T-GDJSKB 005-2021 智能随动混凝土布料机

ICS91.220CCSP97Intelligentfollow-upconcreteplacing广东省建设科技与标准化协会发布IT/GDJSKB005—2021前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14分类与标记 45要求 46试验方法 77检验规则 8产品标志及随行文件和备附件 119运输与贮存 附录A（规范性）可靠性试验期间故障分类及计算方法 参考文献 T/GDJSKB005—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件起草单位：广东博智林机器人有限公司、广东省建筑科学研究院集团股份有限公司、广东省建设工程质量安全检测总站有限公司、广东产品质量监督检验研究院、华南理工大学、清华大学、广东博嘉拓建筑科技有限公司。本文件主要起草人：聂继方、张岗、严启凡、王振娇、龚轲、曲强、王克成、刘远亮、张峰、李江涛、肖鸣、符国炎、关立文、王海霞、胡伟健、陆龙生。1T/GDJSKB005—2021智能随动混凝土布料机本文件规定了智能随动混凝土布料机的术语和定义、分类与标记、要求、试验方法、检验规则、标志、随行文件和备附件、运输与贮存。本文件适用于混凝土浇筑施工中布料臂架为电力驱动的水平移动智能随动混凝土布料机（以下简称产品）。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）GB/T5031—2019塔式起重机GB/T5226.1—2019机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T13333混凝土泵GB/T16754机械安全急停功能设计原则GB/T32543建筑施工机械与设备混凝土输送管连接型式和安全要求JG/T5082.1建筑机械与设备焊接件通用技术条件3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1混凝土布料机concreteplacingequipment用于对混凝土进行布料的设备。[来源：GB/T7920.4—2016，2.4.1.3]3.2智能随动intelligentfollow-up通过传感器检测并反馈臂架位置和操作员操控方向的信息给控制系统，经控制算法计算后驱动系统电机联动，控制出料软管末端随操作员操控方向在工作范围内任一点向任意方向直线水平移动。3.3智能随动性能intelligentfollow-upperformance混凝土布料机在智能随动控制状态下，出料软管末端跟随操作员操控方向以一定速度移动布料的能3.4智能随动混凝土布料机intelligentfollow-upconcreteplacingequipment2T/GDJSKB005—2021具备智能随动功能的混凝土布料机。3.5内爬式智能随动混凝土布料机inside-climbingconcreteplacingequipment安装并支撑于预留洞口或井道内并可借助起重设备提升的智能随动混凝土布料机，见图1。图1内爬式智能随动混凝土布料机结构示意图3.6支腿式智能随动混凝土布料机outriggerconcreteplacingequipment3T/GDJSKB005—2021由支腿支撑在作业面的混凝土布料机，见图2。图2支腿式智能随动混凝土布料机结构示意图3.7布料臂架placingboom在一定的半径范围内可回转、伸展与折叠的臂架和混凝土输送管的总成。[来源：GB/T7920.4-2016，2.4.2.2.2，有修改]3.8输送管路concretedeliverypipeline输送可泵送混凝土的压力管道，包括锥管、直管、弯管、出料软管、管卡与附件。