预应力钢丝缠绕技术在建材液压机上的应用

建筑行业中预应力技术的装备与材料创新引言在建筑行业中，预应力技术是一种重要的施工技术，通过在混凝土结构中施加预先设定的压应力，能够使结构更加稳定和耐久。

随着科技的发展和工程建设的不断推进，预应力技术的装备和材料也在不断创新与改进。

本文将介绍建筑行业中预应力技术的装备与材料创新的相关内容。

一、预应力技术的装备创新1. 预应力钢束在传统的预应力技术中，常用的预应力钢束是常规的圆钢束。

然而，随着新材料和新工艺的出现，预应力钢束也得到了创新和改进。

新型预应力钢束采用复合材料或高强度钢材制造，具有更高的强度和更好的耐腐蚀性能，能够满足更复杂和更高要求的工程项目。

2. 预应力绷拉设备预应力绷拉设备是进行预应力技术的关键设备之一。

传统的预应力绷拉设备通常采用液压或机械驱动方式，但存在工作效率低、操作繁琐等问题。

新型的预应力绷拉设备采用了电动或气动驱动方式，具有自动化、高效率、精准控制等优点，大大提高了预应力技术的施工效率和质量。

3. 预应力锚具预应力锚具是预应力技术中的重要组成部分，用于固定预应力钢束。

传统的预应力锚具采用金属材料制作，但存在耐久性差、易生锈等问题。

现代预应力锚具采用耐腐蚀性能更好的材料制造，如高强度钢材、复合材料等，具有更好的使用寿命和稳定性。

二、预应力技术的材料创新1. 预应力混凝土传统的预应力混凝土通常使用普通混凝土配制而成，但在一些特殊工程中，普通混凝土的性能可能无法满足要求。

现代预应力混凝土通过添加特定的添加剂和控制混凝土配合比，能够提供更高的强度和更好的耐久性，满足复杂工程的需求。

2. 预应力玻璃纤维材料传统的预应力材料主要是金属材料，如钢束和锚具。

然而，这些金属材料存在重量大、耐腐蚀性差等问题。

预应力玻璃纤维材料的出现，解决了传统预应力材料的一些问题。

预应力玻璃纤维材料具有重量轻、耐腐蚀、高强度等特点，可用于替代传统预应力材料，在特定工程中具有广阔的应用前景。

3. 预应力复合材料预应力复合材料是通过将纤维增强材料与基体材料进行复合而制成的材料。

海源90新系列钢丝缠绕大吨位全自动液压压砖机液压系统综合分析*李良光（福建海源自动化机械股份有限公司福州350100）摘要对海源90新系列钢丝缠绕大吨位全自动液压压砖机的结构特点作了扼要介绍；对液压系统作了综合分析，包括设计思路和技术特点，并结合陶瓷砖压制工艺详细分析了在各压制动作时液流流经液压阀的作用，阀的启闭关系及液流循环走向。

关键词恒压式变量泵节能液流循环中图分类号：TQ174．5文献标识码：A文章编号：1002－2872（2011）11－0026－04福建海源公司近年根据市场需求开发出90新系列钢丝缠绕大吨位全自动液压压砖机（以下简称90新系列大吨位压砖机），该系列压砖机是在吸收国内外先进技术的基础上，融合自有技术完成的创新型压砖机，旨在提高压砖机的先进性、可靠性、生产效率和降低能耗。

目前已生产了4种规格，其主要技术参数见表1。

有关压砖机的液压系统过去多见国外的分析文章，而国内的尚未见报道。

笔者以海源公司最新研制的压砖机液压系统作为分析重点，以此说明国产的压砖机液压系统的设计和综合技术性能已达到国际同类压砖机的先进水平。

表190新系列大吨位压砖机主要技术参数参数额定压制力（kN）立柱净间距（mm）动量最大行程（mm）模芯顶出力（kN）最大填料深度（mm）空循环次数（1/min）主电机功率（kW）整机质量（t）HP379037900175018026070189098 HP4290A4290017501802607018110110 HP56905690018802103208016110133 HP67906790022002503208016132160190新系列大吨位压砖机主要结构特点1）机架牢固可靠。

