新型轻型全钢扣件生产工艺研究
发布时间：2021-08-17 12:50
随着脚手架行业的高速发展,脚手架扣件行业也在朝着生产效率高以及节能环保的方向的发展。目前,施工中采用的脚手架扣件多为铸铁扣件,生产效率低,污染大,并且本身的刚性以及韧性较差。基于以上背景,本文开发了一种新型轻型全钢扣件,可有效减轻扣件重量,减少对脚手架系统的负载,同时,采用冲压工艺生产,不仅有效的保证了零件的精度,而且生产效率高,操作简便,可实现自动化生产。较传统铸铁扣件的生产,不仅改进了生产工艺过程,而且也提高了扣件的刚性、韧性、抗滑移性能和抗破坏性。本文的主要内容包括:（1）对新型全钢扣件的抗滑性能进行了试验与有限元分析研究。从试验中得到,新型全钢扣件在国家标准要求的载荷下,?1值远远小于国家标准要求7mm,抗滑性能达到国家规范要求,又与传统铸铁扣件试验进行了对比分析,从两者试验结果中可以看出,新型全钢扣件的抗滑性能优于传统铸铁扣件。同时,利用有限元软件分别建立了新型全钢扣件模型与传统铸铁扣件模型,通过有限元结果可知,新型轻型全钢扣件的抗滑性能达到了国家标准要求,并且优于传统铸铁扣件的抗滑性能。最后,通过试验与有限元结果进行对比分析,提出影响抗滑性能的两点原因...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脚手架扣件(a)铸铁扣件(b)钢制扣件Fig.1-1Scaffoldfastener(a)castIronfastener(b)steelfastener(a)(b)
河北工程大学硕士学位论文8本章采用数显扭矩扳手设定对扣件施加的扭矩，试验进行时保证每次扭紧力矩相同，通过试验检验新型全钢扣件的抗滑性能是否达到规范要求，并与传统扣件抗滑性能进行对比分析。2.3试验材料与方案2.3.1试验材料本章主要研究新型轻型全钢扣件的抗滑性能，其所用的材料为新型轻型全钢扣件的三维结构如图2-1a所示，材质为Q235钢。作为对比，引入传统铸铁扣件，其三维结构如图2-1b所示，材质为铸铁。传统铸铁扣件整体结构为实心盖板形式，一般重量1.1kg左右，由于重量较重，对脚手架造成的负载较大，而新型全钢扣件的上盖与下盖为钢架结构，其重量为0.6kg，质量大大减少，降低了对脚手架系统的负载。图2-1新型全钢扣件(a)和传统铸铁扣件(b)的三维图Fig.2-1Threedimensionaldrawingofnewallsteelfastener(a)andtraditionalcastironfastener(b)2.3.2抗滑性能试验方案采用JRC-104分离式千斤顶进行加载，承载力与位移值采用BHR-4型力传感器和DH3816静态应变测试采集系统进行采集。试验时，根据国家标准[31]预先施加载荷为1.0kN，将位移测量仪调整到零点，加载的速度控制在300~400N/s，连续采集。并在试验过程中，对扣件外表面做好防护处理，之后有规律的移动扣件的紧固位置，目的是避免扣件因为多次试验其表面会产生氧化膜，从而影响试验数据的准确性。试验装置结构主要由钢垫板、槽钢和钢管组成。钢垫板下端焊接两个对称的槽钢管，高度为150mm，通过钢筋固定由扣件所连接的脚手架横杆，横杆和竖杆通过新型轻型全钢扣件连接，下方同样有一钢垫板，用于固定支撑以上装置。(b)(a)
第2章新型全钢扣件抗滑试验研究9试验装置如图2-2a所示。根据国家标准，当垂直等速增加载荷P施加到水平管（扣件两侧）达到规定值时，测量位移值。当预载P为1kN，调整位移测量器到零，并记下1值。当负载P为10KN停止测试，记下1值。试验时同时记录弧面1和弧面2的位移数据。抗滑性能试验规范示意图2-2b所示。图2-2抗滑试验装置(a)和抗滑性能试验(b)示意图Fig.2-2Schematicdiagramofantislidingtestdevice(a)andantislidingperformancetest(b)2.4新型全钢扣件试验结果分析因为试样存在差异性和随机性，故选取了8个试样进行试验，为使得结果更加准确，在施加载荷为10kN时，选取整体模型中不同的弧面进行测量，每个试样做多次试验，最后选取其平均为此次试验的最终结果，得到结果如表2-1所示。