重型设备的钢丝预应力缠绕施工技术

后逐渐恢复到
正常张力值。 １．２．４缠绕
图６对焊机
后期施工。所
谓后期施Ｔ即指：紧接正常张力缠绕层后的松层、 防护层和护板的施丁，分述如下：
（１）松层【““正常张力”过渡到‘‘零张力”的缠绕
层称为松层，松层是一种过渡型的钢丝层。所谓正
常张力是指按缠绕张力计算书中所规定的张力．零
张力是指仪将钢丝拉卣、无明显下垂现象的钢丝张
钢丝预应力缠绕机器人，主要包括ｉ部分：
集中现象．大大提高＿ｒ被缠件的疲劳寿命。
（１）行走装置采用链轮链条传动，将链条沿轨道外
传统缠绕施工的方法是将被缠绕的部件安放 侧面做同定支撑；（２）排线装置采用滚珠丝杠传
于转盘上，同定狂地面ｆ＝的张力发牛与控制装置 动．利用步进电机固定转动角度的方式，Ｍ歇性阶
输出钢丝．钢丝随部件的旋转而逐阁、逐层地缠绕 跃改变钢丝出线位置，使得缠绕州钢丝无ＩｌＩｌ隙、无
（５）当一圈钢丝缠绕完毕时或发乍各种事故
造成钢丝断裂时，则先用磁铁及时吸固．尽量保持 同层钢丝的张力，然后再剪掉全部松弛的钢丝，最
后进行焊接。
（６）钢丝焊接，对于松弛钢丝断头和新卷钢丝 起头，需用电阻对焊机将其与新钢丝连接（如图 ６）．
（７）钢丝
焊接完毕后，
连接点应降低
使用应力至
１００ｋｇｆ一船取 此值），经三圈
（３）缠绕过程中。须随时防止具有张力的钢丝
断裂造成大量钢丝松弛，为此，每层缠绕到该层的
ｌ／３和２／３时。均需用磁铁吸住，平衡张力，以防内
层钢丝忪弛。 （４）钢丝排线发生重叠或疏排时需立即停车，
排线辅助人员将其排整齐后方町继续缠绕。辅助
排线需用铜质手锤或顶杆进行。一切敲击钢丝的
操作均需用铜质丁具进行。
ｂ．如在非当前圈发牛钢丝断裂或严重松弛而 造成大范制钢丝松弛．则需去除从事故点起算以 后所有的钢丝层；事故点以前的钢丝Байду номын сангаас在合适的张 力保护下可保留。
（５）直边钢丝下挠（下垂）。发现直边钢丝轻度 下挠（下垂），ｆ日未造成钢丝重迭现象，可小处理继 续缠绕：直边钢丝严重下垂ｕｒ慢速缠绕（以免钢丝 应力下降）进行粘结等处理；万小得已口Ｔ停车处理。
应达到缠绕施Ⅱ艺所规定的“确定值”（不得大
于也小得小于）。以缠绕机器人显示器所显示的设 定值为准。由于缠绕机器人所显示的实时值对设 定值略有偏离，但其平均值与设定值是一致的（误 差小于ｌ％）。
ｈ将机器人显示器所显示的设定张力值记录 在文件中，每层记录一次，检查ｉ次，如发现数值 有变动则及时记录情况，否则尤需记录。
ｅ—般来说，缠绕过程中，非当前层的钢丝不 会因焊接质量而突然断裂，因为只要带焊头的钢 丝一日Ｉ缠上结构体，它与其它钢丝—样．其张力只 会逐渐卜．降『而不会上升。