机架的结构设计应用有限元技术，进行优化；压砖机的立柱、上横梁、下横梁应用预应力钢丝缠绕技术固结在一起，形成封闭框架。

纲丝的缠绕*作者简介：李良光（1962－），工商管理硕士，高级工程师；主要从事液压系统节能优化及稳定性能的研究。

预应力技术在建筑行业的应用什么是预应力技术？预应力技术是一种通过在施工过程中施加预先设定的压力来提高构件的承载能力和抗弯能力的技术。

这种技术通过在构件中引入预应力钢束，将钢束张紧后锚固，然后将应力传递到混凝土构件中，以增加混凝土的自重和预应力的共同作用，提高构件的稳定性和强度。

预应力技术的应用预应力技术广泛应用于建筑行业中的桥梁、高层建筑、厂房等结构中。

下面我们将详细介绍预应力技术在建筑行业中的应用。

1. 桥梁结构预应力技术在桥梁结构中的应用是最常见和重要的。

桥梁结构需要承受车辆和人流的重量以及自然风 load 载荷对桥梁的作用。

预应力技术可以增加桥梁结构的承载能力和抗震能力，延长桥梁的使用寿命。

预应力技术的应用使得跨度更大的桥梁成为可能，减少了桥墩的数量和尺寸，使桥梁更加美观。

2. 高层建筑高层建筑通常需要能够承受巨大的重力和风荷载。

预应力技术可以有效地增加高层建筑的抗弯能力和抗震能力，提高其整体稳定性。

预应力技术还可以减小高层建筑的变形和振动，提高居住和工作的舒适度。

此外，预应力技术还可以减少楼板的厚度，节省建筑材料并提高空间利用效率。

3. 厂房结构在厂房建设中，预应力技术的应用可以提高厂房结构的稳定性和强度，增加其承载能力。

预应力技术可以使得厂房结构更加坚固，并且能够承受大量的设备和物品负荷。

此外，预应力技术还可以减少厂房结构的柱子和梁的尺寸，增加使用空间。

4. 道路和隧道预应力技术在道路和隧道的建设中也有广泛的应用。

预应力技术可以提高道路和隧道的抗弯能力和承载能力，减少道路和隧道的变形和裂缝。

预应力技术还可以提高道路和隧道的抗冻性能，延长使用寿命。

预应力技术的优点预应力技术在建筑行业中的应用具有以下优点：1.提高结构的承载能力和抗震能力，增加结构的稳定性和强度。

2.减小结构的变形和振动，提高居住和工作的舒适度。

3.节约建筑材料，提高建筑的空间利用效率。

4.降低建筑结构的体积和重量，减少建筑基础的工作量和成本。

缠绕预应力钢丝法和电热张拉法在现代建筑工程中，预应力技术被广泛应用于混凝土结构中，以增强其承载能力和耐久性。

而在预应力技术中，缠绕预应力钢丝法和电热张拉法是两种常见的施工方法，它们各自具有独特的特点和适用范围。

本文将对这两种方法进行全面评估，并对它们的优缺点进行分析，以便读者更深入地理解和应用预应力技术。

缠绕预应力钢丝法是一种较为传统的预应力施工方法，其主要特点是在混凝土构件充分凝固之后，在外部缠绕钢丝并施加预应力。

这种方法适用于对结构刚度要求较高和构件尺寸较大的情况下，能够有效减小混凝土开裂并提高构件的承载能力。

缠绕预应力钢丝法在施工过程中较为简单，成本相对较低，适用于一般建筑工程中。

然而，缠绕预应力钢丝法也存在一些缺点。

由于预应力钢丝在构件外部缠绕，施工过程中需要考虑钢丝与混凝土之间的粘结性，一旦粘结不良会导致预应力效果减弱。

缠绕预应力钢丝法在施工过程中需要较多的人工操作，工期较长，且受到施工环境限制较大。

相比之下，电热张拉法是一种相对较新的预应力施工方法。

其原理是在混凝土浇筑后，通过在钢筋内部施加电压，使钢筋产生瞬间热膨胀，从而实现预应力。

这种方法适用于对施工周期有较高要求和对结构开裂控制要求较严格的工程项目中，能够提高混凝土结构的整体性能和耐久性。

然而，电热张拉法也存在一些局限性。

施工过程需要专业的技术人员和设备，成本较高。

电热张拉法在施工过程中较为复杂，需要严格控制张拉温度和时间，施工难度较大。

综合来看，缠绕预应力钢丝法和电热张拉法各自具有适用范围和特点。

在实际工程中，应根据具体工程要求和条件选择合适的预应力施工方法。

