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    芯模水泥制管機生產A型鋼承口的制作方法
    芯模振動水泥制管機因具有節能、環保、高效、安全等諸多優點,正逐步成為鋼筋混凝土排水管行業的主要生產裝備。但在實際應用過程中,若采用該工藝生產一些特殊產品(如制作頂管用的工具管)會比較困難。因此,必須對該工藝加以改進。

    目前,國內很多單位在生產A型鋼承口管時都會遇到困難,雖然已取得了一些成績,但或多或少還存在質量不穩定、操作難度大、生產成本高等問題。為解決以上問題,本文介紹了一種組合模具生產A型鋼承口管的工法,該工法榮獲“建華管樁杯”混凝土與水泥制品行業技術革新三等獎。

    圖1 柔性接頭A型鋼承口管

    圖2 柔性接頭B型鋼承口管
    1. A型鋼承口管的優點

    隨著環境保護要求的逐步提高、施工環境的不斷變化以及施工技術的穩步推進,鋼筋混凝土排水管的接頭技術也在不斷進步,尤其在頂進施工工程中,管材的接口技術越來越成熟,從最初的剛性企口接頭到剛性雙插口、柔性雙插口接頭,發展到現在的柔性鋼承口接頭(分為A、B兩種接口形式,見圖1和圖2)。與B型接口相比,A型接口更能適應不同的頂進施工技術,接口密封要求更為嚴格。

    對比圖1和圖2可知,A型接口關鍵是在止水膠臺密封處形成一個基本密閉的凹型槽,止水膠圈在凹型槽中壓縮時,受到約束,壓縮比穩定,閉水效果可控。管材在頂管施工過程中,較大的注漿壓力從管口往內傳導,容易使膠圈產生位移,從而失去了止水效果,而A型口凹型槽的存在則能很好地阻止膠圈發生位移,止水效果良好。

    2. 各工藝生產A型鋼承口管的特點分析

    2002年前后,通常采用兩半模全開鏜的工藝(如離心工藝、懸輥工藝、立式振動成型工藝等)生產A型接管。由于采用的是兩半模,且都帶模養護,在生產A型接口時難度并不大,也能滿足國標要求。但芯模振動成型工藝由于為立式振動,即時脫模的成型方法,若采用該工藝生產帶有特殊埋件或凹槽接頭形式管材時則會出現一些難題。

    用芯模振動工藝生產A型鋼承口管的工法,是長期以來排水管行業發展中的一個難題。由于生產廠家的工裝模具及設備配套情況不同,會產生較大差別。

    3. 芯模振動制管工藝生產A型接口的研究

    鋼筋混凝土排水管產品的主要技術難點在于管口兩端,控制質量難點也在于兩個管口。因此,采用芯模振動制管工藝生產A型鋼承口管時要解決的就是如何處理鋼承口和A型插口相互關系以及如何生產的問題。鋼承口是整個接口的基礎,其尺寸精度和定位精度對產品質量都極為關鍵。由于鋼環在無約束的情況下易變形、定位難度大等因素,保留通?,F有的鋼承口底托定位是最可靠、最經濟的方式。選擇正打(鋼承口在下)方式,確定完方式后,剩下的關鍵問題就集中在采取何種方法在芯模振動工藝設備中穩定可靠、優質高效、經濟可行地制作A型插口。

    對于制作A型插口,最初的方案就是制作一個由四個1/4圓弧組合的成型圈,通過螺栓螺桿連接和松開來實現成圓和出凹槽。但該方案存在諸多問題:①四個1/4圓弧圈加工難度極大;②四個1/4圓弧圈在組裝、吊運、制管過程中極易變形,很難組成一個真正的圓(標準要求管口圓度誤差為±2mm),不能滿足國標對產品的質量要求;③操作難度較大,尤其在高處要撐開四條縫非常危險;④在外模脫模過程中,成型圈極易被外模帶動(外模和成型圈之間的縫隙滲進混凝土)破壞整個插口。

    此外,單開縫成型圈的成型方法同樣存在上面類似的問題。

    另外,參照曾經在離心整筒蠟脫模工藝中采取的方法,在芯模外模皮上固定兩至三段帶凸臺圓弧鐵板來形成凹槽,但該方案存在如下問題:①安裝難度較大;②工作效率低,直接影響流水作業;③管口的圓度無法保證。

    在不斷的試驗、摸索過程中,總結出了組合模具生產A型鋼承口工法,即:

    ①通過加工兩個帶凸臺半圓模具成型A型凹槽,稱之為成型圈,成型圈的數量根據臺班產量來確定;

    ②用一個有足夠剛度的整圓鋼環(稱之為定位圈)將兩個成型圈組合成整圓,該定位圈每個品種僅需一個。組合模具見圖3。

    圖3 組合模具圖
    成型圈解決了A型凹槽成型問題,定位圈解決了管口圓度問題。由成型圈、定位圈組成的組合式模具能有效解決即時脫模造成插口破壞的問題。組合式模具組裝可以單獨完成,不影響流水線生產,不占用工藝流程時間,解決了生產效率低下的問題。改進前、后的生產工藝流程圖見圖4,虛線框是改進后新增加的步驟。

    圖4 改進前、后芯模振動制管工藝生產A型鋼承口管的流程圖
    4. 組合模具工法重點注意事項

    要實現組合模具的可靠性和可操作性,需注意以下三點:①在設計成型圈和定位圈時,重視配合尺寸的設計,尤其是間隙量;②了解現有工裝模具的性能、關鍵部位的尺寸;③嚴格要求操作環節,尤其在組裝該裝置過程中, 應嚴格依據組裝次序完成。如未能保證以上三點,很可能出現以下質量問題:①成型圈在脫模過程中被外模擾動甚至被帶離管體,產生管身的結構性環裂縫;②成型圈的彈性變形失控造成管材插口的不圓度超標。目前為止,已在芯模振動設備上實現了D1000~D3000mmA型鋼承口管的生產。

    5. 經濟分析和重點工程應用

    作為一個新型工法,既要做到技術上和工藝上可行,同時也要做到經濟上可行。組合模具生產A型鋼承口工法完全在原有芯模振動設備基礎上完成,每一個規格品種內芯模、外模和底托不需要改變,只需增加一個定位圈和一個簡易碾壓盤,以及相應數量的成型圈(依據產量),成本增加較少。

    筆者公司采用該工法生產的內徑為2600mmA型鋼承口管于2012年6月正式應用到“2011年非熱力集團產權老舊設施供熱及管網改造項目科利源熱電廠清潔能源改造工程”項目中,總工程量1800多m,產品受到了甲方、監理方、施工方的一致認可。之后,A型口管材又在萬壽塔經濟適用住房和配套用房項目熱力管線工程、北京雁西湖生態發展示范區污水干線工程、馬池口再生水廠及配套污水管網工程等工程中得到大量、成功的應用。2013年,利用組合模具生產A型口工法榮獲“建華管樁杯”混凝土與水泥制品行業技術革新獎三等獎。經過近年來的生產和工程施工實踐,充分證明了組合模具生產A型鋼承口工法技術先進,產品質量穩定,可有效推動整個排水管行業的進步。
      上一頁:淺談環形混凝土電桿今后發展的趨勢      
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