XVII OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA WARSZTAT PRACY PROJEKTANTA KONSTRUKCJI
UstroÅ„, 20 ÷ 23 lutego 2002 r.
Jerzy Bielawski
URZ
DZENIA DO FORMOWANIA ZBROJENIA -
PROÅšCIARKI, OBCINARKI, ZGRZEWARKI, GI
TARKI
1. Uwagi ogólne
Rozwój budownictwa, a wraz z nim rozwój prefabrykacji spowodował konieczność
maksymalnego zmechanizowania robót zbrojarskich. Powyższe wynika z konieczności
skrócenia cyklu produkcyjnego półfabrykatów zbrojeń i jego kosztów.
Rozwój mechanizacji robót zbrojarskich obserwuje się zarówno w przypadku robót
wykonywanych na budowach jak również w zakładach prefabrykacji. W zakładach tych
stosowane są nowe techniki produkcji, głównie zaczerpnięte z rozwiązań stosowanych w
innych państwach. Niektóre grupy robót zbrojarskich nie są jeszcze w kraju w pełni
opracowane i ich rozwijanie przyczyni się do dalszego postępu w tej dziedzinie. Chodzi tu
o:
- dalsze usprawnienie technik prostowania i cięcia prętów, głównie w aspekcie
automatyzacji tych robót,
- opanowanie zgrzewania, szczególnie wielopunktowego, i automatyzacji tych
czynności,
- opanowanie technik gięcia przestrzennego siatek zbrojenia zgrzewanego,
- udoskonalenie wykonywania przestrzennych konstrukcji zbrojeń,
- usprawnienie manipulacji półfabrykatami zbrojeń, ich transportem i
składowaniem,
- rozwiązanie nowych technik stabilizacji zbrojeń w formach i deskowaniach.
Zapewnienie nowoczesnych i zautomatyzowanych środków technicznych do
przemysłowej produkcji półfabrykatów zbrojeń w specjalistycznych zakładach
prefabrykacji należy uznać w naszych warunkach przy rozwiniętym przemyśle budowlanym
za zadanie wyjątkowo ważne i pilne.
Osobnym zagadnieniem jest konieczność dalszych prac nad typizacją poszczególnych
elementów zbrojeń. Określenie typowych elementów zbrojeń pozwoli na określenie zasad
technologicznych ich wykonywania i umożliwi ich produkcję na skład.
Przygotowanie elementów zbrojeń w sposób zmechanizowany pozwala na
zmniejszenie pracochłonności tych czynności o około 70%, zaoszczędzenie zużycia stali o
około 10 - 15% oraz obniżenie kosztów robót zbrojarskich o około 25% w stosunku do
przygotowania elementów zbrojeń w sposób ręczny.
2. Klasyfikacja elementów zbrojeń.
Fabryczna produkcja półfabrykatów zbrojeń pociąga za sobą konieczność zmiany
projektowania zbrojeń w sposób pozwalający na stosowania potokowej organizacji ich
produkcji. Zaprojektowane zbrojenie, obok warunków jakie stawiają wymagania
wytrzymałościowe powinno być dodatkowo tak skonstruowane, aby było technologiczne w
produkcji, wygodne w transporcie i montażu a jednocześnie łatwe do wykonania. Pod
pojęciem "technologiczności" rozumiana jest prostota wykonania przy jednoczesnej
wysokiej jakości wyrobu, a także możliwości mechanizacji i automatyzacji procesu
produkcyjnego.
Warunkiem zmechanizowania prac związanych z wytwarzaniem zbrojeń jest
dodatkowo takie ich zaprojektowanie, aby istniała możliwość wykonania określonych
operacji urzÄ…dzeniami mechanicznymi.
Przy konstruowaniu zbrojeń należy dążyć jednocześnie do takiego ich
zaprojektowania, aby wymagały one nakładu minimalnej ilości pracy. Innym zagadnieniem
będącym warunkiem organizacji masowej produkcji ekonomicznych elementów jest
maksymalna redukcja liczby ich typów i rozmiarów. Zwiększenie liczby typów i rozmiarów
półfabrykatów zbrojeń zmusza do instalowania w procesie ich wytwarzania oddzielnych
środków technicznych, nie pozwala na instalowanie wysokowydajnych automatycznych
linii i agregatów, co w rezultacie prowadzi do zwiększenia jednostkowego nakładu pracy i
zmniejszenia wydajności produkcji. Drogą do rozwiązania tego problemu jest typizacja,
unifikacja i standaryzacja elementów zbrojeń.
Mechanizacja robót zbrojarskich polega na zastosowaniu maszyn do prostowania
stali, jej cięcia, gięcia oraz zastąpieniu pracochłonnego i niedoskonałego wiązania zbrojeń
przez łączenie za pomocą zgrzewania. Dalszym postępem w dziedzinie wykonywania
zbrojeń jest stosowanie siatek zgrzewanych, dostarczanych budownictwu przez przemysł,
lub stosowanie zbrojeń zgrzewanych, przygotowanych w postaci siatek i szkieletów w
wyspecjalizowanych wytwórniach.
Do zbrojenia elementów i konstrukcji żelbetowych mogą być stosowane:
a. Siatki - rys. 1a
Składają się one z podłużnych prętów nośnych oraz poprzecznych prętów
rozdzielających. W zależności od kierunku zbrojenia nośnego stosowane są siatki o
podłużnym, poprzecznym lub krzyżowym zbrojeniu głównym. Siatki mogą być dostarczane
w postaci elementów płaskich oraz zwijane w rulonach. Zbrojenie tego rodzaju jest
produkowane przez przemysł hutniczy lub specjalne zakłady. Szczegółowe informacje
przedstawione sÄ… w oddzielnym opracowaniu.
b. Szkielety płaskie - rys. 1b
Składają się one z prętów nośnych oraz krótkich prętów poprzecznych. Są to z reguły
wąskie elementy stosowane jako zbrojenie w płaszczyznach działania sił w takich
elementach jak płyty żebrowe, środniki belek, płyty ścienne itd. Sztywne połączenie prętów
nośnych z poprzecznymi polepsza zakotwienie zbrojenia w betonie. Szerokość szkieletów
płaskich jest uzależniona od rodzaju konstrukcji, do zbrojenia których mogą być stosowane i
wynosi 80÷600 mm. Åšrednica prÄ™tów noÅ›nych może dochodzić nawet do 24 mm. Åšrednice
prÄ™tów poprzecznych mieszczÄ… siÄ™ w granicach 3÷12 mm. W wielu przypadkach
przedłużone niektóre pręty poprzeczne spełniają rolę stabilizatorów ułożenia zbrojenia w
formie lub deskowaniu w stosunku do ich boków lub dna. Wykonywanie i zastosowanie
takich "drabinek" gwarantuje właściwe otulenie zbrojenia betonu.
Rys.1. Rodzaje elementów zbrojenia prefabrykatów budowlanych: a) siatki zgrzewane, b)
szkielety płaskie, c) szkielety przestrzenne, d) zbrojenie prętowe
c. Szkielety przestrzenne - rys. 1c
Wykonywane przez zginanie siatek zgrzewanych lub płaskich szkieletów, przez
łączenie krótkimi prętami poprzecznymi ustawionych równolegle płaskich szkieletów, przez
łączenie siatek zgrzewanych i płaskich szkieletów, bądz
przez łączenie prętów podłużnych i
poprzecznych za pomocą specjalnych maszyn. Przykładem ostatniego przypadku są
szkielety przestrzenne przeznaczone dla elementów rurowych., Przestrzenne szkielety
zbrojenia stosowane mogą. być dla konstrukcji płaskich oraz prętowych takich jak słupy,
pale, belki
d. Zbrojenie prętowe proste, gięte oraz z hakami - rys. 1d.
Stosowane jako uzupełniające dla przeniesienia niezbędnych obciążeń. Jest ono
łączone ze szkieletami przestrzennymi, szkieletami płaskimi czy też siatkami. Zbrojenie
gięte z hakami ma zastosowanie m.in. jako pętle montażowe, służące do zaczepienia
przenoszonych prefabrykatów.
Stosowanie podanych rodzajów elementów zbrojeń zmniejsza znacznie
pracochłonność robót zbrojarskich, obniża zużycie stali oraz znacznie polepsza współpracę
stali z betonem.
3 Klasyfikacja procesów technologicznych produkcji zbrojeń
Wykonanie elementów zbrojeń uzależnione jest głównie od rodzaju stali, typu
zbrojenia oraz stopnia zmechanizowania zakładu. Z punktu widzenia technologii, proces
produkcyjny jest także uzależniony od postaci dostarczonej stali, tj. od tego, czy otrzymana
jest w kręgach, w odcinkach prostych, czy też w postaci gotowych siatek. Z tego też
względu przygotowanie zbrojenia można podzielić na cztery podstawowe etapy, a
mianowicie:
a) przygotowanie zbrojenia z drutów dostarczonych w kręgach,
b) przygotowanie zbrojenia ze stali prętowej dostarczonej w odcinkach prostych,
c) przygotowanie zbrojenia z siatek,
d) łączenie elementów zbrojeń wykonanych ze stali z kręgów, prętów i siatek.
Schemat technologiczny przygotowania zbrojenia do prefabrykatów żelbetowych
przedstawiono na rys. 2. Z podanego schematu widać, że można wyodrębnić dwa
zasadnicze ciągi technologiczne, a mianowicie - ciąg obróbki stali dostarczonej w kręgach
oraz ciąg technologiczny dla stali prętowej. Oba te ciągi mogą łączyć się następnie w jeden
ciąg tworzenia prefabrykatów zbrojeń w postaci np. szkieletów przestrzennych.
Urządzenia do obróbki stali zbrojeniowej i metody jej obróbki są inne dla stali
dostarczanej w kręgach, inne zaś dla stali dostarczanej w odcinkach prostych.
Prace nad przygotowaniem zbrojenia z kręgów polegają na prostowaniu, czyszczeniu
i cięciu stali. Wszystkie te czynności mogą być wykonywane mechanicznie, przy czym
wykonane są zazwyczaj za pomocą jednej maszyny. Oczyszczone, wyprostowane i pocięte
pręty, mogą być przekazywane do zgrzewania z nich siatek i szkieletów lub do gięcia, skąd
otrzymane są pręty z odgięciami, strzemiona, uchwyty montażowe itp. Wykonanie zbrojenia
ze stali z kręgów kończy się zgrzewaniem siatek i szkieletów o zaprojektowanych
wymiarach lub gięciem siatek.
Przygotowanie zbrojenia ze stali prętowej składa się z podobnych czynności, lecz
wykonywanych w nieco inny sposób. Operacje prostowania i czyszczenia nie zawsze są
wykonywane, gdyż nie zawsze są potrzebne. Prostowanie jest konieczne, gdy pręty
wykazują zakrzywienia na długości lub na końcach. Czyszczeniu poddaje się stal
zabrudzoną pyłem, błotem, smarami i tłuszczami. Z brudu i błota czyści się stal wycierając
ją początkowo mokrą, a następnie suchą szmatą. Stal zabrudzoną smarami czyści się za
pomocą specjalnych preparatów rozpuszczających tłuszcz, a następnie za pomocą suchych
szmat. A
uszczącą się rdzę czyści się za pomocą stalowych szczotek lub piaskownic. Jeżeli
czyszczenie i prostowanie prętów jest zbędne, stal z magazynu przekazywana jest do
zgrzewania czołowego, a następnie do cięcia i gięcia. Przygotowane pręty przekazywane są
do miejsca wykonywania siatek i szkieletów.