表2-1新型全钢扣件1滑移试验结果Table2-1Sliptestresultsofnewallsteelfastener1试样编号扭矩（Nm）试验次数1(mm)弧面11(mm)弧面214030.680.9624030.760.6434040.530.5544050.820.6154020.930.8264030.521.0874040.710.7384060.431.14试验所得弧面值均为测量的新型全钢扣件的1值，通过试验结果可知，弧面1与弧面2的值均符合《钢管脚手架规范》（GB15831－2006）的要求。2.5传统铸铁扣件试验结果传统铸铁扣件抗滑性能试验结果是根据蔡雪峰、周继忠等人[28]对施工现场的10个传统直角扣件进行的试验研究所得。该试验在在福建工程学院施工试验(a)(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲压模具寿命的分析及提高[J]. 王全民. 机电工程技术. 2020(01)
[2]新型全钢扣件的模具设计[J]. 李鹏博,李河宗,黄素霞. 科技创新与应用. 2019(34)
[3]工艺参数对楔横轧42CrMo/Q235复合材料层合轴界面剪切强度的影响[J]. 彭文飞,朱健,孙宝寿,黄光兴,束学道. 北京理工大学学报. 2018(09)
[4]扣件式脚手架工程的安全事故原因分析及控制措施[J]. 魏世静. 甘肃科技. 2018(17)
[5]汽车覆盖件模具的数字化制造技术[J]. 杨兴,陈龙. 金属加工(冷加工). 2018(05)
[6]施工机械转盘轴承接触应力有限元分析[J]. 周亦玲,沈杰. 煤矿机械. 2018(01)
[7]扣件式钢管脚手架存在的问题及预防措施[J]. 李晓亮. 中国建筑金属结构. 2017(09)
[8]扣件式钢管脚手架安全控制技术[J]. 温锁林. 山西建筑. 2017(23)
[9]对建筑钢管脚手架用扣件检测出现的质量问题分析和建议[J]. 于善伟,王宁,鲁晏. 价值工程. 2017(19)
[10]扣件式模板高支撑体系设计与整体稳定性分析[J]. 王绪旺. 水利与建筑工程学报. 2017(03)
博士论文
[1]小直径厚壁管材变曲率弯曲回弹控制研究[D]. 张深.西北工业大学 2014
[2]我国装备制造业技术创新模式研究[D]. 商小虎.上海社会科学院 2013
硕士论文
[1]高强度钢板冲压模具强度分析与结构优化[D]. 刘源.湖南大学 2015
[2]火盖锻压生产线设计与相关分析[D]. 于涛.东北大学 2014
[3]地铁扣件系统静动力分析研究[D]. 尚红霞.西南交通大学 2014
本文编号：3347799
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脚手架扣件(a)铸铁扣件(b)钢制扣件Fig.1-1Scaffoldfastener(a)castIronfastener(b)steelfastener(a)(b)
河北工程大学硕士学位论文8本章采用数显扭矩扳手设定对扣件施加的扭矩，试验进行时保证每次扭紧力矩相同，通过试验检验新型全钢扣件的抗滑性能是否达到规范要求，并与传统扣件抗滑性能进行对比分析。2.3试验材料与方案2.3.1试验材料本章主要研究新型轻型全钢扣件的抗滑性能，其所用的材料为新型轻型全钢扣件的三维结构如图2-1a所示，材质为Q235钢。作为对比，引入传统铸铁扣件，其三维结构如图2-1b所示，材质为铸铁。传统铸铁扣件整体结构为实心盖板形式，一般重量1.1kg左右，由于重量较重，对脚手架造成的负载较大，而新型全钢扣件的上盖与下盖为钢架结构，其重量为0.6kg，质量大大减少，降低了对脚手架系统的负载。图2-1新型全钢扣件(a)和传统铸铁扣件(b)的三维图Fig.2-1Threedimensionaldrawingofnewallsteelfastener(a)andtraditionalcastironfastener(b)2.3.2抗滑性能试验方案采用JRC-104分离式千斤顶进行加载，承载力与位移值采用BHR-4型力传感器和DH3816静态应变测试采集系统进行采集。试验时，根据国家标准[31]预先施加载荷为1.0kN，将位移测量仪调整到零点，加载的速度控制在300~400N/s，连续采集。并在试验过程中，对扣件外表面做好防护处理，之后有规律的移动扣件的紧固位置，目的是避免扣件因为多次试验其表面会产生氧化膜，从而影响试验数据的准确性。试验装置结构主要由钢垫板、槽钢和钢管组成。钢垫板下端焊接两个对称的槽钢管，高度为150mm，通过钢筋固定由扣件所连接的脚手架横杆，横杆和竖杆通过新型轻型全钢扣件连接，下方同样有一钢垫板，用于固定支撑以上装置。(b)(a)
