机械连接范文

机械连接篇1

关键词：钢筋；机械连接；质量问题

一、钢筋机械连接技术概述

钢筋机械连接技术是一项新型钢筋连接工艺，被称为继绑扎、电焊之后的“第三代钢筋接头”，具有接头强度高于钢筋母材、速度比电焊快5倍、无污染、节省钢材等优点。

图纸结构设计总说明中列出“钢筋连接可采用机械连接、绑扎搭接或焊接，当钢筋直径≥22时，应采用机械连接。钢筋的机械连接、绑扎搭接及焊接，应符合国家现行有关标准的规定”。本工程中，筏板钢筋选用直径为22的钢筋，应采用机械连接。

现场采用滚扎直螺纹连接：其工艺是先将钢筋端部的横肋和纵肋进行剥切处理后，使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸，然后再进行螺纹滚压成型。其基本原理是仅在金属表层发生塑变、冷作硬化，金属内部仍保持原金属的性能，因而使钢筋接头与母材达到等强。

二、现场工程检查情况

检查情况如下：

套筒长65mm

接头长度62mm

丝扣外露约3P

从图中可清楚看到，两钢筋接头未切平、连接间隙约3mm（1.2p），丝扣外露约3p。不符合以下规定：

（一）《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107-2010第6.1.2条直螺纹接头的现场加工应符合下列规定：

1.钢筋端部应切平或镦平后加工螺纹。

（二）《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107-2010第6.2.1条直螺纹钢筋接头的安装质量应符合下列要求：

2.安装接头时可用管钳扳手拧紧，应使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧。标准型接头安装后的外露螺纹不宜超过2p。

三、钢筋连接接头未切平、连接间隙大的影响

（一）直螺纹钢筋接头的加工应保持丝头端面的基本平整，使安装扭矩能有效形成丝头的相互对顶力，消除或减少钢筋受拉时因螺纹间隙造成的变形，钢筋丝头未切平，将造成接触端面间相互卡位而消耗大部分拧紧扭矩和减少螺纹有效扣数，造成钢筋螺丝与套筒螺丝连接的数量减少，增大残余变形，抗拉强度偏低，达不到持力效果。

（二）钢筋丝头在套筒中央位置应相互顶紧，这是减少接头残余应变的最有效措施，是保证直螺纹钢筋接头安装质量的重要环节；本案例中外露螺纹约3P，则说明丝头没有完全拧入套筒，接头残余变形大，钢筋抗拉性能低。

残余应变是材料或结构经冷、热加工后或承受超过比例极限的应力σ后在其内部残留的未能自动消除的应变ε。弹性模量 E=σ/ε，E反映钢材的刚度，是计算结构变形的重要指标，在比例极限外，应力基本不变，而应变逐渐增大，则结构刚度减小、变形增大、安全性降低。

四、改进措施

通过对该施工过程进行现场调查，从“人、机、料、法、环”各个方面进行分析研究，最终查找到造成机械连接不合格的主要原因有以下几个：

1.施工人员素质低。施工单位未对钢筋螺纹套丝机操作工人进行相关规范、规程的学习及机械操作培训，使得操作人员对钢筋螺纹套丝机操作相关规范、规程的要求、要领掌握不够，质量意识差。

2.机器保养不及时。钢筋螺纹套丝机施工时间过长，保护措施不到位，滚丝头锈迹斑斑。

3.加工方法不正确。（1）钢筋接头的切割使用电焊切割，未采用切割机。（2）螺纹加工时，钢筋头没有磨平，出现斜面。

针对以上问题，监督工程师要求施工单位在现场随机截取3个接头试件作抗拉强度试验，按设计要求的接头等级进行评定，并对上述工程质量问题，要求施工单位立即整改。要求其在施工前应认真了解机械连接要求，及时对操作人员进行培训、加强规范学习，并做好施工方案，保证钢筋接头强度符合设计要求，避免出现工程质量问题。

参考文献：

[1]《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107-2010 中华人民共和国住房和城乡建设部

机械连接篇2

关键词：接头检验；钢筋机械连接；类型

一 钢筋机械连接

钢筋连接指的是通过钢筋和连接件之间的咬合作用或者钢筋的端面承压作用实现将一根钢筋上的力传至另一根上的一种连接方法。

其中钢筋机械连接的接头的种类很多，较为常见的有：锥螺纹接头、熔融金属充填接头、镦粗直螺纹接头、套筒挤压接头、滚轧直螺纹接头以及水泥灌浆充填接头。

由抗拉强度、高应力以及大变形时的出现的反复拉压性能的差别可将接头分成三类：①Ⅰ级接头：此类接头其抗拉的强度大于或等于被连接钢筋的实际抗拉的强度以及1.10倍钢筋的抗拉强度之标准值，而且此类接头具有高延性以及反复拉压等的性能。②Ⅱ级接头：此类接头的抗拉强度大于或等于被连接钢筋的抗拉强度之标准值，而且其拥有较高的延性和反复拉压的性能。③Ⅲ级接头：此类接头其抗拉强度应大于或等于1.35倍的被连接钢筋的标准屈服强度值，而且其有一定延性和反复拉压的性能。

二 钢筋机械连接的接头检验与验收

钢筋机械连接接头检验的种类及其验收标准如下：

1 接头的型式检验

接头的型式检验其规定如下：对于各种型式、规格、级别、材料以及工艺的连接接头，其型式检验的试件不应低于九个，而且单向拉伸的试件、高应力的反复拉压的试件以及大变形的反复拉压的试件均不能低于三个。于此同时，必须另外取出三根钢筋母材的试件进行抗拉强度试验。因注意的是所有的试件都必须在相同的一根钢筋上进行截取。

接头型式检验标准的合格条件为：（1）接头抗拉强度的合格条件是各个接头试件其抗拉强度的实际测量值都必须符合标准规定。如果测量出的钢筋母材的抗拉强度的实际值要比1.10倍的标准抗拉强度值还要大时，对于Ⅰ级接头试件来说，其抗拉强度仍然不能够低于0.95倍的实际测量的钢筋母材其抗拉强度值；对于Ⅱ级接头试件来说，其抗拉的强度也不可以低于0.90倍的实际测量的钢筋抗拉强度其值。（2）另外，其变形检验的合格条件是这三个试件实际测量出来的非弹性和残余变性以及总伸长率的值必须符合相关规定，规定见《钢筋机械连接通用技术规程》。