Rys.2. Schemat technologiczny przygotowania zbrojenia do prefabrykatów żelbetowych
Płaskie siatki zbrojeniowe dostarczane w odcinkach są cięte na odcinki o potrzebnej
długości, następnie, o ile zachodzi potrzeba - gięte i w tej formie tworzy się z nich
przestrzenne szkielety zbrojenia. W przypadku dostarczania siatek zbrojeniowych w
rulonach, zachodzi dodatkowo konieczność ich wyprostowania.
Gotowe zbrojenie, po odpowiednim oznaczeniu, jest przekazywane do magazynów
gotowego zbrojenia.
Dodatkowym zabiegiem może być w zakładach produkcji zbrojeń obróbka
dostarczanej stali dla podniesienia jej właściwości eksploatacyjnych. Jest ona dokonywana
na specjalnych urzÄ…dzeniach. Obecnie praktycznie nie jest stosowana.
4. Technologia polepszania właściwości technicznych i eksploatacyjnych
drutów i prętów zbrojeniowych.
Do najczęściej stosowanych metod ulepszania stali należą: przeciąganie na zimno,
rozciąganie na zimno, skręcanie, profilowanie prętów, splatanie prętów.
Przeciąganie na zimno polega na przeciąganiu prętów na specjalnej maszynie, zwanej
przeciągarką, przez oczka o średnicy mniejszej od średnicy przeciąganego pręta. Szybkość
przeciÄ…gania uzależniona od Å›rednicy prÄ™ta i mieÅ›ci siÄ™ w granicach 0,5÷4 m/s, przy czym
naprężenie przeciąganego drutu powinno być tak dobrane, aby nie nastąpiło zerwanie
materiału.
Przeciąganie stali na zimno przeprowadza się na przeciągarkach bębnowych o
poziomych lub pionowych osiach bębnów. Najistotniejszą częścią przeciągarek są
wymienne oczka. Są to tuleje lub płytki z otworami o złożonym kształcie stożkowym. W
otworze tulei (rys. 3) występują cztery strefy pozwalające na wprowadzenie drutu, zmianę
jego przekroju poprzecznego, wykańczanie i wygładzanie nowego, zmniejszonego
przekroju oraz rozszerzona strefa wyjściowa ułatwiająca wyciągnięcie drutu. Dla uzyskania
wymaganej średnicy drutu, w zależności od rodzaju stali i średnicy materiału wejściowego,
należy wykonać określoną ilość przeciągań. Dla przykładu dla uzyskania z drutu o średnicy
6 mm drutu o średnicy 5 mm należy dwukrotnie stosować przeciąganie, zaś w przypadku
średnicy 4 mm -- trzykrotnie. Każdorazowo podczas przeciągania ulegają zmianie oczka,
przez które drut jest przeciągany. Schemat przeciągarek o poziomych i pionowych bębnach
przeciÄ…gajÄ…cych przedstawiono na rys.4.
Rys.3. Przekrój oczka do przeciągania stali
zbrojeniowej na zimno: do - średnica pręta prze
przeciągnięciem, d1 - średnica pręta po
przeciągnięciu, Q - siła przeciągająca, ą - kąt
otworu przeciąganego; 1 - strefa wejściowa, 2 -
strefa robocza, 3 - strefa wykańczania i
wygładzania, 4 - strefa wyjściowa
Rys.4. Schemat przeciągarek do przeciągania drutów na zimno: a) o pionowym układzie
bębnów, b) o poziomym układzie bębnów: 1 - silnik elektryczny, 2 - skrzynia biegów, 3 -
bęben przeciągarki, 4 - przeciągadła, 5 - kołowroty z kręgami stali
Rozciąganie prętów polega na przeciążeniu ich na specjalnych stanowiskach taką
siłą, która wywołuje naprężenia przewyższające granicę plastyczności materiału prętów.
Proces rozciągania kontroluje się za pomocą pomiaru naprężeń i wydłużeń prętów. W
rezultacie rozciągania zmienia się struktura metalu, podwyższa się granica plastyczności do
wartości równej naprężeniom osiągniętym przy wyciąganiu, a także zwiększa się
nieznacznie wytrzymałość pręta. Istniejące maszyny do tego typu obróbki stali różnię się
między sobą konstrukcją, rodzajem napędu oraz przydatnością do wyciągania prętów o
różnych średnicach. Schemat najprostszego urządzenia z napędem mechanicznym
przedstawiono na rys.5.
Rys.5. Schemat urządzenia do rozciągania prętów na zimno: 1 - wciągarka dwubębnowa, 2 -
rozciągany pręt, 3 - uchwyty, 4 - krążek ze sprzęgłem, 5 - wielokrążek, 6 - balast
obciążający, 7 - siłomierz sprężysty
Obecnie coraz częściej stosowane są urządzenia z napędem hydraulicznym.
Urządzenie takie, działające na zasadzie prasy hydraulicznej. wyposażone w szereg
uchwytów, pozwala na jednoczesne rozciąganie kilku prętów. W tym przypadku rozciąganie
kontrolowane jest za pomoce siłomierzy hydraulicznych. Urządzenia tego typu są stosowane
m.in. do eliminowania strat, spowodowanych odkształceniem plastycznym w cięgnach
sprężających.
Profilowanie prętów na zimno przeprowadzane jest poprzez walcowanie prętów jedną
lub dwoma parami profilowanych walców, które odkształcają walcowany pręt w jednej lub
dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach, nadając mu odpowiedni profil. Podczas
profilowania, podobnie jak przy przeciąganiu, we wszystkich przekrojach pręta powstają
znaczne naprężenia, często przekraczające granicę plastyczności stali pręta, w materiale
pojawiają się stałe odkształcenia, które zmieniają jego własności plastyczne i podnoszą
wytrzymałość.
Dodatkową zaletą jest zwiększenie przyczepności prętów do betonu. Profilowanie (
zgniatanie poprzeczne), przeprowadzane jest na specjalnych maszynach, wyposażonych w
walce profilujÄ…ce.
Zasady działania maszyn do profilowania stali dostarczanej w kręgach przedstawiono
na rys. 6. Praca całego urządzenia przebiega automatycznie aż do zakończenia obróbki stali
z całego kręgu.
Rys.6. Schemat urządzenia do zgniatania poprzecznego prętów zbrojenia: a) schemat pracy
urządzenia, b) schemat dwukierunkowego profilowania prętów; 1 - kołowrót z kręgiem stali,
2 - prowadnice, 3 - walce profilujące, 4 - urządzenie prostujące, 5 - nożyce obrotowe, 6 -
obrabiany drut, 7 - stojak odbierający, 8 - rynna prowadząca z wyłącznikiem
uruchamiającym nożyce, 9 - ucięte pręty
Skręcanie prętów na zimno polega na umocowaniu końców pręta w specjalnych
uchwytach, z których jeden obraca się wokół własnej osi, a drugi jest nieruchomy. Podczas
procesu skręcania zewnętrzne włókna pręta (przy zachowaniu pierwotnej długości pręta)
rozciągają się, co prowadzi do podwyższenia jego granicy plastyczności i wytrzymałości
oraz przyczepności do betonu. Najlepsze wyniki wytrzymałościowe uzyskuje się przy
skręcaniu prętów kołowych lub o przekroju zbliżonym do koła. W takich przypadkach
istnieje możliwość podwyższenia granicy plastyczności prawie dwukrotnie.
Splatanie prętów polega na skręcaniu ze sobą dwóch prętów o jednakowych
średnicach nie przekraczających 20 mm. W wyniku splatania zewnętrzne włókna prętów
zostają rozciągnięte, co powoduje wzrost granicy plastyczności i wytrzymałości. Splatanie
wykonywane jest za pomocą specjalnych urządzeń (splatarek) powodujących wzajemne
skręcanie dwóch prętów. Niedopuszczalne jest owijanie jednego pręta dokoła pręta
drugiego. Skok splotu wynosi zazwyczaj 8 do 12 średnic splatanych prętów.
Ostatnio polepszanie właściwości technicznych i eksploatacyjnych drutów i prętów
zbrojeniowych w zakładach produkujących zbrojenie jest stosowane coraz rzadziej , ze
względu na coraz większe dostawy z hut czy też z zakładów specjalistycznych stali
ciÄ…gnionej na zimno lub profilowanej.
5. Technologia czyszczenia. prostowania, cięcia i gięcia prętów i drutów
5.1. Prostowanie, czyszczenie i cięcie stali z kręgów
Prostowanie, czyszczenie i cięcie drutów dostarczonych w kręgach dokonywane jest
automatycznie za pomocą maszyn wykonujących te czynności jednocześnie. Maszyny te,
zwane prościarkami, składają się z współpracujących ze. sobą urządzeń prostujących,
czyszczÄ…cych i tnÄ…cych.
Rys.7. Schemat prostowania drutów z kręgów: a) obrotowy bęben prostujący, b) rolki
prostujące; 1 - bęben obrotowy, 2 - nagwintowane otwory, 3 - wkładki prostujące, 4 - rolki
prostujÄ…ce, 5 - prostowany drut, 6 - rolki ciÄ…gnÄ…ce
Urządzenia prostujące mogą występować w postaci obrotowego bębna prostującego
lub zespołu rolek prostujących. Urządzenie pierwszego typu wykonane jest w postaci
obracającego się bębna, przez który przeciągnięty jest prostowany drut ( rys.7a). Urządzenie
składa się z przelotowego cylindra z kołowymi otworami. W każdym z tych otworów za
pomocą nagwintowanych zacisków zaciśnięte są wkładki ze stali hartowanej. Wkładki te
mają kształt kostek z otworami, przez które przeciągany jest drut. Bęben napędzany
silnikiem elektrycznym obraca się w łożyskach kulkowych. Prędkość obrotowa bębna
wynosi zazwyczaj ponad 1500 obr/min. Wkładki ustawia się w stosunku do osi bębna w ten
sposób, aby linia przechodząca przez otwory wkładek tworzyła falę. Amplitudę fali ustala
się w zależności od rodzaju prostowanej stali i średnicy pręta, przy czym wartość jej
powinna być tym mniejsza, im większa jest średnica prostowanej stali oraz tym większa, im
wyższa jest jej granica plastyczności. Drut z kręgów przeprowadzony poprzez przestawne
otwory w obracającym się bębnie prostowany jest przez wielokrotne plastyczne zginanie.
