轉(zhuǎn)換件校形模具設(shè)計(jì)研究
時(shí)間:2022-03-29 10:43:54
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摘要:轉(zhuǎn)換件是主要以鋼管焊接而成的空間結(jié)構(gòu)件,類型和規(guī)格較多,工況和變形特征不同,在使用期間內(nèi)需維護(hù)和校正。針對(duì)其中量大且變形復(fù)雜的墊塊系列、加高件系列和三角鐵件系列,以轉(zhuǎn)換件變形面和變形角度的校正為基礎(chǔ),合理選取校形受力點(diǎn),設(shè)計(jì)與之適應(yīng)的模具結(jié)構(gòu),并兼顧被校形結(jié)構(gòu)件的系列需要,在模具設(shè)計(jì)時(shí)盡量提高模具及其零件的通用性。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)換件系列;校形;模具設(shè)計(jì)
目前,我國已有很多高層建筑在施工過程中使用附著式升降腳手架。該升降架是一種搭設(shè)在一定高度并附著于工程結(jié)構(gòu)上,依靠自身的升降設(shè)備和裝置,可隨工程結(jié)構(gòu)逐層爬升或下降,具有防傾覆、防墜落裝置的外腳手架。附著支承結(jié)構(gòu)是附著升降腳手架的基本組成部分,包括附墻支座、轉(zhuǎn)換裝置和緊固螺栓組件。附墻支座通過錨固螺栓與工程結(jié)構(gòu)相連接,如圖1所示,導(dǎo)軌主框架的導(dǎo)軌穿插在導(dǎo)輪座內(nèi),利用導(dǎo)向滾輪與導(dǎo)軌的滑動(dòng)配合,約束導(dǎo)軌主框架進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng),承受并傳遞升降架的荷載,同時(shí)通過其內(nèi)部設(shè)置的防墜落裝置,實(shí)現(xiàn)意外墜落狀況下的卡阻保護(hù)功能。轉(zhuǎn)換件是附著式升降腳手架為適應(yīng)結(jié)構(gòu)的變化,在附墻支座不能直接安裝在墻或梁上時(shí),而采用的多種形式的轉(zhuǎn)接件,以確保附墻支座的正常安裝。圖2展示了幾種常用的轉(zhuǎn)換件。當(dāng)結(jié)構(gòu)外圍有200~300mm寬水平裝飾檐時(shí),通過多種型號(hào)的墊塊將架體與結(jié)構(gòu)的距離適當(dāng)加寬,如圖3所示;當(dāng)結(jié)構(gòu)外圍有寬度300~600mm的空調(diào)板或飄窗板時(shí),通過多種型號(hào)的加高件將架體與結(jié)構(gòu)的距離適當(dāng)加寬,如圖4所示;當(dāng)主體結(jié)構(gòu)外部為陽臺(tái)或其他懸挑板,可考慮通過三角鐵件進(jìn)行轉(zhuǎn)換,如圖5所示。這樣可以確保結(jié)構(gòu)施工和架體升降順利進(jìn)行。(a)加高件(b)三角鐵件(c)300型墊塊轉(zhuǎn)換件承受并傳遞附墻支座的荷載,不同的工況形成不同的變形特征,因此需采用不同結(jié)構(gòu)的校形模具。
1墊塊校形模具設(shè)計(jì)
墊塊系列尺寸值表現(xiàn)在高度方向,50墊塊為一平面結(jié)構(gòu),200~400墊塊為六面空間結(jié)構(gòu),由φ48×3.5鋼管焊接而成,利用一根通長螺桿將附墻支座固接在建筑結(jié)構(gòu)上,墊塊主要承受傾覆力矩,導(dǎo)致兩連接面彎曲變形。當(dāng)超過允許變形量時(shí),主框架導(dǎo)軌不能正常通過附墻支座內(nèi)的導(dǎo)輪。圖6為200mm墊塊校形模,為校正受力面的彎曲變形,人們利用上、下模各一件四V形塊件3對(duì)受力面上的四根橫桿合模施壓,并在兩豎桿上各設(shè)一個(gè)輔助校正位,僅在上模相應(yīng)位置裝有兩個(gè)單V形塊件4。1.螺釘;2.上模座;3.四V形塊;4.單V形塊;5.支承板;6.擋塊;7.限位銷;8.支撐塊;9.頂件板;10.頂件定距板;11.螺釘;12.頂桿圖6墊塊校形模開模狀態(tài)下,先將工件置于頂件板件9上,再將裝有四V形塊的支承板件5穿過工件定置于支撐塊件8上。合模校正。開模時(shí),在頂件板作用下工件上升,取下支承板后卸工件。在校正50墊塊時(shí),不需要頂件裝置,也無需裝拆支承板,直接校平即可。其他規(guī)格墊塊需更換相應(yīng)的頂件定距板件10。在液壓機(jī)規(guī)格滿足要求的情況下,可利用多個(gè)50墊塊的校正模組合,進(jìn)行ABC片的校平。
