SK-2型双块式轨枕制造工艺45页.ppt

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1、 SK-2型双块式轨枕制造工艺1SK-2SK-2型双块式轨枕制造工艺型双块式轨枕制造工艺主要内容 SK-2 SK-2型双块式轨枕介绍型双块式轨枕介绍 SK-2 SK-2型双块式轨枕生产工艺型双块式轨枕生产工艺 关键技术关键技术工程概况工程概况 轨枕场主要设备轨枕场主要设备2一、工程概况 XX集团有限公司京福铁路客专闽赣标轨枕场（以下简称轨枕场）担负京福铁路客专闽赣段标部分和标、标全部无砟轨道系统中的双块式混凝土轨枕制造任务，里程范围为DK660+000DK805+300(双线)。设计轨枕总量约46万根，计划工期为18个月。轨枕场设于京福铁路DK694+700附近，南平市延平区大洲工业园东端，距

2、南平市约20km。34SK-2型双块式轨枕具有结构简单、型双块式轨枕具有结构简单、受力合理、尺寸统一、方便生产、受力合理、尺寸统一、方便生产、经久耐用等优点。经久耐用等优点。立面图平面图侧面图二、SK-2型双块式轨枕介绍1、SK-2双块式轨枕外形结构5轨枕尺寸：轨枕长 2261mm，宽314mm，高220.5mm。轨距：1435 mm混凝土体积：约89L轨枕重量：约200 kg（不包括扣件）；约 220 kg（包括扣件）预应力：无配筋：桁架钢筋和普通钢筋，其中桁架长2400mm。混凝土等级：C60承轨槽：大钳口1889.81.0mm;小钳口375.70.5mm轨底坡：1:40，偏差不大于0.5

3、0mm（100mm以内）承轨槽底脚距套管中心距离：71.20.5mm保持轨距的两套管中心距：1515.61.5mm同一承轨槽的两套管中心距：233.30.5m SK-2型双块式轨枕外形尺寸6 2.1、生产方式 SK-2型双块式轨枕分钢筋骨架加工和轨枕生产两部分。钢筋骨架加工采用全自动化数控机械加工成形。轨枕生产采用环形流水线法生产，整个生产过程在环形生产线上循环作业，生产线完成一个模具（14模具）轨枕生产的循环时间平均为4min。按每天3班生产，每班8h（含0.5h的设备检修及交接班时间），一般生产能力为1200根轨枕/天。2.2、生产线特点 自动化、程序化、机械化、标准化流水作业，生产效率高

4、，年生产能力最大能达到31.6万根；蒸汽养生和各部分电气控制采用电脑和PLC程序控制，安全及质量控制可靠性高；环保性好，振动台等部件采用特殊设计降低噪音。2 2、生产方式及特点、生产方式及特点7 SK-2型双块式轨枕生产工艺布置图定量供给装置混凝土布料机振动台振动台运模小车返回脱模机桁架钢筋和夹子套管和异形钢筋等清理模具和涂脱模剂辊道传送直行运模辊道吊装设备吊装设备码放设备待用辊道环形系统内的模具缓冲器脱模后的模具养护室两个养护通道81、混凝土输送区轨枕生产线平面布置图轨枕生产线平面布置图2、布料振捣区3、蒸养区4、翻转脱模区5、清理运输模具区6、钢筋骨架安装区7、轨枕检验码放区9钢筋生产线平

5、面布置图1、原材料存放区2、冷轧钢筋生产区3、冷轧钢筋存放区4、钢筋桁架生产区5、钢筋桁架存放区6、箍筋生产区7、箍筋存放区10三、轨枕场主要设备1、轨枕生产线主要构成、轨枕生产线主要构成 生产线分为七大系统：配料搅拌系统、布料振动系统、养护系统、脱模系统、模具返回系统、成品输送系统、电控系统。1)、搅拌供料系统 搅拌供料系统由混凝土搅拌站及供料小车组成；混凝土搅拌站采用立式行星强制搅拌机，具有自动计量、自动检测原材料及混凝土含水率功能，主要完成轨枕预制所需的混凝土；供料小车用于完成搅拌站至布料机构的混凝土物料运输。112)、布料振动系统 混凝土布料机通过其内配机电控制的螺旋给料器向钢模完成布