Duże tarcie między wkładkami stalowymi i powierzchnią prostowanej stali powoduje
czyszczenie prętów z rdzy i brudu, co odgrywa szczególną rolę w póz
niejszym zgrzewaniu
zbrojenia. Rolkowe urządzenie prostujące (rys.7 b) składa się z zespołu rolek (wałków)
usytuowanych zazwyczaj w dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach. Rolki
przesunięte są w stosunku do siebie w ten sposób, aby przechodzący między nimi drut
odkształcał się. Amplituda fali jest, podobnie jak przy prostowaniu drutów w bębnie
obrotowym, uzależniona od rodzaju stali i średnicy prostowanego pręta. Podczas
przeciągania drutu między wałkami następuje jedynie jego prostowanie. Czyszczenie drutu
w tym przypadku dokonywane jest w dodatkowym urzÄ…dzeniu i polega na przepuszczeniu
drutu między obracającymi się szczotkami dla usunięcia z niego brudu, rdzy czy też
zgorzeliny.
Prostowanie za pomocą rolek prostujących nie powoduje zadrapań zewnętrznej
powierzchni drutów, co ma miejsce przy prostowaniu w bębnie obrotowym, a w związku z
tym może mieć zastosowanie do prostowania drutów cięgien sprężających do konstrukcji
sprężonych, jak również lepiej nadaje się do prostowania stali profilowanej.
Urządzenia tnące mogą występować w postaci nożyc obrotowych lub nożyc
gilotynowych.
Rys.8. Zasada działania urządzeń do cięcia drutów: a) nożyce obrotowe, b) nożyce
gilotynowe; 1 - cięty pręt, 2 - rolki podające, 3 - noże obrotowe, 4 - nóż nieruchomy, 5 - nóż
ruchomy
Zasada działania nożyc obrotowych (rys.8a) polega na tym, że prędkość noży
zamocowanych na obracających się w przeciwnych kierunkach tarczach jest równa
prędkości liniowej przesuwającego się drutu. Znajdujący się między tymi tarczami drut
zostaje więc w określonym momencie przecięty. Cięcie drutu odbywa się podczas jego
ruchu. Działanie nożyc gilotynowych (rys.8b) polega na przesunięciu się ostrza noża
ruchomego w stosunku do noża nieruchomego. Znajdujący się między tymi ostrzami pręt
zostaje przecięty. Nożyce gilotynowe mogą pracować jako nożyce nieruchome i wówczas
podczas cięcia przecinany drut musi być zatrzymywany lub jako nożyce ruchome
poruszające się z prędkością równą prędkości przesuwającego się drutu. W tym przypadku
następuje cięcie drutu w czasie jego ruchu.
W zależności od wzajemnej współpracy urządzeń prostujących, czyszczących i
tnących prościarki mogą mieć różną konstrukcję. Najczęściej spotykane są trzy rodzaje
urządzeń, a mianowicie:
a) urządzenia z bębnem prostującym, ciągłym podawaniem i obrotowymi nożami
tnącymi na żądane długości przesuwający się drut,
b) urządzenia z wałkami prostującymi, okresowym podawaniem i nożycami
gilotynowymi tnącymi pręty nieruchome,
c) urządzenia z bębnem prostującym, okresowym podawaniem i nożycami
gilotynowymi.
Zasady działania urządzeń prostująco-tnących podano na rys.9.
Rys.9. Zasady działania maszyn prostująco-tnących: a) urządzenie z bębnem prostującym,
ciągłym podawaniem i nożami obrotowymi, b) z wałkami prostującymi, podawaniem
okresowym i nożycami gilotynowymi, c) z bębnem prostującym, podawaniem okresowym i
nożycami gilotynowymi: 1 - urządzenie prostujące, 2 - urządzenie podające, 3 -^
mechanizm tnący, 4 - rynna prowadząca, 5 - wyłącznik działający pod naciskiem pręta, 6 -
pręt o zmiennej długości dostosowanej do położenia wyłącznika elektrycznego, 7 - styczniki
elektryczne, 8 -- przewód doprowadzający prąd do urządzenia tnącego, 9 - rynna odbiorcza,
10 - silnik elektryczny, 11 - kołowrót z kręgiem stali, 12 - ucięte pręty zbrojenia
Do najbardziej rozpowszechnionych w kraju należą automaty do prostowania i cięcia
stali pracujÄ…ce wg schematu podanego na rysunku 9a. SÄ… to maszyny typu AN-8 i AN-14
dawnej produkcji radzieckiej oraz maszyny typu N-14, X-52 i P-14 produkcji krajowej.
Widok maszyny tego typu przedstawiono na rys.10.
Rys.10. Maszyna do prostowania i cięcia stali zbrojeniowej w kręgach: l - skrzynia
przekładni napędu, 2 - bęben prostujący, 3 - osłona odciągu powietrza, 4 - wałki prowadzące
pionowe, 5 - wałki prowadzące poziome, 6 - wałki podawcze, 7 - obrotowe nożyce tnące, 8
- koło napędzające, 9 - krańcowy wyłącznik elektryczny
Odwinięty z kręgu umieszczonego na kołowrocie drut, pociągany przez wałki
podawcze 6 przechodzi przez bęben prostujący 2. Po dojściu do odpowiednio nastawianego
wyłącznika krańcowego 9 czoło wyprostowanego drutu naciska nań, powodując poprzez
mechanizm włączający uruchomienie urządzenia tnącego i noże 7 przecinają pręt. Odcięty
drut spada na stojak urządzenia odbiorczego, a tnące koła zębate zatrzymują się, po
ukończeniu pełnego obrotu, w pierwotnym położeniu, Długość ciętych odcinków stali
reguluje się za pomocą wyłącżnika przesuwnego 9. Praca całego urządzenia przebiega
automatycznie aż do zakończenia obróbki drutu z całego kręgu. Stal rozwijana z kręgu
ciągnięta jest przez wałki podawcze 6 z prędkością około l m/s. Krąg stali założonej na
kołowrocie powinien znajdować się w odległości około 2,5 m od maszyny prostującej.
Wysokość położenia kręgu powinna być taka, aby drut wchodził do urządzenia prostującego
pod niewielkim kÄ…tem w stosunku do jego osi.
Maszyny prostujÄ…ce osadza siÄ™ na fundamentach, umieszczajÄ…c je w zasadzie w
pomieszczeniu zamkniętym.
Charakterystyki .techniczne maszyn do prostowania i cięcia stali typu AN i produkcji
krajowej podano w tablicy 1, zaś wydajność eksploatacyjną niektórych z tych maszyn - w
tablicy 2.
Druga grupa urządzeń reprezentowana jest przez automaty, których zasada działania
przedstawiona jest na rys. 9b. Urządzenie prostujące tych automatów składa się z wielu par
wałków 1, obracających się w dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach.
Tablica 1 Dane techniczne prościarek z bębnem prostującym i nożycami obrotowymi
Cechy techniczne Jednostka AN-8 AN-8-2 AN-14 N-14 X-52 P-14
AN-8 AN-8-2 AN-14 N-14 X-52 P-14
Åšrednica prostowanej i ciÄ™tej stali mm 3÷8 3÷8 4÷14 6÷14 4÷10 8÷14
Długość ciętych prętów: cm 47 47 31,4 65 38
- minimalna cm 300 600 700 700 700 700
- maksymalna
PrÄ™dkość posuwu prÄ™ta m/s 1,0 1,0 0,4÷0,9 0,5 0,34÷0,68 0,83÷1,68
Silnik napędu bębna prostującego: kW 1,0 1,2 2,3 4,6 - -
- moc ob./min 1500 1500 1500 1440 - 5100
- prędkość obrotowa
Silnik przesuwu i cięcia: 2,7 2,7 4,5 7,5 - -
- moc 1000 1000 1000 960 - -
- prędkość obrotowa kW
ob./min
Wymiary gabarytowe: 4,42 7,31 8,95 9,00 12,0 12,0
- długość m 0,71 0,78 1,20 1,29 1,20 1,40
- szerokość m 1,26 1,26 1,40 1,40 1,40 1,40
- wysokość m
Masa kg 570 668 1200 2000 2000 3075
Tablica 2 Wydajność eksploatacyjna
Średnica pręta, mm Wydajność eksploatacyjna, t/8h
AN-14N-14
4,5 2,14
6 3,30 1,00
8 4,80 1,70
10 6,00 2,70
12 6,90 3,60
14 9,00 4,80
Druty przesuwane są przez dwie pary specjalnych wałków napędowych 2, a
następnie przechodzą przez ustawione pionowo wałki prostujące. Między wałkami
prostującymi i drugą parą wałków napędzających znajduje się wirnik ze szczotkami
jako urządzenie czyszczące. Druga para wałków napędzających podaje drut do
urządzenia tnącego, połączonego na stałe z podstawą urządzenia, i dalej do rynny
urządzenia odbierającego 4, aż do zetknięcia się z wyłącznikiem 6. W tym momencie
zatrzymuje się pręt w rynnie, a obwód prądu napędu noża zostaje zamknięty. Nóż
obniża się i ucina drut. W chwili cięcia wałki napędowe nie obracają się i nie
przesuwają drutu. Zapewnia to dużą dokładność długości ciętych drutów. Podobnie
jak w urządzeniu typu AN w momencie początkowego ruchu noża otwiera się klapa i
pręt spada na stojaki urządzenia odbierającego. Dla umożliwienia prostowania
drutów o różnych średnicach, wałki napędzające, urządzenie tnące oraz wyłączniki i
rynna urzÄ…dzenia odbierajÄ…cego sÄ… wymienne.
Istnieją również urządzenia do prostowania i cięcia stali na odcinki krótkie w
sposób ciągły. Przykładem takiego urządzenia jest automat PPK-6 produkcji
krajowej przeznaczony do prostowania i cięcia krótkich prętów zbrojeniowych
gÅ‚adkich o Å›rednicy 3÷10 mm. Automat ten (rys.11) skÅ‚ada siÄ™ z rolkowego zespoÅ‚u
prostującego, mechanizmu przesuwu i mechanizmu cięcia.
Rys.11. Automat prostujÄ…co-tnÄ…cy PPK-6
Prostowanie odbywa się wskutek przeciągnięcia drutu pomiędzy dziesięcioma
rolkami znajdującymi się w dwóch zestawach po 5 sztuk. Rolki są elementami
wymiennymi, przystosowanymi do drutu o Å›rednicach 3÷6 mm i 8÷10 mm.
Przeciąganie drutu między rolkami prostującymi jest realizowane przez suwak
napędzany mechanizmem dz
wigniowym. W suwaku jest zamontowany uchwyt
zaciskowy działający w jednym kierunku. Suwak podaje drut do zacisku
blokującego, w którym jest on przytrzymywany przez czas powrotu suwaka.
Krzywka powoduje ruch dz
wigni noża i odcięcie pręta. Mechanizmy automatu są
napędzane silnikiem elektrycznym przez klinową przekładnię pasową i przekładnię
zębatą. Na wałku wolnoobrotowym przekładni zębatej są mimośrodowo osadzone
regulowany element, napędzający układ dz
wigniowy suwaka, i krzywka
mechanizmu cięcia. Charakterystyka techniczna urządzenia: długość cięcia prętów
100÷250 mm, wydajność 30 cykli/min. moc silnika elektrycznego 5,5 kW, liczba
obrotów silnika 1430 obr/min, napięcie prądu zasilania 380/220 V, liczba osób
obsługi 1, długość urządzenia 2475 mm, szerokość 743 mm, wysokość 1025 mm,
masa ok. 500 kg.
