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傳統(tǒng)管樁
、方樁生產(chǎn)線的設(shè)備改造

2018-10-16 13:10:46

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁成規(guī)模在中國生產(chǎn)至今已有20多年的歷史。管樁包括離心方樁生產(chǎn)線從無到有

,陸陸續(xù)續(xù)建成并投入生產(chǎn)的有300多家
,年總產(chǎn)能達(dá)到3億m。由于受到諸多主客觀因素的影響與制約
,早期建成的生產(chǎn)線,按現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)要求來衡量,許多生產(chǎn)線都難以達(dá)標(biāo)

一般來說,傳統(tǒng)生產(chǎn)線存在以下幾方面的問題:①生產(chǎn)效率不高

,用人多
,自動化程度低;②生產(chǎn)過程容易發(fā)生安全事故
,在生產(chǎn)線設(shè)計之初沒有充分考慮安全生產(chǎn)
,只有在生產(chǎn)過程靠管理嚴(yán)格,安全事故則相應(yīng)會減少
;③自GB 13476-2009《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》新管樁標(biāo)準(zhǔn)頒布之后
,全國各地陸續(xù)取消了薄壁樁。工程設(shè)計都采用厚壁樁
,特別是離心方樁加大壁厚后
,方樁混凝土的填充系數(shù)要大于管樁(混凝土填充系數(shù)為成型后的混凝土截面積與樁外形面積之比)(如表1所示)。傳統(tǒng)生產(chǎn)線的混凝土喂料方式根本無法滿足GB 13476-2009標(biāo)準(zhǔn)的要求
,從實際生產(chǎn)中得知
,當(dāng)樁的混凝土填充系數(shù)大于等于0.7時,喂料的難度就很大
,生產(chǎn)出來的產(chǎn)品缺料現(xiàn)象嚴(yán)重
;④喂料區(qū)、離心區(qū)生產(chǎn)環(huán)境差
,混凝土浪費大
,喂料工人多,而且勞動強(qiáng)度大
;⑤產(chǎn)品質(zhì)量不佳
。壁厚不夠,合縫漏漿現(xiàn)象普遍存在
,產(chǎn)品不美觀

表1 各規(guī)格管樁、方樁混凝土填充系數(shù)

項目

GB 13476-2009?10G409《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》

2013浙G35《預(yù)應(yīng)力離心混凝土空心方樁》

規(guī)格型號/mm400×95500×100500×125600×110600×130300/130350/170400/220450/260500/310
填充系數(shù)0.720.640.750.600.680.850.810.760.740.70

面對新標(biāo)準(zhǔn)、市場對產(chǎn)品要求的不斷提高以及生產(chǎn)制造成本不斷上漲的壓力

,對傳統(tǒng)生產(chǎn)線的技術(shù)改造已經(jīng)勢在必行
。但是,如何改造
,要求投入多少資金以及改造后能達(dá)到怎樣的效果
?還需要技術(shù)人員與生產(chǎn)人員共同研究、周密籌劃

2015年3月

,經(jīng)過近兩個月的時間,改造了一條傳統(tǒng)生產(chǎn)線
,較圓滿地完成了任務(wù)
。又通過一個月的生產(chǎn)磨合,生產(chǎn)員工適應(yīng)了改造后的生產(chǎn)線
,也將其優(yōu)勢充分發(fā)揮出來
,完全達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。現(xiàn)將改造過程和結(jié)果與大家分享

、改造前生產(chǎn)車間的基本情況

該生產(chǎn)車間為2007年建成投產(chǎn),車間為東西走向

,長78m
,南北寬44m,雙跨循環(huán)式生產(chǎn)線
。車間的北面為砂石料堆場
,混凝土攪拌站也設(shè)置在車間的北面靠東1/3處,東面
、南面為產(chǎn)品堆場
,西面為道路。