2 接头的工艺检验

钢筋连接工程在开工之前以及施工的过程当中，都需要对各批进场的钢筋连接进行其接头的工艺检验，检验的主要内容为，分析本工程的接头技术的提供方其已经确定下来的工艺参数同本工程以及到场的钢筋是否能够相互适应，是否能够将实际工程中所抽到的样品试件其合格率提高，从而实现在工程使用之后接头出现问题带来的经济损失降至最低。

接头在进行工艺检验时，应当满足以下要求：（1）各种规格其接头的样品试件都不可以低于三根；（2）钢筋母材的抗拉强度的样品试件也不能够低于三根，并且必须采取来自接头样品试件的相同的那一根钢筋；（3）所检验的三根接头的样品试件其抗拉的强度都必须满足下表1中的要求和规定。对Ⅰ级接头样品试件来说，其抗拉的强度仍应满足的条件为不小于0.95倍的实际测量的钢筋其抗拉强度值；而对Ⅱ级接头样品试件来说，其抗拉的强度必须满足的条件为大于0.90倍的实际测量的钢筋其抗拉强度值。

3 接头的现场检验

钢筋机械连接接头的现场检验指的是检验部门对钢筋机械连接的接头进行施工现场的抽样检验的过程。现场检验时通常只对连接接头的外观质量及其抗拉的强度进行试验。在型式检验将接头的等级确定之后，在施工的现场仅仅需要对钢筋机械接头进行其现场检验即可，应注意的是如果开始进行钢筋连接的整体工程时，应在工程开工前以及整个的施工过程中对钢筋连接的接头进行其工艺检验。

接头现场检验时的相关规定和条件：

（1）接头的现场检验之组批规则的内容为：接头进行现场检验时，必须按照验收批次的顺序进行检验。如果需检验的接头其施工条件相同，不仅如此，连材料等级、型式以及规格接头也都相同时，此时应当按照500个接头作为一个验收批次对其进行现场的检验以及验收，如果需检验的接头数量已经不足500个的时候，将剩余的都也当作一个验收批次进行检验即可。

（2）接头进行抗拉强度试验时所需的数量要求为：对于钢筋连接接头来说，其每一验收批次必须按照从工程的结构中对接头样品试件进行随机的截取，通常截取的数量为三个接头，然后将所截取的样品试件进行抗拉强度的试验，最后根据试验的结果以及设计所要求的内容对接头的样品试件进行其等级的评定。

（3）接头抗拉强度试验后，根据其应当符合的合格条件进行判断其是否合格，具体的合格条件为如果所检验的三个样品试件其抗拉的强度均能够满足上表1中所规定的相应的等级要求时，即判定该验收批次为合格。

（4）抗拉强度不合格时的复检规则：如有一个试件的抗拉强度不符合要求，应再取6个试件进行复检。复检中如如果有一个试件的抗拉强度不符合要求，则该验收批评为不合格。

（5）在进行接头样品试件的现场检验时，对于接头的外观质量的检验应当按照各类接头的技术规程中所确定的质量要求进行检验，而且检验过程中，抽样的数量、检验合格标准、检验的方法与螺纹接头样品试件应满足拧紧力矩的最小值等的条件和规定都应当根据接头的技术规程进行确定。

工程中应用钢筋机械连接时，经型式检验确定接头等级后，工地现场只需进行现场检验，同时，在钢筋连接工程开始前及施工过程中应进行工艺检验。

（6）在对接头进行现场检验时所应当注意的问题有以下：

①在对接头样品试件进行现场检验时应当注意，将连续的10个验收批次其样品试件所进行的抗拉强度试验时，如果试验一次其合格率即为100 %的时候,此时可将该验收批次进行检验的接头样品试件的数量扩大一倍进行检验。

②注意所有的现场检验的内容都必须严格地按照钢筋机械连接的各种类接头的所规定的相应的技术规程进行检验和确定，严格把好现场检验各个环节的质量关。

③当现场检验钢筋机械连接的接头样品试件在截取之后,应当注意将连接接头原来位置的钢筋进行相同规格下的钢筋之间的搭接以及连接,也可以采取焊接或是机械连接的方法对其进行补接。

④如果现场检验时，所抽检的接头样品试件的验收批次不满足规定的要求，此时建设方应当同设计方等有关方面进行仔细的研究，最后应当提出一个合理的处理方案来解决这一问题。

三 结语

本文的主要内容即为对钢筋机械连接接头的检验进行分析以及介绍，应当注意的是在对接头进行这三种类型的检验时，都必须严格的按照相关规定所要求的条件和标准来进行，这样才能够确保接头各类型检验环节的质量，才能够为整个工程的质量提供保证，所以相关部门在检验时应当给予其足够的重视。

机械连接篇3

摘要：以某型机复合材料机身与主减后接头局部连接结构为研究对象，针对结构承面外载荷较大的特殊受载形式进行复合材料-金属接头机械连接技术研究。通过有限元仿真分析，确定了复合材料-金属接头的连接形式，并对复合材料机身结构连接区的局部铺层进行了优化，随后开展复合材料-金属接头连接结构的力学试验，结果表明，在给定裁荷下，复合材料-金属接头机械连接结构具有足够的强度和刚度，满足设计要求。

