Автоматизированное производство армокаркасов для буронабивных свай

Технологии строительства не стоят на месте. Инженеры постоянно предлагают новейшие разработки, часть из которых успешно проходит испытания и внедряется в отрасль. Так, за последние два десятилетия большую популярность в России обрели буронабивные сваи. С их помощью строители сооружают фундаменты массивных опор, используя при этом сваи различных диаметров.

Широкому распространению буронабивных свай в значительной степени поспособствовало появление на российском рынке большого количества качественного бурового оборудования. Установки таких брендов, как Tescar, Bauer, Soilmec, MDT, отлично справлялись с поставленными задачами. Однако впоследствии выяснилось, что каким бы современным и высокотехнологичным не было буровое оборудование, качественные буровые сваи невозможно соорудить без надёжной арматуры.

Арматурный каркас — важнейшая составляющая любой сваи, и арматурные работы всегда будут узким местом во всём технологическом процессе возведения свай. Именно по этой причине мы решили заострить наше внимание на данном вопросе, чтобы ещё больше повысить качество сооружаемых с помощью нашего оборудования фундаментов.

В нашей статье мы подробно рассмотрим один из современных методов автоматизированного изготовления армокаркасов для буронабивных свай. Производство будет осуществляться с помощью станка AM-1500 итальянской компании MEP, хорошо зарекомендовавшего себя в работе за последние несколько лет.

Принимая в расчёт разницу между российскими и зарубежными нормами по профилю, прокату и химическому составу, компания «ПК Доломит Строй» приняла решение также проверить, возможно ли соблюсти отечественные нормы, используя станок для сварки каркасов итальянского производства.

Macchine Elettroniche Piegatrici AM-1500

Станок MEP AM-1500 рассчитан на изготовление цилиндрических армокаркасов для буронабивных свай. Его принцип работы состоит в выстраивании стержней в заданное проектом положение и в формировании вокруг них фиксирующей спирали из проволоки. Материал при этом берётся из специальных бухт, а все процессы осуществляются вручную.

Станок MEP AM-1500 в автоматическом режиме производит следующие манипуляции:

• позиционирование стержней в положение, предусмотренное проектом;
• подача и выправка катанки;
• наматывание каркаса на строго зафиксированные в одном положении продольные стержни;
• сварка.

Электросварка производится непрерывным швом. За позиционирование горелкодержателя отвечает отдельный модуль.

Компоновка станка для сварки каркасов:

• фиксированная головка;
• головка передвижная (мастер-головка);
• головка холостого хода (ведущая);
• головка холостого хода (ведомая);
• площадка для стержней;
• блок гидравлики;
• опорные устройства;
• механизмы для выгрузки;
• сварочный модуль.

Теперь рассмотрим роль каждого из этих узлов в технологическом процессе.

Фиксированная (статичная) головка

Статичная головка представляет собой диск, приводимый в движение механическим приводом. Задача этого приспособления — выравнивать и фиксировать в одном положении стержни, захватываемые станком AM-1500. Для этих целей неподвижная головка оснащена контактными гидравлическими прижимами.

Вращение передаётся диску от редуктора через зубчатую цепь. Сам же редуктор берёт крутящий момент у электродвигателя, которым укомплектован станок для сварки каркасов. Такой подход позволяет добиться полной синхронности вращения с дисками мастер-головок. Как только диск поворачивается в положение, соответствующее заданному программой шагу, блок электроники отслеживает это посредством датчика и тут же даёт команду об остановке.

Мастер-головка

Передвижная головка так же, как и статичная, состоит из диска, приводимого в движение механическим приводом. Отличие этой головки состоит в том, что она смонтирована на передвижном блоке, который перемещается вдоль рельса.

Мастер-головка — одна из важнейших частей станка для сварки каркасов. На ней установлено специальное кольцо с гнёздами, при помощи которого продольные стержни распределяются с определённым шагом по окружности сваи. В стандартную комплектацию MEP AM-1500 входит 12 колец. Этого хватает, чтобы создавать буровые сваи от 300 до 1500 мм в диаметре.

На каждое кольцо можно смонтировать входящие в комплект поставки гнёзда. Главное преимущество конструкции мастер-головки состоит в том, что она позволяет монтировать упрочняющие кольца очень быстро. Это значит, что компания, владеющая станком для сварки каркасов, сможет быстро переориентировать его на изготовление буронабивных свай другого диаметра.

Ещё один плюс установки MEP AM-1500 состоит в том, что при работе с ней кольца можно монтировать прямо в процессе изготовления буронабивных свай. Оператор станка может задать два нужных ему диаметра, используя лишь одно кольцо. Это становится возможным благодаря тому, что гнёзда устанавливаются не только с внешней стороны упрочняющего кольца, но и с внутренней.

Гнёзда для продольных стержней

В процессе эксплуатации станка продольные стержни монтируются в специальные гнёзда. AM-1500 комплектуется гнёздами двух форматов: большим и малым. Большое гнездо ориентировано на диаметр стержней от 20 до 40 мм, малое — на стержни диаметром от 8 до 20 мм.

Блок подачи проволоки

Блок подачи проволоки отвечает за формирование спиральной арматуры буронабивной сваи. Этот блок состоит из нескольких валиков, отвечающих за выравнивание катанки и её разматывание с бухты. С помощью такого нехитрого приспособления вокруг стержней обматывается проволока, образующая правильную спираль.