6、料作业。振动台通过可变频的振动电机对混凝土进行振动密实作业。布料机振动台123)、养护系统 养护系统由养护通道、牵引机构、液压顶推机构及养护小车、蒸汽管道、降热管道和温控系统组成；养护通道内采用蒸汽养护，配有监测系统，能自动控制养护通道内温度和湿度；由于4x1钢模的特殊结构设计,轨枕在规定的时间内通过温度变化的养护通道时，能保证5层叠放的模具每层都能够充分与蒸汽接触，优化了养护效果，以保证能够达到要求的强度。蒸养棚13 液压顶推机构将载有钢模的小车送入养护通道，顶推力达26kN，每辆小车装载5层叠放钢模总重12.5吨，可一次最多推动满载小车15辆。牵引机构将载有养护好轨枕的钢模小车逐一拖出养护

7、通道；4)、脱模系统 翻转与脱模台整体布置，翻转与脱模连续进行，相比以前翻转与脱模分开作业，可节约30秒时间，即可满足3.5-4分钟每模的轨枕生产节拍，能满足1500 轨枕的最大日产量。翻转机上安装有轨枕压紧装置可以保证在模具翻转的过程中不脱落。14 脱模台升降行程可达160mm，其上安装有轨枕保护设施，可以有效的保证轨枕在脱模的过程中不受到损伤，避免单侧脱落时不扭曲钢筋。轨枕托架上设有8组感应开关，确保轨枕全部脱落后方可进行下一个动作。翻转脱模机155)、模具返回系统 钢模返回系统由15组输送辊道和横向运模小车组成，其中有两组输送辊道具有倾翻功能，分别用于钢模清理和喷涂脱模剂工序，在后几组输

8、送辊道上完成套管、螺旋筋、箍筋、桁架等安装工序。在钢模输送辊道终端设置横向运模小车，用于将回送的钢模分配到布料振动工位，运模小车设有保护机构，如遇障碍物整条生产线停止工作，以避免人员受伤及其他意外。横移小车输送辊道166)、成品输送系统 在此工位进行轨枕外观质量检测，将合格的轨枕完成扣件安装，码垛 并运送至存枕场。密集辊道177）、电控系统 电控系统是保证整条轨枕生产线自动化运转的核心部分，选取了西门子S7-300可编程控制器（PLC），德国SEW变频器，PROFIBUS 总线控制，PILZ的安全继电器，PHONIX机械设备避雷专用装置等世界最先进的电子产品，保证了整个控制系统的有效运行。18

9、2、钢筋生产车间主要设备 钢筋生产车间设备主要由三部分组成：冷轧生产线、钢筋桁架生产线、数控弯箍机。1）冷轧带肋钢筋生产线 用于原材料的加工，将13、11、8的Q235光圆盘条钢筋分别冷轧成12、10、7的CRB550冷轧钢筋。数控冷轧带肋钢筋生产线实物示意图19（2）钢筋桁架焊接生产线钢筋桁架焊接生产线 钢筋桁架焊接生产线用于生产轨枕桁架，集放线、矫直、弯曲成型、焊接、成品收集、码放等工作为一体，具有较高的自动化生产能力。钢筋桁架生产线实物示意图203、数控弯箍机、数控弯箍机 数控弯箍机可将冷轧和热轧盘条钢筋进行矫直、切断和弯曲操作，用来加工结构梁或柱用箍筋，运用计算机程序控制，可加工多种不

