為滿足生產(chǎn)工藝要求，考慮原有生產(chǎn)車間特點，研發(fā)了可擴展組合式長線臺座法預制構件生產(chǎn)線，并重點闡述了振搗和側翻一體化設備、移動式裝備擺渡設備、自行移動式邊模、鋼筋運輸安裝一體化設備等可移動式裝備的構造要求，以期為預制構件生產(chǎn)線及裝備的研發(fā)與應用提供參考和借鑒。

0 前言

預制構件的工廠化生產(chǎn)作為工業(yè)化建造的關鍵環(huán)節(jié)，對提高工程建造效率、提升建造品質(zhì)、降低能耗起到了至關重要的作用。隨著建筑工業(yè)化的蓬勃發(fā)展，預制構件的生產(chǎn)線及生產(chǎn)裝備也正在逐步向自動化、智能化、數(shù)字化方向靠攏，預制構件生產(chǎn)設備不斷改進，一些傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式正逐步被智能化生產(chǎn)線所替代，如可擴展式模臺數(shù)字化生產(chǎn)線、移動式模臺數(shù)字化生產(chǎn)線、長線模臺數(shù)字化生產(chǎn)線，智能化生產(chǎn)線使預制構件的生產(chǎn)更加可靠、高效。預制構件生產(chǎn)線的改造應滿足生產(chǎn)工藝要求，充分利用現(xiàn)有車間及設施，結合車間特點，明確功能分區(qū)、合理布局，并符合相關環(huán)保和安全等方面要求。此外，需保證構件運輸線路暢通，并減少構件吊運作業(yè)。

本文在原有生產(chǎn)車間內(nèi)，通過引進、消化、吸收國外生產(chǎn)線技術，研發(fā)可擴展組合式長線臺座法預制構件生產(chǎn)線，以期通過固定模臺、移動設備的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)設備的靈活組合和雙向可擴展，從而實現(xiàn)預制構件的高效生產(chǎn)。

1 生產(chǎn)線布局設計

運用自動化布料技術，對固定模臺布料系統(tǒng)進行改造，采用提升運料系統(tǒng)和螺旋布料系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的提升料斗，從而提高預制構件生產(chǎn)的布料效率。生產(chǎn)線布設3.7 m×9 m固定模臺30個，縱向兩條生產(chǎn)線分3組布設，每組5個模臺，每條生產(chǎn)線布設15個模臺，兩條生產(chǎn)線之間可通過橫向擺渡軌道運輸關鍵裝備完成連接。每條生產(chǎn)線模臺底部和兩側布設有兩條縱向軌道，待模臺混凝土澆筑完畢后，振動裝備于模臺底部可沿縱向移動至指定模臺完成構件的振動密實；模臺左右兩側軌道可用于生產(chǎn)裝備的移動；兩條縱向生產(chǎn)線外側軌道用于橋式混凝土運料罐車的移動。圖1為生產(chǎn)線設備的平面布局示意圖。

2 生產(chǎn)線裝備研發(fā)

本文采用工業(yè)優(yōu)化設計理論和模數(shù)化、標準化設計方法，主要設計研發(fā)了以下生產(chǎn)線設備：振搗側翻一體化設備、低能耗原位養(yǎng)護設備、清洗脫模劃線一體化設備、移動式裝備擺渡設備和自行移動式邊模及鋼筋運輸安裝一體化設備等。

2.1 振搗側翻一體化設備

可縱橫向自行移動的模臺振搗側翻設備主要包括：框架、翻轉架、液壓裝置、振動裝置等部分，如圖2所示。針對壓實過程，需要垂直提升翻轉架，以便讓振動器將力直接作用于托盤上。該設備平臺允許載荷4 500 kg，單臺振動電機頻率50 Hz，最/大行走速度10 m/min，單臺電機功率0.75 kW，最/大運行總重量10 000 kg。