Szereg firm zachodnioeuropejskich, amerykańskich i japońskich produkuje
również wiele typów agregatów prostująco-tnących.
Uogólniając wszystkie stosowane rozwiązania maszyny te:
a)opierajÄ… siÄ™ na trzech schematach kinetycznych:
-ciągłym podawaniu materiału i cięciu nożycami dz
wigniowymi przesuwnymi,
- ciągłym podawaniu materiału i cięciu nożami obrotowymi,
- podawaniu cyklicznym i zatrzymywaniu na czas cięcia materiału nożycami
dz
wigniowymi nieprzesuwnymi,
b) obrabiają stal gładką i profilowane o średnicach od l do 25 mm
c) majÄ… bardzo duże wydajnoÅ›ci dochodzÄ…ce do 120÷150 m/min, a przy
krótkich prętach do 326 m/min - przy cięciu nożami obrotowymi i wydajności
80÷100 m/min przy stosowaniu nożyc dz
wigniowych przesuwanych lub nie
przesuwanych,
d) są wyposażone w urządzenia odbiorcze o długości sięgającej 18 m.
e) do sterowania mechanizmami maszyn służą szybko działające sprzęgła
mechaniczne, elektromagnetyczne, hydrauliczne lub pneumatyczne,
f) mają kilka prędkości podawania, w zależności od średnicy prostowanego
materiału,
g) mają po kilka par rolek podających, których docisk do prętów reguluje się
za pomocą urządzeń sprężynowych, hydraulicznych lub pneumatycznych.
W urządzeniach tych na rolki podające, wkładki bębnów prostujących. ostrza
noży tnących pręty i urządzenia będące w ciągłym kontakcie z materiałem stosuje się
twarde stopy i wysokogatunkowe stale, gwarantujące małą zużywalność tych
elementów.
5.2. Prostowanie, czyszczenie i cięcie prętów stalowych
Prostowanie prętów dostarczanych w odcinkach odbywa się zazwyczaj
ręcznie, choć istnieją maszyny, które mogą prostować pręty o średnicy do 32 mm. Są
to prościarki oparte na zasadzie prostowania za pomoce rolek obrotowych. Z uwagi
jednak na ich koszt oraz stosunkowo małe ilość pogiętych prętów dostarczanych w
odcinkach prostych są one stosowane sporadycznie. Prostowanie ręczne stali odbywa
się zazwyczaj na stole zbrojarskim za pomocą narzędzi do ręcznego gięcia prętów.
Zestaw takich narzędzi przedstawiono na rysunku 12. Prostowanie ręczne może
odbywać się również na szynie kolejowej lub dwuteowniku za pomocą młota.
Rys.12. Zestaw narzędzi do ręcznego gięcia i prostowania prętów zbrojenia; a)
komplet narzędzi, b) schemat prostowania: l - prostowany pręt, 2 - sworznie
osadzone w płycie stalowej, 3 - klucz zbrojarski, 4 - nasadka z płaskownika o
grubości odpowiadającej średnicy pręta
Sposób czyszczenia prętów omówiono ogólnie w punkcie 3. Czyszczenie
ręczne jest czynnością pracochłonną i w związku z tym opracowano szereg urządzeń
mechanicznych. Najprostszym urządzeniem jest szczotka zamocowana na giętkim
wale szlifierki (rys. 13a). Postępem w tej dziedzinie jest urządzenie pokazane na
rysunku 13b. Maszyna ta całkowicie oczyszcza z rdzy pręty o dowolnych średnicach
oraz pręty profilowane. Przesuwanie czyszczonych prętów odbywa się ręcznie.
Maszyna ta zwiÄ™ksza wydajność pracy 6÷8 razy w stosunku do czyszczenia
ręcznego. Istnieją również maszyny do mechanicznego czyszczenia stali. Przykładem
takiej maszyny jest urządzenie produkcji jednej z firm włoskich. Składa się ono z
obudowanych stalowych szczotek obrotowych, napędzanych silnikiem elektrycznym
za pośrednictwem pasków klinowych. Podawanie stali do czyszczenia ręcznie.
Wydajność urządzenia około 360 m/h. Urządzenie to zaopatrzone jest w
pneumatyczne odprowadzenie brudu, może więc pracować w sposób ciągły.
Inny rodzaj bębna czyszczącego przedstawiono na rysunku 13 c. W bębnie.
obracanym przez silnik elektryczny, znajdują się płytki ścierne zamocowane
mimośrodowo w stosunku do osi bębna. Płytki te pod wpływem siły odśrodkowej
dociskają do czyszczonego pręta, powodując jego ściskanie. Przeciąganie prętów
ręczne. Praca urządzenia okresowa, wymagająca oczyszczenia bębna z
nagromadzonego w nim pyłu.
Przy dużej ilości prętów, wymagających czyszczenia z rdzy, stosowane jest
również ich piaskowanie, polegające na wyrzuceniu za pomocą sprężonego
powietrza strugi piasku ścierającego powierzchnię czyszczonej stali. Ten sposób
czyszczenia jest szczególnie skuteczny, jednak z uwagi na dużą ilość pyłów
szkodliwych dla zdrowia może być stosowany jedynie w pomieszczeniach dobrze
wentylowanych z miejscowym odciÄ…giem kurzu lub na otwartej przestrzeni, przy
zachowaniu odpowiednich środków ostrożności.
Rys.13. Urządzenie do czyszczenia prętów zbrojenia z rdzy: a) szczotki mechaniczne
na giętkim wale, b) szczotka na wale sztywnym, c) bęben obrotowy: l - silnik
elektryczny, 2 - wyłącznik. 3 - wał giętki. 4 - szczotka druciana. 5 - wózek. 6 -
czyszczony pręt. 7 - rolki prowadzące. 8 - tuleja. 9 - tarcze ściskające. 10 - obudowa
ochronna. 11 - podstawa. 12 - bęben obrotowy
Cięcie prętów zbrojenia wykonuje się przeważnie mechanicznie, a tylko przy
małych ilościach stali jest wykonywane za pomoce urządzeń napędzanych ręcznie.
Do cięcia stali zbrojeniowej stosowane są w kraju najczęściej następujące
urzÄ…dzenia:
- nożyce ręczne typu NR-32.
- nożyce mechaniczne typu N-40, N2-40. NM4-40.
- nożyce hydrauliczne NH-40.
Nożyce ręczne typu NR-32 służą do cięcia prętów ze stali zwykłej jakości o
średnicach od 10 do 32 mm. Ruch posuwisto-zwrotny noża tnącego odbywa się pod
działaniem dz
wigni ręcznej.
Nożyce mechaniczne, których schemat kinetyczny przedstawiono na rysunku
14, składają się z silnika elektrycznego, przekładni oraz noży ruchomego i
nieruchomego osadzonego w korpusie. Nóż ruchomy przymocowany jest do
korbowodu przesuwanego przez wał korbowy, Odpowiednią wartość siły tnącej
zapewnia bezwładność koła zamachowego. Z uwagi na to pręty przeznaczone do
przecięcia można wkładać między noże wówczas, gdy koło zamachowe osiągnie
odpowiednie obroty. W celu uzyskania czystych cięć noże powinny być ostre, zaś luz
między nożem ruchomym i nieruchomym powinien wynosić od 0,5 do l mm.
Rys.14. Schemat kinetyczny nożyc mechanicznych: l - silnik elektryczny, 2, 3, 6, 7,
9. 10 - koła zębate, 4 - koło zamachowe, 5, 8 -- wały pośrednie, 11 - wał korbowy, 12
- korbowód, 13 - nóż ruchomy, 14 - nóż-nieruchomy
Najbardziej rozpowszechnione w kraju są nożyce mechaniczne NM4-40,
przedstawione na rys.15. Nożyce te są przeznaczone do cięcia prętów zbrojeniowych
ze stali węglowej zwykłej jakości w zakresie średnic 6 - 40 mm.
Rys.15. Nożyce mechaniczne typ NM4-40
Cięte pręty mogą mieć przekrój kołowy, sześciokątny. kwadratowy lub inny. pod
warunkiem, że sprowadzony przekrój pręta nie będzie większy od przekroju
kołowego o średnicy 40 mm. Przy cięciu stali o wyższej jakości należy dobrać
odpowiednio mniejszy przekrój.
Dane techniczne nożyc produkcji krajowej przedstawiono w tablicy 3, zaś w
tablicy 4 podano przykładowo wydajność eksploatacyjną nożyc N2-40.
Tablica 3 Dane techniczne krajowych nożyc mechanicznych
Dane techniczne Jednostka Typ nożyc
N-40 N2-40 N-3-40 NM4-40
Największa średnica mm 40 40 40 40
ciętego pręta
Największa możliwa cięć/min 32 32 32 32
liczba cięć
Silnik elektryczny
napędu:
- moc kW 7,0 4,5 3,0 3,0
- prędkość obrotowa obr/min 1450 1450 1450 1450
Wymiary gabarytowe:
- szerokość m 0,70 0.66 0.525
- długość m 1.80 1,75 1.452
- wysokość m 0,85 0.82 0.735
Masa kg 1100 820 560 540
Tablica 4 Wydajność eksploatacyjna nożyc typu N2-40 przy uwzględnieniu
współczynnika wykorzystania czasu pracy w okresie zmiany roboczej Sw = 0,83
Å›rednica prÄ™tów mm 3÷5,5 6 10 12 14 16
Wydajność t/8h 2,5 3,9 4,6 5,4 7,45 9,70
średnica pręta mm 18 20 22 24 26 28
Wydajność t/8h 12,1 12,1 13,4 13,4 15,6 17,8
Średnica prętów mm 30 32 34 36 38 40
Wydajność t/8h 20 22,2 24 26 28 30
Istnieją również nożyce mechaniczne działające na nieco innej zasadzie od
omówionej poprzednio. Schemat działania takich nożyc przedstawiono na rys. 16.
Rys.16. Schemat kinematyczny nożyc mechanicznych: 1 - koło zamachowe, 2 - nóż
nieruchomy, 3 - nóż ruchomy, 4 -dz
wignia, 5 - wał transmisyjny, 6 - silnik
elektryczny, 7 - wał korbowy
Jakkolwiek nożyce te są urządzeniem mniejszym i o mniejszej mocy silnika, to
tną pręty o średnicy do 40 mm z taką samą szybkością jak nożyce oparte na zasadzie
przedstawionej na rysunku 14. Nożyce takie mogą być wyposażone w specjalne
przystawki służące do elektrotermicznego nagrzewania stali w miejscu cięcia (do
temperatury 400÷500°C), aby umożliwić ciÄ™cie stali twardych bez niebezpieczeÅ„stwa
złamania noży lub uszkodzenia napędu.