10、同形状的箍筋。在轨枕生产中主要担负箍筋生产的任务。21四、SK-2型双块式轨枕工艺流程1、桁架及箍筋加工 包括钢筋冷轧、数控弯箍、桁架自动焊接。1.1、冷轧钢筋加工 进场钢筋为光圆13、11、8的盘条钢筋，进场检验标准采用低碳钢圆盘条（GB/T 701-1997），光圆高速线材通过冷轧生产线进行放线、除磷、拔丝粉润滑、轧制、应力消除、收线，轧制成冷轧带肋螺纹钢筋。钢筋冷轧要控制冷轧速度，尤其是8的钢筋（速度控制在4m/s）。经过冷轧后，12和10钢筋为三面刻痕，保证桁架自动焊接时不扭曲。检验标准采用冷轧带肋钢筋（GB 13788-2000）。22钢钢筋生筋生产车间产车间工工艺艺流程框流程框图图

11、定位自动气动焊接桁架数控步进液压切断气动式盘形放线压辊矫直旋转矫直自动存储缓冲器终端矫直链式压形输入料槽快速拉出自动码放成品完成原材料进场盘条放线除磷拔丝粉润滑轧制应力消除收线冷轧钢筋盘条 盘形放线 矫直自动弯箍收集、人工点焊码放送入预制车间送入预制车间231.2、箍筋加工 箍筋采用10冷轧钢筋预制。根据箍筋图纸（箍筋制作严格按图纸进行控制）对数控弯箍机进行编程，面板上显示箍筋形状，开机进行自动弯箍，人工收集箍筋并焊接、码垛。质检人员每班抽取1的数量进行检测，检测钢筋直径、焊接（脱焊、虚焊）及搭接长度情况。1.3、桁架加工 桁架加工在桁架焊接生产线中进行生产。根据图纸所提供的数据尺寸，在控制面

12、板上设置好技术参数。将冷轧好的12、10和7钢筋盘料通过桁架焊接生产线的放线架、调直、7钢筋折波后，通过桁架自动电阻焊机组焊接成形，自动定长剪切，自动收集，吊至半成品区整齐码放。桁架焊接需要严格控制焊接质量，不能脱焊、虚焊，同时要保证桁架的直线度，平行度。242、双块式轨枕预制生产工艺 脱 模产品检测安装扣件堆 码成品存储发运模具清理钢筋桁架加工安装箍筋及套管钢筋桁架入模并固定安装挡浆夹砼灌注、振动清渣、清边养 护混凝土制备喷涂脱模剂试件制作试件养护试件强度40MPa试件R2860MPa双块式轨枕生产工艺流程图双块式轨枕生产工艺流程图25 通过倾斜清理台下方的液压缸作用，将带辊道的倾斜清理台顶

13、起，此时操作工人即可对固定在清理台上的模具实施清理工作。将模具壳体之间和缩口部位上残留的混凝土用气动锤除去。用刮刀和空气压力喷枪对模具的壳体进行清理，包括套管支撑杆上的螺纹部分，不得在模具壳体内有混凝土残留物。发现模具标志牌损坏时，应及时进行修理。标牌不全的模具不得投入使用。清理模具清理模具26 用自动喷雾器在模具上喷涂脱模剂，喷嘴应对准模具上方，调整脱模剂成雾状而非线滴状被喷面必须保持干燥，目测模具是否完全被脱模剂喷射完好。使用油漆刷在凹槽处抹蜡（OP-蜡），如果脱模剂喷涂过多，可用清洁的抹布进行去除。喷涂脱模剂喷涂脱模剂27 在套管支撑杆上拧上套管，尽可能地拧到模具壳体的底部，确保套管紧紧

14、地被拧到套管支撑杆上。对那些由于磨损不能再紧紧地固定套管的套管支撑杆，要及时进行更换。安装套管安装套管28安装钢筋安装钢筋在安装钢筋之前，由钢筋生产线所生产出来的轨枕用钢筋桁架已存放在工作位附近的钢筋桁架存放区备用。在模具壳体内每个承轨槽的部位放置带定距夹子的箍筋，如（图a）；安装桁架钢筋时，必须插入到模具的缩口内，如图（b）；确保桁架钢筋放到了固定钩上，如（图c）；（图a）（图b）（图c）29确保放置的桁架钢筋靠住楔子,如（图d）；用张力装置固定桁架钢筋，如（图e）；将箍筋上的定距夹子另一端钩在桁架钢筋上，如（图f）；（图d）（图e）（图f）30 桁架钢筋固定在模具上后安装挡浆夹，将它的平侧