設(shè)備配置情況:①雙階式混凝土攪拌站一座

,配1.5m3雙臥軸攪拌機(jī)1臺
,水泥儲罐2個(儲量100t/個),摻合料儲罐1個(儲量100t/個)
,碎石儲料
、稱料斗2套,可以分別稱量大小碎石
,砂儲料
、稱料斗1套,外加劑儲罐2個
,可儲存20t外加劑
;②喂料系統(tǒng)
,旋轉(zhuǎn)分料器1臺、喂料車2臺
,模具移動平車2臺
。③Ф300-600-15m離心機(jī)3臺、Ф800-15m離心機(jī)1臺
,交流電機(jī)
、變頻器調(diào)速;④QE(7.5+7.5)-20.5m雙梁雙小車橋式起重機(jī)4臺(1跨各2臺)
;⑤PC鋼棒切斷機(jī)1臺、鐓頭機(jī)2臺
、管樁Ф300-600滾焊機(jī)1臺
;⑥蒸養(yǎng)池8個;⑦出池軌道及小車1套
;⑧出樁軌道及小車1套
;⑨300t張拉機(jī)1臺;⑩103m/min水冷式螺桿空壓機(jī)2臺
;?400kWA配電房1座

圖1和圖2分別為改造前和改造后的管樁生產(chǎn)平面布置圖。

改造前的管樁生產(chǎn)平面布置圖

圖1 改造前的管樁生產(chǎn)平面布置圖

改造后的管樁生產(chǎn)平面布置圖

圖2 改造后的管樁生產(chǎn)平面布置圖

、通過技術(shù)改造期望能達(dá)到的目標(biāo)

(1)改變原有的喂料方式

,減小喂入管樁模具中的混凝土容積。用傳統(tǒng)方式喂料時
,松散混凝土的容積大
,對于厚壁樁有可能不能把原先設(shè)計的混凝土量全部喂入模具中,造成樁缺料和材料浪費
。采用新式的喂料設(shè)備
,能增加混凝土密實度,減少甚至杜絕混凝土散落出模具外
,盡可能地減少人工鏟混凝土
。當(dāng)喂料結(jié)束后,上模蓋到下模上
,模邊間隙要盡可能得小
,最好是能緊貼在一起,便于擰緊合模螺絲
,確保合模后模具的圓整度
,減少模具的變形。

(2)根本上解決管樁和離心方樁缺料

、合縫漏漿的問題
,確保產(chǎn)品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。

(3)減少部分人工操作,由機(jī)器替代

,讓工人操作崗位的位置避免與行車運行路徑交叉
,確保員工的人身安全。

(4)最大限度地發(fā)揮設(shè)備的產(chǎn)能

,以便提高生產(chǎn)效率

(5)改善生產(chǎn)車間的工作環(huán)境,減少材料浪費

,減少生產(chǎn)廢料的產(chǎn)生

三、技術(shù)改造

(1)混凝土喂料系統(tǒng)的改造

拆除原有的旋轉(zhuǎn)分料器

、混凝土喂料車
,將原先在地面下40cm的模具平車軌道升至地平以上(車間±0.00以上)。在攪拌機(jī)出料口的正下方安裝一個儲料斗
,儲料斗下方與一臺螺旋輸送機(jī)相連
,螺旋輸送機(jī)兩端各有一個出料口。通過控制螺旋的旋轉(zhuǎn)方向來控制混凝土的出料方向
。螺旋輸送機(jī)的出口各接一條溜管
,溜管出口處裝有可自由升降的導(dǎo)料槽,導(dǎo)料槽可以根據(jù)不同規(guī)格的模具調(diào)節(jié)寬度
。螺旋輸送機(jī)安裝在一工作平臺上
,有這個工作平臺便于設(shè)備的清洗和維修。在兩條喂料線的中間
,螺旋輸送機(jī)的斜下方
,安裝控制臺,喂料工可以坐著進(jìn)行操作

在兩條喂料線的外側(cè)增加1條軌道

,專門用于擰螺絲合模(稱為合模線)。喂料完成的模具
,蓋上上模后就吊到合模線上
,由一組4名工人進(jìn)行擰螺絲合模。這樣可以減少喂料線等待空模的時間
,提高喂料效率
。另外,改變了原來模具不動
,人走動的合模方式
,改為模具走動,人基本不動的方式
。操作員工站在車間中間立柱附近位置擰螺絲
,避開了行車吊有重物時的行進(jìn)路線
,員工安全有了保障,且生產(chǎn)效率不受影響