Wszystkie omówione nożyce mechaniczne są przeznaczone do cięcia stali o
średnicy do 40 mm; przy średnicach mniejszych można ciąć jednocześnie wiązkę
zÅ‚ożonÄ… z kilku prÄ™tów. I tak: przy Å›rednicy 6÷8 mm liczba prÄ™tów ciÄ™tych
równoczeÅ›nie wynosi 6, przy Å›rednicy 10÷12 mm - 5, przy Å›rednicy 14÷18 mm -.3,
przy Å›rednicy 20÷22 mm - 2, zaÅ› przy Å›rednicy 24 mm i wiÄ™cej - 1.
Istnieje wiele innych rozwiązań nożyc mechanicznych. Na uwagę zasługuje
rozwiązanie, gdzie położenie noża nieruchomego jest poziome, zaś położenie noża
ruchomego podczas cięcia nie jest równoległe do noża nieruchomego. W tym
przypadku podczas cięcia ulega przecinaniu tylko jeden z wielu prętów ułożonych na
nożu nieruchomym. Rozwiązanie to pozwala na ograniczenie gabarytów silnika
napędu oraz na zwiększenie wydajności nożyc, W rozwiązaniach tego typu długość
noży wynosi do 400 mm.
Produkowane są także nożyce o napędzie hydraulicznym, które mają wiele
zalet, m.in. o wiele większą sprawność niż elektromechaniczne, są zwarte w budowie
i pracujÄ… stosunkowo cicho.
Zastosowanie napędu hydraulicznego umożliwiło wykonanie całego szeregu
nożyc przeznaczonych do cięcia stali o-średnicy do 50 mm. Nożyce są urządzeniami
stacjonarnymi lub przewoz
nymi i mają przenośne lub podwieszone głowice tnące
oraz zmienne oprzyrządowanie, pozwalające na cięcie stali o różnych średnicach --
do 15; 22; 32; 40; 50 mm i o różnych wytrzymałościach. W zależności od średnicy
ciętej stali wykonują one od 5 do 30 cięć na minutę. Istnieją dwa rodzaje tego typu
nożyc. Jeden z nich charakteryzuje się tym, że pompa ciśnieniowa i inne urządzenia
napędu mieszczą się na wózku, który jest połączony z głowicą tnącą za pomocą
1,5÷2-metrowego przewodu wysokociÅ›nieniowego, doprowadzajÄ…cego olej do
cylindra głowicy tnącej. Drugi typ nożyc różni sie od pierwszego tym, że
mechanizmy napędu znajduję się w głowicy tnącej.
Jedne z nożyc produkcji niemieckiej są przedstawicielem pierwszej grupy
urządzeń. Składają się one z dwóch części: wózka na którym mieści się ciśnieniowa
pompa olejowa o wydajności 5 l/min, napędzana silnikiem elektrycznym oraz z
głowicy roboczej (rys.17), połączonej z wózkiem dwumetrowym przewodem
wysokociśnieniowym i wyposażonej w komplet wymiennych ostrzy do cięcia prętów
o różnej średnicy i wytrzymałości. Duże ciśnienie płynu roboczego, dochodzące do
45 MPa i zastosowanie wysokogatunkowej stali na ostrze pozwoliło na wydatne
zmniejszenie ciężaru urządzenia, w szczególności głowicy tnącej, którą trzyma w
ręku robotnik, Mimo małego ciężaru, za pomocą tego urządzenia można ciąć pręty o
średnicy do 50 mm. Mały ciężar i niewielkie rozmiary pozwalają na zastosowanie
nożyc ręcznych w warunkach budowy. Znajdują one również zastosowanie w
zakładach prefabrykacji, np. przy wycinaniu otworów w płaskich lub przestrzennych
siatkach zbrojeniowych przy produkcji szkieletów zbrojeniowych dla płyt ściennych
i stropowych.
Rys.17. Widok głowicy tnącej
Dla prawidłowego zorganizowania stanowiska roboczego obok maszyny
należy zainstalować przenośniki rolkowe i odpowiednie regały, w celu
dogodniejszego przenoszenia i składowania prętów przed i po ich pocięciu. Na tych
przenośnikach należy zainstalować odpowiednie urządzenia, pozwalające na
odmierzanie długości prętów przed ich obcięciem. Przykład rozwiązania podano na
rys. 18.
Przy cięciu prętów na określoną długość pozostaje pewna ilość odpadów,
rosnąca w miarę zwiększania średnic ciętych prętów. Aby temu zapobiec, istnieją
automatyczne linie bezodpadowego cięcia stali. Ustalono, że takie linie są
szczególnie pożądane przy cięciu stali o średnicy większej od 14 mm. W skład takiej
linii wchodzi zgrzewarka doczołowa, zgrzewająca pręty o długości handlowej w
długi, nieprzerwany pręt, który jest następnie cięty na odpowiednie odcinki. Przy tej
metodzie ilość odpadów jest minimalna. Linia ma również urządzenia pomocnicze,
jak stoły rolkowe, stoły miernicze, dz
wignie do przesuwania poprzecznego prętów
itd.
Rys.18. Przykładowe rozwiązanie stanowiska pracy dla cięcia prętów zbrojenia: l -
ruchoma opora, 2 - listwa pomiarowa, 3 - stoły rolkowe, 4 - nożyce, 5 - przecinany
pręt
5.3. Gięcie stali zbrojeniowej
Przy wykonywaniu zbrojenia gnie siÄ™ pojedyncze, przygotowane uprzednio
proste pręty lub całe zgrzewane siatki. Gięcie prętów zbrojeniowych odbywa się z
reguły mechanicznie. Gięcie ręczne (rys.12) stosowane jest niekiedy w przypadku
prętów o małej średnicy. Mechaniczne gięcie prętów zbrojeniowych przeprowadza
się w maszynach zwanych giętarkami. Wszystkie maszyny do gięcia pojedynczych
prętów zbrojeniowych wykonane są. na podstawie jednego schematu, a różnią się
tylko rozwiązaniami poszczególnych podzespołów maszyny, mocą, gabarytami i co
za tym idzie - średnicą zginanych prętów.
Pręty o małych średnicach mogą być wyginane po kilka równocześnie. Tarcze
gnące giętarek mają kilka prędkości obrotowych, które dostosowuje się do średnicy
giętych prętów. Schemat kinetyczny giętarek jest prosty i dlatego są one
urządzeniami rzadko psującymi się, mimo dużych obciążeń podczas gięcia prętów.
Gięcie prętów odbywa się zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 19. Pręt
lub wiązkę prętów wkłada się między trzpień centralny, umieszczony osiowo na wale
napędowym tarczy obrotowej, i trzpienie gnące. Poprzez nacisk pedału włączającego
silnik elektryczny uruchamia się tarczę z prędkością od 3 do 14 obrotów na minutę,
zależnie od przekroju pręta. Trzpień gngcy obraca się wokół osi trzpienia centralnego
i wygina pręt w żądany kształt, przy czym umieszczone na stole maszyny przestawne
trzpienie oporowe uniemożliwiają obrót samego pręta. Po zagięciu pręta, tarcza
obrotowa wraca automatycznie do swego położenia wyjściowego.
Rys.19. Schemat gięcia pręta: 1 - tarcza obrotowa, 2 -
trzpień centralny, 3 - trzpień gnący, 4 - gięty pręt, 5 -
trzpień oporowy
Wydajność giętarek jest wprost proporcjonalna do prędkości obrotowej tarczy
gnącej ale ze względów bezpieczeństwa pracy liczba obrotów tarczy gnącej nie
przekracza zwykle 14 na minutÄ™.
Schemat giętarki przedstawiono na rys.20. Zasadniczym elementem roboczym
urządzenia jest tarcza kołowa 7, osadzona na wale pionowym 6. Napęd
Rys. 20. Schemat giętarki typu S-146A: l - silnik, 2,3- koła zębate, 4 - ślimak, 5 -
ślimacznica, 6 - wał pionowy, 7 - tarcza obrotowa, 8 - listwa oporowa, 9 - rolki
toczne
wału pionowego dokonywany jest za pomocą silnika 1. połączonego kołami
zębatymi 2 i 3 ze ślimakiem 4 połączonym z osadzoną na wale pionowym
ślimacznicą 5. Prędkość obrotu wału pionowego, a tym samym i tarczy roboczej,
można regulować, odpowiednio do średnicy giętych prętów, za pomocą zmiany kół
zębatych 2 i 3. W tarczy roboczej, która może obracać się w dwóch kierunkach,
wykonany jest szereg umieszczonych osiowo symetrycznie kwadratowych otworów
do osadzania trzpieni gnÄ…cych podczas obrotu tarczy roboczej , Na trzpienie
nasadzone są wymienne tulejki. pozwalające na dostosowanie ich średnicy do
średnicy giętych prętów oraz zmniejszające tarcie podczas gięcia. Na osi obrotu
tarczy znajduje się również otwór dla osadzenia w nim trzpienia centralnego. W
listwach oporowych 8 znajdują się również otwory dla osadzenia w nich trzpieni
oporowych. Rolki toczne 9 ułatwiają przesuwanie prętów po powierzchni roboczej
giętarki.
Giętarki mogą być również dostosowane do gięcia prętów o małych
średnicach. Osiągnąć to można przez zamianę trzpienia środkowego, osadzonego na
osi obrotu tarczy roboczej, na specjalne widełki i osadzenie dodatkowego
oprzyrządowania na stole maszyny, służącego jako oparcie dla zginanych prętów.
Produkuje się wiele odmian giętarek mechanicznych. Różnią się one między
sobÄ… wskaz
nikami technicznymi, stopniem zautomatyzowania oraz trwałością, a
niektóre z nich są wyposażone w wiele urządzeń pomocniczych, dających możliwość
wykonywania różnorodnych rodzajów gięć. Wiele z tych urządzeń pracuje według
opracowanych programów.
Oprócz giętarek z poziomą tarczą obrotową istnieją również urządzenia, gdzie
gięcie prętów odbywa się w płaszczyz
nie pionowej. Giętarki te przystosowane są do
jednoczesnego gięcia wielu prętów. Stosowane są one do masowej produkcji
strzemion, uchwytów i innych elementów zbrojenia wykonywanych z prętów o
małych średnicach. Widok takiego urządzenia pokazano na rysunku 21. Dzięki
możliwości przesuwu jednej z dwóch części gnących urządzenie pozwala na
wykonanie gięcia prętów o różnych długościach, a tym samym na wykonanie np.
strzemion dla elementów o różnych przekrojach. Niezależnie od giętarek o napędzie
mechanicznym istnieją również giętarki o napędzie hydraulicznym. Urządzenie
gnące składa się tu z tarczy obrotowej, mającej centralnie umieszczony trzpień i
wspornik, w którym mocuje się za pomocą zacisków śrubowych w odpowiednim
miejscu trzpień zginający. Trzpień oporowy mocuje się w dowolnym położeniu w
płaskownikach, leżących po obu stronach tarczy gnącej. również za pomocą
zacisków śrubowych. Urządzenie do napędu hydraulicznego składa się z: cylindra,
pompy olejowej oraz silnika elektrycznego lub spalinowego. Z powodu braku
przekładni zębatych maszyna jest lekka, pracuje cicho i ma dużą wydajność.