[来源：JB/T10704—2007，3.5]3.9最大布料半径maxplacingradius4T/GDJSKB005—2021在布料臂架全部展开处于直线位置，使出料软管沿末端出口弯管方向伸直，从布料机回转中心到出料软管末端出口中心的最大水平距离。[来源：GB/T7920.4-2016，2.4.3.3.1，有修改]3.10最小布料半径minplacingradius通过布料臂架的回转，并使出料软管沿末端出口弯管方向伸直，从布料机回转中心到出料软管末端出口中心的最小水平距离。[来源：GB/T7920.4-2016，2.4.3.3.2，有修改]4分类与标记4.1分类和代号4.1.1产品名称代号：智能随动混凝土布料机产品名称代号为ZSBJ。4.1.2产品按支撑结构形式可分为如下两种：a)内爬式，代号为N；b)支腿式，代号为Z。4.1.3产品的最大布料半径（m）由两位数字表示，无十位数字时首位以“0”表示。4.1.4产品更新代号：由产品第一次更新起，用大写英文字母A、B、C……表示。4.2标记4.2.1标记方法产品标记由标准编号、产品名称代号、产品类别代号、最大布料半径及产品更新代号组成。4.2.2标记示例智能随动混凝土布料机T/GDJSKB0智能随动混凝土布料机T/GDJSKB5要求5.1一般要求5.1.1产品在下列环境下应能正常工作：a)环境温度为0℃~40℃,但24h内平均温度应不大于35℃;非工作期间环境温度应为-10℃~60℃;5T/GDJSKB005—2021b)产品臂架工作高度处风速应不大于13.8m/s（风力不大于6级）；c)产品拆卸、安装、提升时，风速应不大于7.9m/s（风力不大于4级）；d)工作电源电压的波动应不超过其公称值的±10%，频率波动应不超过其公称值的±2%。5.1.2产品输送的混凝土应符合GB/T13333的规定，混凝土密度应不大于2450kg/m³。5.1.3各机构应运动正常，动作平稳，无爬行、振颤、冲击、异常响声等。5.1.4运行时输送管路应连接良好，不应出现卡滞、移位等异常现象。5.1.5可能会出现积水的空腔应设置泄水孔。5.1.6产品结构构件材料为屈强比小于0.7的钢材。5.1.7产品可切换到人力驱动模式，更换步骤及要求应在产品使用说明书中说明。5.2外观5.2.1产品外观零部件应无锐边、尖角、毛刺等对人身可能造成伤害的缺陷。5.2.2产品表面处理颜色均匀一致、干净平滑、无油污，不应有皱皮、脱皮、露底、气泡、流痕、锈蚀等缺陷。5.3主要功能参数产品主要功能参数应符合表1的规定。表1主要功能参数1234565.4性能5.4.1智能随动性能5.4.1.1智能随动工作时，在5m移动范围内直线度误差应不超过10%，当出现偏差时应能自动纠正。5.4.1.2混凝土出料软管末端出口处的最大水平移动线速度应不大于0.4m/s。5.4.2承载能力5.4.2.1结构构件材料应力在1.2倍自重、1.3倍工作荷载及在布料软管末端处施加300N侧向力的组合荷载下，结构构件材料应力应不超过其许用应力，强度安全系数为1.34,材料许用应力为σs/1.34(σs——钢材的屈服点）。5.4.2.2布料臂架刚度布料机在任意工作位置，空载和满载情况下，出料软管末端出口高度差不应超过1100mm。6T/GDJSKB005—20215.4.3抗倾覆稳定性（支腿式）5.4.3.1在未安装平衡重且二节臂处于完全收折状态下，对一节臂和二节臂施加0.1倍均布自重荷载，整机应无倾覆，各支腿均不应离开支撑面。5.4.3.2在已安装平衡重且二节臂处于完全收折状态下，对平衡重施加0.1倍集中自重荷载、对平衡臂施加0.1倍均布自重荷载，整机应无倾覆，各支腿均不应离开支撑面。5.4.3.3在已安装平衡重且二节臂相对一节臂直线展开状态下，对一节臂和二节臂施加1.25倍均布工作荷载和0.1倍自重荷载，整机应无倾覆，各支腿均不应离开支撑面。