帶拆模裝置的混凝土預制構件邊模研究

摘 要：混凝土預制構件邊模是混凝土預制構件生產的重要組成部分，關系到混凝土預制構件成品的質量以及生產效率。文章分析了現階段混凝土預制構件邊模存在的一些問題，提出了新的混凝土預制構件邊模結構形式，并帶有拆模裝置，能夠實現自動化置模拆模，用于提高生產效率和產品質量。

關鍵詞：混凝土預制構件；邊模；拆模裝置

1 概述

近年來，建筑工業化這種通過在工廠內加工生產混凝土預制構件，然后在施工工地現場裝配的建筑方式在逐步的取代傳統的分散的、低效率的、污染高的建筑生產方式。而隨著我國建筑工業化的發展，我國預制混凝土技術也迅速發展，混凝土預制構件朝著高精度、高性能、結構功能一體化發展。而混凝土預制構件邊模是混凝土預制構件生產環節的重要組成部分，關系到混凝土預制構件生產的自動化程度，以及混凝土預制構件產品的質量精度。混凝土預制構件邊模技術的發展很大程度的限制著建筑工業化程度的發展。

2 混凝土預制構件邊模的現狀和發展趨勢

國外混凝土預制構件生產線制造公司EBAWE、VOLLERT、SOMMER等公司的自動化生產線中，疊合樓板、實心墻板以及三明治板的置模全部采用機械手置模。由于國外混凝土預制構件墻體無外露鋼筋，所以邊模采用4-6mm的鋼板焊接成封閉的箱型結構，該結構強度大，不易變形，尺寸精度高，方便清洗保存，使用壽命長。在邊模拆卸過程中，SOMMER公司采用機械手拆模。拆模過程是半自動化，需要人工先將模具與預制構件墻體分離，放置到托盤空置的位置上，然后再采用機械手進行邊模的起吊。EBAWE、VOLLERT等公司為人工拆模。綜合看來，國外廠家的生產線上拆模的效率不高。

國內混凝土預制構件由于有外露鋼筋，所以邊模結構與國外邊模結構有很大的不同，一般采用鋼板焊接成型，邊模側面開有很多的孔，以滿足外露鋼筋的需要。這種邊模的強度低，剛性小，在生產過程中會產生較大的變形，使用壽命短，需要定期更換。由于以上幾點原因，邊模擺放無法采用機械手置模，全部采用人工置模方式，生產效率低，擺放精度不高，影響成品質量。國內邊模的拆模同樣也為人工拆模，使用敲打或者拖拽的方式將邊模與混凝土分離，然后再進行邊模的起吊。這種拆模方式長時間會使邊模造成一定的變形，進而更加影響邊模的精度和使用壽命，并且容易混凝土預制構件造成損傷，影響成品質量。

邊模系統首先必須應對國內市場的需求，能夠生產國內外露鋼筋的混凝土預制構件。同時邊模的擺放和拆卸需由人工轉換成機械手，不但提高擺放精度，而且提高勞動效率，形成模塊化，使用壽命提高，能夠滿足混凝土預制構件自動化生產的快速節拍。

3 帶拆模裝置的混凝土預制構件邊模研究

3.1 主體結構的研究

邊模主體結構綜合了國內外邊模主體結構的優點。避免了國外邊模不能用于國內外露鋼筋混凝土預制構件，也避免了國內邊模存在重量大、精度差，易銹蝕變形，使用壽命短等缺點。為了保證邊模有相應的強度和剛度，并且有相當長的使用壽命，邊模主體結構全部采用矩形管材焊接成框架，并在邊模的施工表面以及上表面和兩個側面覆蓋鋼板并焊接，這種結構形式使邊模與混凝土預制構件墻體的接觸表面以及邊模與邊模之間的接觸面達到平整度的要求，并保證邊模尺寸精度，進而保證了混凝土預制構件的精度。同時依據實際生產中混凝土預制構件外露鋼筋的尺寸間距，在邊模側面鋼板上開槽孔，以便鋼筋能夠伸入到邊模當中，使邊模能夠滿足生產國內外露鋼筋的混凝土預制構件。邊模主體結構由于主要為空心型材，滿足剛度的同時，降低了邊模整體的重量，減小了起吊載荷，便于人工搬運和機械手置模和拆模。

3.2 拆模裝置的研究

文章所研究的拆模裝置是嵌入在邊模中的一項裝置，是由一組連桿機構組成的，在每個邊模中拆模裝置有1到2個。拆模裝置的連桿機構主要由豎直連桿、中間連桿、水平推桿以及彈簧等組成。豎直連桿、中間連桿、水平推桿之間用銷軸鉸接，彈簧套在豎直連桿上，用于拆模裝置的復位。豎直連桿可在邊模與下底板所形成的滑道中上下滑動，豎直連桿上端用螺紋連接連桿帽，連桿帽起限位作用，使豎直連桿只能由初始位置向上移動。水平推桿可在邊模中的水平滑道中水平滑動。水平推桿的退出端在初始位置時，與邊模的側表面保持水平。

拆模裝置的工作程序是，首先在豎直連桿上通過連桿帽施加向上的外力，帶動豎直連桿向上運動，豎直連桿向上運動，帶動中間連桿擺動，通過中間連桿的擺動，帶動水平推桿的水平運動，使水平推桿向邊模外伸出，作用在養護完成的混凝土預制構件墻體表面，通過作用力與反作用力使混凝土預制構件與墻體分離。然后除去施加在豎直連桿上的外力，在彈簧的作用下，豎直連桿做向下運動，進而通過中間連桿的擺動帶動水平推桿水平運動，使整個拆模機構恢復到初始狀態。

角度α的初始值為60°，則其與水平推力的特征曲線如圖1所示。從圖中可以看出，推平推力的范圍為從11000N-24000N，故拆模裝置為省力結構，能夠提供足夠大的推力，將混凝土預制墻體與邊模分離開來，達到拆模的目的。

3.3 磁性單元的研究

磁性單元從上到下主要由豎直桿帽、彈簧、豎直桿、磁塊以及保護罩等。其中豎直桿帽、豎直桿以及磁塊均為螺紋連接。豎直桿用于帶動磁塊做上下運動。磁塊的初始距離距離邊模最下面為15mm，以保證磁塊不會直接吸附到底部托盤上。當需要固定邊模時，需通過外力，將豎直桿帽按下，使磁塊與底部托盤接觸，產生9000N的磁力，使邊模固定。當需要拆模時，在豎直桿帽上施加向上的拉力，克服磁塊的磁力，將磁塊與底模托盤分離。磁性單元中彈簧用于使磁塊在飛工作狀態下一直處于初始位置。磁塊外面的保護罩為不銹鋼材質，一方面保護磁塊上不會吸附其他鐵制品，一方面起導向作用，使磁塊在保護罩中上下移動。磁性單元能夠使邊模固定的操作方便，固定牢固，可實現機械手操作。

4 結束語

帶有拆模裝置的混凝土預制構件邊模，是一種新型的混凝土預制構件模具，其自身帶有拆模裝置和磁性單元，拆模裝置能夠使邊模與混凝土預制構件墻體分離，不易損壞墻體表面和邊模，拆模方便快捷。磁性單元用于使邊模固定在底模托盤上，此種邊模在滿足生產國內外露鋼筋的混凝土預制構件墻體的同時。而且可以利用機械手進行操作，能夠較大的提高混凝土預制構件生產線的自動化程度，屬于國內外技術首創。