预埋槽道铆杆铆接系统及铆接方法与流程

本发明专利涉及一种预埋槽道铆接设备，特别是一种预埋槽道铆杆铆接系统及铆接方法。

背景技术：

预埋槽道最先起源于欧洲，主要用于核电工程，而后逐步推广至民用工程，如地铁隧道用盾构片、地下综合管廊，目前在发达国家中，地铁施工绝大部分均采用预埋槽道的技术方案。近年来，预埋槽道的施工方案在国内也逐步得到推广，尤其在目前的地铁施工中，预埋槽道的使用量也逐步开始增加，如深圳地铁9号线、石家庄地铁2号线、兰州地铁1号线等。

与传统的现场植筋相比，预埋槽道体现了较多的优势，能够有效的降低工人的劳动强度，提高工作效率，同时施工现场也不存在噪声作业和粉尘作业的污染情况。

目前预埋槽道的生产多采用热轧槽道，背部铆接或焊接铆杆，焊接因其加工效率低，对工人操作技巧要求高逐步被铆接替代。采用铆接的方法目前也存在这较多的问题，速度慢、铆接后松动的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种预埋槽道铆杆铆接系统，提高铆接效率，增强铆杆铆接的牢固性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：预埋槽道铆杆铆接系统，包括依次设置的压力机、机械臂和加热炉；所述的压力机上设有压接模具，该压接模具包括上模、下模和底座，在上模与下模之间设有夹包机构；所述的夹抱机构包括托板，该托板的中间设有下模槽，托板两侧设有夹抱结构；所述的下模的下端固定在底座上，上端置于所述的下模槽中，并与下模槽可相对上、下滑动；所述的底座上设有若干导向孔，所述的托板的下端面上设有与所述的导向孔相配合的若干导向柱，所述的导向柱装入所述的导向孔内；压力机与机械臂之间设有伺服传动机构，该传动机构的工作台面的高度与所述的下模的高度一致。

在铆接铆杆时，将切割好的槽道放入伺服传动结构的工作台面上，伺服传动机构将槽道送到下模上，机械臂从加热炉中取出加热后的铆杆放入槽道上的铆接孔内，通过夹抱机构夹紧，向下移动上模即可将铆杆铆接槽道上。本发明提供的方案结构简单，自动化程度高，不仅能够有效的提高铆杆铆接的强度，而且不会使铆杆变形。

进一步的，所述的上模的上端面的中部设有模柄，下端面的中部设有压块；上模的两端分别设有斜楔，该斜楔的下端中部设有槽口；所述的夹抱机构包括设置在托板的上端面两侧沿托板中心面对称的滑块，两个滑块相对的内侧底部分别设有缺口，该缺口与半个槽道的形状一致；托板的两端分别设有挡板，该挡板上设有安装孔，所述的滑块的两侧分别设有拉杆，该拉杆的另一端穿过安装孔后在杆体装设有压力弹簧；所述的槽口的尺寸大于所述的挡板的尺寸。

两个滑块内侧的缺口相向构成槽口，上模向下移动，斜楔挤压滑块向内移动夹紧锚杆，使得铆接过程中铆杆不会变形，在铆接完毕后，拉杆上的弹簧拉动滑块向外侧移动，方便下一次装设铆杆，铆接速度快，铆接效果好。