5.4.4整机可靠性首次故障前工作时间应不少于60h，平均无故障工作时间应不少于80h。5.5安全要求5.5.1限位一节臂架和二节臂架回转机构应设置适当的限位功能。5.5.2电气安全5.5.2.1电气系统应符合GB/T5226.1—2019中7.2、7.3、7.6、7.8、8、10.7、18.3、18.4的规定。5.5.2.2裸露在外部的电气部件的防护等级应不低于GB/T4208—2017中IP54的要求。5.5.3布料臂架布料臂架末端软管应装有软管安全绳。5.5.4操纵装置5.5.4.1除为了功能目的而保持档位外，所有操纵装置应在操作者松手后自动回到零位。各操纵装置应按其设计功能设置标识。5.5.4.2产品处于正常工作状态下，布料臂架的运动应由至少两个操作装置同时操作才能触发。5.5.4.3操作台（盒）的设置应便于操作者操作和防止碰撞、干涉。5.5.4.4操作台（盒）的各标牌内容应准确、清晰。5.5.4.5装有两套或多套控制装置时，任何时候应只允许其中一套控制装置能进行控制（急停和复位5.5.5紧急停止每套控制装置上应设置符合GB/T16754的急停控制按钮。5.5.6报警5.5.6.1产品应具有如下工作异常的报警提示：a)急停报警；b)节臂正转限位报警；c)节臂反转限位报警；d)节臂电机驱动器故障。7T/GDJSKB005—20215.5.6.2报警提示（声光）应明显区别于正常信号。5.5.7混凝土输送管及连接5.5.7.1各节混凝土输送管应设置稳固的支承。5.5.7.2混凝土输送管及其连接型式应符合GB/T32543的规定。5.5.8钢结构5.5.8.1钢结构的焊接应符合JG/T5082.1的要求。5.5.8.2高强度螺栓连接应规定初始预紧力或紧固力矩。6试验方法6.1试验条件6.1.1试验的产品各部件、附件及随行工具应按使用说明书规定装备齐全、调试合格。6.1.2室外试验时，应为无雨雪天气；环境温度为0℃~40℃;风速不大于7.9m/s。6.1.3试验前应使产品处于正常工作状态。6.1.4试验中所用的测量仪器应经检定或校准合格，长度测量工具的测量精度±1%，时间计量精度±6.1.5产品底座支承在坚实、平整的支承面上，其坡度不大于1%。6.2外观6.3主要功能参数使用长度和角度测量仪器测量以下参数：a)最大布料半径；b)最小布料半径；c)支腿纵向跨度（内爬式）；d)支腿横向跨度（内爬式）；e)支腿跨度（支腿式）；f)一节臂回转角度。6.4性能6.4.1智能随动性能6.4.1.1对布料机施加额定工作荷载，在布料机静止时，以出料软管末端中心在地面的投影为起点，沿任意方向在地面标记一条长5m的直线段。6.4.1.2操纵布料机使出料软管末端沿直线段方向运行5m（s测量运动过程中出料软管末端中心与直线段在垂直于直线段方向的最大偏移距离△d。示意图见图3。由公式（1）计算出出料软管末端的随动运行直线度误差。8T/GDJSKB005—2021Ls=Δd/s×100%…………………（1）式中：Ls——直线度，%；s——移动距离，m；Δd——出料软管末端中心与直线段在垂直于直线段方向上的最大偏移距离，m。图3智能随动性能测试示意图6.4.1.3使出料软管末端以最大速度直线移动，待速度稳定后测量出料软管末端在测量时间t内移动的距离（s1测量的长度不小于5m，由公式（2）计算出料软管末端的最大水平移动线速度。v=s1/t…………………（2）式中：v——出料软管末端的最大水平移动线速度，m/s；s1——移动距离，m；t——测量时间，s。6.4.2承载能力6.4.2.1结构构件材料应力测试6.4.2.1.1采用电阻应变片测试方法，荷载按5.4.2.1的要求取值，应力测点按照GB/T5031—2019附录A中A.1.2确定。6.4.2.1.2使布料臂架按0º、45º、90º展开，检测布料臂架、承台、立柱、平衡臂等结构件上的最大应力部位各测点的应力值。