随着科学技术的不断发展，预应力技术也将不断完善和创新，为建筑工程提供更加可靠和高效的解决方案。

个人观点：作为一名建筑工程领域的文章写手，我对预应力技术有着深刻的理解和认识。

在实际工程中，选择合适的预应力施工方法至关重要，能够直接影响到结构的性能和耐久性。

我认为在选择预应力施工方法时，应充分考虑工程项目的实际情况，选择最适合的方法，以确保工程质量和安全。

国宝级战略装备——世界最⼤模锻液压机 2015年11⽉2⽇，中国⼤客机C919正式下线，未来还要研制更⼤的C929客机，⽽打造这些⼤型飞机就要靠下⾯这些国宝级装备。

世界最⼤模锻液压机，在四川德阳中国第⼆重型机械集团⽣产。

这台8万吨级模锻液压机，地上⾼27⽶、地下15⽶，总⾼42⽶，设备总重2.2万吨。

巨型模锻液压机，是象征重⼯业实⼒的国宝级战略装备，世界上能研制的国家屈指可数。

⽬前世界上拥有4万吨级以上模锻压机的国家，只有中国、美国、俄国和法国。

其中美国在1955年前后建造了两台当时世界最⼤的4.5万吨模锻⽔压机，⼀直⽤到现在。

2001年，美国加州舒尔茨（Shultz）钢⼚，⼜建造了⼀台4万吨级模锻压机。

苏联在1961年前后建造了两台7.5万吨级的巨型模锻⽔压机。

法国在1976年向苏联购买了⼀台6.5万吨级模锻⽔压机，⼜在2005年与德国合作研制了⼀台4万吨级模锻压机。

中国在1973年建成第⼀台3万吨级模锻压机后，停滞了将近40年。

直⾄近两年爆发式地研制了多台巨型压机。

在2012年建成的就有3万吨（昆仑重⼯）、4万吨（三⾓航空）、8万吨（德阳⼆重）模锻压机各⼀台。

其中8万吨级压机，⼀举打破了前苏联保持了51年的世界纪录。

⼆重集团，⽤世界最⼤的1.6万吨级⾃由锻造⽔压机，成功锻造出CPR1000核电机组1150MW半转速汽轮发电机转⼦。

该转⼦直径2050毫⽶，总长16400毫⽶，⽑坯重310吨，采⽤国内第⼀⽀实重560吨特⼤型钢锭锻制。

110万千⽡以上级核电机组特⼤型半速整锻转⼦，是当前世界⼤型锻件和极限制造领域⾼难产品，以前全世界只有⽇本制钢所（JSW）⼀家能够⽣产。

1957年⾄1961年，乌克兰新克拉马托重型机器⼚（HKM3），为苏联建造了两台世界最⼤的7.5万吨级模锻液压机，分别安装在古⽐雪夫铝⼚和上萨尔达钛⼚。

这两台当时世界最⼤的巨型机器，总⾼34.7⽶，长13.6⽶，宽13.3⽶，基础深⼊地下21.9⽶，总重20500吨。

一千吨钢丝缠绕结构多向模锻液压机模拟样机制造成功
伏原
【期刊名称】《大型铸锻件》
【年(卷),期】1981(000)002
【摘要】二重厂在清华大学的配合下，通过一系列的模型试验和理论分析计算后，于近期完成了一项新产品试制任务——采用“后张法”钢丝缠绕结构机架的一千
吨多向模锻液压机的试制和强度测定。

【总页数】1页(P27)
【作者】伏原
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG315.4
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1.国内首条40MN预应力钢丝缠绕多向模锻线投产 [J],
2.预应力钢丝缠绕“正交预紧机架”在重型多向模锻压机上的应用 [J], 王文杰;林峰;张磊;王欣
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4.钢丝缠绕重型模锻液压机坎合结构的疲劳和寿命预测 [J], 何文斌;曾攀;林峰;颜
永年;张磊
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预应力钢丝缠绕技术在建材液压机上的应用一、预应力缠绕技术简介预应力技术是一种先进的机械结构技术，在制造中对结构施加预紧载荷，使其特定部位产生预应力，这种应力与工作载荷引起的应力相反，可以抵消大部分或全部工作应力，从而大大提高结构的承载能力。