15、面朝向模具壳体的内部，弯曲侧面朝向模具的端部。安装好后应及时检查各配件是否齐全。安装挡浆夹安装挡浆夹31 混凝土的制备采用立轴行星式搅拌机。搅拌过程中正确记录混凝土及搅拌装置的温度，新拌混凝土的温度应控制在530，超出此温度时应及时联系试验室共同分析处理。夏天混凝土温度超过30时必须对骨料和水进行冷却，冬天混凝土温度低于5时须采用加热水或通蒸汽对混凝土拌合用水加温。轨枕混凝土振动密实度控制在1.350.05之间。每工班第一个小车上最后一盘混凝土应同时制作同条件养护12组试件，并随机制作一组28天标养试件。搅拌站的计量设备由试验室负责组织校验，开工前需检验，由有资质的计量检测部门检测合格后方可投

16、入生产，连续生产时强检周期1次/年，使用中应严格按照计划的每盘用量和试验室确定的配合比进行操作。混凝土制备混凝土制备32 混凝土通过运料漏斗进入布料机，用布料机向模具内灌注混凝土，布料时分两层进行，并要均匀、适量，太干或太稀的混合料不得投入使用，若发现杂物要及时取出，模具两端枕上面不应有混凝土，每布完一层料后，即开启振动装置进行振动，当模具内混凝土表面泛浆、不再下沉、且表面不再冒气泡时即可认为此时混凝土已振好。混凝土高度要求到模具确定的上部边缘处，在振动过程中用铁锹取出多余混凝土，使用金属盖板存放，在振动过程中注意检查混凝土的密实情况，观察轨枕厚度是否合适。混凝土灌注和振动成型33 用测距规检

17、查混凝土和桁架钢筋之间的间距，以保证轨枕各断面厚度满足公差要求。灌注、振动成型工序须严格控制，同时必须保证振动时间（最佳振动方式和时间通过试生产确定），操作人员应做好质量记录。待操作程序完成以后关掉振动装置。对桁架钢筋进行外观检查，看位置是否正确，如果桁架钢筋的位置不正确，将桁架钢筋调整到新的位置，然后重新振捣。34 拔出挡浆夹、清理桁架钢筋上以及模具内壳体间留下的混凝土，保持周转模具的干净，做到车间文明施工生产。拔出的挡浆夹应放入盛水的桶内或盒子里清洗干净并送往挡浆夹安装台位进行周转使用。模具内的残留混凝土清理可以根据实际情况进行，如果过多就必须将其刮松并取出放入垃圾桶，否则会影响模具清理的

18、速度。拨出挡浆夹、清渣、清边拨出挡浆夹、清渣、清边35 模具吊起进入养护通道前须扶正，模具须沿钢轨轻落、轻放，避免振动。模具在运输小车上整齐叠放，每个小车上放56层。每工作班都要在第一辆车上放3个同条件养护试件，注明：班次、日期和时间，供轨枕脱模时参考。每班须制作2组抗压试件，用于脱模时的抗压强度，28天龄期的抗压强度，每半月制作一组弹模试件。抗压试件尺寸为150mm150mm150mm 弹模试件尺寸为300mm150mm150mm 每组试件上应注明班次、日期。试件制作应在每班开工前3罐以后制作，并从轨枕用料中取样。试件应与轨枕同条件制作和养护。所有做的试件要进行登记，写清日期、班及用途，以便

19、于后续查询。模具吊运及混凝土试件的制作模具吊运及混凝土试件的制作36轨枕养护轨枕养护 在养护棚内进行蒸汽养护，养护分为静置、升温、恒温、降温四个阶段。用专用吊具将振动结束的模具吊运至运模小车上静停，每个小车上最多堆放六层模具，每码完一个运模小车启动液压顶推装置拖拉小车向前运行一个工位，静停时环境温度530，以每个小车最后一套模具灌注结束的时间为静停开始时间，控制模具的静停时间不小于2h，记录每组小车的静停时间。静停结束后启动液压顶推装置拖拉小车进入养护棚内开始升温，升温速度应不大于15/h，恒温时枕芯温度应不大于55。降温温度应不大于15/h。蒸养结束时，双块式轨枕表面与环境温差应不大于15。

