國慶闖，馬賓

（1. 中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司 基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部，北京 100040；2. 中鐵物總國際招標(biāo)有限公司，北京 100020）

0 引言

隨著電子技術(shù)水平提升，數(shù)控設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，在機(jī)械加工領(lǐng)域，數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用也日臻完善。數(shù)控設(shè)備對機(jī)械加工各環(huán)節(jié)的把控，顯示出特有的優(yōu)勢［1-3］。數(shù)控技術(shù)主要采用計算機(jī)控制，預(yù)先編程后利用控制程序?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的控制功能，增強(qiáng)了機(jī)械加工的靈活性并且提高了設(shè)備的工作效率［4-6］。

鋼筋加工是一種勞動密集型作業(yè)工序，在我國工程建設(shè)施工中多數(shù)仍然采用人工加工和半機(jī)械化加工為主的加工方式。此方式具有生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)度大、勞務(wù)成本高，加工質(zhì)量和施工進(jìn)度難以控制、材料和能源浪費高、安全隱患多、噪聲大等缺點［7-8］，存在鋼筋銹蝕、剪斷尺寸不準(zhǔn)、鋼筋端頭不平、直螺紋絲頭打磨不到位、矩形箍筋成型后拐角不成90°、兩對角線長度不相等、鋼筋長度和彎曲角度不符合圖紙要求等缺陷，在一定程度上影響了工程質(zhì)量。隨著勞動力價格的上漲，施工成本也不斷攀高。在建筑行業(yè)不斷發(fā)展過程中，傳統(tǒng)的人工加工方法無法滿足建筑行業(yè)快速發(fā)展的需要。因此，有效運用數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行鋼筋集中加工具有重要意義，推進(jìn)鋼筋數(shù)控加工設(shè)備應(yīng)用可有效降低施工成本、提高施工質(zhì)量、提高企業(yè)的市場競爭力［9-10］。

1 工程概況

北京朝陽站位于北京市東北部四五環(huán)之間，新建站房中心里程為JK12+914.600。站房建筑面積18.3 萬m2，雨棚面積6.2 萬m2，所用鋼筋型號為HPB300 及HRB400E，鋼筋使用總量約為9.5 萬t，日均鋼筋消耗量為450 t，鋼筋加工壓力巨大。結(jié)合北京朝陽站場地狹窄、工期緊張等特點，選用鋼筋集中加工的方式，把數(shù)控鋼筋加工設(shè)備應(yīng)用到鋼筋集中加工生產(chǎn)中顯得尤為重要。

2 可行性分析

（1）減少廢棄鋼筋數(shù)量。鋼筋加工之前，建設(shè)1個較大加工廠對鋼筋進(jìn)行集中加工，根據(jù)鋼筋放樣材料單，合理調(diào)配各項資源，滿足各隊伍鋼筋需求的同時又能提高生產(chǎn)效率。在鋼筋集中加工廠，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的短鋼筋會被收集起來，一些需要短鋼筋的部位，如梯子筋、馬凳筋等措施筋加工時再加以利用，這樣可減少廢棄料數(shù)量，有效節(jié)省原材料。

（2）鋼筋加工質(zhì)量優(yōu)良。在傳統(tǒng)鋼筋加工方式中，工程施工地點相對分散，施工單位對鋼筋質(zhì)量的控制與管理難度較大，施工現(xiàn)場加工設(shè)備使用程度也較低，存在較大的人為影響因素，整個生產(chǎn)過程對鋼筋加工人員的經(jīng)驗及熟練程度依賴性大，導(dǎo)致鋼筋加工質(zhì)量存在不合規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的問題。使用數(shù)控鋼筋加工設(shè)備進(jìn)行集中加工方式，鋼筋加工機(jī)械化程度高，人工依賴程度降低，在此基礎(chǔ)上可有效保障鋼筋的加工質(zhì)量。數(shù)控鋼筋加工設(shè)備加工完成的成品鋼筋見圖1。

圖1 數(shù)控鋼筋加工設(shè)備加工完成的成品鋼筋

（3）縮短加工工期。采用數(shù)控鋼筋加工設(shè)備進(jìn)行集中加工的方式，能有效進(jìn)行資源調(diào)配，更合理利用各種加工設(shè)備，使各種型號的鋼筋同時進(jìn)行加工，可提高鋼筋加工的集中程度、提高管理效率，從而實現(xiàn)縮短加工工期。

不僅如此，數(shù)控鋼筋集中加工廠使用機(jī)械化作業(yè)，可實現(xiàn)流程化、大批量加工，半成品經(jīng)過全自動數(shù)控鋼筋調(diào)直設(shè)備加工，在幾分鐘之內(nèi)能夠全部切割完成，可減少加工時間，進(jìn)而有效縮短工期。采用數(shù)控鋼筋集中加工配送模式能夠完善成本、質(zhì)量、制度及考核體系建設(shè)，科學(xué)梳理管理鏈條的各個環(huán)節(jié)，提升集約化管理效率［4］。