第2章新型全钢扣件抗滑试验研究9试验装置如图2-2a所示。根据国家标准，当垂直等速增加载荷P施加到水平管（扣件两侧）达到规定值时，测量位移值。当预载P为1kN，调整位移测量器到零，并记下1值。当负载P为10KN停止测试，记下1值。试验时同时记录弧面1和弧面2的位移数据。抗滑性能试验规范示意图2-2b所示。图2-2抗滑试验装置(a)和抗滑性能试验(b)示意图Fig.2-2Schematicdiagramofantislidingtestdevice(a)andantislidingperformancetest(b)2.4新型全钢扣件试验结果分析因为试样存在差异性和随机性，故选取了8个试样进行试验，为使得结果更加准确，在施加载荷为10kN时，选取整体模型中不同的弧面进行测量，每个试样做多次试验，最后选取其平均为此次试验的最终结果，得到结果如表2-1所示。表2-1新型全钢扣件1滑移试验结果Table2-1Sliptestresultsofnewallsteelfastener1试样编号扭矩（Nm）试验次数1(mm)弧面11(mm)弧面214030.680.9624030.760.6434040.530.5544050.820.6154020.930.8264030.521.0874040.710.7384060.431.14试验所得弧面值均为测量的新型全钢扣件的1值，通过试验结果可知，弧面1与弧面2的值均符合《钢管脚手架规范》（GB15831－2006）的要求。2.5传统铸铁扣件试验结果传统铸铁扣件抗滑性能试验结果是根据蔡雪峰、周继忠等人[28]对施工现场的10个传统直角扣件进行的试验研究所得。该试验在在福建工程学院施工试验(a)(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲压模具寿命的分析及提高[J]. 王全民. 机电工程技术. 2020(01)
[2]新型全钢扣件的模具设计[J]. 李鹏博,李河宗,黄素霞. 科技创新与应用. 2019(34)
[3]工艺参数对楔横轧42CrMo/Q235复合材料层合轴界面剪切强度的影响[J]. 彭文飞,朱健,孙宝寿,黄光兴,束学道. 北京理工大学学报. 2018(09)
[4]扣件式脚手架工程的安全事故原因分析及控制措施[J]. 魏世静. 甘肃科技. 2018(17)
[5]汽车覆盖件模具的数字化制造技术[J]. 杨兴,陈龙. 金属加工(冷加工). 2018(05)
[6]施工机械转盘轴承接触应力有限元分析[J]. 周亦玲,沈杰. 煤矿机械. 2018(01)
[7]扣件式钢管脚手架存在的问题及预防措施[J]. 李晓亮. 中国建筑金属结构. 2017(09)
[8]扣件式钢管脚手架安全控制技术[J]. 温锁林. 山西建筑. 2017(23)
[9]对建筑钢管脚手架用扣件检测出现的质量问题分析和建议[J]. 于善伟,王宁,鲁晏. 价值工程. 2017(19)
[10]扣件式模板高支撑体系设计与整体稳定性分析[J]. 王绪旺. 水利与建筑工程学报. 2017(03)
博士论文
[1]小直径厚壁管材变曲率弯曲回弹控制研究[D]. 张深.西北工业大学 2014
[2]我国装备制造业技术创新模式研究[D]. 商小虎.上海社会科学院 2013
硕士论文
[1]高强度钢板冲压模具强度分析与结构优化[D]. 刘源.湖南大学 2015
[2]火盖锻压生产线设计与相关分析[D]. 于涛.东北大学 2014
[3]地铁扣件系统静动力分析研究[D]. 尚红霞.西南交通大学 2014
本文编号：3347799
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