20、37 养护工序结束后即取出一组试件到试验室检验脱模强度，若其强度大于或等于产品要求的脱模强度，经试验室签认，则可开始脱模作业。用作检验 28天混凝土强度的试件，脱模后送试验室进行标准养护。必须对混凝土内的真实温度和相对湿度进行温控记录，并每月进行报告。养护人员须严格按养护制度进行操作，认真作好养护各阶段记录，工序检查员须对养护制度执行情况进行检查。轨枕养护养护曲线图b0cd0a12h6.5hc-dRK2h2h20K/h表面冷却度15K时放置于存放区域 静停加热阶段振捣过程结束停留时间 tv冷却2h时间/小时脱模约0.5h38轨枕脱模轨枕脱模 当混凝土试件抗压强度40MPa，脱模强度通知单经质检

21、人员签认合格后，启动液压顶推装置拖拉小车将蒸养完毕的钢模从养护通道运送出来，然后用专用吊具将钢模吊至缓存辊道。多功能小车托起模型运行至翻转脱模装置就位，放下模型，多功能小车前行至空位等待；翻转脱模装置首先在汽缸动作下夹紧模型，同时轨枕护臂在汽缸动作下护住轨枕，汽缸开始作用举升，举升到1/3位置时开始翻转，一边举升一边翻转，翻转180后，在汽缸作用下模型下落到位后，松开模型，同时松开保护臂，气囊开始工作，在气囊的作用下杆顶起模型后气囊迅速放气，模型自由下落撞击脱模台，通过3次气囊充放气过程模型撞击基本完成脱模；若脱模不开，手动操作次数增加，直到脱开为止，脱模机夹紧空模型并举升，举升1/3位置，多

22、功能小车返回至脱模装置，驮起轨枕运送至链式输送机，同时脱模机的翻转机构动作，将空模型翻转180，脱模机松开模型，多功能小车再次返回将空模型运送至回送2辊轨道。39 脱模后的轨枕运至密集辊道后，用自动吹扫机将轨枕上任何混凝土残留物和灰尘吹掉，再将丙酮刷在轨枕上。观察轨枕是否有裂纹形成，如果发现有任何裂纹出现，应按照要求进行标记，以便于识别。轨枕上部区域(挡肩处)的模具编号上方必须加盖日期章指明生产日期。扣件安装时先把润滑油枪嘴放入套管内，打开油枪灌注防腐油脂；再把橡胶垫板(中间板)放到轨枕上，把基板放到橡胶垫板(中间板)的上面，橡胶垫板上的开口部分必须位于套管孔的上方；在靠近轨枕中心的承轨槽上内

23、侧安装轨距挡板,再把轨底板(中间层)放在基板上面,在承轨槽上外侧安装另一轨距挡板,将弹条放到轨距挡板上；最后将螺栓插入到套管内,螺栓不能倾斜，要用风动扳手紧固螺栓。安装顺序如下：轨枕外表清理涮本酮螺栓套管内注油脂橡胶垫板(中间板)放置基板放置内侧轨距挡板安装轨底板(中间层)放置外侧轨距挡板安装弹条安装加固螺栓。轨枕外观检验及扣件安装轨枕外观检验及扣件安装40轨枕吊装、存储轨枕吊装、存储 安装好扣件的轨枕经过密集辊道堆集，由专用吊具每五根一层吊装至临时存放位置，由叉车运送至存枕区码放，码放高度为8-12层，根据生产时间、轨枕类型分别存放。在开新垛前，必须将前面的轨枕垛的高度补齐。轨枕采用平放堆码