关键词：复合材料；机械连接；有限元分析；力学试验

中图分类号：TB333 文献标志码：A 文章编号：1005-2615（2015）02-0314-05

在复合材料结构设计中，连接设计和分析是极为关键的内容。复合材料结构的连接可以分为胶接连接、机械连接和混合连接。其中胶接一般适用于传递载荷较小的部位，机械连接适用于传递较高载荷或强调可靠性的部位。复合材料结构机械连接部位的设计和强度分析具有与金属材料结构连接部位不完全相同的内容和特点。在复合材料的连接设计中，要尽量避免结构承受面外载荷。目前，已经有许多专家学者对复合材料结构机械连接进行过理论分析、数值模拟和试验研究，取得了一定的研究成果。如蒋持平、徐耀玲等人采用解析方法进行了多钉连接件钉传载荷的计算，高宗战等人采用有限元方法分析了螺栓孔的形状、位置对复合材料板件的三维应力分布的影响，顾亦磊研究了螺栓预紧力、搭接方式、紧固件材料对多钉连接件载荷分配的影响，闫国良对孔边应力分布、法向接触力进行了研究，李跃宇研究了分层尺寸和湿热环境对复合材料连接件挤压强度的影响，宋恩鹏等人研究了刚度比对连接强度的影响，徐忠岩对多钉连接结构进行了非线性分析和试验研究。这些研究工作多集中在连接结构的面内受载，结构和受载形式均相对简单。对于面内、面外载荷共存的直升机复合材料机身与主减接头连接结构的相关研究则鲜见报道。

随着复合材料设计与制造技术的不断提升，复合材料在直升机上的应用范围不断扩大，研制全复合材料机身结构成为可能。对直升机而言，其旋翼载倚和主减速器载荷通过布置在主减平台上的连接接头向机身结构传递，连接部位空间有限，承载大，可靠性要求高，而且受连接方式的限制，面外载荷难以避免。为克服复合材料层间薄弱的缺点，通过局部缠绕成型、补加成型、纺织技术、特种加强件、在加厚端头嵌入高强度薄片等方法提高复合材料接头的强度。本文以某型直升机主减后接头与复合材料机身连接结构为对象，开展复合材料结构机械连接的专项研究，拟解决直升机旋翼、主减速器载荷向复合材料机身结构的传递问题。

机械连接篇4

随着建筑业的发展,高层建筑,大跨度、特种结构日益增多,建筑钢筋的应用向大直径、密度布置、高强度方向发展,单纯采用传统的钢筋连接工艺,如搭接绑扎、搭接电弧焊、闪光对焊、气压焊等方式已难以满足需要。90年代初,我国开始推广使用钢筋机械连接技术,主要代表方式有套筒挤压连接和锥螺纹连接。近20年来,钢筋机械连接技术的应用得到迅猛发展。目前,钢筋套筒挤压连接和锥螺纹连接技术被建筑部列为“九五”期间建筑业重点推广的10项新技术之一,纳入国家重点推广项目。近年来,我市许多人型工程项目也都使用了套筒挤压连接和锥螺纹连接技术。本文介绍钢筋套筒挤压和锥螺纹连接技术在建筑工程中的应用概况并对接头的质量检验问题进行探讨,以使该技术在建筑工程中得到更好的应用。

1、 钢筋机械连接技术应用概况

1.1、钢筋套筒挤压连接技术

套筒挤压连接是把两根待接钢筋的端头先插入一个优质钢套筒,然后用挤压在侧向加压数道,套筒强度高,质量稳定可靠;操作安全,无明火,不受气候影响;连接方式适应性强,可用于垂直、水平、倾斜、高空、水下等各方位的钢筋连接,主要用于直径为20~40mm带肋钢筋的连接。目前,该技术已广泛应用于建筑工程,取得了良好的技术经济效益。

套筒挤压连接技术在应用初期,由于钢套筒都是由外地生产厂家供应以及现场操作人员操作水平较差等原因,套筒挤压接头的质量较不稳定,推广应用受到一定限制。1998年初,开始有了自己的钢套筒生产基地、套筒接头施工设备和施工人员培训等基本配套,使套筒挤压接头质量检验合格率得到显著提高,质量稳定性得到有效保证,该技术在建筑工程中得以推广应用。建筑工程检测中心站对套筒挤压接头的检测数据表明,目前建筑工程使用的套筒挤压接头绝大部分强度均能达到钢筋母材强度,质量稳定性较好。但该技术还需降低套管材料耗量和成本,减轻压接器整机质量和克服易漏油现象,才能更好的推广应用。

1.2 钢筋锥螺纹连接技术

锥螺纹连接时用锥形螺纹套筒将四根钢筋端头对接在一起,利用螺纹的机械咬合力传递拉力或压力。所用的设备主要是套丝机,通常安放在现场对钢筋端头进行套丝。套筒一般在工厂内加工。连接钢筋对利用侧力板手拧紧套筒至规定的力矩值即可完成改进的对破坏大都发生在接头处,接头强度偏低,达不到于母材完全等强。现场加工的锥螺纹质量不易保证,漏拧或扭紧力矩不准,丝扣松动等对接头强度和变形有很大影响,锥螺纹接头质量稳定性较差。

目前,锥螺纹接头成本虽较套筒挤压接头低,但在建筑工程的使用程度不如套筒挤压接头范围广。针对锥螺纹接头强度偏低,稳定性较差,国际新动向是发展等强螺纹连接。目前内已开发出GK型等强钢筋锥螺纹接头成套技术。该技术部改变普通锥螺纹接头工艺中的任何参数和设备、工具、连接件等,仅在车削钢筋锥螺纹头之前增加一道预压工序,使钢筋端头发生塑性变形而提高强度。弥补了因车削锥螺纹使钢筋母材截面尺寸减小而造成的接头承载能力下降的缺陷,从而使接头强度大于相应钢筋母材强度,质量稳定性得到保证。建筑工程上特引进和开发等强钢筋锥螺纹连接技术,以提高建筑工程质量和锥螺纹接头检验合格率。

2、 钢筋机械连接接头的质量检验

2.1 钢筋机械连接的质量标准和规范

建设部和治金部分别颁布过钢筋机械连接的行业标准,其中包括建标lgj107―96(钢筋机械连接通用技术规程)、JGJ107―93(带肋钢筋套筒挤压连接技术规程)、JGJ109―96(钢筋锥螺纹接头技术规程)和治标YB―9250―93(带肋钢筋挤压连接技术及验收规程)。目前,锥螺纹接头执行建设部标准,套筒挤压接头执行建设部和治金部两种标准。在标准选择上,套筒挤压连接技术提供单位和绝大多数施工单位更愿意执行治金部标准。建设部标准和治金部标准对接头的技术要求程度不同。接头等级划分:对套筒挤压接头,治金部没有性能等级划分,建表则划为A、B两个等级。等级有利于根据不同的应用场合合理选用接头类型,在某些情况下还有利于根据不同的应用场合合理选用接头类型,在某些情况下 还有利于降低成本。