进一步的，所述的夹抱机构还包括设置在两个滑块内侧的内滑块，该内滑块的一端呈弧形，另一端装设有压缩弹簧，内滑块与滑块之间设有限位销。

两个弧形结构构成在向内侧移动式，构成与铆杆相一致的圆形，对锚杆形成导向定位。

进一步的，所述的两个滑块相对的内侧面上设有弧形结构，该弧形结构纵向侧面和顶端设有斜角。

该斜角方便铆杆的移动，提高铆杆与槽道之间的对接操作。

进一步的，所述的滑块与所述的托板的上端面上设有导轨，滑块在导轨中可以自由滑动。

导轨结构可以有效的减小摩擦，提高操作效率，延长使用寿命。

进一步的，所述的斜楔的下端内侧设有内斜角，所述的滑块顶端外侧设有外斜角，所述的内斜角的斜面与外斜角的平面相互平行。

斜面相互平行的斜角便于铆接式上模与下模之间快速对位。

进一步的，所述的底座的两侧分别设有挡墙，所述的挡墙上设有孔，所述的拉杆的另一端穿过挡墙。

挡墙的作用是防止斜楔的向外弯曲变形。

进一步的，所述的底座下端面上设有橡胶垫，该橡胶垫通过螺栓固定在所述的底座上。

橡胶垫橡胶垫的作用相当于压力弹簧，能够提供较大的弹性力。

本发明的另一个目的在于提供一种预埋槽道的铆接方法，以解决铆接强度低和铆接过程中铆杆容易变形的问题。

为实现上述目的，本发明采用的方案为：预埋槽道的铆接方法，包括如下步骤：

(1)在槽道的槽底间隔的冲压若干圆孔，该圆孔的直径略大于铆杆的直径；

(2)根据现场施工的需要，将槽道切割；

(3)将切割好的槽道置于伺服传动机构的工作台面上，将槽道送入压力机上下模中；

(4)铆杆夹持机械臂从加热炉中取出加热后的铆杆，放入槽道上的圆孔内，

(5)启动压力机，压力机带动上模下压，即可完成一次铆接。

本方案提供的铆接方法自动化程度高，操作方便，采用热铆的方式可以有效的降低铆杆铆接过程中的刚性开裂，提高铆接强度。

附图说明

图1、预埋槽道铆杆铆接设备主视图；

图2、模具开模状态纵向剖面结构示意图；

图3、模具工作状态纵向剖面结构示意图；

图4、夹抱机构纵向剖面结构图；

图5、模具俯视图。

图中：1、模柄，2、上模，3、斜楔，4、压块，5、限位销，6、滑块，7、内滑块，8、小弹簧,9、挡墙，10、底座，11、夹板，12、橡胶垫，13、衬套，14、导向柱，15、托板，16、压力弹簧，17、下模,18、挡板，19、拉杆，20、伺服传动机构，21、机械臂，22、加热炉，23、压接模具，24、压力机。

具体实施方式

如图1-图4所示，预埋槽道铆杆铆接系统，包括依次设置的压力机24、机械臂21和加热炉22，加热炉可以采用感应加热方式。所述的压力机上设有压接模具23，该压接模具23包括上模2、下模17和底座10，上模2与下模17之间设有夹包机构；所述的夹包机构包括托板15，该托板15的中间设有下模槽，托板两侧设有夹抱机构；所述的下模17的下端固定在底座10上，上端置于所述的下模槽中，并与下模槽可相对下滑动，该下模17与底座10之间采用刚性连接。所述的底座10上设有导向孔，该导向孔内设有衬套13，该夹抱机构的底部设有与所述的导向孔相配合的导向柱，所述的导向柱装入所述的导向孔内。压力机24与机械臂之间设有伺服传动机构20，该伺服传动机构20的工作台面的高度与所述的下模17的高度一致。压力机24、伺服传动机构20和铆接模具23工作面高度一致，铆杆机械臂21位于伺服传动机构20的后部。压力机24完成一次铆压后，伺服传动机构20向前完成一次传送，传送距离与锚杆间距相等；同时铆杆机械臂21完成一次铆杆抓取放置。

下模17的宽度与槽道开口宽度相配套，槽道可自由沿下模17滑动，下模17与底座10为刚性连接。

在铆接铆杆时，将切割好的槽道放入伺服传动结构的工作台面上，伺服传动机构将槽道送到下模上，机械臂从加热炉中取出加热后的铆杆放入槽道上的铆接孔内，通过夹抱机构夹紧，向下移动上模即可将铆杆铆接槽道上。

本发明提供的方案结构简单，自动化程度高，不仅能够有效的提高铆杆铆接的强度，而且不会使铆杆变形。

所述的上模2的上端面的中部设有模柄1，下端面的中部设有压块4；上模的两端分别设有斜楔3，该斜楔3的下端中部设有槽口。模柄1、上模2、斜楔3和压块4采用螺栓连接，构成一刚性整体，两个斜楔位于左右外侧，压块4位于正中。