Rys.21. Giętarka do gięcia w płaszczyz
nie pionowej
W czasie gięcia prętów podstawowe znaczenie ma odmierzanie i oznaczanie
miejsc odginania; najczęściej znakuje się kredą miejsca, w których pręt należy
wygiąć. Metoda ta jest bardzo pracochłonna i niezbyt dokładna, na skutek zmiany
długości prętów w czasie ich wyginania. Prawidłowym rozwiązaniem jest
zastosowanie specjalnych listew pomiarowych, umieszczonych na stołach roboczych
stojących po obu stronach maszyny. Stoły te o długości 5 m i szerokości 0,4 m,
zaopatrzone są w przenośniki rolkowe, ułatwiające przesuwanie po nich prętów.
Przykładowe rozwiązanie pokazano na rysunku 22.
Rys.22. Stanowisko pracy przy mechanicznym gięciu prętów
Widok giętarki typu G3-40 produkcji ZREMB, pracującej dotychczas w
zbrojarniach krajowych, przedstawiono na rys.23. Jest ona przeznaczona do gięcia
stali zbrojeniowej zwykÅ‚ej w zakresie Å›rednic 6÷40 mm. W przypadku giÄ™cia prÄ™tów
o większej wytrzymałości należy odpowiednio zmniejszyć średnicę giętego pręta.
Giętarka może pracować indywidualnie lub w zespole kilku giętarek. Giętarka jest
wsparta na dwóch kołach stałych i jednym zwrotnym, umożliwiającym łatwe jej
przetaczanie. Napęd z silnika elektrycznego jest przenoszony przez zespół przekładni
na wrzeciono tarczy gnącej. W zależności od średnicy giętego pręta wkłada się
wymienne trzpienie oporowe w odpowiednie gniazda płyty stałej i tarczy gnącej.
Giętarka może być sterowana ręcznie, nożnie lub półautomatycznie.
Niezależnie od gięcia mechanicznego stosowane jest niekiedy gięcie ręczne.
Zasada gięcia ręcznego jest analogiczna do gięcia mechanicznego. Giętarki ręczne są
przykręcane do stołów zbrojarskich.
Rys.23. Widok krajowej giętarki G3-40
6. Technologia prostowania, cięcia i gięcia siatek zbrojeniowych
6.1. Prostowanie siatek zbrojeniowych
Prostowanie siatek dostarczanych w rulonach dokonywane jest na
urządzeniach pracujących na podobnej zasadzie jak prościarki rolkowe. Są to walce o
długości większej od szerokości prostowanej siatki usytuowane względem siebie w
ten sposób, aby prostowana siatka doznawała odkształceń plastycznych. Najczęściej
stosowane są trzy wały, przy czym wał górny ma możliwość pionowego
przemieszczania się względem wałów dolnych. Przesuw prostowanej siatki
dokonywany jest dzięki wymuszonemu obrotowi jednego z wałów prostujących.
6.2. Cięcie siatek zbrojeniowych
Cięcie wyprostowanych siatek dostarczanych w rulonach oraz siatek płaskich
odbywa się za pomocą nożyc dostosowanych do maksymalnej szerokości siatek.
Nożyce te mogę być nożycami gilotynowymi lub nożycami podobnymi w swej
zasadzie działania do nożyc przeznaczonych do cięcia ułożonych obok siebie drutów.
Przykładem nożyc gilotynowych jest urządzenie, którego schemat przedstawiony jest
na rys. 24. Cięcie siatki dokonywane jest pomiędzy nieruchomym nożem dolnym i
nożem górnym dociskanym dwoma cylindrami pneumatycznymi. Równomierność
nacisku noża górnego regulowana jest za pośrednictwem synchronizatora. Nożyce
można nastawiać w zależności od rozstawu prętów w ciętej siatce.
Rys.24. Schemat nożyc do cięcia poprzecznego siatki zbrojeniowej: 1 - rama, 2 -
cylinder pneumatyczny, 3 - nóż górny, 4 - nóż dolny, 5 - przycisk, 6 - urządzenie do
synchronizacji cylindrów pneumatycznych.
Do cięcia siatek stosowane są również nożyce przejezdne, jeżdżące po
szynach. Napęd nożyc - za pomocą wbudowanego silnika elektrycznego. Podczas
cięcia siatka jest przyciskana trawersą za pomocą cylindrów hydraulicznych.
6.3. Gięcie siatek zbrojeniowych
Wraz z rozwojem stosowania płaskich i zwijanych siatek zbrojeniowych oraz
szkieletów płaskich (drabinek) zaistniała potrzeba produkcji urządzeń do ich gięcia.
Ręczny sposób wyginania siatek jest analogiczny do sposobu gięcia blach.
Istota gięcia polega na umieszczeniu zginanego miejsca siatki w specjalnym
uchwycie, a następnie zgięciu jej na całej długości za pomocą kątownika lub
ceownika obracanego za pomocÄ… dz
wigni ręcznej. Sposób ten stosowany jest w
naszych zbrojarniach, np. przy produkcji zbrojenia do płyt dachowych korytowych.
Do mechanicznego gięcia siatek służy szereg maszyn i urządzeń. Schematy
pracy maszyn stosowanych do gięcia siatek przedstawiono na rysunku 25. Widok
jednego z urządzeń pokazano na rysunku 26. Po ułożeniu siatki zbrojeniowej na stole
roboczym 3 i pomocniczej konstrukcji wsporczej 6 opuszcza siÄ™ trawersa 4,
przyciskająca siatkę w czasie gięcia. Ruchem trawersy kierują dwa cylindry
hydrauliczne 2. Następnie zaczyna się poruszać belka zginająca 5 (napędzana
również przez cylindry hydrauliczne), która zgina siatkę na uprzednio nastawiony
kąt. Ustawienie kąta gięcia dokonywane jest za pomocą
Rys.25. Schematy pracy maszyn stosowanych do gięcia siatek; l - stół roboczy, 2 -
zginana siatka, 3 - urzÄ…dzenie gnÄ…ce, 4 - hak przytrzymujÄ…cy, 5 - hak gnÄ…cy, 6 -
korpus, 7 - wsporniki oporowe, 8 - wymienne trzpienie oporowe
dz
wigni regulującej 7, poruszającej się wzdłuż skali 8. Maszyna służy do gięcia
siatek zbrojeniowych o szerokości do 3,5 m z prętów o średnicy do 12 mm. Kąt
gięcia siatek może być zmienny i jest uzależniony od długości odgięcia, przy czym
wynosi on:
105° przy dÅ‚ugoÅ›ci części odginanej 0,17 m,
90° przy dÅ‚ugoÅ›ci części odginanej 0,5 m,
70° przy dÅ‚ugoÅ›ci części odginanej 0,7 m.
Innego typu urządzeniem do gięcia z płaskiej siatki przestrzennych szkieletów
zbrojeniowych o przekroju zamkniętym jest maszyna przedstawiona schematycznie
na rysunku 25e. System haków. zaczepiających siatkę za jeden z prętów podłużnych
wciąga je w przestrzeń ograniczoną stołem roboczym w kształcie kątownika. Kąt
wygięcia regulowany jest za pomocą zmiany kąta ustawienia stołu roboczego.
Rys.26. Maszyna do gięcia siatek zbrojeniowych: a) widok od czoła, b) widok z
boku; l - podstawa, 2 - cylindry hydrauliczne, 3 - stół roboczy, 4 - trawersa
przyciskajÄ…ca, 5 - belka gnÄ…ca, 6 - pomocnicza konstrukcja wsporcza, 7 - dz
wignia
nastawu gięcia siatki, 8 - podziałka nastawu kąta gięcia
W maszynie według schematu z rys.25f po ułożeniu siatki na stole roboczym 1
i przesunięciu jej w kierunku osi stołu tak, aby jej pręty poprzeczne weszły pod haki
4. włączany jest mechanizm uruchamiający tłoki cylindrów pneumatycznych, które
poruszają urządzenie gnące 3. Maszyna ta przydatna jest do gięcia płaskich siatek w
przestrzenne szkielety zbrojenia.
Podobnie pracuje maszyna z rys.25g. Korpus maszyny 6 wykonany jest w
postaci belki stalowej opartej na dwóch podstawach. Na belce mocuje się w zadanym
położeniu od 50 do 100 wsporników oporowych, z wymiennymi trzpieniami 8 (o
różnej średnicy). Liczba wsporników oporowych oraz ich rozstaw musi odpowiadać
liczbie i rozstawowi prętów poprzecznych zginanej siatki. Urządzeniem gnącym jest
masywna belka 3, przymocowana przegubowo do korpusu 6 i obracajÄ…ca siÄ™ o
zadany kąt za pośrednictwem tłoków dwóch cylindrów hydraulicznych. Za pomocą
tej maszyny można giąć siatki o szerokości do 5000 mm z prętów o średnicy do 8
mm. Maksymalny kąt wygięcia siatki 180o. Napęd maszyny stanowi pompa olejowa
z silnikiem elektrycznym o mocy 3,75 kW. Maszyna jest całkowicie
zautomatyzowana. Pozostałe zalety urządzenia to małe wymiary i ciężar, a także
duża wydajność. Wadą maszyny jest to, że gięcie siatki może być dokonywane tylko
w pewnej odległości od prętów podłużnych. Przykłady siatek giętych na tej maszynie
przedstawiono na rys. 27.
Rys.27. Przykłady siatek giętych na maszynie pracującej według schematu z rys.25.
Szkielety cylindryczne, np. szkielety rur żelbetowych, można wykonywać
drogą gięcia i walcowania siatki na urządzeniu składającym się z obracających się
walców. Końce uciętego kawałka siatki spawa się potem ze sobą. Jest to urządzenie,
na którym prostowane są siatki zbrojeniowe dostarczane w rulonach.
7. Technologia łączenia elementów zbrojenia
7.1. Uwagi ogólne
Ekonomika wykonywania robót zbrojarskich w dużym stopniu zależy od
sposobu montażu zbrojenia w siatki lub elementy przestrzenne. Stosowane są jeszcze
dwa sposoby montażu zbrojenia, a mianowicie sposób ręczny wiązania siatek i
szkieletów oraz sposób otrzymania tych elementów za pomocą maszyn do
zgrzewania i spawania prętów w siatki, płaskie szkielety i szkielety przestrzenne.
Ręczny sposób montażu zbrojenia stosowany jest wówczas, gdy kształt elementu
uniemożliwia jego scalenie w sposób zmechanizowany lub gdy poszczególne
elementy składowe zbrojenia muszą być montowane na stanowisku produkcji
elementów prefabrykowanych lub w deskowaniu.
7.2. Ręczne wiązanie siatek i szkieletów zbrojenia
Odbywa siÄ™ ono na szablonach dostosowanych do rodzaju wykonywanego
zbrojenia. Szablonem może być szkielet drewniany lub metalowy z odpowiednimi
wycięciami przeznaczonymi na ułożenie w nich przewidzianych projektem prętów
podłużnych i poprzecznych. Do wiązania szkieletów stosowane są zazwyczaj stojaki
z wspornikami odpowiedniej długości.