而采用预伸长钢丝预紧的则称为钢丝预应力结构。

有以下几个优点：① 疲劳强度好。

这是由于预紧件载荷波动小而获得高疲劳强度抗力，如钢丝预应力缠绕的油缸和机架，均有15年以上寿命。

② 承载能力提高。

预应力结构是一种多元结构，在整体结构的压力集中部位将其剖分，然后再预紧为一个整体，由钢丝受力代替结构中应力集中部位受力，因而就更具有较高的可靠性，其安全系数比外预紧结构可低得很多，因此预应力缠绕结构和传统结构相比，重量大大减轻，从而降低了成本。

③ 无破裂危险，对于超高压容器来说，如钢丝缠绕的筒体，可以在很高压力下长期运行，而不产生破裂，极大地提高了缸筒的使用寿命。

二、钢丝预应力油缸的应用由于缸筒采用了预应力缠绕技术，使缸筒内压力可以大大提高，像德国9000t 液压机就可以采用三缸甚至二缸的驱动结构，当缸径为860时，三缸时主缸内压力为517kg/cm2，二缸时主缸内压力为775 kg/cm2，当然随之而来的是工作台厚度和框架设计的改变（容后再表）。

采用钢丝预紧油缸的超高压供油有以下几个好处：① 缸数减少，有利于活动工作台平稳加压。

从实践来看，基本消除了由于活动工作台上升不平行造成需回程重新上升的现象；② 主缸的重量大大减轻，成本显著下降；③ 主缸寿命显著提高；④ 通过增压器向主缸供油，可使系统压力控制在160kg/cm2以下，液压系统很少发生故障。

以9000t双缸供油压力为755kg/cm2时，增压器增压比只要达到4.8即可，而9000t主缸供油压力为517kg/cm2时，增压器增压比只要达到3.3即可。

三、预应力缠绕框架的应用用预应力缠绕框架代替单板式框架，可使得原本在框板内四角的压力集中得以消除，而由预紧的钢丝来承受，从而极大地提高其承载能力，对于像西德9000t 液压机而言，可以采用2个或3个框架来承受压力，无论从重量或是外形尺寸都有很大的降低，特别是这种钢丝预紧结构框架寿命都很长，至少15年，我公司出产的缠绕式液压机框架已有20年寿命的纪录。

大型承载框架钢丝预应力缠绕技术研究邓晨曦,吴任东,颜永年,张磊,彭俊斌(清华大学机械工程系,北京100084)摘　要:针对重型装备超大超重零部件预应力钢丝缠绕施工的问题,研究设计了1种自适应缠绕机器人,能够实现零部件外形自适应、变张力缠绕自适应以及排线自适应等3项功能,并在360MN垂直挤压机制造中得到成功应用。

关键词:预应力;钢丝缠绕;自适应;重型装备中图分类号:TP242.2 文献标志码:B 将重型装备中的超大超重零件剖分为若干中小型结构并分开制造,再用钢丝缠绕施加预应力场的作用下组装成整体件,极大提高了重型装备的可制造性。

受到重型机架体积、重量和场地等因素的制约,传统的转盘式钢丝缠绕方法有着相当的局限性。

研究开发一种针对重型装备的自适应钢丝预应力缠绕技术,有着现实的需求和长远的意义。

1　预应力钢丝缠绕结构优势以重型液压机为代表的重型装备经历了非预应力结构、螺栓预应力结构、缠绕预应力结构3个时代。

1954年,美国M ESTA公司设计制造了450 MN模锻水压机,机身大量采用重型铸、锻件,整机自重达7000t,压机性价比很低。

随着技术发展,预应力结构得到迅速应用。

所谓预应力结构,即预先对结构施加预紧载荷,使特定部位产生的预应力与工作应力相反,抵消大部分工作应力,提高结构的承载能力[1]。

如法国AD公司于1976年设计制造的650MN多向模锻水压机(自重13000t),通过粗螺栓施加预应力,承载机架立柱由受拉状态变为受压状态,铸件与锻件的寿命匹配程度得以提高[2]。