3 設(shè)備應(yīng)用

3.1 16型調(diào)直切斷彎曲一體機(jī)

16 型調(diào)直切斷彎曲一體機(jī)主要用于直徑小于C18的箍筋加工，可加工常規(guī)形狀的箍筋，還可加工多邊形箍筋，如清水混凝土柱箍筋及勁性鋼骨柱箍筋，均為八角箍筋。根據(jù)箍筋直徑大小，設(shè)備單次可彎曲最大鋼筋數(shù)量為1～10根。機(jī)器每30 s完成1次鋼筋定尺剪切、彎弧、彎鉤工作，箍筋1次成型，每臺單日生產(chǎn)能力為15 t，操作人員僅需2人。設(shè)備單人工效為7.5 t/d，是傳統(tǒng)加工設(shè)備的3.75 倍。16 型調(diào)直切斷彎曲一體機(jī)及操作界面見圖2、圖3。

圖2 16型調(diào)直切斷彎曲一體機(jī)

圖3 16型調(diào)直切斷彎曲一體機(jī)操作界面

3.2 50-4型數(shù)控彎曲中心

50-4 型數(shù)控彎曲中心（見圖4）與300 型數(shù)控剪切生產(chǎn)線（見圖5）連線，主要用于加工大直徑鋼筋彎頭，剪切生產(chǎn)線根據(jù)鋼筋直徑可剪切4～25 根（C36～C12）鋼筋原材料，平均30 s 完成1 次剪切工作，整條生產(chǎn)線只需1 人操作、1 人輔助，單日生產(chǎn)能力可達(dá)到60 t。設(shè)備單人工效為30 t/d，是傳統(tǒng)加工設(shè)備的15.00倍。

圖4 50-4型數(shù)控彎曲中心

圖5 300型數(shù)控剪切生產(chǎn)線

3.3 12型數(shù)控彎箍機(jī)

12型數(shù)控彎箍機(jī)可加工圓形、多邊形箍筋及拉鉤，可實現(xiàn)雙線雙向彎曲，在工程中主要用于拉鉤加工?？杉庸さ匿摻钭畲笾睆綖镃12，設(shè)備可預(yù)先輸入400 種圖形，加工時調(diào)取即用，自動化程度高。平均5 s 完成1次彎曲，只需1人操作，單日生產(chǎn)能力可達(dá)6 t。設(shè)備單人工效為6 t/d，是傳統(tǒng)加工設(shè)備的3.00 倍。12 型數(shù)控彎箍機(jī)及操作界面見圖6、圖7。

圖6 12型數(shù)控彎箍機(jī)

圖7 12型數(shù)控彎箍機(jī)操作界面

3.4 數(shù)控鋼筋套絲打磨生產(chǎn)線

數(shù)控鋼筋套絲打磨生產(chǎn)線由40-5 型數(shù)控鋼筋套絲生產(chǎn)線（見圖8）與600 型數(shù)控鋼筋鋸切生產(chǎn)線（見圖9）共同組成。

圖8 40-5型數(shù)控鋼筋套絲生產(chǎn)線

圖9 600型數(shù)控鋼筋鋸切生產(chǎn)線

600型數(shù)控鋼筋鋸切生產(chǎn)線采用雙金屬帶鋸條對鋼筋原材料進(jìn)行切割，雙金屬帶鋸條是將2種不同特征的鋼材通過電子束焊接、機(jī)加工和熱處理等一系列工藝加工而成的高新技術(shù)產(chǎn)品，主要用來切割鋼材、銅、鋁等金屬。因雙金屬帶鋸條具有柔韌性好、抗疲勞性強(qiáng)、能承受巨大張力、齒部硬度高等諸多優(yōu)點，使其無論在節(jié)能環(huán)保、切割效率或者是加工精度等方面較傳統(tǒng)圓盤鋸和弓形鋸均存在明顯優(yōu)勢。

40-5 型數(shù)控鋼筋套絲生產(chǎn)線使用M42 雙金屬帶鋸條。這種鋸條應(yīng)用廣泛，適用于所有類型的金屬連續(xù)切割，并且可以與任何類型的帶鋸床配套使用。M42雙金屬帶鋸條的材料特征是雙金屬結(jié)構(gòu)：RM80 背材，抗疲勞強(qiáng)度高；M42 齒材，8%鉆含量，齒部硬度為Rc67-69。M42 雙金屬帶鋸條的主要優(yōu)點是：（1）高耐磨性與高紅硬性；（2）鋸齒不易斷裂；（3）使用壽命長。