Wiązanie krzyżujących się ze sobą prętów wykonywane jest za pomocą
miękkiego wyżarzonego drutu wiązałkowego zwykle o grubości od 0,8 do 1,2 mm.
Istnieje wiele sposobów wiązania prętów zbrojeniowych, stosowanych w zależności
od grubości prętów oraz od wzajemnego ich położenia, przy czym obowiązuje
zasada, że wiązane powinny być wszystkie krzyżujące się ze sobą pręty.
Rodzaj niektórych wiązań podano na rysunku 28. Wiązanie ręczne
prowadzone jest zazwyczaj przy użyciu specjalnych cążek i dokonywane być może
Rys. 28 Rodzaje wiązań krzyżujących się prętów; a) węzeł prosty, b) węzeł
dwurzędowy, c) węzeł krzyżowy, d) węzeł martwy
drutem odwijanym z motka lub drutem pociętym na kawałki o określonej długości.
Do wiązania ręcznego mogę być stosowane inne narzędzia oraz dostosowane do tych
narzędzi odpowiednio przygotowane odcinki drutu. Widok takich narzędzi oraz
sposób wiązania pokazano na rysunku 29
Rys.29. Specjalne narzędzia do wiązania ręcznego: a) przygotowany drut z oczkami,
b) wiązanie urządzeniem z wrzecionową wkładką, c) wiązanie prętem prostym
7.3. A
Ä…czenie stali zbrojeniowej poprzez zgrzewanie
W celu ograniczenia ilości odpadów stali oraz wyeliminowania
pracochłonnego mocowania prętów szkieletów za pomocą wiązania ręcznego, w
zmechanizowanych zbrojarniach stosowane jest powszechnie ich Å‚Ä…czenie poprzez
zgrzewanie i spawanie. Zgrzewanie zbrojenia może obejmować:
a) łączenie krótkich prętów zbrojenia w odcinki o wymaganej długości,
b) łączenie dostarczonych prętów w jeden długi pręt,
c) łączenie pojedynczych prętów w płaskie siatki i szkielety,
d) łączenie pojedynczych prętów w szkielety przestrzenne,
Spawanie stosowane jest zazwyczaj do łączenia prętów grubych oraz do
mocowania do szkieletu zbrojenia wszelkiego typu łączników, detali, "marek" itd.
Istotą zgrzewania jest łączenie poszczególnych prętów zbrojenia bez
stosowania dodatkowego materiału elektrody.
W technologii łączenia prętów zbrojeniowych rozróżnić można dwa rodzaje
zgrzewania, a mianowicie zgrzewanie doczołowe oraz zgrzewanie punktowe.
Zgrzewanie doczołowe stosowane jest przy łączeniu krótkich prętów zbrojenia w
odcinki dłuższe lub łączeniu prętów o handlowej długości w jeden długi pręt.
Zgrzewanie punktowe stosowane jest przy łączeniu krzyżujących się prętów.
Zgrzewanie doczołowe może być zgrzewaniem kontaktowym oporowym lub
iskrowym. Podczas zgrzewania oporowego materiał łączonych prętów dotyka do
siebie, rozgrzewając się w miejscu łączenia pod wpływem oporu przepływającego
prÄ…du elektrycznego. Pod wpÅ‚ywem tej temperatury (1200° - 1500°C) materiaÅ‚ staje
się plastyczny. Na skutek docisku łączonych prętów do siebie następuje ich
połączenie. W miejscu styku łączonych prętów nie zostaje w sposób widoczny
pogrubiony przekrój zbrojenia oraz nie zostaje w tym miejscu zmniejszona jego
wytrzymałość.
Istota zgrzewania iskrowego polega na szybkim zbliżaniu i oddalaniu od siebie
łączonych prętów. Powstaje wówczas silne iskrzenie ( łuk Volty), co powoduje
nagrzewanie i nadtapianie powierzchni stykowych prętów. Powstająca w łuku
temperatura wynosi okoÅ‚o 2500°C. Przez dociÅ›niÄ™cie do siebie prÄ™tów nastÄ™puje
uformowanie się zgrzeiny, przy czym w tym przypadku następuje niewielkie
zwiększenie średnicy w miejscu łączenia prętów.
Dla uzyskania prawidłowego połączenia dwóch prętów niezbędne jest
właściwe ich przygotowanie. A
ączone pręty nie mogę być w miejcu łączenia brudne,
zardzewiałe, a ponadto powinny stykać się z sobą na całej powierzchni. Ponadto
pręty powinny być oczyszczone w miejscu ich zamocowania w uchwytach
zgrzewarki. Pręty nieoczyszczone znajdujące się w uchwytach powodują
zwiększenie oporu przepływającego prądu, nagrzewając się nadmiernie "przylepiają"
się do elektrod. Przykład rozwiązania stanowiska dla prawidłowej realizacji
zgrzewania doczołowego przedstawiono na rysunku 30.
Rys.30. Stanowisko pracy przy zgrzewaniu doczołowym: l - podajniki rolkowe, 2 -
łącznik, 3 - kozły, 4 - szlifierki, 5 - zgrzewarka doczołowa
Zgrzewanie punktowe jest stosowane do łączenia krzyżujących się prętów
zbrojenia przy produkcji siatek zbrojeniowych i szkieletów. W odróżnieniu od
zgrzewania doczołowego w zgrzewaniu punktowym łączone pręty stykają się w
jednym punkcie, co powoduje że powierzchnia zgrzewania, zużycie energii oraz
straty ciepÅ‚a sÄ… maÅ‚e. Czas zgrzewania jest bardzo krótki i wynosi 0,l÷0,5 s. Dla
uzyskania prawidłowego zgrzewu niezbędny jest dość znaczny docisk elektrod
wynoszÄ…cy 1,2÷1,5 kN. PrzedÅ‚użenie czasu zgrzewania ponad czas optymalny dla
danej średnicy stali jest szkodliwe z uwagi na możliwość przegrzania prętów i
spowodowanie zmian krystalicznych w materiale. Zmiany krystaliczne materiału
mogą spowodować obniżenie granicy plastyczności stali. Zgrzewanie punktowe
odbywa się przy stosowaniu specjalnych maszyn, które w zależności od liczby
jednocześnie wykonywanych zgrzein dzielą się na zgrzewarki jednopunktowe i
wielopunktowe.
Przykład stanowiska do zgrzewania "drabinek" zbrojeniowych z
zastosowaniem zgrzewarki jednopunktowej typu ZPd-80 przedstawiono na rys.31.
Rys.31. Stanowisko do zgrzewania drabinek zbrojeniowych z zastosowaniem
zgrzewarki ZPd-80
Niezależnie od zgrzewarek stacjonarnych produkowane są zgrzewarki
zaopatrzone w kleszcze zgrzewalnicze. Tego typu zgrzewarki sÄ… specjalnie
przeznaczone do zgrzewania punktowego prętów zbrojeniowych szczególnie w
czasie łączenia siatek, drabinek i pojedynczych.prętów w przestrzenny szkielet
zbrojenia.
Szczegółowe dane dotyczące łączenia zbrojenia na zimno i na gorąco
przedstawione sÄ… w oddzielnym opracowaniu.
8. Produkcja zbrojeń metodami agregatowymi
Oprócz pojedynczych maszyn wykonujących określone operacje
technologiczne (np. prostowanie, cięcie, gięcie), istnieją urządzenia, za pomocą
których można wykonać szereg operacji dających w efekcie gotowy element
zbrojenia. Przykładem tego typu urządzeń są prościarki, np. typu N-14 ( rys.10), w
których drut jest czyszczony, prostowany i cięty na określonej długości odcinki. Dla
masowej produkcji elementów dodatkowo giętych istnieją urządzenia automatyczne,
składające się z części prostującej, tnącej i gnącej, szczególnie przydatne do
wykonywania elementów jednego rodzaju. Agregaty te można przestawiać na
produkcję wielu odmian i rodzajów prętów zbrojeniowych. Przykładem takiego
urządzenia jest automat produkcji jednej z firm szwedzkich. W jego skład wchodzi:
- część prostująca agregatu, składająca się z 2 zespołów siedmiorolkowych do
prostowania, z parÄ… rolek podajÄ…cych materiaÅ‚ z szybkoÅ›ciÄ… 5÷20 m/min; rozstaw
rolek regulowany jest za pomocą cylindra pneumatycznego w zależności od średnicy
obrabianego materiału
- urządzenie tnące w postaci nożyc hydraulicznych ze stycznikiem, co pozwala
na cięcie prętów o żądanej długości,
- część gnąca, składająca się z ramy z szyną stalową, na której mocuje się od l
do 6 głowic gnących w takich położeniach i wzajemnych odległościach., żeby
uzyskać określony kształt pręta. Głowice są połączone gumowymi przewodami z
hydrauliczno-pneumatycznym systemem sterowania. Styczniki zaworów
hydraulicznych i powietrznych i są ustawione wzdłuż wału mającego szereg małych
wykorbień, które dotykają styczników w odpowiednich momentach. W ten sposób
zawory hydrauliczne i pneumatyczne otwierają się i zamykają zgodnie z wcześniej
ustalonym cyklem, kierując procesem gięcia.
Głowica gnąca przedstawiona na rysunku 32 działa w sposób następujący. Pręt
przeznaczony do gięcia wchodzi w głowicę w położenie l. Sworzeń 2, napędzany
cylindrem pneumatycznym 3, przesuwa się w prawo i unieruchamia gięty pręt w
żądanym położeniu. Wtedy włącza się cylinder hydrauliczny 4, którego tłok
uruchamia dz
wignię 5 i koło zębate 6, powodujące obrót wału 7 i dz
wigni 8. W ten
sposób pręt naciskany przez dz
wignię zawija się wokół sworznia 2. Kąt odgięcia
reguluje się śrubami 9. Po zakończeniu gięcia sworzeń wraca w położenie wyjściowe
i zwalnia zamocowanie pręta. Głowicę mocuje się do szyny stalowej 10 za pomocą
zacisku 11, wokół którego głowica może się obracać.
Rys. 32. Schemat głowicy gnącej automatu do prostowania, cięcia i gięcia prętów
(opis w tekście)
Agregat ten służy do gięcia prętów o średnicy do 10 mm lub do 16 mm, co
zależy od rodzaju i mocy maszyny. Największa długość ciętych prętów - 3500 mm.
Wydajność - do 22 prętów na minutę. Można też zamiast zwykłych głowic
instalować specjalne, służące do otrzymania wygięć o dużym promieniu itp.
Maszyna wyposażona jest w pompę olejową firmy Vickers, napędzaną silnikiem
elektrycznym o mocy 18,75 kW, a dającą ciśnienie 12 MPa.