随着锻压机工作频次的提高,高应力状态下的粗螺栓根部应力集中极易造成疲劳断裂。

德国Pahnke公司将单根粗螺栓改成多根细螺栓,疲劳强度进一步提高,压机自重随之下降。

为充分发挥材料潜力,进一步减小预紧件截面尺寸,用钢丝作为预紧件的缠绕预应力结构应运而生。

与重型预紧螺栓相比,钢丝许用应力高达800 M Pa,整机自重大幅降低;钢丝生产工艺简单,预紧件制造成本可控;可产生巨大的预紧力,不受制造、运输、起重能力的限制。

预应力作用下的钢丝缠绕式液压压砖机的有限元分析
吴迪;邓婳;周志平;陈敏
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2011(040)011
【摘要】采用有限元分析方法,考虑钢丝层及机体接触情况,在预紧及工作状况下分别对液压压砖机进行定义和加载,获得各个状态下的应力情况,其结果可为判断主机结构的优劣提供依据.
【总页数】2页(P9-10)
【作者】吴迪;邓婳;周志平;陈敏
【作者单位】广东省机械研究所,广东广州510635;广东省机械研究所,广东广州510635;广东省机械研究所,广东广州510635;广东省机械研究所,广东广州510635
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.77
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1.海源90新系列钢丝缠绕大吨位全自动液压压砖机液压系统综合分析 [J], 李良光
2.钢丝缠绕式重型液压油缸应力和变形分析 [J], 丁问司;黄勇;陈康
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4.钢丝缠绕型液压压砖机的有限元疲劳分析 [J], 杜业威;杜群贵;黄晓东;任少云
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专利名称：预应力钢丝缠绕板框式压机专利类型：实用新型专利
发明人：魏晨
申请号：CN201821884549.1
申请日：20181116
公开号：CN209534239U
公开日：
20191025
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了预应力钢丝缠绕板框式压机，包括压机主体，所述压机主体由前框板、后框板与主油缸组件组成，所述前框板位于后框板的前端，且主油缸组件位于前框板与后框板之间靠近上端的位置，所述主油缸组件的下端外表面固定安装有动梁，所述前框板与后框板的四周外表面均缠绕有钢丝，所述动梁的下方设置有压板，所述前框板与后框板的上端固定安装有充液油箱。

本实用新型通过设置有一系列的结构使本装置在使用过程中能够有效地提高机器的抗疲劳性能，并且有效地提高了充液效果，方便对充液箱清理与维护工作，还提高了安装工作的安全性与可靠性，使其安更高装精度。

申请人：山东旋几工业自动化有限公司
地址：250000 山东省济南市高新区舜华路1号齐鲁软件园1号楼(创业广场C座)地下一层6-59室国籍：CN
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专利名称：一种采用多联预应力钢丝缠绕板框结构的陶瓷压机专利类型：发明专利
发明人：李绍勇,曹飞
申请号：CN201710536638.0
申请日：20170704
公开号：CN107214812A
公开日：
20170929
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种采用多联预应力钢丝缠绕板框结构的陶瓷压机，所述主机架由多个板框单元并联连接组成，每个所述板框单元均包括上横梁、底座、以及设置在所述上横梁和所述底座之间的左立柱和右立柱，每个所述板框单元均由钢丝缠绕而成，所述上横梁、底座、左立柱和右立柱之间围绕成一压制空间，所述压制空间内设置有油路板、主油缸部件和主板，所述油箱设置在所述上横梁的顶部，所述油箱和所述油路板之间设置有充液通道。

该方案使机架绝大部分关键部位处于压应力状态，从而消除了疲劳裂纹扩展的隐患，具有载荷波动量小的优点，具有高的疲劳寿命，且避免了传统预应力钢丝缠绕压机上梁开孔造成的应力集中。

申请人：广东科达洁能股份有限公司
地址：528313 广东省佛山市陈村镇广隆工业园环镇西路1号
国籍：CN
代理机构：广州圣理华知识产权代理有限公司
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