2.2 低能耗原位養(yǎng)護設備

低能耗原位養(yǎng)護設備包括固定熱模臺和抹平覆蓋設備。固定熱模臺包括混凝土底框和用于預制構件邊模安裝固定的模臺?；炷恋卓虻膬?nèi)側四周貼有保溫板，并設有兩個空腹洞口，空腹洞口底部布設定位FRP筋，其頂部設有彩鋼板，在其上方鋪設網(wǎng)片，通過澆筑泡沫混凝土，彩鋼板、網(wǎng)片和泡沫混凝土形成隔熱層，隔熱層將每個空腹洞口分別分割為兩個上空腔（3 625 mm×3 100 mm×130 mm）和兩個下空腔（3 625 mm×3 100 mm×40 mm），模臺通過預埋件焊接安裝在鋼板底框上。面板和空腹洞口之間形成帶空腔保溫層，如圖3所示。

抹平覆蓋設備基于可擴展組合式預制構件生產(chǎn)線，將預制構件表面抹平功能和養(yǎng)護油布覆蓋功能集成于一臺可移動的智能裝置中，如圖4所示。

2.3 清洗、脫模劑、劃線一體化集成設備

預制構件生產(chǎn)過程中的模板準備工作，包括模板的清潔、脫模劑噴涂以及邊模安裝操作。本文研發(fā)的基于可擴展預制構件生產(chǎn)線的縱橫向自行移動式清洗、脫模劑噴涂、劃線一體機裝置，可將模板清潔、脫模劑噴涂及劃線定位等功能集于一臺智能化裝置，該裝置包括框架、刮板、滾刷、盤刷等部件。裝置通過可降落的刮板和刷子進行模板面清潔作業(yè)，通過旋轉式噴油嘴噴涂脫模劑，并可實現(xiàn)預制構件幾何數(shù)據(jù)以及安裝件等補充性信息的繪圖，如圖5所示。

2.4 自行移動式邊模及鋼筋運輸安裝一體化設備

自行移動式邊模及鋼筋運輸安裝一體化設備主要由基本框架、行走機構、更換用托盤、裝卸用吊車及吊車軌道、回轉式吊車等組成，可沿行駛軌道移動，在生產(chǎn)線上方運行，通過回轉式吊車將邊模、鋼筋、作業(yè)器械以及消耗材料等各種材料部件放置在更換用托盤上，當需要某個部件時，裝卸用吊車將其吊起并沿吊車軌道移動到相應生產(chǎn)線模臺位置，以進行后續(xù)安裝，其結構如圖6所示。

2.5 移動式擺渡設備

移動式擺渡設備能將設備從一個軌道擺渡到另一軌道，該擺渡設備包括金屬框架、定位鎖定裝置，可實現(xiàn)清掃劃線噴涂脫模劑一體化設備、振動側翻一體化設備、抹平覆蓋一體化設備、布料機設備、邊模及鋼筋運輸安裝一體化設備等的移動，如圖7所示。

針對傳統(tǒng)固定模臺生產(chǎn)線能耗高、平模流水生產(chǎn)線產(chǎn)品適應性差等問題，研發(fā)了可擴展組合式長線臺座法預制構件生產(chǎn)線及其配套多功能移動式集成化裝備。目前，多功能可移動式集成化裝備已完成產(chǎn)品設計和安裝，正在進行生產(chǎn)線上調(diào)試，如圖8所示。經(jīng)過相關機構評測分析，預計該生產(chǎn)線投產(chǎn)后，預制構件全流程效率比傳統(tǒng)平模流水提高60%，養(yǎng)護節(jié)能50%，生產(chǎn)成本節(jié)約40%左右，具有廣闊的應用前景。

3 結語

本文研發(fā)的可擴展組合式長臺座法預制構件生產(chǎn)線及其裝備，可實現(xiàn)預制構件的原位低能耗并行生產(chǎn)，同時具有改造費用低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢，但目前還存在生產(chǎn)線部分裝備利用率不高的問題，后續(xù)仍需進行生產(chǎn)線的優(yōu)化，不斷提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

來源： 《混凝土與水泥制品》雜志2020年第12期

海天機電預應力長線臺生產(chǎn)線

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