（２）钢丝焊接质量监控。 乱钢丝连接焊头位置：两捆钢丝间的钢丝焊头 应在钢丝捆嘲与仞张力轮组之ＩｌＩＪ。 ｌｘ焊接接头质量要求。钢丝焊接的日的在于连 接两个钢够捆卷的钢丝，有焊头的钢丝并不提供 预紧力．机架承载时也不希望钢丝焊头承受过大 的张力。钢丝焊头的强度要求并不是丰＿要的．韧性 要求足主要的，否则难以通过张力系统等系统。考 虑到保证排线整齐和八字张力轮上的钢丝不乱， 要求焊头在２００公斤张力下通过初张力轮组、八 字张，Ｊ轮组、传感器轮组和排线轮组，然后张力升 高至３００公斤进行缠绕，缠绕两嗍后，张力升争正 常值。Ｉ：述过程就是对焊接质培的榆验 ｃ．如果钢丝焊头无法涵过Ｅ述检验则重焊直 至通过为止。 （３）｛｛｝线质量临控。 ｍ密排要求。钢丝间不得有州隙．保证在设计 空间内排Ｆ所有的钢丝，包括张力钢丝、过渡层钢 丝和松层保护钢丝。 ｈ／Ｆ萤迭要求。钢丝不得百相重迭，钢丝重迭 会增加排线的体积且对钢丝强度不利。
俐缝张力实 际伉ｆｈ）
钢圣圣应力９３３３／９３３３１９２００１９２００１ （ｋｇ／ｃｆ）７７７３ ７７７３ ７６６６ ７６６６
努躲紧霪鬻嚣强 熙蚕量掀 裂嚣川 黜孺㈣ 黜烈蚴 黜魏蝴 裂糯州 嬲嬲｜｜｜ 瓣嬲啦 嬲篇甲 粼粉哪 剿器量卜 嬲册荟寸 粼辫吾寸
景计预紧力 （吨）
ａ缠卷目的。市场购同的钢丝卷小适合直接在
在部件外层的槽中，这种缠绕施Ｔ：方法简单、可 重迭、整齐均匀地排在待缠件表面；（３）张力控制
靠．目ｆｉｉ：『国内大部分预应力钢丝缠绕结构都足采 装置，通过闭环控制的直流调速电机对张力轮施
用这一方法，技术已相当成熟。如图１。
～ 一一
加制动力矩来时钢丝施加张力。如Ｉ生ｊ ３。
１．１缠绕施工工艺
嘲
流程（见Ｉ冬１４）
ｃ．如发生缠绕钢丝当前根突然断裂，形成前根 或再前根张力大幅度卜．降，鹿速通知施工方市即 停车并用磁铁保护张力目测完好的钢丝．记录此 事件。
ｄ．币常墒缝柿Ｔ时每渐当前桐铡鲐安然断刹 均为事故，应立即追杏原因焊接质量问题？排线Ｔ 不／ＪｖＬ，敲断？电火花损伤钢丝后张力作用卜．手ｉ）＝断？ 钢丝本身质量问题？以及机器人控制的张力小稳 定？ｊ｛Ｆ除原因后方日Ｔ继续缠绕。
两处）的受伤处和焊头。 ｃ内层钢丝须涂抹ｌＯＯｍ的油漆做记号。 ｄ钢丝的过秤巾，同时将清理后的钢丝缠绕到
缠绕机器人的钢丝轮架上备用。 １．２２缠绕施工初期。—般指从起头处算起共
５罔作为施工初期，即张力过渡钢丝期，其张力应 相应地逐层从ｌＯＯｋｇ过渡到设计张力，第６圈即 可上升到第一层的正常值。
钢丝起头操作为蟹个缠绕过程的开始，采用 ５ｍｍ的钻头在钢丝槽槽底圆角底处钻深１０－
作．力图将可挤出的环氧树脂都挤出来（须知。环
氧树脂越簿强度越高）。然后冉在已贴卜去的玻璃 丝布表面再涂抹一簿层环氧树脂，越薄越好，越均 匀越好。此后就可等着在其上缠绕钢丝ｒ。以卜操 作完成后，薄Ｉｎｉ均匀的环氧树脂处于半固化状态． 此时应尽快（快速）将零张力密排缠绕卜去，钢丝 间且不得有重迭。上述贴玻璃丝布——缠绕钢丝 的操作仅及被缠绕层，直至今部完成。
完成第最后一层缠绕以后．根据剩余的缠绕 层空间．进行贴环氧树脂—玻璃丝带的操作，视空 『日Ｊ大小贴３以层。
（３）护板用４～Ｓｍｍ厚的低碳钢钣嵌于槽内， 并焊接，既要保证气街性义要减少焊接热影响和 局部的变形。地线与焊弧问的距离要靠近目跟随 焊弧移动。
１３钢丝缠绕过程监控与质醴验收 １３．１钢丝缠绕过程质量监控 （１）缠绕张／Ｊ的质豉控制。 ａ缠绕张力的正确性是保证缠绕质量的最重 要因素。每层（罔）钢丝缠绕时使用的张力（应力）