Oprócz produkowania przestrzennych szkieletów zbrojeniowych poprzez
wyginanie siatek płaskich lub zgrzewanie szkieletów z oddzielnych, małych
elementów, ostatnio stała się popularna produkcja szkieletów za pomocą specjalnych
maszyn przeprowadzających jednocześnie nawijanie i zgrzewanie spirali z prętami
podłużnymi. Przykładem takiego rozwiązania może być stosowana w Rosji maszyna
SKC-2 wykonujÄ…ca szkielety cylindryczne o Å›rednicy 250÷800 mm z prÄ™tów 4÷6
mm" Schemat działania urządzenia przedstawiono na rysunku 33. Pręty podłużne l,
uprzednio wyprostowane i ucięte na odpowiednią długość, układa się i mocuje w
uchwytach płyty 2, obracającej się za pomocą rolek 3. Szkielet obraca się dookoła
swojej osi i przesuwa w prawo z taką prędkością, aby powstała spirala o
odpowiednim skoku. Spirala powstaje z drutu umieszczonego na nieruchomym
(nieobracającym się razem ze szkieletem) kręgu 8. Szkielet obracając się odwija drut
z kręgu, a nieruchome urządzenie zgrzewające 4 toczy rolkowe elektrody po spirali
zgrzewając je w miejscach przecięć z prętami podłużnymi opierającymi się na
wsporniku 5. Gotowy szkielet 6 jest przeciągany w prawo za pomocą wózka 7.
Rys. 33. Schemat działania urządzenia SKC-2 do produkcji zbrojeń cylindrycznych
(opis w tekście)
Przedstawiona na rysunku 34 maszyna Z-10-60 produkcji amerykańskiej firmy
Mc Cracken Cage Machine jest przeznaczona do zgrzewania cylindrycznych
szkieletów o średnicy 350 - 1500 mm. Pręty podłużne o średnicy od 4 do 9 mm
Rys. 34. UrzÄ…dzenie Z-10-60 produkcji firmy Mc Cracken Cage Machine do
produkcji zbrojeń cylindrycznych
odwijane są z 6 lub 12 kołowrotów. W czasie nawijania i zgrzewania spirali z
prętami podłużnymi szkielet przesuwa się osiowo po specjalnej rynnie. Dookoła
szkieletu obracają się jedna lub dwie szpule z drutem służącym do nawijania spirali
oraz elektrody rolkowe zgrzewające spiralę z prętami podłużnymi. Moc urządzenia
zgrzewającego wynosi 25 kVA. W ciągu zmiany, w zależności od średnicy szkieletu
i skoku uzwojenia maszyna automatycznie wykonuje od 240 do 1000 m szkieletów.
Wadą tego urządzenia jest jego rozmiar, w związku z czym zajmuje ono dużo
miejsca w hali produkcyjnej. Hala powinna mieć długość równą co najmniej
podwójnej długości przygotowywanych szkieletów. Aby tego uniknąć, niektóre
firmy zaczęły produkować agregaty zgrzewające szkielety w pozycji pionowej.
Przykładem może posłużyć maszyna GR-12/50 firmy Schlatter. Schemat działania
tej oryginalnej maszyny przedstawiono na rysunku 35. WewnÄ…trz obudowy
Rys.35. Schemat działania urządzenia GR-12/50 do produkcji zbrojeń
cylindrycznych (opis w tekście)
urządzenia umieszczono dwanaście kołowrotów l z kręgami zbrojenia, które przez
rolki 2 kierowane są ku górze zajmując położenie pionowe. Pręty te stanowią
zbrojenie podłużne 3. Na umieszczonej również wewnątrz obudowy platformie 4,
obracającej się na rolkach 5 znajduje się kołowrót 6, z którego drut nawijany jest na
pionowe pręty podłużne. W czasie nawijania następuje zgrzewanie prętów spirali ze
zbrojeniem podłużnym przy zastosowaniu elektrod rolkowych 7. Urządzenie pracuje
w sposób zautomatyzowany, przy czym obcinanie gotowego szkieletu odbywa się
bez zatrzymania urzÄ…dzenia przez l pracownika, znajdujÄ…cego siÄ™ na platformie 8.
Pomimo prostoty konstrukcji maszyna wykonuje duży asortyment szkieletów
cylindrycznych .i zgrzewa do 1000 m szkieletów w ciągu zmiany ośmiogodzinnej.
Można na niej wykonywać szkielety o Å›rednicy 355÷600 mm (gdy jest 6 prÄ™tów
podÅ‚użnych) i 610÷2130 mm (gdy jest 12 prÄ™tów podÅ‚użnych). Åšrednica prÄ™tów
podÅ‚użnych 5,3÷6,3 mm, a spirali 5,3÷9,3 mm, skok spirali 0÷100 mm. Moc
transformatora - 50 kVA, a moc napędu 7,5 kW.
Wszelkie tego. typu urządzenia zwiększają znacznie wydajność przygotowania
przestrzennych szkieletów zbrojeniowych w porównaniu z tradycyjnymi metodami, a
także obniżają prawie do zera ilość pracy fizycznej obsługujących je robotników.
Maszyny produkujące szkielety w sposób ciągły dają również minimalną ilość
odpadów.
9. Montaż przestrzennych półfabrykatów zbrojeń
Montaż przestrzennych półfabrykatów zbrojeń dokonywany jest poprzez
łączenie pojedynczych prętów, drabinek i siatek w sposób opisany w punkcie 7. Poza
podstawowymi urządzeniami ważną rolę w montażu przestrzennych półfabrykatów
odgrywa wyposażenie dodatkowe. ułatwiające wykonywanie poszczególnych
czynności. Do urządzeń tych można zaliczyć:
- kołowroty, na które zakładane są kręgi stali. Są to urządzenia stacjonarne lub
przenośne składające się z zamocowanej na osi obrotowej tarczy, na której znajduje
się dospawany szkielet, umożliwiający założenie nań kręgów drutu;
- stoły rolkowe ułatwiające przemieszczanie prętów zbrojenia lub
prefabrykatów zbrojeń. Są to segmentowe zespoły w postaci sztywnych ram z
rolkami znajdującymi się w górnej ich części. Niektóre z nich zostały przedstawione
na rys. 19
- kozły pomocnicze do przejściowego składowania elementów zbrojeń. Ich
wysokość jest dostosowana do wysokości maszyn podstawowych. Wykonane są
zazwyczaj z kształtowników walcowanych;
- szablony dla zgrzewania siatek lub przestrzennych szkieletów zbrojenia.
Ogólnie podzielić je można na szablony poziome i pionowe. Mogą to być bardzo
proste konstrukcje lub dość skomplikowane urządzenia. Widok takiego poziomego
urzÄ…dzenia przedstawiono na rys. 36.
Swobodnie obracajÄ…cy siÄ™ szablon pozwala na dotarcie kleszczami
zgrzewalniczymi do wszystkich węzłów zgrzewanego szkieletu. Przedstawiony
szablon jest urzÄ…dzeniem uniwersalnym, dostosowanym do wykonywania kilku
rodzajów zbrojenia, gdyż zaopatrzony jest w belki przesuwne względem ramy
szablonu.
Przykładem rozwiązania szablonu pionowego może być stanowisko
przeznaczone do produkcji szkieletów płyt dachowych, ścian wewnętrznych nośnych
i ścian działowych o rozmiarach do 3170 x 6000 x 300 mm. przedstawione na
rysunku 37. Stanowisko jest wyposażone w 4 zgrzewarki kleszczowe podwieszone
na żurawikach obrotowych oraz w dwie ramy, które mogą się przesuwać pionowo, a
do których mocuje się szablony na szkielety. Aby uprościć zgrzewanie, ramy z
szablonami mogą się opuszczać w zagłębienia. Siatki o dużych wymiarach i
ciężarach dostarczane są do stanowiska żurawikiem, a małe siatki, pojedyncze pręty i
detale uzupełniające - dostarcza się w kontenerach.
Rys. 36. Szablon poziomy do montażu przestrzennych szkieletów zbrojeń: l - słup z
wysięgnikiem, 2 - zgrzewarka. 3 -- stojak obrotowy do szablonu, 4 - szablon
Stanowisko obsługują 4 osoby. Wydajność 6-8 szkieletów na godzinę. Wymiary
gabarytowe stanowiska 6,4 x 6,75 x 3,48 m. Masa około 6450 kg.
Rys.37. Szablon pionowy do montażu przestrzennych półfabrykatów zbrojeń: l -
kolumna, 2 - regulator czasu zgrzewania, 3 - zgrzewarka, 4 - żurawik obrotowy, 5 -
podwieszenie linowe, 6 -- kleszcze zgrzewalnicze, 7 - rama, 8 - wymienny szablon, 9
- napęd podnoszenia szablonu
Zalety zastosowania takich stanowisk to: lepsza jakość wyrobów, zwiększenie
wydajności pracy oraz zmniejszenie ilości pracy fizycznej;
- urządzenia do transportu siatek i szkieletów. Mogą to być pojemniki, stelaże,
czy też uchwyty, pozwalające na transport pojedynczych zbrojeń lub pakietów
zbrojeń.
10. Metody stabilizacji zbrojenia w formach
Metody stabilizacji zbrojenia można podzielić na dwie grupy. Pierwsza z nich
to metody mające na celu zapewnienie należytego otulenia zbrojenia, druga zaś to
zapewnienie stabilizacji określonych elementów zbrojenia czy też akcesoriów
połączonych ze zbrojeniem w określonych punktach elementu prefabrykowanego.
Zapewnienie należytego otulenia zbrojenia może być dokonane przez
- podkładanie pod znajdujące się w formie pręty zbrojenia podkładek z
zaprawy lub betonu o grubości odpowiadającej grubości warstwy otulającej. W tym
przypadku sztywność szkieletu zbrojenia powoduje stabilizację wszystkich prętów
względem określonej płaszczyzny formy lub deskowania
- zakładanie na pręty zbrojenia wkładek wykonywanych z tworzyw
sztucznych. Typy produkowanych wkładek pozwalają na stabilizację zbrojenia
względem formy jak i deskowania,
- projektowanie zbrojenia, które ułożone w formie lub deskowaniu
zapewniałoby należyte otulenie prętów głównych, rozdzielczych i montażowych,
Można to zrealizować poprzez zgrzewanie w drabinkach niektórych prętów
poprzecznych o długości większej niż pozostałe lub zgrzewanie w siatkach
dodatkowych prętów powodujących po ułożeniu siatek ich odpowiednie oddalenie od
płaszczyzny formy lub deskowania. Drabinki i siatki połączone w przestrzenny
szkielet zbrojenia powodują jego stabilizację zapewniając należyte otulenie betonem
wszystkich prętów zbrojenia.
Stabilizacja określonych elementów zbrojenia czy też akcesoriów połączonych
ze zbrojeniem w określonych punktach dokonana jest poprzez zamocowanie tych
części do formy lub deskowania. Zamocowanie to może być dokonane za pomocą
śrub, zatyczek, bolców, drutu itp. w ten sposób, aby w momencie rozformowania nie
utrudniało odspojenia płaszczyzn formujących od betonu. Następuje to poprzez
wyjęcie zatyczki czy też bolca, odkręcenie śruby lub też ścięcie cienkiego drutu,
którym element był mocowany.