Электросварка

Сварка продольных стержней и намотанной на них проволоки осуществляется в автоматическом режиме высокоточным сварочным роботом. Его принцип действия следующий: по опоре ездит каретка, в которой закреплён горелкодержатель. Эта каретка автоматически цепляется к стержню при помощи специальной зацепки, после чего неотрывно следует за ним на протяжении всего периода, пока ведётся электросварка. После того как сварка завершена, карета с горелкодержателем отцепляется от стержня, возвращаясь в исходное положение (возврат осуществляется пневмоцилиндром).

Сварка производится непрерывным швом, а её продолжительность контролируется электроникой и зависит от диаметров свариваемых друг с другом проволоки и стержня, а также от скорости их вращения. Станок для сварки каркасов Macchine Elettroniche Piegatric AM-1500 потребляет при сварке до 9 кВт.

Ведущая и ведомая головки холостого хода

Ведущая головка холостого хода — это вращающийся диск, отвечающий за фиксацию стержней. Данная головка использует тот же самый привод, что и описанные выше головки, поэтому рассинхронизация с ними попросту невозможна. Перемещение всего блока зависит от вращения передвижной головки. Диск при этом укомплектован шаблоном, отвечающим за поддержание стержней в проектном положении во время вращения каркаса.

Ведомая головка холостого хода не имеет собственного привода. Она объединена с ведущей головкой телескопической трубой и перемещается синхронно с ней, осуществляя поворот дисков. За точное позиционирование ведомой головки относительно ведущей отвечает автоматизированная система сцепления.

Вдоль рамы станка для сварки каркасов размещены опорно-выгружные устройства. Они также работают в автоматическом режиме и задействуются сразу после прохождения передвижной головки. Как только армокаркас для буронабивных свай изготовлен, поддерживающие подпорки переходят в режим ручного привода, чтобы готовый продукт можно было опустить до уровня рамы, а затем снять.

Гидравлическая установка

Блок гидравлики, установленный в MEP AM-1500, отвечает за перемещение фиксированной головки, позиционирование подъёмных кареток и сервоприводов контактных зажимов. При выходе из строя блока гидравлики все ключевые элементы станка для сварки каркасов окажутся обездвижены, поэтому производители уделяют очень пристальное внимание этому элементу, стараясь выполнить его как можно более качественно.

Площадка для стержней

Площадка (или, как её часто называют, магазин) спроектирована таким образом, чтобы оператор станка мог загружать стержни сбоку, не прекращая при этом работу оборудования.

Технология производства армокаркасов для буронабивных свай

Металлические стержни, загруженные в магазин перед началом сборки каркаса, перекатываются в специальные углубления, предусмотренные во вращающихся головках. Что касается спиральной проволоки, опоясывающей стержни по периметру, то она разматывается непосредственно с бобины, выравниваясь прямо в процессе работы блоком валиков.

После того, как все стержни встали в предусмотренное проектом положение, спираль совершила первый оборот и произошла электроприхватка, начинается автоматический цикл. Проволока постепенно наматывается на вращаемые головками металлические стержни, а сварочный робот сваривает всё это в единую конструкцию.

После того как работа завершена, армокаркас для буронабивных свай опускается до уровня рамы станка и помещается на разгрузочные желоба. После этого он выталкивается вбок и перекатывается до места, где он может быть подхвачен подъёмным краном.

В цикл изготовления армокаркаса для буронабивных свай входят следующие манипуляции:

• установка требуемого диаметра буронабивной сваи, настройка шага её продольных стержней, настройка переменного шага опоясывающей её по всему периметру арматуры;
• укладка проволоки в бобину;
• монтаж продольных стержней на площадку;
• пуск станка;
• эвакуация собранного армокаркаса для буронабивных свай из станка и его транспортировка на склад.

Программирование всех процессов осуществляется с пульта управления. Стоит отметить, что автоматизация всех сборочных процессов не только ускоряет изготовление каркасов, но и делает их намного более качественными. При изготовлении опытных партий нашими специалистами постоянно осуществлялся контроль качества сварных соединений. Никаких отклонений от ГОСТа не было обнаружено.

Станок MEP AM-1500 может самостоятельно регулировать параметры сварки, осуществляемой в местах соединения продольных стержней и наматываемой на них проволокой. При этом регулируется не только интенсивность и время самой сварки, но и её шаг в поперечном направлении и по длине каркаса.

После изготовления нескольких пробных армокаркасов, специалистами «ПК Доломит Строй» было принято решение проверить все сварочные швы, которые по тем или иным причинам могли показаться ненадёжными. Они находились в местах контакта стержней каркаса с обмотанной вокруг них проволокой. Ни один из швов не дал слабину. Кроме того, в процессе работы станка бригада специалистов постоянно отслеживала стабильность и качество всех осуществляемых в автоматическом режиме манипуляций. За всё время работы никаких сбоев электроники и погрешностей в регулировках выявлено не было.

Заключение

Испробованный нами станок AM-1500 от итальянского бренда MEP отлично показал себя при сборке арматурных каркасов. Используемая нами горячекатаная арматурная сталь отлично сваривалась в автоматическом режиме. При этом станок не только делал это быстрее, чем в ручном режиме, но и выдавал продукцию, полностью соответствующую российским качественным нормам. Скажем больше — качество автоматизированной сборки во многом даже превышает качество сборки ручной. Это обусловлено точностью позиционирования горелки, точностью шага, а также непрерывностью шва. Добиться такого безукоризненного шва, используя ручную дуговую сварку, попросту невозможно.

Что касается скорости производства, то тут и сравнивать нечего. Полный цикл автоматизированной сборки одного армокаркаса длиной 11,7 м длится около часа (с момента установки стержней на площадку и до извлечения готового продукта из станка). На сборку секции такой же длины вручную у бригады рабочих уйдёт в среднем от 14 до 16 часов.