所述的夹抱机构包括托板15，托板15与底座10之间留有一定高度的空间，空间高度大于铆杆的变形长度。该托板15的上端面两侧分别设有沿托板中心面对称的滑块6，两个滑块6相对的内侧底部分别设有缺口；托板15的两端分别设有挡板18，该挡板18上设有安装孔，所述的滑块的两侧分别设有拉杆19，该拉杆19的另一端穿过安装孔后在杆体装设有压力弹簧16；所述的槽口的尺寸大于所述的挡板的尺寸。托板15的中部设有下模安装孔，所述的下模从安装孔内伸出。

斜楔3底部侧面为斜面，滑块6顶部外侧面为斜面，斜楔3和滑块6的斜面互相平行，两个斜楔3之间的距离与滑块抱紧后的距离相等，工作时斜楔3下压使滑块6夹紧。

两个滑块内侧的缺口相向构成槽口，上模向下移动，斜楔挤压滑块向内移动，左右两个滑块6，其内侧部分有根据铆杆和槽道形状预留的空间，工作时槽道和铆杆完全被包在其中，使得铆接过程中铆杆不会变形，在铆接完毕后，拉杆上的弹簧拉动滑块向外侧移动，方便下一次装设铆杆，铆接速度快，铆接效果好。

所述的夹抱机构还包括设置在两个滑块内侧的内滑块7，该内滑块7的一端呈弧形，另一端装设有小弹簧，内滑块与滑块之间设有限位销。实际制作时，内滑块7一端与小弹簧8相连接并内嵌入滑块6，内滑块7另一端外露，且外露端头部位有根据铆杆形状预留的缺口，且一侧豁口大，一侧豁口小，两个内滑块7形状对称，缺口位置能刚好夹住铆杆；限位销5由滑块6穿过内滑块7，起到对内滑块7位置的限定。两个弧形结构构成在向内侧移动式，构成与铆杆相一致的圆形，提高夹紧度的同时，不会对铆杆造成应力损伤。工作时，小弹簧8弹力大于内滑块7和滑块6之间的摩擦力。

所述的两个滑块6相对的内侧面上设有弧形结构，该弧形结构纵向侧面和顶端设有斜角。该斜角方便铆杆的移动，提高铆杆与槽道之间的对接操作。所述的滑块与所述的托板的上端面上设有导轨，滑块可以在导轨中自由滑动。导轨结构可以有效的减小摩擦，提高操作效率，延长使用寿命。

所述的斜楔3的下端内侧设有内斜角，所述的滑块顶端外侧设有外斜角，所述的内斜角的斜面与外斜角的平面相互平行。斜面相互平行的斜角便于铆接时上模与下模之间快速对位。

所述的底座10的两侧分别设有挡墙9，所述的挡墙9上设有孔，所述的拉杆19的另一端穿过挡墙，。在实际制作时，挡墙9和底座10采用螺栓连接构成一刚性整体，挡墙中间开有长孔，压力弹簧16穿过长孔与滑块6相连接。

所述的底座10下端面上设有橡胶垫12，该橡胶垫12通过螺栓和夹板11固定在所述的底座10上。橡胶垫12起压力弹簧的作用，提高回弹力。在加工时，底座10下部依次安装有夹板11和橡皮12，三者通过螺栓固定为一整体。底座上装有导向柱14，导向柱14上部连接托板，下部与夹板11连接。铆接时，上模4的下压力大于橡皮12的弹力。

本发明的另一个目的在于提供一种预埋槽道的铆接方法，以解决铆接强度低和铆接过程中铆杆容易变形的问题。

为实现上述目的，本发明采用的方案为：预埋槽道的铆接方法，包括如下步骤：

(1)在槽道的槽底间隔的冲压若干圆孔，该圆孔的直径略大于铆杆的直径；

(2)根据现场施工的需要，将槽道切割；

(3)将切割好的槽道置于伺服传动机构的工作台面上，将槽道送入压力机上下模中；

(4)铆杆夹持机械臂从加热炉中取出加热后的铆杆，放入槽道上的圆孔内，

(5)启动压力机，压力机带动上模下压，即可完成一次铆接。

本方案提供的铆接方法自动化程度高，操作方便，采用热铆的方式可以有效的降低铆杆铆接过程中的刚性变化，提高铆接强度。

本发设计一个专用铆接模具，专用铆接模具是通过夹抱机构和定位机构将槽道和铆杆固定为一体，然后整体下移，对铆杆头产生一个压力，使铆杆头产生形变，完成铆接。

工作时，上模向下运动，斜楔挤压滑块向里运动夹紧槽道和铆杆，之后上模和夹块作为一个整体继续向下运动，因下模以刚性固定到了下模板之上，下移的过程中，铆杆将因压力产生形变，最终完成铆接。