24、方式，须堆放整齐，每层码放轨枕5根，两层之间承轨槽外侧部位必须放置支承方木2根(1010157cm)，且上下支承位置一致。41 轨枕外形尺寸应进行检查，频率按照每日产量的1.5进行。检验分为型式检验和出场检验。凡是没有检验的轨枕或者出场检验不合格的轨枕，是不得出场上线的。型式检验和出场检验由安质部和试验室专职负责，其检验标准要求详见附表“混凝土轨枕外形尺寸和外观质量要求”。检验内容和项目包括如下：1）型式检验）型式检验项目包括原材料报告、轨枕外形尺寸和外观质量、混凝土碱含量、混凝土氯离子含量、混凝土抗压强度、混凝土抗冻性、预埋套管抗拔力。轨枕外形尺寸和外观质量的抽查数量为20根每批。预埋套管抗

25、拔力从3根试样中各抽取1个套管进行试验。在批量投产前、配合比和工艺改变时应该进行型式检验。2）出场检验）出场检验检验项目包括轨枕外形尺寸和外观质量、混凝土抗压强度。轨枕外形尺寸和外观质量检验的数量为每日产量的1.5进行。每班次应检验一组混凝土脱模强度；每个生产日检验的混凝土28天龄期强度应满足TB10425和BN918143的规定。轨枕检验轨枕检验42五、SK-2型双块式轨枕关键技术混凝土配合比 混凝土振捣 轨枕蒸汽养护轨枕脱模钢筋桁架制备43钢筋桁架制备钢筋桁架制备 钢筋桁架是轨枕的骨架，因此钢筋桁架的生产是轨枕生产中的很重要的一个环节。钢筋桁架的制备采用天津建科研制的钢筋桁架加工生产线，该

26、设备集盘条原料放线、钢筋矫直、弯曲成形、自动焊接、定尺切断、成品数控输送为一体，完全实现了生产的自动化。能够较好的保证桁架的质量。44混凝土配比混凝土配比 双块式轨枕的制作采用高性能混凝土，混凝土强度应达到C60以上，混凝土结构设计使用年限达到一级（100年），混凝土的抗冻性指标满足D300,混凝土的电通量应不小于1000C。混凝土内总碱含量不应超过3.5kg/m3。当骨料具有潜在碱活性时，总碱含量不应超过3.0kg/m3。混凝土中氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.10%。混凝土及原材料的各项指标应满足铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设 2005 160号）的规定。45混凝土振捣混

27、凝土振捣 混凝土的振捣是双块式轨枕生产中的一个重要环节，与轨枕的质量有着直接的关系，需要选定一组合理的振捣参数进行振捣。下面为一组一般工艺参数：第一层混凝土布料后，振动开始25HZ频率段垂直振动（两振动电机异向转动）20s,继续在模型的双块轨枕部分进行混凝土布料（手动操作或自动），下料20-30秒后，开始50HZ频率段垂直振动110s,最后水平振动（两振动电机同向转动）20s.总共时间2分30秒。46轨枕蒸汽养护轨枕蒸汽养护 轨枕养护是决定整个生产速率和质量的重要环节，养护过程可分为静停、升温、恒温、降温四个阶段，具体要求是：轨枕芯部温度：3 小时30 或 4小时40,最大 55，取决于水泥中

28、 SO3的含量。对于SO3 含量为 2.0%的水泥的最高混凝土温度限制在60，对于SO3 含量为 4.0%的水泥最高混凝土温度限制在50；SO3含量处于中间值,最大温度可能为两者的插值(上述温度是指混凝土核心的值)。升温速率限制在 15/h。必须对混凝土内的真实温度和相对湿度进行检验，并每月进行报告。根据建场期间配合比试验，采用蒸汽养护，控制最高温度55，约12h可以达到脱模强度。47轨枕脱模轨枕脱模 轨枕脱模是决定生产节拍与脱模质量的的关键环节。采用翻转脱模为一体的脱模工艺，有效节约脱模时间，加快生产节拍。本工序在作业过程中应注意设备运转的安全和轨枕脱模后的外观质量，如发现运转不正常或脱模后的轨枕外观有损伤要及时分析原因采取措施。4849