一.意义与目的

随着时代的发展，螺纹钢已经被广泛使用在各类建筑，桥梁等工程结构中，生了锈的螺纹钢筋在建筑工地上随处可见。钢筋生锈后会发生体积膨胀且其表层变为疏松多孔状，从而会削弱它与混凝土的结合程度，严重时可影响到钢筋强度，甚至影响建筑物寿命^[1]。而对于耐腐蚀的不锈钢来说，其价格又太贵^[2]，而复合螺纹钢的出现可以很好的解决腐蚀的问题。复合螺纹钢是一种新型的工业产品，它由碳钢和不锈钢冶金结合而成，外部有不锈钢的存在可以有很好的耐腐蚀能力，而主要部分为内部的碳钢，它的存在可以很好的降低生产成本。由复合螺纹钢的特点可知，它将被广泛应用于建筑、化工、石油、桥梁、水利电力、等行业。同时复合螺纹钢还是一种资源节约型的产品，它外部为不锈钢管，和纯不锈钢相比，其减少了贵重金属的消耗，大幅度降低工程造价。其内部的碳钢，力学性能优良，实现低成本和高性能的完美结合，有良好的社会效益，因此复合螺纹钢的工业化生产便具有十分重要的意义。复合螺纹钢是以碳钢基层与不锈钢覆层结合而成的一种螺纹钢。若要将复合螺纹钢工业化，那么复合螺纹钢的复合过程尤为重要，因此本次研究的目的就是设计并制造出能够快速准确的将圆钢穿入不锈钢钢管的机器设备，从而大幅度提高生产效率，为国民经济做出巨大贡献。

关键词：复合螺纹钢，自动穿棒机，设计制造

二.国内外研究现状

20世纪80年代，在制作换热器的过程中，为了结束过去那种靠人力手工装管的落后面貌，实现装管机械化，经仔细研究反复试验，终于成功制造出一台换热器管束穿管机 ,人力约节省一半,生产效率提高三倍。该穿管机是借助于机械传动使其在铁轨上能够左右移动,管子的送进由设备上的送管箱来实现,里面有一对滚轮,两滚轮轴线互相倾斜很小的角度,由电动机经减速带动两滚轮,两滚轮相反转动,将管子逐个咬入送进。管子端杆有一个导向的顶尖,使管子易于穿入管板孔。每次装管一根,装管速度72 米/分钟。此穿管机,经生产实践证明,效果良好^[3-5]。

穿棒机早在我国发展高速铁路时就有很广泛的应用。那时我国发展高速铁路，客运专线的热度非常之高，客运专线所需要的预应力混凝土箱梁中穿入橡胶棒便是通过穿棒机完成的，而以往一直采用人工穿橡胶棒，由于这种橡胶棒自重较大，一端穿橡胶棒至少十三个人，一孔单线箱梁15个预应力孔道，每个孔道分两端穿，一共穿三十次，需要约4小时。采用此种施工工艺既费时又费力，技术含量较低，更重要的是这样不仅浪费人力，还影响了施工的进度。毕竟科学技术是第一生产力，新工艺随着新环境也应运而生，容城制梁场技术部门和施工人员通过对钢绞线穿线机的工作原理的钻研，大胆创新，理论结合实际，终于自主研制了橡胶棒自动穿管机。新型自动穿管机研制成功，使用后节省了施工成本，同时也提高了施工效率，使后期梁场生产进度得到了保障^[6]。

上述两种穿棒机虽然结构较为简单，且其穿入的材料与我们穿入的圆钢有很大区别^[7]，但对我们复合螺纹钢的全自动穿棒机的设计与制造有很重要的借鉴意义。

三.复合螺纹钢穿棒机的特点

复合螺纹钢的内层材料为碳钢，根据具体使用情况的不同，可以使用Q235、Q345、20等各种普通碳素钢和专用钢^[8]。外层层材料可以使用304、316L、1Cr13和双相不锈钢等各种牌号的不锈钢^[9]。而要使穿棒机将内层材料穿入到外层材料内部，就必须做到两点，一是定位,二便是速度。

3.1穿棒机的定位