2020年度

混凝土科学技术奖•技术革新类

获奖项目展示

由于人口红利的消失，劳动力成本急剧上升及劳动力的短缺，给钢筋混凝土制管行业造成很大的压力。水泥制品是劳动强度高的制造业，面临人员短缺的重大问题，转型升级，走精、高端线，用高度自动机械化设备是提高生产效率和降低生产成本的必然选择。

目前国内大部分钢筋混凝土排水管制品的生产，通常采用径向挤压工艺和芯模振动工艺。径向挤压挤压机生产Φ300~Φ1200混凝土钢筋排水管具有生产效率高的特点，但排水管混凝土强度相对芯模振动成型工艺液化密实成型混凝土的强度较低；同时径向挤压工艺对钢筋骨架要求高，无论是钢筋用量、焊接质量，以及在模具中骨架的垂直度都有很高的要求，稍有不慎，钢筋骨架局部扭曲就会使排水管产生裂纹影响管道的抗渗性能；另外，径向挤压投资大，耗电量高，后期维护成本大，成为选用径向挤压工艺绕不开的难题。芯模振动工艺生产小口径钢筋混凝土排水管由于管壁薄、下料空间小，生产效率较低；其制管成型机采用压住成品管脱模，克服了成型管所受的拉拔力，相应提高了成品管的质量，但在脱模运送至养护区的过程中，没有模具保护易弯曲变形，影响产品质量。

本项目设备主机（北京生产现场）

项目完成单位于2017年6月起，结合了径向挤压和芯模振动工艺的优点，对升芯高频振动制管机进行了研发设计、制造。本项目成果旋转工位式芯模振动升芯制管机，克服现有技术中存在的缺陷，使其具有“芯模振动管的品质，径向挤压管的效率”。采用液压油缸升降装有芯模的提升平台，使内外模组合的空腔成为渐进的动态过程。混凝土沿着外模的内壁输入，随着带有拨盘分料动能的内模的提升，使混凝土均布在内外模的空腔内振动液化密实成型混凝土管产品，加快了下料进度，提高了生产效率。在旋转的工位盘的工位上一次完成钢筋混凝土的成型工艺，工位二上进行成品管内壁的清理和修饰，提高了成品的外观质量。产品带外模具运送至养护区脱掉外模进行蒸养，防止了混凝土管的变形。Φ300~Φ600的模具采用单开门缝模具，克服了整体模具脱模时管产品受拉力的影响。

1.装有活动平台的提升机构

提升系统由两个液压油缸伸出和收缩，由液压站控制液压油缸的运行速度，配合装有振动芯棒的内模可以实现进入外模的空间和速度，使混凝土料能在较大的空间较快的速度进入内外模的空腔内，完成混凝土的浇筑。通过对上升速度的控制，实现混凝土的输送与内模上升实现准确结合。带有拨盘的内模筒体通过振动芯棒布置的油孔输送液压油达到内模顶端的液压马达驱动拨料盘旋转，使进入内外模空腔内的混凝土能均匀密布，避免堆积在内模顶端。

2.带有二工位的旋转圆盘

二工位的旋转圆盘实现两个工位进行互换：在工位一进行混凝土的浇筑碾压成形；在工位二上装有清理和修饰机构，由液压电机、导向柱和液压油缸组成，通过液压电机的驱动旋转环上的毛刷进行旋转运动清理和修饰钢筋混凝土管的内壁表面，使脱模时产生的表面拉毛。

3.表面平整

导向柱和液压油缸使旋转环在垂直方向上作上下运动，使整根钢筋混凝土管长度方向上得到完整的清理和修饰，特别是Φ300-Φ600管，人工无法进入管内修饰，效果明显。

4.二套外模生产

现有的芯模振动成形制管机，采用一套模具连续生产，在机架上就脱离内模及外模，混凝土管产品立于底托盘上，由叉车托运底托盘倒运至养护区。采用二套外模生产，由于有外模的保护，减少了混凝土管弯曲墩塌变形，提高了产品质量和生产效益。

碾压状态(长春生产现场)

准备修补内壁状态(长春生产现场)

旋转工位式芯模振动制管机，实现了“芯模振动的品质，径向挤压的产能”，使芯模振动工艺在产品质量，生产效率，生产成本，劳动强度，自动化程度展现出了优势，也在小口径管上得到了体现。为排水管生产企业在扩大产能、减少用工、多规格管道生产等方面提供了一种经济高效的选择。

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