這三條線的卷揚機(jī)都裝有變頻器

,員工可以根據(jù)實際需要進(jìn)行調(diào)速。

兩條喂料線軌道從攪拌站向北延伸了15m

,并新建鋼結(jié)構(gòu)房
。喂料方式改為:混凝土出料口不動,模具移動的方式

(2)鋼筋加工系統(tǒng)的改造

原先PC鋼棒切斷

、鐓頭以及鋼筋骨架的滾焊在車間的東面,現(xiàn)在把這些設(shè)備都放置在車間西面
。首先將PC鋼棒切斷機(jī)放置在車間西面靠山墻處
,在車間的南面外部新建12m×18m的鋼結(jié)構(gòu)臨時房,并安裝5t的單軌吊機(jī)
。這個新建的鋼結(jié)構(gòu)房用于放置PC鋼棒放料盤,堆放PC鋼棒
。緊靠切斷機(jī)往東布置兩臺鐓頭機(jī)
、兩臺滾焊機(jī),其中
,一臺是管樁滾焊機(jī)
,新增一臺方樁滾焊機(jī)。

對管樁滾焊機(jī)進(jìn)行改造

,改為自動脫骨架和小車自動快速返回
,這樣可以減少人員配置,減輕工人的勞動強(qiáng)度
,提高生產(chǎn)效率

這樣的布置可以使?jié)L焊好的鋼筋骨架離拆模裝骨架區(qū)最近,生產(chǎn)工序也順暢

,車間內(nèi)堆放鋼筋骨架的地方大了
,PC鋼棒原材料也就不需進(jìn)入車間堆放。

(3)起重機(jī)的改造

對車間內(nèi)的4臺起重機(jī)中的3臺加裝自動夾具

。離心機(jī)蒸養(yǎng)池上的兩臺加裝無大鉤的自動夾具(只需抓上模跑輪即可)
,并對養(yǎng)護(hù)池蓋進(jìn)行改造,全部加裝可適用于自動夾具的裝置
,同時對缺保溫材料的池蓋添加保溫材料

在喂料合模區(qū)的起重機(jī)加裝有大鉤的自動夾具,這樣原先許多需要人工掛鉤的工作都由自動夾具替代了

,揭上模
、吊底模
、合上模等工作都由這臺起重機(jī)的自動夾具完成。

(4)新增上模清理支架

在原先鋼筋加工堆放鋼筋骨架的區(qū)域

,喂料線的東側(cè)
,新增上模清理支架。脫模后的上模
,不需在地面上翻轉(zhuǎn)
,直接吊上支架并排放置,然后
,工人在支架下對模具進(jìn)行清理和噴涂脫模劑

四、投入的改造資金和改造時間

表2 為投入的改造資金和改造時間

序號項目或設(shè)備名稱金額/元時間/d
1喂料系統(tǒng)設(shè)備3000015
2喂料系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)及土建4400025
3鋼筋加工設(shè)備17200015
4鋼棒堆放區(qū)鋼結(jié)構(gòu)及土建6000025
5蒸養(yǎng)池蓋的改造1200015
6自動夾具1500007
7上模清理支架1200010
8合計480000-

、改造后的生產(chǎn)效率、安全及產(chǎn)品質(zhì)量

(1)通過技術(shù)改造基本解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)線喂料難的問題

,提高了生產(chǎn)效率
。改造前這個車間每班最多只能生產(chǎn)80?90根,生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格為Ф400mm
、Ф500mm
、Ф600mm,其中要生產(chǎn)Ф400mm×95mm
、Ф600mm×130mm的厚壁樁很困難
,而且產(chǎn)品缺料、露石
、漏漿現(xiàn)象比較嚴(yán)重
。改造后現(xiàn)在單班產(chǎn)量正常保證在150?160根,最多時產(chǎn)量達(dá)到167根
。產(chǎn)品規(guī)格除了Ф400mm
、Ф500mm、Ф600mm之外
,還增加了350mm×350mm(170mm)
、400mm×400mm(220mm)離心方樁,生產(chǎn)效率提高近80%