單次鋸切數(shù)量根據(jù)鋼筋直徑規(guī)格可鋸切12～37根鋼筋原材料，單次鋸切時間約60 s。鋸切生產(chǎn)線可將鋼筋原材料端部不規(guī)則的部分切割平整，鋼筋經(jīng)過自動鋸切、自動排齊、自動定尺后直接進(jìn)入套絲系統(tǒng)，40-5型數(shù)控鋼筋套絲生產(chǎn)線同時連接打磨設(shè)備，可自動將完成套絲的鋼筋端部打磨平整。平均60 s 完成1 次套絲、打磨工作流程，單日產(chǎn)量可達(dá)到30 t。設(shè)備單人工效為30 t/d，是傳統(tǒng)加工設(shè)備的10.00倍。

4 設(shè)備維護(hù)

4.1 16型調(diào)直切斷彎曲一體機(jī)

16 型調(diào)直切斷彎曲一體機(jī)每次工作時，首先檢查設(shè)備的螺栓是否松動、電器是否完好、及時排除漏電漏氣的部位。每次工作完畢，需清除設(shè)備殘留的氧化皮及鐵屑，否則影響設(shè)備下次正常運作。每班前檢查電機(jī)座、調(diào)直框帶輪、送料輪等。每月對固定螺絲、軸承、調(diào)直輪支架總成進(jìn)行1次清洗。潤滑系統(tǒng)每半月注1次油。

4.2 40-5型數(shù)控鋼筋套絲生產(chǎn)線與600型數(shù)控鋼筋鋸切生產(chǎn)線

40-5 型數(shù)控鋼筋套絲生產(chǎn)線設(shè)備空氣壓縮機(jī)每次下班后需放水、排氣；每班要檢查各部位連接的螺栓、皮帶、鏈條有無松動；每半日需更換滾絲輪，每日需更換1 根打磨帶。600 型數(shù)控鋼筋鋸切線設(shè)備空氣壓縮機(jī)每日下班后需放水、排氣并給軸承、鏈條涂抹黃油；每周查看空氣壓縮機(jī)的潤滑油和鋸切主機(jī)的液壓油，低于最低值時加注。每加工500 t 鋼筋需更換1 根雙金屬帶鋸條。

4.3 50-4型數(shù)控彎曲中心及300型數(shù)控剪切生產(chǎn)線

50-4 型數(shù)控彎曲中心每日工作前需檢查設(shè)備的螺栓是否松動、電器是否完好、排除漏電漏氣的部位。每次使用前，對各潤滑部位及齒輪部位加注適量潤滑油并清除機(jī)器上殘留的氧化皮及鐵屑。300型數(shù)控剪切生產(chǎn)線設(shè)備空氣壓縮機(jī)每日下班后需放水、排氣并給軸承、鏈條涂抹黃油；每周查看空氣壓縮機(jī)的潤滑油和鋸切主機(jī)的液壓油，低于最低值時加注。剪切刀片每周需更換1片。

5 功效對比

傳統(tǒng)鋼筋加工設(shè)備與數(shù)控鋼筋加工設(shè)備功效對比見表1。

6 產(chǎn)生效益

北京朝陽站鋼筋總用量為95 000 t，其中數(shù)控鋼筋加工設(shè)備承擔(dān)了47 000 t 的生產(chǎn)任務(wù)。使用數(shù)控鋼筋加工設(shè)備時，每噸加工費為203 元；使用傳統(tǒng)加工設(shè)備時，每噸加工費為243 元。數(shù)控鋼筋加工中心共購置10 臺數(shù)控鋼筋加工設(shè)備，總購置費為2 231 400 元，設(shè)備使用1年后總殘值為1 338 840元。

數(shù)控鋼筋加工設(shè)備加工費＝2 0 3×47 00 0＝9 541 000元。

數(shù)控鋼筋加工設(shè)備攤銷費=2 231 400-1 338 840＝892 560元。

表1 傳統(tǒng)鋼筋加工設(shè)備與數(shù)控鋼筋加工設(shè)備功效對比

數(shù)控鋼筋加工設(shè)備加工總成本＝數(shù)控鋼筋加工設(shè)備加工費+數(shù)控鋼筋加工設(shè)備攤銷費＝10 433 560元。

傳統(tǒng)鋼筋加工設(shè)備加工總成本=傳統(tǒng)鋼筋加工設(shè)備加工費＝243×47 000＝11 421 000元。

數(shù)控鋼筋加工設(shè)備經(jīng)濟(jì)效益＝傳統(tǒng)鋼筋加工設(shè)備加工總成本-數(shù)控鋼筋加工設(shè)備加工總成本＝987 440元。

7 結(jié)束語

通過北京朝陽站項目實例分析，在工程施工過程中建設(shè)數(shù)控鋼筋加工中心，利用數(shù)控鋼筋加工設(shè)備，可有效提升鋼筋加工效率、保證鋼筋加工質(zhì)量、降低施工成本、減少材料浪費、不斷提高企業(yè)的市場競爭力，有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)展前景廣闊。