对型式检验的拉伸试验:治标要求套筒挤压接头每种规格取3个试件,其实侧抗拉强度均不应小于该级别钢筋抗拉强度标准的1.05倍或该试件钢筋母材的抗拉强度。建标要求每种形式、级别、规格、材料、工艺的连接接头各取不少于6个试件,对A级接头其实测抗拉强度均应达到或超过母材抗拉强度标准值,对B级接头其实测抗拉强度均应达到或超过母材屈服强度标准值的1.35倍,但对其所用钢筋母材屈服强度及抗拉强度实测值要求不宜大于相应标准值的1.10倍。当大于1.10倍时,对A级接头,试件的抗拉强度尚应大于等于0.9倍钢筋实际抗拉强度(应用重量法按钢筋的实际横截面面积计算),以避免钢筋超强过于影响对接头性能的评定。

接头检验于治标相比,建标还强调施工现场连接工程开始前及施工过程中,应对每批钢筋进行接头工艺检测。其目的是检验接头技术提供单位所确定的工艺参数是否与本工程中的进场钢筋相适应。建标对接头的设计、应用和检验更加合理和完善。因此笔者建议的挤压套筒设计生产厂家、施工监理单位和质量检测机构积极向建标靠拢,促进套筒挤压连接技术在建筑施工方面有更好的发展。

2.2 钢筋机械连接接头的质量检测

钢筋机械连接接头质量检验分为型式检验和现场检测。按建标要求,型式检验应对接头的单位拉伸性能、高应力反复拉压性能以及大变形反复拉压性能进行试验,其中套筒挤压接头和锥螺纹接头根据接头性能指标的差界分为A、B两个性能等级,其性能指标均应符合JGJ107―96标3.0.5的规定。型式检验比较复杂、工作量大,因此,经型式检验确定某一接头产品的性能等级后,在产生工艺及主要原料不发生重大改变的情况下,在工地现场只需进行现场检验。但要求该技术提供单位提交有效地型式检验报告,并且在钢筋连接工程开始前及施工中。对每批钢筋进行接头工艺检验。

现场检验也叫施工检验,一般是只进行外观质量和拉伸强度试验。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,以500个作为一个验收批。现场连接检验10个验收批,全部单位拉伸试验一次抽样均合格,验收接头数量可扩大一倍。外观质量检测时,套筒挤压接头从没一验收批中随机抽取10%,锥螺纹接头从同规格接头中随机抽取10%进行。拉伸强度试验时。对接头的每一验收批,必须在工程结构中随机截取30试件进行。

目前,建筑工程在钢筋机械接头现场检验所用的拉伸试件,大部分没有在工程中随机抽取,主要的由施工单位或技术提供单位送样或只在制作车间抽样。国内工程经验表明这样或在车间抽样和在工程中随机抽样两种方法的接头抗拉试验结果合格率有不少差异。机械连接接头的质量在很大程度上有赖于现场的管理及操作水平,特别是锥螺纹连接技术,因此坚持在工程中随机抽样可以大大促进施工人员操作的责任心,提高接头质量。锥螺纹接头在现场切割后不能再制作接头时,容许用焊接、搭接或其它类型接头替代割去的接头,因为被割去后接头的钢筋占构件中钢筋总数的比例通常很小,因而局部替代不会造成对结构总体强度的损害。坚持在工程中随机抽样会给施工带来一定麻烦,但工程质量事关人民生命财产安全,因此必须坚持。

3、 结论

机械连接篇5

论文关键词：孔内,绑扎,钢筋笼,主筋机械连接

 

1工程概况

大桥位于大西高铁闻喜段，N4合同段，全桥共4跨。上部结构为，先简支后连续的30mT梁；下部结构为圆端型桥墩、桥台；第1、2、3跨为Ф2.2m的挖孔桩基础。现将该桥挖孔桩基础，孔内钢筋笼施工工艺作一叙述。桩径2.2m，桩长14～21.5m；钢筋笼底部距桩底0.1m；钢筋笼直径2.1m，Ф28主筋共55根，设计桩基混凝土C30。

由于桥位处沟谷较深，地势高低不平，料厂及钢筋加工场地相对狭小，绑扎钢筋笼较困难，加上钢筋笼长度和直径都较大，吊装也有难度。确定直接在孔内绑扎钢筋笼，即“就地绑扎”法。

2施工方案

2.1钢筋加工

2.1.1尽量就近加工钢筋。主筋切割下料、箍筋拉直后，运到施工现场。为保证套丝质量，每根钢筋的端头截掉2～3cm，使切口端面与轴线垂直，切口光滑平整，不平处人工整平，以保证钢筋连接质量。

2.1.2本工程桩基，主筋共55根。为Ф28螺纹钢筋。套筒高度8cm，套丝长度2*4cm。丝扣质量直接影响接头质量，要求在自检的基础上，每种规格按加工量的10%抽验，有一个不合格丝扣，重检该批丝扣；不合格丝扣，可切去一部分，重新套扣。认真填写检验记录，严格保持丝扣及连接套螺纹干净和完好无损。为防止杂物进入连接套，每个未连接的丝扣上，涂黄油并拧上密封盖，按照取下一个密封盖，连接一根钢筋的原则施工。见图1。

图1套筒连接钢筋实照

2.2钢筋检验

2.2.1接头的型式检验

对每种规格、工艺的钢筋接头型式，检验试件共取9个，成3组试件。其中单向拉伸试件3个，高应力反复拉压试件3个，大变形反复拉压试件3个。试件在重庆交通质量监督站检测。