2加高件校形模具設(shè)計(jì)
加高件系列在長度上從400mm到1100mm,高度上從500mm到800mm,寬度不變,主要由φ48×3.5鋼管焊接而成。由于長度尺寸較大,采用兩根螺桿呈平行位一高一低分別固接建筑結(jié)構(gòu)和附墻支座,導(dǎo)致彎剪聯(lián)合變形,并以與附墻支座連接的懸伸面和底面的角變形為主。當(dāng)超過允許變形量時(shí),主框架導(dǎo)軌不能正常通過附墻支座內(nèi)的導(dǎo)輪。圖7為加高件校形模,在設(shè)計(jì)上采用可調(diào)間距的上模座A和上模座B以適應(yīng)長度系列變化,上模座A用于500、600、700、800和900加高件的校正,上模座B用于450、650、750和850加高件的校正;同時(shí),下模板件13可在下模座件15上移動(dòng)來協(xié)調(diào)并用T形螺栓與下模座連接;以大規(guī)格工件來確定設(shè)計(jì)高度,可滿足高度系列要求。1.上模座A或上模座B;2.上V形塊;3.螺釘;4.110下V形塊;5.100上V形塊;6.支撐塊;7.螺釘;8.斜壓塊;9.滑塊;10.彈簧;11.限位塊;12.限位螺釘;13.下模塊;14.T形槽螺栓;15.下模座;16.墻板圖7加高件校形模工件利用長豎邊在墻板件18側(cè)面定位長度方向,利用支撐塊件6上的V形塊限制工件的橫桿,定位工件的Y、Z方向。上模下行過程中,模具上下V形塊件2、件4和件5對(duì)工件施壓,同時(shí)斜壓塊件8驅(qū)動(dòng)滑塊件9對(duì)410豎面(加高件與附墻支座的連接面)加壓,墻板件18限制工件的另一豎面,以多向受力來完成平面和角度的校正。支撐塊對(duì)斜壓塊提供導(dǎo)向和平衡側(cè)向力,可在支撐塊和墻板之間增加相應(yīng)規(guī)格的墊塊來增大強(qiáng)度和剛度以抵抗水平方向的校正力。400mm加高件由于無橫桿,模具結(jié)構(gòu)稍有不同。1100mm加高件采用槽鋼構(gòu)件,模具中的V形壓塊換做平面件,也可不用模校方式。
3三角鐵件校形模具設(shè)計(jì)
三角鐵件外形尺寸相同,其系列參數(shù)依據(jù)三角鐵件與建筑結(jié)構(gòu)固接處距410豎面的距離,常用300和350兩個(gè)尺寸,該固接處采用槽鋼,與其他φ48×3.5鋼管焊接成三角鐵件。兩固接螺桿軸線成90度,導(dǎo)致彎扭聯(lián)合變形。三角鐵件以互相垂直兩個(gè)面及其夾角的變形為主,當(dāng)超過允許變形量時(shí),主框架導(dǎo)軌不能正常通過附墻支座內(nèi)的導(dǎo)輪。圖8為350mm三角鐵件校形模,工件利用L形定位塊件19和檔塊件24定位,置于下模中。上模下行過程中,由于彈簧件9的作用,凸模件11先接觸工件,接著斜鏟塊件4和件12驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的上V形塊沿凸模的滑槽運(yùn)動(dòng),直到模具閉合,完成校形,斜鏟塊由凸模平衡側(cè)向力。開模時(shí),斜鏟塊上行,滑塊回退,凸?;爻獭樘岣邔?dǎo)向零件的使用壽命,以上模具可在導(dǎo)向部位設(shè)置耐磨塊。校形前可局部加熱,恢復(fù)變形能力,降低變形抗力。如有必要,也可在模校前人工預(yù)校。
4結(jié)語
對(duì)于以鋼管、槽鋼等焊接而成的空間結(jié)構(gòu)件來說,其轉(zhuǎn)換件的類型和規(guī)格較多。通過對(duì)工況和變形特征的分析,人們可以合理選取校形受力點(diǎn),設(shè)計(jì)與之適應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)。這樣可以在模具設(shè)計(jì)時(shí)盡量提高模具及其零件的通用性,達(dá)到較為經(jīng)濟(jì)、高效地校正系列轉(zhuǎn)換件變形面和變形角度的目的。
參考文獻(xiàn)
[1]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑施工安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),中國建設(shè)教育協(xié)會(huì)建設(shè)機(jī)械職業(yè)教育專業(yè)委員會(huì).附著式升降腳手架安全操作與使用維護(hù)[M].中國建筑工業(yè)出版社,2016:56-58.
作者:張曉翠 唐宇 王林龍 單位:內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院