力，对于长度较短或删筒类结构，零张力钢丝层的 张力值几乎为零；而｝∈犁机架，零张力层的钢丝张 力值并不等ｊ驾：．—般根据具体情况进行分析后确
定张力值。奉松层铡缝ｌ：张力不为零的问题，将通 过保护层进一步降低钢缝ｆ：张力来解决。
（２）保护层零张ＪＪ的缠绕层称为保护层。本次 钢丝倒数第３、２和１层称为保护层。由于松层的
＝兰三五一～——孺ｓ重量－‘：；：－－２ｒ－－－－一毫 简介 １２缠绕施下过程
一—恒巫）邕电匦［卜叵叵］一圆靴焉豢赫 转盘 上部放置设鲁
捧线架重锤机构
燃
张力轮系 增咀嚣 放线架
一
１上ｌ缠绕施工前 的准备
（１）组对被缠绕机 架达到冈纸设计要求。
（２）１ｆ细阅读设计
图３钢丝顸应力机器人缠绕
图４ ｆＥｌ随着被缠绕结构尺寸的增大和重量的增 加，转盘的承载能力也必须相应增大。因此，出现 了重型装备制造领域的钢丝颅应力缠绕机器人施 工技术，旨在完成超大型结构件的全自动预应力 钢丝缠绕施Ｉ：，为规它力重型牧备制造提供新的 手段，主要对此种施Ｔ技术进｛ｉ论述， ｌ特酉｝ｌ！！设备的制丝预应力缠绕施：Ｉ：技术 我公刮承建的某厂的３６０ＭＮ工程－｝ｌ＇钢丝】！页 应力缠绕机器人ＷＲ—ｌ型（丰要９自绕３６０Ｍ Ｎ挤压 机牌坊２件．单片牌坊外形尺寸为：２２５００ｍｉｎｘ ７４００ｍｍｘ５０００ｍｍ，单片Ｒｋｊｉ圣韬：９００吨）在２００７ 年１ ２月份缠绕施丁完毕，效果很好（见罔２）。
机器人上使用，需＿【｝ｊ专门的１：具进行重新缠卷，缠
卷质域的好坏．对缠绕进度有直接的影响，故需加
图２某厂３６０ＭＮ挤压机牌坊缠绕强缠卷的ｔ艺规范。
应用钢丝顶应力缠绕机器人进行绅绕施１：避
ＩＪ缠卷注意事项，晕新缠卷时．需用稀料和布
免了缠绕后重型结构的长距离运输问题和对超重 块将钢丝．卜的油渍去除（如不十净会严重影响缠
＿＿ｌ－●＿●ｌＩ＿ｌ－一Ｉ Ｉ
万方数据
ｌｌ●＿●＿－＿＿●●●●－●ｌｌ●●＿●－＿＿－＿ｌ＿＿ｌ＿－＿＿－●ｌ＿●ｌ●－＿－－●●－＿－■ｌ●＿－●ｌ＿●ｌｌＩｌ●ｌ＿－●－＿＿Ｉ＿＿－＿－－＿
一２‘侈一
科赫
建ｌ筑｛工ｌ程
１５ｍｍ的孔．将弯成直角的钢丝捅人孔中，用一边
磨平的销钉挤紧孔中的钢丝，完成钢丝起头操作。 １２．３缠绕施１二中期。是指初期后到ｉ殳计张力
（先用棉丝粗清理，然
图５缠卷及处理装置
后用干净棉丝细清理．露ｆ｛；钢丝本色为宜）．所有 发生，须在受伤处前后２０ｍ抹上油漆作记号；保证
与钢丝接触的零件表面（如钢丝槽面和不锈钢衬 一卷钢丝内没有焊头，如有焊头，请往前后２０ｍ处
垫板）均需川棉丝清洗于净（如图５）。
抹卜油漆作记号；一盘钢丝小能有两处以上（包括
ｃ．钢丝发生排线间隙和重迭时要及时不停车 不减速状态ｌ－－±ｑ正。
ｄ当发生大量排线间隙和大量重迭时，可减小 缠绕速度进行处理，缠绕机器人一次经过事故点 前未米得及纠正排线错误时，可等机器人通过事 故点后冉处理。
（４）断丝和松丝问题。