2.2.2接头施工现场检验

同一施工条件下，采用相同材料的规格型式接头，500个为一个验收批，进行验收；不足500个，也作为一个验收批。

2.3钢筋绑扎

2.3.1孔口用全站仪定出桩基中心，孔周等间距布置4个点，用弹性不大的细钢丝，对拉上，反复调整直到细线交点与桩中心重合，将这4点的位置固定下来。

2.3.2在孔口护壁上，放一钢筋，其上用细钢丝垂球，使垂球悬吊时，尖端对准孔口中心，再将垂球下放到孔底，球尖定出孔底中心。

2.3.3第一段钢筋笼焊接：将6根主筋（长9m），与1个圆形加强筋箍放入孔内，在孔内绑扎。绑扎时，加强筋箍上粉笔划出每根主筋位置（均分），然后将圆形加强筋箍中心与桩底中心重合，有人在孔内将主筋扶正，一人将主筋与加强箍钢筋焊在一起，直到6根主筋焊接完毕。同样方法6根主筋与第二根加强筋箍焊接。这时钢筋笼已成形，重复上述工序，将剩下49根主筋与加强筋焊接完成。以上焊接，均应符合施工规范要求。

2.3.4主筋机械连接

用力矩扳手，将钢筋与套筒连接在一起。力矩扳手是连接钢筋和检验接头连接质量的定量工具，可确保钢筋连接质量。拼接完成后，套筒每端不得有一扣以上的完整丝扣外露。

力矩扳手应由具有生产计量器具许可证的工厂加工制造，产品应具有出厂合格证。考虑力矩扳手使用次数不一样，根据需要将使用频繁的力矩扳手提前校准。不准用力矩扳手当锤子或撬棍使用，要轻拿轻放，不许坐、踏；不用时将力矩扳手调到零刻度，以保持使用精度。连接钢筋时，先将钢筋对正轴线，拧入连接套筒，用力矩扳手拧到规定的力矩值。不能在钢筋锥螺纹未拧入连接套筒，就用力矩扳手连接钢筋，以免损坏接头丝扣，造成接头质量不合格。不许接头拧的过紧，每个接头拧到规定的力矩值之后，接头上做标记，以便检查。

主筋机械连接时，纵向受力钢筋接头错开布置，钢筋连接区段长度，按35d计算（d为被连接钢筋中的较大直径）。连接套筒屈服承载力，与抗拉承载力的标准值，不小于被连接钢筋屈服承载力与抗拉承载力标准值的1.1倍。

2.3.5加螺旋筋

经过冷拉的Ф10钢筋，截成9m一段，孔口站一人，将钢筋从钢筋笼与孔壁间，放入孔内。该人同时负责孔内人员的安全，孔内3人，负责将钢筋绕在主骨架上，1人拿住螺旋筋端部，从孔底设计高程开始绕；1人用钩子配合；1人将螺旋筋绑定在主筋上。一段绕完后，再绕下一段，搭接长度50cm。

2.3.6固定钢筋笼

再一次在孔口调整钢筋笼位置，将中心调整到两绳的交点。调整完成后，从上到下，每隔2m，主筋上等间距焊8根钢筋，用来固定钢筋笼，焊完后，整个钢筋笼在孔内绑扎施工完成。见图2。

图2钢筋笼在孔内定位实照

机械连接篇6

关键词：桁架式机器手 自动化 上下料 数控机床

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0088-02

随着科技的不断进步，各企业的生产设备在不断地更新换代，以降低生产成本、扩大产能，越来越多的自动化生产线被应用其中，代替以往繁重的人力劳动，从而解放了生产力，提高了生产效率。该文将从桁架式机械手的整体参数、机械结构、运动检测与安全防护、工作过程来阐述为专用数控机床配套设计的桁架式机械手。

该文所述的专用数控机床是为加工汽车同步器内齿圈专门设计的。该机床机械结构上分为床身、工具轴（Z）、工件主轴（X）、电柜等几部分，床身上有机械手的安装平台。

为该机床配套的桁架式机械手包括机械部分：横梁、双立柱、传动机构、机械手臂、运输料盘及附属气动装置及安全防护与检测装置；电气方面：桁架式机械手采用与原机床相同的SIEMENS 840Dsl数控系统、SIEMENS驱动及电机。

1 整体参数与机械结构

1.1 桁架

桁架包括横梁、双立柱、连接座，三者之间采用螺栓连接并可调节。

横梁由一根方钢管与两根导轨安装板焊接而成，焊接后加工横梁所有安装面并钻直线导轨安装孔，加工的公差等级要求为7级，除导轨安装孔外其他加工面加工后粗糙度要求不大于3.2 μm，为达到直线导轨的安装要求，即保证直线导轨安装后的直线度与平行度，应在加工横梁时提出相应的形位公差要求。

双立柱是将机械手与所述专用数控机床进行连接的重要部件，每根立柱采用一根方钢管与两块钢板焊接而成，焊接后加工整体立柱的两个端面，加工的公差等级要求为7级，端面加工后粗糙度要求不大于6.3 μm，并需保证方钢管与钢板的垂直度、所述两端面的平面度及两端面之间的平行度。

连接座是将横梁与双立柱连接到一起的部件，二者采用螺栓连接，连接座上加工有长圆孔，可以通过螺栓微调节保证横梁的水平度，进而控制直线导轨的水平度。

1.2 水平运动部件

机械手水平运动部件包括电机、减速机、直线导轨、滑块、齿轮、齿条、安装板及其他结构件，电机与减速机直接连接并安装到安装板上，减速机输出轴与直齿轮靠键连接，并设计轴端盖限制齿轮的轴向位移，齿轮齿条啮合传动实现机械手X轴方向移动，X轴即横梁。

电机采用西门子伺服电机，输入电压3相380 V。

X轴电机型号：1FK7060-2AF71-1*A1，功率1.5 kW，额定转速3 000 rpm，额定转矩4.7 N・m，电机每转机械行程19.634 mm，当电机转速为1 000 r/min时，机械手轴移动速度为每分钟20 m。

减速机采用纽氏达特2级减速机，型号：PS115L1-8-P2-S2/24-50-110-130-M8，减速比为8∶1，额定输出扭矩为120 N・m，~定输入转速3 500 rpm。

