[实用新型]矿山竖井混凝土浇注伸缩金属模

说明书

在矿山竖井施工中，一般采用木模或瓦形金属模板浇注混凝土，但采用这些方法时，需要人工架设作业，木材用量大（用木模板时），劳动强度大，施工不安全，支模、拆模、倒运都很麻烦，施工效率低，成本较高。在地面一些圆柱形结构物（如烟囱）施工中，也有采用固定式金属滑模的，但此种模板在井下难以推广。因为固定式金属滑模需要采用液压装置脱模，如自上而下分段，则每个小分段都要固定液压装置。因此，采用固定式金属滑模浇注混凝土后的脱模问题很难解决。

为了克服木模或固定式金属滑模浇注混凝土施工中存在的上述缺陷，设计了一种能伸缩的金属模。本实用新型的目的，主要是在矿山竖井混凝土浇注施工中，既节约木材，又能易于脱模，提高施工效率，降低成本。

现代绝大部分矿山竖井均设计为圆形，这就给设计伸缩金属模创造了有利条件，因圆形易加工，便于施工，好使用。

图1－1为金属模收缩后剖面图，图1－2为金属模收缩后俯视图。图2－1为金属模伸开后剖面图，图2－2为金属模伸开后俯视图。

如图1－1、1－2所示，为使金属模能自如的伸缩，在结构上，将整体圆形金属模等分为四块，相互对称的两块分别为主动模板（5）和从动模板（6）。主动模板采用支撑杆（4）对称连接。每块主动模板装有两个支撑杆分上下支撑，中间用螺母（3）上下分别以绞链支撑杆连接，支撑杆同主动模板同样以铰链连接。伸缩金属模圆心装有丝杠（2）来传动螺母。

为使金属模收缩直径变小时，可用人工左旋扭动手轮（1），使丝杠（2）左旋旋转，由于丝杠是上右下左螺纹丝扣，将分别传动右、左螺纹上下两螺母（3）的中间的距离变小，来改变支撑杆的角度。因而上下两螺母（3）的距离越小，上下两支撑杆（4）的倾斜角度就越大，这样就迫使对称的两个主动模板的距离缩小。

如图3所示，主动模板（5）和从动模板（6）是用销轴（7）和曲线滑槽（8）连接的。销轴（7）是设在主动模板（5）沿圆弧方向两端上下筋板端头四个位置上。曲线滑槽（8）是设在从动模板（6）四个同样的位置上。当主动模板（5）收缩时，销轴（7）在从动模板（6）的曲线滑槽（8）内滑动，来带动从动模板（6）也收缩。当金属模将开始收缩时，销轴（7）在曲线滑槽（8）内作直线运动，滑动的距离稍大于金属模板的厚度×1.4距离时，继续收缩销轴（7），则改变方向在曲线滑槽（8）内沿弧线滑动至到位为止。这时主动模板（5）的两端已插入到从动模板（6）的弧形板内，从而使整个金属模起到收缩直径变小作用。

如图2－1、2－2所示，金属模伸开变圆时，人工右旋扭转手轮（1），丝杠（2）传动对称螺母（3）的距离增大，使支撑杆（4）的倾斜角度变小，主动模板（5）上的销轴（7），在从动模板（6）上的曲线滑槽（8）内先沿弧线向外滑动，当滑至在直线段时销轴（7）作直线运动，直到整个金属模伸开变圆，以达到竖井浇注的目的。

手轮扭动力的计算：

1.主动模板和被动模板间的连接板对混凝土的摩擦力P₁：

P₁＝2BHδn…………………（1）

式中：B－－连接板的宽度，cm

H－－连接板高度，cm

δ－－混凝土对连接板压强，kg／cm（估计为3.5）

n－－混凝土对钢板的摩擦系数（取0.65）

代入：P₁＝2×8×220×3.5×0.65＝8008kg

2.手轮动作时，模板收缩力（P₂）计算：

P₂＝Q (D－α)/(α·tgβ) · (cosα)/(nsinα) ……………………（2）

式中：Q－－工人扭动手轮之力，kg（取40）

D－－手轮直径，mm（500）

α－－调整丝杠中径，mm（49）

β－－调整丝杆螺族升角，（4.45°）

n－－梯形螺纹擦系数，（取1.035）

α－－伸缩模连杆最大水平夹角，（取19.49°）

代入：P₂＝40× (500－49)/(49×tg4.45) × (cos19.49)/(1.035×sin19.49) ＝12942kg

3.式中其他值是不变的，只有α值随模板收缩而加大。但当α角至最大值时，模板早已脱离了已浇注混凝土的壁面。由于计算中取最大值，当α＝0时则P₂＝∞，故实际上P₂≥12942kg，且丝杆、手轮在理论结构上是很合理的。