压接模具19开模状态时，预埋槽道可沿下模17向前滑动，且推动一次槽道并对铆杆进行一次定位，并具有不可逆操作。

本发明的制作过程如下：

(1)根据槽道开口宽度、铆杆变形量制作下下模17，下模17宽度和槽道宽度相适应，高度与铆杆铆接后产生的变形量一致。

(2)制作托板15，托板15中间开有和下模17相匹配的缺口，以便于托板15能够上下移动，如图1所示。

(3)制作底座10，底座10中间开有对应的圆形孔，圆孔装入衬套13，导向柱14穿过衬套13，导向柱14上部与托板15相连接，下部与夹板11相连接，导向柱14超出底座10的高度大于铆杆铆接后的变形量。夹板下方放置有厚的橡皮12，夹板11、橡皮12以及底座10通过长螺栓相连接为一体。

(5)制作挡墙9，挡墙9中部掏空，使弹簧16能够自由穿入且向下有一定的活动量，活动量与铆杆产生的变形量相匹配。挡墙9通过螺栓固定在底座10上。两个挡墙9之间的距离在模具工作时能够刚好把两个斜楔3夹紧，如图1所示。

(6)制作内滑块7，其宽度要大于铆杆，一端平头，另一端凹形，凹形与铆杆直径相匹配，且凹形端下沿切角，如图4所示。

(7)制作滑块6，左右滑块6的外侧上部均制为斜面，滑块6挤压面适当位置向内部钻孔，孔内小外大，构成内滑块孔，具体大小与内滑块7相匹配。滑块6顶面也钻一大小与限位销5相匹配的孔，且该孔穿透内滑块孔。且滑块夹紧侧掏出与槽道和铆杆半侧外形一致的空间，两滑块6加紧时，刚好将槽道和铆杆夹紧，如图3所示。

(8)将小弹簧8穿入内滑块孔中，然后将内滑块7放入滑块6孔中，之后将限位销5穿入限位销孔。完成之后将滑块6采用导轨限制在托板15上。同时弹簧16穿过挡墙9，如图3所示。

(9)制作模柄1、上模2、斜楔3和压块4。斜楔3的下部内侧面有与滑块6互相平行的斜面，且斜楔下部开有凹槽，便于在其下移的过程中避开弹簧16。将上述4个零件连接为一体。

(10)将模具23放在压力机24上固定好，调整伺服传送机构20的高度和其编程参数，使槽道能够顺利的在模具19中传送，传送速度与压力机一个工作来回速度相一致，调整铆杆机械臂21的位置，并调整其编程参数使其完成一个铆杆抓取并完成放置的时间与压力机一个工作来回速度相一致。

工作时，压力机完成一次铆杆的铆接，伺服传动机构向前传动一次槽道(传动的距离根据锚杆间距的时间清理确定)，同时铆杆机械臂完成一次抓取铆杆并放置到槽道背部铆杆孔的过程。

本发明的工作过程为：

模具工作时，槽道沿下模17进入模具中，铆杆的头部顶到下模17的上端面，伺服传动机构20向前推动铆杆，至内滑块7刚好卡住铆杆的位置。

压力机压头向下运行，左右滑块6开始向里运动夹紧槽道和铆杆。同时压块4整体向下移动，在左右滑块6夹紧的时候，斜楔刚好完全楔入挡墙9和滑块6之间的间隙。

然后整个上模4、滑块6及浮动托盘15继续整体下移，下模17为刚性固定在底座10上，不可动，此时将产生对铆杆产生挤压力迫使其端部变形，完成铆接。完成一次铆接后，压力机24压头向上运动，同时伺服传动机构20再次带动槽道向前运动，铆杆机械臂再次抓取铆杆并放置在槽道背部孔中，进行下一个工作循环。