеры, мм:

длина 26000,

ширина 6400,

высота 2250.

Масса, кг.:

с электросварочной машиной 19470,

без электросварочной машины 9470.

Примечание: в скобках указана мощность при сварке всех пересечений в три очереди, в скобках - одновременной.

По достижении передним торцом сетки механизма автоматического управления пакетировщиком проходит отрезка ножницами метки заданной длины и ее сбрасывают в конвейер, установленной под раздвигающими направляющими пакетировщика, которые затем автоматически возвращаются в исходное положение. Пакет сеток удаляется из пакетировщика краном.

Таблица 6.1 - Комплекс 7975/1 технологического оборудования

6.3 Производство плоских каркасов

Для сварки плоских каркасов применяют комплект оборудования КТР-1001 УХЛЧ, предназначенный для изготовления арматурных каркасов шириной до 450 мм и длиной 1000 - 7200 мм., разработанные по специальной новой схеме.

Комплект состоит из механизма передачи и правки продольной арматуры, сварочного устройства, механизма отрезки, пакетировщика, опор, объединенных общей схемой управления. В состав оборудования комплекса входят также шкаф контакторный, шкаф автоматный, станция управления и пульт управления, находящийся в зоне размещения комплекса.

Механизм подачи и правки продольной арматуры имеет электромеханический привод вращения правильных барабанов. Вращение тянущим роликам передается через вал, звездочку и цепочную передачу, редуктор и шестерню. Расположенные над ним спаренные прижимные ролики имеют разные диаметры и прижимают продольные проволочки с помощью пневмоцилиндров. Переключение пневмоцилиндров происходит по сигналу датчиков, чем обеспечивается равномерность подачи продольных проволок в сварочную часть.

Подача поперечной проволоки осуществляется механизмом с электромеханическим приводом, а правка - системой правильных роликов. Механизм отрезки с ножницами роторного типа имеет постоянно вращающийся электродвигатель постоянного тока с закрепленным на валу маховиком. Отрезка готового каркаса по сигналу датчика проходит при его непрерывном перемещении.

Техническая характеристика комплекса КТР-1001 УХЛЧ

Размеры каркаса, мм.

ширина до 450,

длина 1000-7200,

Число продольных стержней 2 - 4,

Диаметр прутков, мм.

продольных 4 - 8,

поперечных 4 - 6,

Шаг поперечных стержней, мм 100 - 500,

Номинальная мощность, кВ∙А 200,

Производительность, м/мин. до 60,

Габаритные размеры, мм:

длина 20660,

ширина 2000,

высота 6760.

Масса, кг. 5800.

6.4 Производство объемных каркасов

Объемные арматурные каркасы плоскостных ж/б изделий получают сваркой плоских сеток или отдельных арматурных стержней с расположенными перпендикулярно или узкими сетками.

Вертикальная двухсторонняя установка СМЖ-286А имеет две вертикально расположенные сварочные рамы, на каждой из которых находятся направляющие для размещения подвижной площадки с устанавливаемым на ней кондуктором для сборки каркасов. Подъем и опускание площадки, перекатывающиеся в направляющих на колесах, осуществляется электромеханическим приводом с подъемно-втулочно-роликовой цепью и двумя противовесам, подвешенными на стальных канатах. Цепь перемещается звездочкой, закрепленной на выходном валу редуктора, а входной вал вращается электродвигателем через упругую муфту. На одной полумуфте имеется шкив, на котором установки электромагнитный тормоз. Напротив каждой подвижности площадки на колоннах смонтирован монорельс, на котором с помощью кареток установлены две подвесные сварочные машины МТП-806 со сварочными клещами. Клещи подвешены на поворотной консоли, имеющей на концах блоки, через которые проходит канат. На одном конце каната подвешены клещи, а на другом - контргруз. Подвесные сварочные машины перемещаются вдоль монорельсов с приводом, включающим в себя электродвигатель, соединенной упругой муфтой с червячным редуктором, на входном валу которого каната. Один конец каната закреплен с одной стороны каретки сварочной машины, а другой проходит через огибной блок и закрепленный с другой стороны машины. От таких приводов каждая подвесная сварочная машина может перемещаться по монорельсам от середины до края кондуктора и обратно. Вытяжка каната устраняется с помощью винтовых стяжек.