机械手水平运动部件采用两根直线导轨配备四个滑块，导轨有效行程1 200 mm，导轨长度1 900 mm，最大运动速度为0.98 m/s，直线导轨的型号HGH25CA2R，重复定位精度为±0.05 mm。

传动方式采用齿轮齿条传动，齿轮采用直齿圆柱齿轮，模数M=2，齿数25，压力角20°，有效行程1 200 mm，齿条长1 400 mm，重复定位精度为±0.05 mm。

1.3 垂直运动部件

垂直运动部件包括Z轴、电机、减速机、直线导轨、滑块、齿轮、齿条、安装板及其他结构件，电机与减速机直接连接，再与Z轴减速机调整板连接，减速机输出轴与直齿轮靠键连接，并设计轴端盖限制齿轮的轴向位移，齿轮齿条啮合传动实现机械手Z轴的移动，Z轴即型材。

Z轴采用60×90的型材，型材上安装有齿条、直线导轨，型材不进行加工。

电机采用西门子伺服电机，输入电压3相380 V。

Z轴：1FK7060-2AF71-1*B1（带抱闸），功率1.5 kW，额定转速3 000 rpm，额定转矩4.7 N・m，电机每转机械行程19.634 mm，当电机转速为1 000 r/min时，机械手轴移动速度为每分钟20 m。

减速机采用纽氏达特2级减速机，型号为：PS115L1-8-P2-S2/24-50-110-130-M8，减速比为8∶1，额定输出扭矩为120 N・m，额定输入转速3 500 rpm。

机械手垂直运动部件采用两根直线导轨配备四个滑块，有效行程600 mm，导轨长度950 mm，最大运动速度为0.98 m/s，直线导轨的型号HGH20CA2R。

传动方式采用齿轮齿条传动，齿轮模数M=2，齿数25，压力角20°，齿条长650 mm，有效行程600 mm，重复定位精度为±0.05 mm。

1.4 X轴与Z轴的连接与运动

Z轴可以相对于横梁做水平和垂直运动，二者靠XZ连接板连接，在所述XZ连接板上安装有X、Z轴的滑块、电机、减速机、齿轮调整块、减速机连接板；电机经减速机减速增扭后驱动齿轮与齿条啮合运动，从而实现机械手X、Z轴的运动，齿轮与齿条的啮合程度采用调节块调节，调节块与XZ连接板连接。

1.5 终端手爪部件

终端手爪部件包括推料连接板、Z轴连接弯板、直线导轨、滑块、推料气缸、推料上连接板、推料下连接板、旋转气缸座、旋转气缸、气动手爪、L型手指。

在Z轴下端，手爪部件靠推料连接板、Z轴连接弯板与Z轴连接；在推料连接板底面安装有直线导轨、滑块，推料上连接板与滑块连接，推料下连接板上面与推料上连接板下面连接，旋转气缸座与推料下连接板连接，旋转气缸安装在旋转气缸座上，旋转气缸与手爪翻转台连接，气动手爪安装在手爪翻转台上，气动手爪安装L型手指，通过气动手爪的涨紧与松开控制L型手指对同步器内齿套的上下料；手爪部件可水平移动，通过推料气缸推动滑块在直线导轨上移动实现，推料气缸型号为SC32x25-S。

1.6 运动检测与工作过程

在桁架机械手的运动行程内有限位开关，当机械手监测点达到限位开关的检测范围，限位开关立刻向系统发出信号，系统终止机械手的机械动作；在机械结构的极限位置还设置有硬限位块，防止滑块脱离直线导轨导致零部件配合失效。

机械手的工作过程概括分为：取料―运输―上料―加工零件―下料―运输。输送料盘一侧上放置有待加工零件，机械手从初始位置移动至运输料盘上方，抓取待加工零件，然后移动至机床上方，给机床上料装夹，等待零件加工完毕，机械手将零件取下，返回至运输料盘上方，将零件放于运输料盘的另一侧，送至成品区，完成一个工作循环，机械手运动用时最快6 s（不包括机械手等待零件加工的时间），当电机转速为1 000 r/min时，机械手运动用时18 s。

2 结语

桁架式机械手在工业自动化生产中起着举足轻重的作用，它能够解放生产力、提高机械加工效率、提升企业综合竞争力、促进国民工业发展、夯实国家工业基础。桁架式机械手在工业机器人的发展中，应更多的向智能化和精密化发展，相信在不久的将来，工业自动化一定会迎来它发展的春天。

参考文献

[1] 陈黄祥.智能机器人[M].化学工业出版社，2012.

[2] 叶辉.工业机器人典型应用案例精析[M].机械工业出版社，2013.

机械连接篇7

关键词：机械密封；设计；措施

中图分类号：S611文献标识码： A

1 机械密封设计研发的目的

机械密封的目的在于对一处有可能发生泄漏而要对其施以密封的地方，设置一个完善的物理壁垒。机械密封设计研发的目的归纳起来讲，就是根据用途和实际需要，设计研发出能有效地实现一种或多种功能的设备，并延长其使用寿命，更好地满足社会需求。

2 机械密封种类

2.1 按作用分类分为轴用密封、孔用密封、防尘密封、导向环、固定密封、回转密封；

2.2 按材料分类分为橡胶、聚氨酯、工程塑料等。

3 机械密封的主要类型

3.1 在彼此没有相对运动的结合面间产生密封性的静密封件。

3.2 在彼此有相对运动（如一根轴相对于一个孔德回转运动等）的结合面间产生密封性的动密封件。

3.3 还有一些专门为防止尘埃、灰尘和其他有害物侵入一个系统而设计的密封件类型。这类密封件采用了防护罩或类似的结构形式，基本上属于半静密封件。

4 密封件的命名及归类

4.1 静密封件通常依型式来命名，如垫片、环形密封件等。垫片又可以进一步按材料来分类，像非金属垫片、橡胶垫片、金属垫片等；或者按其结构化分为平垫片、螺旋缠绕垫片等。密封胶常被看作是静密封中单独的一类，分别为液体垫片、液态联结、螺纹密封胶等。

