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项目年度编号
1600100133
中图分类号
TU528.73
成果公布年份
2015
成果简介
项目背景：近年，国内部分城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，严重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。国务院部署用5～10年时间完成地下老旧管网改造并建成完善的城市地下管线体系；超大口径引排水管是地下管线建设成功的关键部件(如图1所示)，然而，直径在3500～4650mm混凝土管的生产与施工在国内还是空白；为解决该问题，该项目研发团队创新性的攻克了大口径混凝土管生产设备的设计、制造及产品的施工应用等方面多项关键技术。在推进现有混凝土管制造装备设计水平提高及中国新城地下管网建设有重要意义。项目主要内容：项目面向超大口径混凝土制管机械领域，系统主要构成有智控超大口径异型管自动变径滚焊机、大口径高精度立式振动钢模、芯模振动制管机，系统所涉及关键创新技术与内容有：1)为解决超大口径钢筋笼焊接效率低，漏焊率高的问题，所研发滚焊机较新颖的采用了“步进电机+丝杆螺母”变径机构；以工控机为主控制器，通过6块8轴的运动控制卡对48台步进电机同步控制，实现了焊接过程焊接位置动态调节及焊机电极与焊点之间的随动控制；焊接点速度大于200点/分钟，焊接钢筋漏焊率低于1%，处于国内领先水平。2)为提高钢模精度及其整体结构强度，对不同挤压屈服强度材料的钢模结构(厚壁筒)弹塑性进行了极限分析，进而得到钢模的壁厚尺寸、环(纵)肋板数量及间距最佳设计值；外模插承口端采用了整体框架箱结构焊接(四块)成型方法，首先经校正、回火去处焊接应力保证了结构的稳定性，然后，采用整体立车加工实现了管模在接口处的尺寸精度控制。最终，钢模在长度方向精确度控制在±1mm；内、外直径控制在±2mm；插承口段圆度为±1mm；同轴度为±1mm，技术水平属于国内领先。3)为克服传统装备上下激振力不足，管道不密实的问题，创新性的提出多点振动成形方法，设计了沿轴向上、中、下三处安装的锁紧块实现了激振力到钢模的均匀有效传递，达到了混凝土管的密实度均匀分布要求，如图2所示。研发设计了一种基于光强调制原理的光纤温度传感器，铺设在轴承固定处以实时反馈各轴承测点温度，并通过工控机实现了冷却装置对轴承的自动冷却降温。技术经济指标及推广应用情况主要经济指标：设备整体生产效率提高300%，操作人员减少30%人/线，单管生产原料节约30%；可实现圆形、椭圆形、方形、异形混凝土管钢筋骨架的加工，产品的多样性得到了极大的提高；混凝土管外直径精度为±2mm，长度方向精度为±1mm，均优于国家标准；推广应用情况项目产品成套装备销售价为290万元，为国外同期设备售价的1/3，已销售8140万元，利税3449万元。为企业创造良好的效益。知识产权情况：授权发明专利10项；实用新型专利22项，无知识产权纠纷。参加建材行业标准2项，JC/T699-2012《水泥制品用钢筋混凝土管钢筋骨架滚焊机》、JC/T2106-2012《钢筋混凝土排水管芯模振动制管机》鉴定情况：1)国家建筑材料工业建材机械产品质量监督检验测试中心检验合格产品；2)国家建筑材料工业机械标准化技术委员会认定为2012年度全国建材机械产品定点生产企业；3)“HGZ440-3数控大口径自动变径滚焊机”，“XM3400-2.5芯模振动制管模具”和“XZ3600-3芯模振动多功能机”经江苏省经济和信息化鉴定委员会鉴定均达到国内同类产品领先水平。
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