Техническая характеристика установки для сборки арматурных объемных каркасов СМЖ-286А

Положение сборки каркасов вертикальное.

Число одновременно собираемых каркасов 2.

Число подвесных сварочных клещей 4.

Максимальные габаритные размеры каркасов, мм.

длина 7200,

ширина 3600,

высота 300.

Размеры минимально допустимых ячеек каркаса при вводе клещей, мм. 150х70.

Диаметры свариваемой арматуры, мм 16.

Мощность сварочных трансформаторов, кВ∙А 340.

Высота перемещения подвижной рамы с кондуктором, мм 3600.

Длина перемещения сварочных клещей, мм 3000.

Угол поворота консоли подвески клещей, град 10.

Габаритные размеры установки, мм

длина 8400,

ширина 7080,

высота 4600.

Масса, кг 6600.

Рисунок 6.6 - Схема организации рабочего места при сборке объемных блоков: 1 - подвесной трансформатор; 2 - сварочные клещи; 3 - кондуктор; 4 - объемный каркас

6.5 Производство стержневой напрягаемой арматуры

Заготовка стержневой арматуры заключается в отмеривании и отрезке стержней заданной длины, образовании на их концах временных концевых анкеров или установке инвентарных зажимов. В необходимых случаях стержни стыкуют сварной или опрессовкой обойм временными концевыми анкерами и инвентарными зажимами закрепляют натяжную стержневую арматуру в упорах форм, поддонов и стендов до приобретения бетонных изделий прочности, достаточной для восприятия усилия классов А-III, А-V и А-VI стыкуют в плети с помощью навинчиваемых между стержнями муфт. В качестве временных концевых анкеров для этой арматуры применяют инвентарные гайки с нарезкой, соответствующей винтовому профилю арматуры.

Резать стержневую арматуру классов А-IIIв, А-IV, А-V, А-VI, Ат-IV, Ат-V, Ат-VI и Ат-VII следует в холодном состоянии с помощью механических и гидравлических ножниц или дисковыми пилами трения. Допускается газокислородная резка стержней. Резка электрической дугой не разрешается.

Соединять сваркой стержни термически и термомеханически упрочненной арматуры классов Ат-IV, Ат-V, Ат-VI не допускается. Упрочненную такими способами арматуру разрешается стыковать методом обжатия обоймы и использовать так же, как и стержни мерной длины.

Для закрепления стержневой напрягаемой арматуры рекомендуется применять следующие виды временных концевых анкеров: стальные опрессованные в холодном состоянии шайбы для арматуры всех классов диаметром до 22 мм включительно, высаженные на концах стержней в горячем состоянии головки для арматуры классов А-IIIв, А-IV, Ат-IV, А-V и Ат-V диаметром до 40 мм включительно, опрессованные спиральные анкеры из горячекатаной арматуры класса А-1 для арматуры классов А-V, А-VI, Ат-V, Ат-VI и Ат-VII диаметром 8 - 14 мм.; инвентарные зажимы для арматуры всех классов диаметром до 32 мм включительно.

Высадку головок в горячем состоянии производят одновременно на обоих концах стержня или поочередно на каждом конце, используя машины СМЖ-128Б, установки СМЖ-524, а также машины МС-1602 для контактной стыковой сварки. При этом соблюдают соответствующие режимы нагрева и высадки. Концы стержня нагревают электрическим током до температуры 700 - 12000С в зависимости от класса арматурной стали и диаметра стержня. Горячекатаную арматуру классов А-IV, А-V, А-VI рекомендуется нагревать до температуры 950 - 11000С, термически упрочненную арматуру классов Ат-IV, Ат-V, Ат-VI - до 850 - 9500С.