4.2 动密封件则可以归为以下两大类。1）强制压力下贴压在密封面上的接触型密封件。2）靠固定间隙（即没有摩擦接触）起作用的间隙密封件。

5 机械密封设计质量管理

任何产品的质量都是头等大事，机械密封设计也不例外。在机械密封设计行业中，设计人员一定要有严谨，负责的工作态度，严格按照机械密封设计思想，严格排查安全隐患，在设计中杜绝因管理疏忽而带来的安全问题。在机械密封设计过程中要把安全问题落实到每个人，责任明确，分工具体使质量得到保证，安全隐患消除与萌芽状态。

6 影响机械密封设计性能的因素

6.1 密封的目的在于对一处有可能发生泄漏而要对其施以密封的地方，设置一个完善的物理壁垒。静密封件是无泄漏密封件。欲达此目的，密封件必须有足够的弹性，以能够嵌入和填满被密封面上的任一凹凸不平之处，同时还要保证足够的刚性，在防止系统满载密封压力下挤入表面件的间隙之中，此两项要求长时间得到满足。弹性流动是通过压紧加载而形成的，密封件经压缩处于受力状态。系统中可产生的任何应力松弛都会使性能降低。这种情况也可能由于密封材料本身的应力松弛、不均匀热膨胀等而引起的。

6.2 有关一个动密封件的这些要求彼此间则是有抵触的，因而需要通盘考虑。以接触型密封件而论，良好的密封性需要被密封面上有足够大的接触压力；同时，密封件要最大限度地减少磨损和磨损以减少系统的惯量，以便有利于伺服系统的稳定性、动态响应和伺服精度，同时也有利于减少用于克服摩擦载荷的功率损耗。在接触型密封结构中，由于静态压缩应力，密封件摩擦作用过程中的周期载荷，以及具有化学和物理化学活性的密封介质的侵蚀作用，对密封材料性能随时间的稳定也提出了较高的要求，限制了接触密封元件的使用条件。

7机械密封防腐设计

7.1结构设计。机械产品密封在整体布置上要考虑防止腐蚀介质的积聚，尽量避免封闭区域，或保持封闭系统通风和排水良好，在外形设计上注意防护，避免积存水汽和尘土。

7.2 在设计中尽量采用圆角或在可能时规定磨圆拐角，整个设计都应考虑到便于对拐角处的打磨。

7.3 由于表面灰尘会引起金属的腐蚀，因此应避免装配后工件表面积存灰尘。

7.4 对于外露面或可以进入风雨的部位，尽量不采用点焊，而应该采用连续焊，不仅美观，而且防腐蚀效果好，能防止缝隙腐蚀的发生。而且，对于表面形状来说，对接的防腐蚀性能比搭接要好。

7.5 焊缝经过打磨和清理，会大大改善表面状态，提高密封防腐蚀能力。而且，对工件表面尽可能要求清理，使表面无焊渣、焊疤、焊瘤等表面缺陷。

8 提高机械密封设计质量的措施

8.1 密封系统中的密封件之间功能要分别做出规定，其中每一种功能都要满足机器密封部件提出的要求；并保证其密封功能。

8.2 从结构上采取措施。消除和减少某些使用中有害因素的影响。

8.3 在密封连接处，减少生成热。例如，采用非接触密封代替接触密封；改善接触零件的耐磨性质等方法；同时，建议缩短密封周边，以及尽量减少连接密封，用钎焊和焊接代替可卸连接。

9 常用机械密封结构形式

密封技术的关键在于消除各种零件连接处间隙的泄漏。

9.1 接触零件的精密配合。这种方法在于最大限度地保证连接表面轮廓相吻合，即在精加工过程中，使之达到最小的微观粗糙度。结合表面精度配合，这种方法在许多结构中都可以满足密封要求。

9.2 连接处承受压应力。连接处加载，利用接触面受压缩应力，使微观粗糙度变形而实现密封。实际上这种方法可以应用于所有密封装置中。其主要优点为在密封件加工性方面，对配合表面的粗糙度、精度要求较低，而且由橡胶、热缩性材料及其他非金属材料来源丰富且具有互换性。缺点在于要达到密封的可靠性，必然会增加结构的复杂性和加工制造的难度。

9.3 利用辅助介质填充间隙。利用辅助介质填充连接处间隙已成为一种独立的密封方法，同时，也可与精密配合密封方法及组对零件加载的密封方法结合使用。

9.4 利用焊接、粘接等方法形成永久性连接。用焊接、粘接密封是最可靠的密封方法之一。焊接密封是利用连接零件接触处材料溶化，随着溶化液体的固化而形成整体，从而使连接处的刚度和强度增加，以保证密封的卡靠性，实现稳定的密封作用。

9.5 利用电磁场，使其与连接处间隙中的介质相互作用。电磁密封是利用在连接间隙中的介质，在电磁场的作用下产生密封作用。由于电磁场和密封介质的相互作用，利用液态金属和强磁性液体，集中产生一个具有很大应力场的区域，从而产生封组密封介质的作用。

10 对机械密封设计人才的管理

人才永远是企业获得核心竞争力的根本保证。为了实现机械工业新高地的战略目标，加快各类人才队伍，特别是科技人才队伍的建设，通过企业内在机制的建立和外部环境的改善，充分发挥市场对人才资源配置的基础性作用，吸引和凝聚各类优秀人才，在企业内部形成优秀人才在数量、结构和综合素质等方面具有相对优势的人才高地，为机械密封设计质量的提高提供组织保证。

11结论

机械密封技术对于大多数技术领域都有着重要的意义，并且始终是机械制造专家们所关注的中心问题。

参考文献:

[1]顾永泉.流体动密封[M].山东东营:石油大学出版社,1990:153204.

机械连接篇8

这一趋势所导致的结果是更多自动化系统供应商开始引入市面上可售的一体化电机驱动器，并且急需添加先进的解决方案到其中。对于能够很容易地让远程分配的输入/输出相互协作的新产品来说，在固件上执行各种重复性的运动序列的能力和每一个轴上的安全性使得自动化系统体现出前所未有的高效。

模块化机械设计

B&R自动化公司的负责人Robert Muehlfellner说：在自动化机械制造商中间一个总体趋势就是在机械制造业内实现更大的模块化。随着机械制造到存储和出售现成品的转变，消费者会不断地要求他们的机械有更多的灵活性和多功能性。现在许多机械都是按照订单要求定做的，机械制造商们现在面临的挑战是根据不同要求，实现能够融合不同配置的模块化设计。

对于OEM原始设备制造商来说，要想生产定制机械，模块化设计正日趋成为一个可行的方法。但是尽管机械制造商们已经按部就班地做了大量的工作来使得机械部分能够被重新使用和配置，但是多年来电子部分一直是一个难题。在过去通常的办法是采用一个中央电器机箱，在其巨大的空间里面配置控制柜，以此来满足可能的需求，即使一些独立系统并不需要它们。

Muehlfellner告诉我们：在模块化设计上另一个重要的趋势是在IP67和一个电机附近安装电机驱动器或者机械驱动器采用分散式输入/输出。在中央机箱外的机械上实现能量转换这是它的一个优点。这是从分散式输入/输出到驱动器的一个逻辑附加部分，同时也延伸了我们几年来在输入/输出上看到的变化。

这一分散式结构同时也获益于用一个线缆将模块化机械的所有独立模块连接起来的广泛应用。随着机械模块化生产的实现，电子组件（各种电机、集成驱动器、分散式输入/输出、安全性设备）都能够安装到接近驱动点的部位上，即机械运动的部分。

仅仅使用一根传输电力、控制电压、通讯和安全信号的混合电缆就可以将一个机械模块连接到另一个模块上。这种模块化方式已经从机械模块化设计逐步发展到使用一根连接线缆的电器模块化设计，和模块化工程处理工具的软件方面。

Muehlfellner表示在机械方面，电机集成驱动器取得了很大的成效，使得更多的伺服轴（四个轴或者更多）可以工作，这在行业内是一个很大的进步。包装、转换和纸张处理都是采用这种方法从中获利的仪器的典型代表。尽管B&R称该技术的功率范围将会在两个方向上都有所扩展，但是目前仅在一个有限的功率范围内（1kW 到 5kW）。

在设计上，所有的系统架构正在变得更加模块化，并且将会提供一个将机械性模块、电子模块和软件模块连接起来的逻辑连接。一般的结构包括一个含有Powerlink母机、以各种不同形式存在的机械控制器（一个可编程控制器或者一个可编程自动控制器）。它会是一个砖块状、DIN轨道式可安装控制器、一个含有HMI控制或者PC控制方案的电源板。

Muehlfellner告诉我们：中心式的控制机箱正在妨碍模块化控制系统的实现。在模块化控制系统中，机械设计师们更倾向于让这些组件靠近机械处理程序。这也就是为什么远程输入/输出，安全输入/输出和电动机驱动器在现实这一目标上这么重要的原因。

B&R自动化公司最近了一款新的电机集成驱动器产品，该产品除了具有高速位置闭锁驱动器上的输入来消除任何网络延迟的功能外，还可以提供一个本地输入/输出连接点。通过使用Powerlink作为以太网主干网，对于新增的额外的输入/输出每一个伺服驱动器（ACOPOS）都有一个Powerlink连接，并且可以访问包括IP67，歧管控制器或者安全输入/输出在内的B&R产品系列。完整的输入/输出应用程序解决方案将会被直接连接到集成电机驱动器上。

新的ACOPOS集成电机驱动器的关键技术是本地输入/输出扩展能力和在线架构配置和星架构配置中启用各单元的混合线缆。安全的运动功能同样也会添加在每一个运动轴上。

Sercos III 多网络支持

德国博世力士乐公司的产品工程师Abdulilah Alzayyat在一次采访中说：在集成电机驱动器方面，我们看到最主要的趋势是多网支持的可用性，它是一种将sercos III作为以太网自动总线，提供一种连接到其他不同的以太网总线上的能力。如果用户有一个不同的控制器，集成电机驱动器仍能够将其连接到不同的以太网上，并正常运行。

早期的IndraDrive Mi产品使用sercos II，控制器被连接到一个sercos II母机上，并且系统使用光纤线缆。但是现在有了多以太网功能，系统可以连接到sercos III母机上并将其作为优先选择的自动总线。多以太网支持是一个独一无二的优点，它提供了连接到EtherNet/IP，Profinet或者 EtherCat的可能性，并且为机械制造商们提供了更大的网络灵活性。如果EtherNet/IP或者Profinet是用户的优先选择控制平台，那IndraDrive Mi就能同这些网络一起工作，还能提供一个将气动组件和液压组件集成到一个系统中的方法。

Alzayyat表示一个重要的应用趋势是在一个单轴基础上和像“安全扭力切断”（STO）这样选择集成安全性日趋增多的需求，其中STO是为转矩提供安全中断以及在一毫秒时间内形成场形式电极电流。集成电机驱动器正在使用这种能力来实现独立中心化或分散化安全区域。

在IndraDrive Mi上，控制器电子组件被安装到驱动器顶端，而且内部安全性特点是一个特有的优势。这就使得机械设计师们能够指定不同的配置，包括任一中心化区域，在这些区域上所有安全组件都在为整个系统与机箱传递讯息。或者如果用户不想让整个机械都在安全模式下运转，他们可以指定某一特定的单轴运转，从而实现分散式安全区域。

与上一代集成电机驱动器相比，新一代产品通过使用总线分享功能也支持扩展的场线输入/输出和节能选项。场线输入/输出可以被安装到更加靠近电机/驱动器组合的地方，通常在IP69等级下工作，因此机械设计师们就不必将所有的输入/输出都放入到控制机箱中，也不必将很多场线接回到机箱上。

Alzayyat说，从应用程序的观点上来说，对于更较大功率的应用来说较大的驱动器和电动机是有好处的。现在，博世力士乐公司研发出了四种不同的产品，功率为从1kW到5kW不等.

智能电机技术