布料机
应用于楼房建筑等工程的设备
布料机(英文名:混凝土 placing boom),全称混凝土布料机,是一种在建筑施工中用于混凝土浇筑的专用设备,能够将混凝土从搅拌站或搅拌车输送到施工现场的指定位置,广泛应用于楼房建筑、桥梁、隧道等基础建设,有效提高浇筑质量和生产效率,减轻工人劳动强度。
20世纪70年代,布料机开始发展。20世纪80年代开始,西方发达国家开始了建筑自动化设备的研究,并取得了大量成果。中原地区改革开放之初,布料机主要依赖进口。但在中国基础建设的推动下,中国布料机的生产发展非常迅速。截至2008年,中国布料机基本上已实现国产化,仅有部分大型的布料机需要进口。
布料机主要由塔身、臂架、回转装置、液压系统和电控系统等部件组成。它主要通过控制液压系统,操纵臂架上液压缸的伸缩和回转机构的液压马达回转,从而实现臂节的运动(伸展和折叠)及整机回转,可将混凝土输送到整个施工面(三维布料运动)。混凝土布料机类型多样,根据其适用场合可分为现场施工类和工厂预制类两个类别,以满足不同施工环境和要求。未来混凝土布料机主要朝着智能化、环保节能化、模块化和定制化等方向发展。
发展历史
20世纪70年代,混凝土布料机开始发展,其在混凝土浇筑施工过程中应用非常广泛,如港口码头、桥梁、电站、公共设施、市政设施、高层建筑等大型土建工程。然而施工现场由于人与机械设备交叉作业,仍存在生产安全隐患问题,时有伤亡事故发生。实践表明机器人化是解决上述问题的一条有效途径。
20世纪80年代开始,西方发达国家就开始了建筑自动化设备的研究,并取得大量成果。日本更是走在建筑机器人化的前列,开发了上百种建筑施工机器人商品。此外,美国英国德国等西方发达国家也相继开发了多种建筑机器人。中国国内也有一些单位展开了建筑机器人的研究:哈尔滨工业大学开发了推土、装载机器人;中国石油大学开发了喷浆机器人。但有关混凝土浇筑的机器人化研究却不多见,只是利用计算机对布料机进行了仿真研究。
中原地区改革开放初期,布料机主要依赖进口。但在基础建设需求的推动下,中国布料机的生产发展非常迅速。截至2008年,中国布料机基本上已实现国产化,仅有部分大型的布料机需要进口。
基本分类
混凝土布料机的类型很多,根据其适用场合分为现场施工类和工厂预制类两个类别。
现场施工类
现场施工类混凝土布料机根据施工场合又分为手动式混凝土布料机、塔式混凝土布料机、船用混凝土布料机等。手动式混凝土布料机适用于混凝土平面浇筑施工。塔式混凝土布料机又分为固定式、内爬式、行走式等,适合于楼房、高层建筑、铁路制梁等现场浇筑。船用混凝土布料机适用于港口、桥梁的建设,特别在跨海大桥的建设中发挥了巨大作用。
工厂预制类
工厂预制类混凝土布料机应用于工厂预制板类、梁类及其他异形构件的生产,属于平面浇筑。根据其出料方式,工厂预制类混凝土布料机又分为螺旋布料机和摊铺布料机。螺旋布料机出料方式为螺杆强制出料,适合不同坍落度的混凝土布料。摊铺布料机的出料方式为星形轴旋转出料,适合坍落度较高的混凝土布料。
工作原理
布料机作为混凝土布料设备,与混凝土泵配合使用,完成建筑施工中的混凝土浇注作业。布料机主要由塔身、臂架、回转装置、液压系统和电控系统等部件组成。其臂架一般由三节臂组成。通过控制液压系统,操纵臂架上液压缸的伸缩和回转机构的液压马达回转,从而实现臂节的运动(伸展和折叠)及整机回转,可将混凝土输送到整个施工面(三维布料运动)。
特点
生产效率高:混凝土布料机可以实现连续输送,提高生产效率,节约时间和人力成本。
均匀输送:混凝土布料机通过布料控制,使混凝土材料能够均匀地流动和输送,并保持混凝土的均一性,提高浇注质量。
自动化控制:混凝土布料机采用自动化控制技术,实现了对输送过程的监控和控制,保证了输送的精度和稳定性。
适应性强:混凝土布料机可以适应多种不同的混凝土生产线配置和施工环境,如可以与混凝土搅拌机等配套使用。
基本构造
混凝土布料机类型多样,以满足不同施工环境和要求。以向混凝土构件模具布料为例,布料机由支架与横梁(塔身、臂架)、大车行走装置、小车行走装置(回转装置)、布料机本体(混凝土料斗)、液压系统和电控系统等组成。
支架与横梁
支架与横梁是布料机的支撑装置,大车行走装置在横梁上的轨道上行走,承受布料机其他部分及料斗内混凝土的荷载。根据生产线工艺设计需要,支架与横梁的跨度方向既可沿着生产线方向布置,又可垂直布置。
大车行走装置
大车行走装置跨坐在横梁上,工作时沿横梁方向行走,其行走速度变频可调。大车行走装置主要由钢结构框架和行走装置及小车行走轨道组成。
大车的钢结构框架承受小车行走装置、布料机本体及布料机料斗内混凝土的荷载。钢结构框架主体部分由矩形管焊接而成,在矩形管的两端开口,以便安装行走装置。矩形管的上方焊有行车轨道,供小车在其上行走。同样,为保证小车行走的平稳性,在设计和安装时要考虑轨道的水平度和直线度。
大车行走装置由4组行走轮组成,每组行走轮由一对角接触球轴承、一对轴套、一根轴等组成,其中两组行走轮需要电动机驱动,驱动轮横向对称布置(混凝土料斗),也可对角布置。
小车行走装置
小车行走装置跨坐在大车行走装置的钢结构框架上,工作时沿垂直于横梁方向行走,其行走速度同样变频可调。小车行走装置也是由钢结构框架和行走装置组成。
小车行走装置的钢结构框架承受布料机本体及料斗中混凝土荷载,其主体部分也由矩形管焊接而成。同样,在矩形管的两端开口,以便安装行走装置。小车行走装置上与布料机本体连接处装有称重传感器,用来监测料斗中混凝土重量,控制布料量。
小车行走装置同样由4组行走轮组成,每组行走轮由一对角接触球轴承、一对轴套、一根轴等组成,其中两组行走轮需要电动机驱动,根据设计需要,驱动轮可对称布置,亦可对角布置。有的布料机小车行走只装一个驱动电动机,同时驱动两个行走轮,两行走轮由一根长轴串联在一起,中间由联轴器连接。
布料机本体
布料机本体是布料机的核心部件,由料斗、打散装置、混凝土输送装置等组成。布料机本体安装在小车行走装置上,布料作业时随小车一起行走。
打散装置由打散轴、轴承、减速电动机等组成。打散装置位于料斗的下方,混凝土输送装置上方,其作用是防止料斗内混凝土初凝,保证混凝土布料连续性。打散轴纵向安装在料斗内部,两端支撑在料斗壳体两侧的轴承座内。打散轴一般有两种结构形式,分别为梳齿形和铲子形。梳齿形打散轴由无缝钢管及若干圆钢焊接而成,铲子形打散轴由无缝钢管及若干铲子焊接而成。铲子形状各异,排布方式可以是向心排布,也可偏转一定角度。由于打散轴长期与混凝土接触,需选用耐磨材质,以延长其使用寿命。
混凝土输送装置安装在料斗的最下端,其作用是向模台上布料。根据出料方式不同,有螺旋式强制下料和星形式强制下料两种,对应的布料机称为螺旋布料机和摊铺布料机。这两种混凝土输送装置均为强制下料装置。螺旋下料装置对不同坍落度混凝土适应性强,为多螺杆布料,适用于避让带门窗制品等复杂制品的精确布料,且对混凝土坍落度适应性强,每个螺杆都需配置螺杆驱动装置,因此布料量控制精准,但结构和控制程序较复杂。星形下料装置适合坍落度高的混凝土布料,在料斗下部设置多个出料闸门,也可根据制品形状控制闸门的开闭,由于只有一个星形轴,因此只需配置一个驱动装置。