Контролируют температуру с помощью пирометра или визуально по цвету нагретого металла.

Опорная поверхность высаживаемых головок должна быть симметрично оси стержня, ширина выступа равна (0,4d ± 2) мм. (d - диаметр арматуры).

Временные концевые анкера в виде опрессованных шайб и спиральных анкеров изготавливают на механических и пневмонических машинах МО-9 усилием до 2000 кН.

Сначала подвижный электрод соединяется со стержнем и включается электрический ток. Стержень нагревается и далее с усилием 5,6 т. высаживается головка.

Рисунок 6.7 - Схема установки СМЖ-128Б для устройства анкеров типа высаженная головка: 1 - стальной стержень; 2 - зажимы для закрепления стального стержня; 3 - опорная шайба; 4 - подвижный электрод; 5 - пневмоцилиндр; 6 - трансформатор

Электрическое натяжение стержневой и проволочной арматуры осуществляются при изготовлении массовых предварительно напряженных плит перекрытий и покрытий, дорожных плит до 12 м., балок, ферм, стоек опор ЛЭП длинной до 24 м.

Сущность электротермического метода заключается в том, что арматурные стержни нагреваются электрическим током, удлиняя их таким образом, и фиксируют в этом состоянии в жестких упорах форм или поддонов, которые препятствуют уменьшению длины арматуры при остывании. Благодаря этому в ней возникает предварительное напряжение, которое затем передается на бетон конструкции и обжимает его.

Арматурные стержни, предназначенные для электротермического натяжения снабжают на концах анкерами, расстояние между опорными плоскостями которых на заданное значение меньше расстояния наружными гранями упоров. Удлинение стержней при электронагреве должно обеспечивать свободную укладку их в нагретом состоянии в упоры формы.

Рисунок 6.8 - Схема последовательности электротермического натяжения арматуры: а - стержень до нагрева; б - нагретый стержень; в - стержень в упорах формы после остывания; 1 - арматурный стержень; 2 - упор; 3 - форма; l3 - длина заготовки; lt - длина стержня после нагрева; lу - расстояние между упорами; ∆l - удлинение стержня при электронагреве

Во избежание снижения условного предела текучести и временного сопротивления нагреваемой арматуры температура нагрева не должна превышать максимально допускаемой. Максимальное отклонение не должно превышать ±200 С и не препятствовать выполнению технологических операций.

Температуру нагрева контролируют по удлинению стали. Рекомендуется использовать пирометры и термокарандаши.

Заданное удлинение арматуры

∆l0 = [(Kσ0 + P)ly]/Es (6.1)

где σ0 = 0,9 ∙ Rан = 0,9 ∙ 785 = 706,5 МПа (6.2)
ан - нормативное сопротивление стали; ly - расстояние между опорами гранями упоров, мм; Р - допустимое предельное отклонение предварительного напряжения арматуры от заданного; К - коэффициент, учитывающий упруго-пластичные свойства стали.

∆l0 = {((1 ∙ 706,5 + 40) ∙ 9200)/1,9 ∙ 105} = 36,146 мм

Полное удлинение арматуры:

∆ln = ∆l0 + ∆lc + ∆lф + Сt (6.3)

где ∆lc - деформация шайб под высаженными головками, смятие головок, упоров и т. д.

∆lc = 2m ∙ σ0 = 2 ∙ 0,03 ∙ 53,1 = 3,186 мм (6.4)

∆lф - продольная деформация форм и поддонов, принимается 1 мм.

Сt - дополнительное удлинение, обеспечивающее свободную укладку арматурного стержня в упоры с учетом составления при переносе, принимают равным 0,5 мм/м.

∆ln = 36,146 + 3,186 + 1 + 3 = 43,332 мм

Полное удлинение ∆ln должно приниматься равным или меньшим удлинением при нагреве до заданной температуры: