新型高速立式钢筋连续收线机的分析

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1、第一章绪论1.1课题的研究背景[1]随着我国的现代化建设进程的发展，我国已成为世界最大的钢材生产国和消耗国。钢材的充足供应为我国建筑钢结构产业的发展提供了有力保障。现代建筑工程中广泛使用钢筋混泥土结构，钢筋早已成为一种主要的建筑用料。在实际施工中，大部分钢筋制品需[2]加工后才能使用，因此钢筋加工是建筑生产中的重要环节。1.1.1冷轧带肋钢筋生产线冷轧带肋钢筋是国外上世纪七十年代开发的一种高效钢材品种，如图1.1所示，目前在我[3]国已广泛发展与应用。冷轧带肋钢筋应用范围十分广泛，主要可以应用在混凝土空心楼板、混凝土现浇工程、水泥电

2、杆压力管、公路桥梁等。图1.1冷轧带肋钢筋结构外形及成品冷轧带肋钢筋是将热轧盘条钢材经拉扎减径后使其表面形成横肋的钢筋线材，将原料盘条的抗拉强度提高，并使材料延伸率仍得到一定的保证，采用冷轧带肋钢筋取代同等强度的普通钢筋，可减小混凝土中的钢筋用量，从而降低建筑构件成本，冷轧带肋钢筋生产线是实现钢筋商品化加工配送重要的加工设备之一。目前冷轧带肋钢筋多采用被动式的生[4]产方式，即使用拉拔机作为扎制动力源，如图1.2所示。图1.2冷轧带肋钢筋生产线1冷轧带肋钢筋生产的工艺流程为：热轧盘条钢材经放线机进行高架放线，焊机将两台放料台上的原料

3、盘条首尾对接，使两台放线机可连续交替的工作，以提高生产效率；使用除鳞机除去盘条上的铁锈，然后再经过润滑机磨光及润滑钢筋表面，拉拔机带动钢筋盘条进过第一台冷轧机减径，经过第二台冷轧机进一步减径并压肋，再经过一系列的轮辊消除应力后由收线机卷取成盘，最后卸料入库。冷轧带肋钢筋盘条可在数控弯箍机、钢筋剪切线，焊网机等设备中作为原料盘进一步加工成其它钢筋制品。1.1.2收线机在冷轧带肋钢筋生产线中的应用钢筋收线机应用于冷轧带肋钢筋生产线中的最后一道工序，钢筋经过压轧成形并消除应力后，由收线机卷取并打包成盘，可方便钢筋产品的运输。冷轧带肋钢筋一

4、般作为其它钢筋加工设备的原料盘进行二次加工，如图1.3所示，盘条状的钢筋有利于实现快速送料，并大幅节省设备空间。图1.3冷轧带肋钢筋盘条在钢筋加工设备中的应用影响数控钢筋加工设备高效使用的其中一个原因，是钢筋盘条原料内应力不均匀，截面形状不规则，打包不规范。目前国内冷轧带肋钢筋客户一般要求厂商以盘卷形式供货,钢[5]筋卷取工序是必不可少的。我国的冷轧带肋钢筋生产线先进程度与国外同类设备相比仍有较大差距，需不断完善，目前国内钢筋加工还没有立式收线机，普遍使用的是卧式收线机，收线速度低，卸料繁琐效率慢，盘卷不均匀，劳动强度大。收线机是冷

5、轧带肋钢筋生产线中重要的设备之一，其功能的好坏将直接影响整条生产线的生产效率及自动化程度，成品质量及包装外形等各方面。故研发自动化成度高新型高效收线机是冷轧带肋钢筋生产线的发展方向，钢筋加工设备行业的迫切需求。1.2钢筋加工设备国内外现状[6]目前我国钢筋加工主要在施工现场进行，依靠人力或自动化程度较低的机械来进行。存在着生产效率低、劳动强度大、材料和能源浪费高等缺点。我国建筑行业并没有普及欧[7]美等发达国家的钢筋加工配送模式。随着现代施工工艺的不断提高，钢筋加工配送是建筑施工的发展趋势。钢筋加工主要包括钢筋的剪切矫直、强化冷拉、

6、弯曲成形、滚焊成形、[8]焊接钢筋网等。钢筋加工设备的先进程度代表了一个国家的建筑施工水准，钢筋加工设备目前在我国发展迅速，随着建筑行业的增长而逐渐兴起。21.2.1国内传统收线机的不足与缺陷目前国内冷轧带肋钢筋生产线上普遍使用的是卧式收线机，一般采用光杆式排线器对钢筋盘条排线，利用力矩电机同时驱动排线机构和工字轮。图1.4所示为国内几家钢筋加工生产单位所使用的传统卧式钢筋收线机。图1.4卧式钢筋收线机卧式钢筋收线机有着结构简单紧凑，占地空间小，成本低等优点。但随着冷轧带肋钢筋生产线朝着高速、大盘重发展，现有的卧式钢筋收线机的缺陷与

7、不足也日益呈现出来。（1）由于收线机主轴采用卧式结构，受重力载荷影响使得支撑主轴的轴承受力不均匀，长期运行后轴承靠近地基的一端磨损很大，不能保证工字轮高速平稳的旋转，尤其是收卷大盘重钢筋时易失效。故这种收线方式不易实现高速、大盘重的钢筋线材收线。且因工字轮为水平布置，钢筋盘条无法靠自身的重力脱离工字轮，不易实现自动化卸载钢筋盘卷。（2）传统的卧式收线机，皆为不连续式收线。即使是大卷重收线,仍不免使机组频繁地停车,不仅增加了起制动过程的能耗，生产效率也不高。通常收线满盘后只能采用人工方式剪切钢筋盘条和置换空的工字轮，自动化程度低，工人

8、劳动强度大，缺乏安全保障。（3）现有钢筋收线机多采用力矩电机驱动，其机械特性不能很好的与收线负载特性匹[9]配，造成钢筋盘条收卷不均匀，电机运行效率底，能源浪费严重，张力控制精度不高。且由于力矩电机的调速范围较小，在收线机的工作过程中