乱非’前吲钢丝松弛和断裂存本质上对缠绕 预紧质艟的影响足一样的，都会减小预紧力。但从 事故点经一圈（３６０度）左右应立即口ｒ正常，一般影 响的嘲数在３圈以内．故发生了非当前心断裂和 松弛事故，ｆ日－未引起大量的钢丝松弛或下挠，且未 引起今后缠绕空间严重减小，在报告领班后ｕｆ继 续缠绕。此外，委找ｍ原岗，防ＪＰ事故ｌ耳度ｍ现。
型转盘的需求。基本设想是在液压机的安装地（甚绕进度．需毫点注意）。
至就在液压机的安装地坑旁）进行卫星式缠绕施
保证新卷内水打结；
工。即将机架的备部分零件直接运抵液，Ｋ机的安
保证新卷有一定紧实度．不至于在缠绕过程
装现场并进行组装，将钢丝的张力发生与控制以 中外层钢丝陷入内层；保证钢丝／ｆ；受伤，如有受伤
钢丝张力并未降到零，须在保护层中继续减小钢
丝层的应力。
由于钢丝张力低．为减小下垂，决定将环氧树 脂＋玻璃丝布垫于倒数第３、２和１层之下，以增加
对下垂段钢丝的支托力，且环氧树脂固化后还ａＴ
迸一步增加对钢丝的固紧力、防锈蚀能力及对内
层钢丝的气科￡保护。
操作过稃如Ｆ：用同化速度适度的环氧树脂＋
干净、无油的约４００ｒａｍ宽的玻璃丝布片贴列已涂 抹上环氧树脂的表面上，用力压紧并施以碾压操
引言
及排线等装置集成到一缠绕机器人ｌ二，缠绕机器
重型装备制造、№是困家蕈点发展的行业．钢 人围绕组装好的机架运行，并将钢丝以设计好的
丝预应力缠绕技术是装备制造领域的一项新的核 张力缠绕刮机架的槽中。缠绕后机架即口Ｔ吊装入
心技术，是预应力结构发展的重要方向之一，其主 位．完成安装。
要特征是从根本上解决ｒ主要承载部件卜的应力
６７ （８）
７４ 仃）
８２ （８）
９０ （８）
９８ （８）
６７９／６７９１ ６６９／６６９／６６０／６６０１ ６５２／６５２１ ６４２，６４２／６２７，６２７７ ６２７／
裂７ｍ００／７啪００／６ｓ９，０ｓ／６ｍ９０１ ５６６ ５６６ ５５８ ５５８ ５５０ ５５０ ５４３ ５４３ ５３５ ５３５ ５２３ ５２３ ５２３
向零张力过渡缠绕层（即松层，后有详细解释）的
施工过程。具体操作要求如下： （１）每缠绕完毕一层钢丝，应用白漆在钢丝层
表面涂上明显的垂直线，线宽约１００ｒａｍ，以便排线
辅助人员清楚尢误地看清当前钢丝排线质量。
（２）由于钢丝槽槽底与槽边的劂角，易引起钢
丝翻转，排线辅助人员应用由钢丝磨成的楔形垫
片将缠绕钢丝垫平，或用环氧树脂—铁粉混合物 垫平。
表Ｉ某厂３６０ＭＮ缠绕施工表
塑垫鱼堕—Ｌ！
§—兰一 ５
６
７
８
９
１０
１１
１２
１３
１４
１５
１６
１７
钢丝层号。一４ ４—９：一４ １符
５９—６７—７４—８２—９０一 ６７ ７４ ８２ ９０ ９８
６０一６８—７５—８３—９１—
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建ｊ筑Ｉ工Ｉ程
——黑昆ｉ１＝——
技信屈
重型设备的钢丝预应力缠绕施工技术
李景生
（中冶京唐建设有限公司机电分公司，河北唐山０６３０００）
摘要：介绍了钢丝预应力缠绕机器人在缠绕中的施工经验，并从缠绕施工过程中的操作、钢丝缠绕过程质量监控等方面加以论述。 关键词：重型设备；钢丝预应力；缠绕操作；质量控制；验收