性能参数
中国国外著名的布料机生产厂家主要有普茨迈斯特(Putzmeister)、施维英(SCHWING)等。这些厂家的布料机材料强度高、重量轻,采用电液比例和可编程控制,可靠性高、动态性能好。而中国国内布料机生产厂家有中联重科、上海住乐等,产品已基本形成系列,能满足国内不同的施工要求。截至2004年6月4日,中国国内外混凝土布料机的指标参数对比如下:
使用和维护
混凝土布料机任一部位与其他设备及构筑物的安全距离不应小于0.6m。
固定式混凝土布料机的支撑应符合使用说明书的要求,支撑结构应经设计计算,并应采取相应加固措施。
1)支腿应打开垫实,并应锁紧。
2)塔架的垂直度应符合使用说明书要求。
3)配重块应与臂架安装长度匹配。
4)臂架回转机构润滑应充足,转动应灵活。
5)机动混凝土布料机的动力装置、传动装置、安全及制动装置应符合要求。
6)混凝土输送管道应连接牢固。
应用领域
混凝土布料机广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道等大型混凝土结构的建设中。其中,手动式混凝土布料机适用于混凝土平面浇筑施工。塔式混凝土布料机适用于高层建筑、铁路制梁等现场浇筑。船用混凝土布料机适用于港口、桥梁的建设。工厂预制类混凝土布料机应用于工厂预制板类、梁类及其他异形构件的生产,属于平面浇筑。如螺旋布料机适合不同坍落度的混凝土布料;摊铺布料机适合坍落度较高的混凝土布料。
布料机的应用不仅混凝土浇注质量和浇注效率,还极大地减轻工人的劳动强度,有力地推动了混凝土浇注的机械化进程。
发展趋势
随着建筑行业对施工效率和质量要求的提高,混凝土布料机的技术不断创新,如智能化控制系统、远程监控和故障诊断系统 ,以及更加灵活的臂架设计,提高了设备的作业精度和施工效率。   
随着物联网和人工智能技术的应用,布料机将实现与施工现场其他机械设备的无缝对接,形成智能施工体系,进一步提升施工的智能化水平。同时,环保和节能将是布料机设计的重要考量,布料机将采用更高效的驱动系统和回收再利用技术,减少施工过程中的能耗和排放。此外,模块化设计和定制化服务将满足不同施工环境和项目需求,提高设备的适应性和经济性。
标准规范
其它布料机
人造石,特别是岗石压板人造石英石的花色单一布料方法古板,市场上的双色多色纹理不自然,稳定性差,生产效率低,以手工布料方法为主。其中,人造石,特别是岗石压板人造石英石自动布料是以搅拌杆或搅拌叶将人造石预用料强制性的刮至模腔中或压机的皮带上,从而实现布料过程。此布料过程将双色、多色及颗粒纹理刮乱或刮花,纹理不自然,稳定性差。
一个人造石布料机的专利方法提供了解决方案:将人造石预压料预先装入筒体为网孔状的滚筒内,然后旋转滚简或旋转并移动滚筒,则人造石预压料从网孔中均匀地撒落而下,分散在模腔中或皮带上,从而实现布料过程。
参考资料
混凝土布料机.全国标准信息公共服务平台.2024-10-02
混凝土布料机现状.中国知网.2024-10-01
..2024-10-09
目录
概述
发展历史
基本分类
现场施工类
工厂预制类
工作原理
特点
基本构造
支架与横梁
大车行走装置
小车行走装置
布料机本体
性能参数
使用和维护
应用领域
发展趋势
标准规范
其它布料机
参考资料