生產(chǎn)效率的提高主要得益于喂料方式的改變以及新型喂料設(shè)備的使用

。原先一根管樁的喂料時間將近5min,喂料小車喂入模具后還需要人工鏟料
。如果是厚壁樁
,鏟料的工作量會就更大,耗費的時間更長?div id="m50uktp" class="box-center"> ,F(xiàn)在無論是薄壁樁還是厚壁樁
,喂料時間只需2min左右
,喂料一次成型,工人只需對兩端進(jìn)行插搗
,中間部分直接清掃一下
,然后在企口槽內(nèi)放入密封繩即可合上模。這樣的喂料方式大大減 輕了工人的勞動強(qiáng)度
,提高了工作效率
,而且合上模后,上模的模邊與下模的模邊基本是疊合在一起
,在合模擰螺絲時也輕松了許多
,也容易合好。現(xiàn)在不僅樁身合縫漏漿基本杜絕
,而且合縫也比以前細(xì)很多

(2)通過工藝布局的調(diào)整和自動夾具的使用,使整個生產(chǎn)更加安全

。原來沒有使用自動夾具
,在離心成型、張拉
、蒸養(yǎng)池
、裝拆模以及喂料區(qū)都是人工掛鉤,不僅用人多
,速度慢
,而且還不安全
,出現(xiàn)事故的風(fēng)險很大?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">,F(xiàn)在使用了自動夾具,省去了掛鉤工
,速度也快了許多
,并且生產(chǎn)安全了許多。另外
,合模方式的改變和上模清理支架的使用也使生產(chǎn)效率和安全獲得提升

(3)產(chǎn)品質(zhì)量比以前大幅度提高,生產(chǎn)成本大幅度下降

。在改造前
,產(chǎn)品出現(xiàn)大量的壁厚不夠、合縫漏漿
、樁套箍漏漿
,甚至還有內(nèi)壁嚴(yán)重露石等質(zhì)量問題,比率在50%?60%
。產(chǎn)品發(fā)到工地
,當(dāng)遇到工地地質(zhì)硬一些又出現(xiàn)大量爛樁情況
,嚴(yán)重的被客戶、施工單位清退出場
。改造之后現(xiàn)在生產(chǎn)的產(chǎn)品上述缺陷得到了根本性的解決

現(xiàn)在生產(chǎn)的樁壁厚符合標(biāo)準(zhǔn),甚至還略厚3?5mm

;合縫漏漿現(xiàn)象幾乎杜絕
,偶然出現(xiàn)長度也是小于30cm,符合標(biāo)準(zhǔn)要求
;樁套箍漏漿也是有明顯的改善?div id="m50uktp" class="box-center"> ,F(xiàn)在產(chǎn)品的合縫纖細(xì)、壁厚均勻
、內(nèi)壁光滑
、產(chǎn)品美觀。

產(chǎn)品外觀質(zhì)量顯著提高的同時

,產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量也是大幅度地提升
。原先施工損樁率達(dá)1‰?2‰,現(xiàn)在只有0.5‰?div id="m50uktp" class="box-center"> ,F(xiàn)在每月發(fā)樁量在 5?6萬m
,一般出現(xiàn)2?3根樁破損,有時還不出現(xiàn)損樁
。產(chǎn)品質(zhì)量得到了客戶的認(rèn)可

經(jīng)改造后,生產(chǎn)過程中原材料的浪費大大降低

。原先每班每天倒掉的報廢混凝土一般有5t裝載機(jī)1?2斗
,現(xiàn)在只需人力小車1車。改造后的綜合制造費用比原先要下降3?4元/m
,按單班年產(chǎn)量60萬m計算
,年節(jié)約180萬?200萬元生產(chǎn)成本。

、結(jié)語

(1)傳統(tǒng)的管樁生產(chǎn)線通過適當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)改造

,生產(chǎn)效率、安全
、環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量都可以得到提升
,生產(chǎn)成本有所下降,投入一定的資金進(jìn)行改造是值得的

(2)混凝土攪拌站

、喂料系統(tǒng)是改造的重點,要突破傳統(tǒng)工藝的束縛
,尋找到符合自身實際的方法
,力求做到投入少
、效益高。

(3)改造時一定要對安全生產(chǎn)和生產(chǎn)環(huán)境問題進(jìn)行仔細(xì)研究

,從源頭上避免不安全生產(chǎn)操作

(4)通過技改可以達(dá)到減少浪費降低生產(chǎn)成本的目的,按年度計算

,經(jīng)濟(jì)效益可觀

標(biāo)簽: 管樁 生產(chǎn)線 模具