【技术革新类】二等奖项目:电杆预制工程中混凝土自动布料系统关键技术研究及应用
混凝土科学技术奖•技术革新类
项目展示
二等奖项目
电杆预制工程中混凝土自动布料系统关键技术研究及应用
主要完成单位:中桂电力设备有限公司、江苏宗恒科技有限公司、中国建筑科学研究院有限公司
主要完成人:刘洋、杨健辉、王键、邢丽君、汪恭胜、罗荣军、冷发光
项目概况
混凝土电杆是输电、通讯等基础设施中重要的支撑结构物。传统的混凝土电杆制造采用人工布料、开式浇筑工艺。该工艺易出现合缝漏浆,人工摊铺混凝土易从底模两边滑落,存在电杆的壁厚出现负偏差等潜在质量问题;只能先浇注后张拉,如果张拉工序出现故障如主筋拉断、端板拉脱等就会影响时间甚至造成混凝土料报废;浇注过程中,容易造成物料分散和飞溅,易造成材料浪费和环境污染;靠人工布料,生产效率低、劳动强度大、生产成本高。因此限制了混凝土电杆的发展需求。
中桂电力设备有限公司、江苏宗恒科技有限公司、中国建筑科学研究院有限公司联合开发了混凝土电杆浇筑自动布料系统。课题组针对绿色低碳泵送混凝土在电杆中的应用、智能化混凝土布料计量装置设计与制造、混凝土搅拌与泵送设备选型、混凝土自动布料控制系统模糊布料算法实现以及应用混凝土自动布料系统后的电杆离心成型工艺参数、电杆养护制度等进行了系统深入的研究,成功实现了电杆混凝土自动浇筑生产,项目获得多项专利和软件著作权。所生产的混凝土电杆质量良好,经第三方检测,各项性能指标满足电杆标准要求,而且生产效率提高。近年来在诸多工程中应用,获得了用户一致好评。
主要创新点
1.混凝土自动浇筑
不再依靠人工进行布料,机械化程度高,节省了劳动力和生产辅助材料、提高了生产效率;混凝土在泵管道内直接到达电杆钢筋骨架内部,混凝土不会落到车间地面,减少混凝土浪费及因漏料带来的污染,车间干净卫生,不易产生粉尘。
2.混凝土入模方式由开式转变为闭式
由原来的利用布料机将混凝土浇入到底模,再合上模的方式改为用泵送设备将混凝土泵入到模具内且是在骨架入模且合模工序完成之后,电杆不再出现合缝漏浆的质量问题;预制电杆头裙板几乎不出现裙板凹陷的质量问题,裙边干净,空模合模时,合模螺栓所需的力矩最小,因此,合模栓的使用寿命得到提高;同时上、下模的跑轮贴合紧密,离心时模具产生跳动小,因此,不但噪音得到一定程度的控制,而且也延长了模具的跑轮、离心机托轮的使用寿命。
3.自动计量平车
自动计量平车的应用,提高了混凝土在模具内的布料均匀性,提高了注入模具内混凝土量的准确性。该系统可根据模具内混凝土的泵送量、泵送位置及泵送设备泵送能力的大小,通过程序控制计量平车的运行速度,保证模具内的混凝土是均匀分布的,总重量准确。
4.混凝土布料自动控制系统
采用PLC、远程计算机、触摸屏的工控系统组合,应用通信技术实现软硬件的连接以及设备间的数据传输,通过控制算法进行布料过程的控制,实现系统的平稳、高效、安全运行。具有可编程性、实时性、可靠性、灵活性、易于操作、高效性、可追溯性特点。
工程应用
从2018年1月至今,应用自动布料系统制备的混凝土电杆已在诸多工程中得到成功应用,总计用量超过10万根。有代表性的工程有广西路桥集团工程有限公司巴羌高速二分部临电工程、河南牧原农牧广西区域10kv专变工程、燕岩站10kV燕918新街线配电自动化改造工程、玉林北流供电局业扩界面廷伸工程、北海供电局中低压配网紧急基建项目等项目、贺州市八步区、平桂区2020年农村电网改造升级工程等,混凝土电杆质量良好,性能都达到了规定的设计要求,用户反馈满意度良好。
完成单位简介
1.中桂电力设备有限公司
公司主要从事环形混凝土电杆生产与销售,致力于推动环形混凝土电杆研发与创新,与国家水泥混凝土制品质量监督检验中心成立国家水泥混凝土制品质量监督检验中心广西试验基地;与中国电信、中兴集团成立中桂电力设备有限公司5G智慧工厂实践基地;与广西大学、桂林电子科技大学、电子科技大学中山校区达成深度产学研合作关系。已获取发明专利4项,实用新型专利33项,计算机软件著作权7项,科学技术成果登记9项。公司发展以来先后获得:国家级混凝土科学技术二等奖、国家高新技术企业、混凝土电杆全国十强企业、纳税“三连A”企业、自治区级企业技术中心、自治区级数字化车间、自治区级“专精特新”中小企业、广西工业企业质量管理标杆、中国绿色环保产品、绿色供应链、绿色工厂等荣誉。
2.江苏宗恒科技有限公司
江苏宗恒科技有限公司以生产线智能化设备的开发、定制为主的科技型生产企业,包括工厂的工艺布局设计、新厂筹建、生产技术管理以及产品研发等工作。具有丰富的混凝土预制桩/电杆企业的管理经验,公司不断提升企业的核心竞争力,加大科研投入,引进和孵化新技术,公司拥有专利11项,产品包括泵送系统、摩擦轮、平车、布料车、吊具、入釜车、翻底模、链条机等。公司秉承“科技创新,质量至上”,坚持追求技术卓越,品质超群,服务周到的经营理念,助力客户打造更高效、更高产、更高收益的预制混凝土管桩/电杆生产线。
3.中国建筑科学研究院有限公司
中国建筑科学研究院有限公司(简称“中国建研院”)成立于1953年,原隶属于建设部,2000年由科研事业单位转制为科技型企业,隶属于国务院国有资产监督管理委员会,是全国建筑行业最大的综合性研究和开发机构,具有建设行业博士、硕士学位授予权,建有土木工程博士后科研流动站,拥有包括院士、设计大师、数百名各领域知名专家和一大批中青年科技骨干在内的优秀人才队伍。中国建研院始终把服务公益事业、推进行业技术进步作为己任,面向全国的建设事业,以建筑工程为主要研究对象,以应用研究和开发研究为主,致力于解决我国工程建设中的关键技术问题;负责编制与管理我国主要的工程建设技术标准和规范。中国建研院成立以来,共完成科研成果3000余项,其中荣获国家发明奖、国家科技进步奖、国家自然科学奖、全国科学大会奖等共近100项,住建部华夏奖及各类省部级科技进步奖500余项,拥有的有效专利数500余项,负责主编工程建设领域标准规范累计900余项,为推动我国工程建设标准化、提高工程质量管理水平、促进建设事业科技进步与发展做出了应有的贡献。
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