0º、45º、90º的位置意图分别见图4、图5、图6。6.4.2.1.3测试支腿应力时，使布料臂架0º展开且布料臂架与被测支腿方向重合，检测支腿产生的最大应力。9T/GDJSKB005—20216.4.2.2布料臂架刚度6.4.2.2.1在空载状态下使布料臂架按0º、90º展开及完全收回，测量这三种状态下出料软管末端出6.4.2.2.2在布料臂架上加载额定工作荷载，试验荷载按各部件荷载比例分配，试验荷载作为分布荷载捆扎在混凝土输送管上，且不影响各节臂转折活动。使布料臂架按0º、90º展开及完全收回，用长度测量工具测量三种状态下出料软管末端出口高度。6.4.2.2.3计算上述高度值间的差值是否满足要求。6.4.3抗倾覆稳定性（支腿式）支腿式产品按5.4.3要求施加荷载，使布料一节臂与支腿布置纵轴线成0º、45º、90º或其它最不利方向等方位进行试验，试验过程中观察产品有无倾覆，支腿是否有离开支撑面的情况。6.4.4整机可靠性6.4.4.1在布料臂架上加载额定工作荷载，试验荷载按各部件荷载比例分配，试验荷载作为分布荷载捆扎在混凝土输送管上，且不影响各节臂转折活动。6.4.4.2通过电机加载振动源，振动频率（0.15～0.5）Hz,刚性混凝土输送管出口处振幅不小于100mm。6.4.4.3按设定程序，使产品一节臂以工作时平均转速在±180°范围内来回摆动，每隔45°停2min，使二节臂以工作时平均转速在正反限位范围内连续来回摆动。连续运行时长不少于150h，检查运行结束后是否有结构破坏、连接松动、运动部件及控制系统异常。6.4.4.4记录首次发生故障的时间和故障次数，可靠性指标计算方法应符合附录A的规定。6.5安全要求6.5.1限位检查节臂限位功能是否正常。6.5.2电气安全6.5.2.1试验设备接地电阻测试仪器、绝缘电阻测试仪器、IP防护等级试验装置。6.5.2.2试验步骤T/GDJSKB005—20216.5.2.2.1电气系统应按照GB/T5226.1—2019的相关规定进行检查。6.5.2.2.2按照GB/T4208—2017规定的方法进行试验。6.5.3布料臂架目视检查布料臂架末端软管是否有安全绳。6.5.4操纵装置操作中观察或目视检查操纵台（盒）与控制装置各按钮功能的准确性、操纵杆自动复位功能、控制及联锁功能。6.5.5紧急停止检查急停控制按钮是否符合规定。6.5.6报警在产品处于正常工作状态下，模拟产品进入异常运行状态，检查产品是否能按规定要求报警。6.5.7混凝土输送管及连接6.5.7.1目视检查混凝土输送管支承情况。6.5.7.2检查管卡连接是否可靠。6.5.8钢结构6.5.8.1按JG/T5082.1规定的方法对焊缝进行检查。6.5.8.2使用扭矩测量设备检测回转支承及回转机构连接螺栓的预紧力矩是否满足设计文件要求。7检验规则7.1检验分类与项目产品检验分出厂检验和型式试验，检验项目见表2。表2出厂检验和型式试验项目1√√2√3√4√5√6√7√8√9√√√√T/GDJSKB005—2021表2（续）√√√√√√√√√√√7.2出厂检验产品应全数检验，出厂检验项目应全部合格，如不合格允许返工再次检验，合格后判定为出厂检验合格。7.3型式试验7.3.1有下列情况之一时，应进行型式试验：a)新产品鉴定、老产品转产鉴定；b)产品结构、材料或工艺有较大变动，可能影响产品性能和质量；c)产品停产三年后恢复生产时；d)国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。7.3.2型式检验时应至少具备两台产品，抽取一台进行型式检验，所有检验项目均应合格，另一台样机作标记、封存。8产品标志及随行文件和备附件8.1产品标志8.1.1每台产品都应安装产品标牌，产品标牌应包含但不限于下列内容：a)产品名称、标记；b)布料臂架的最大布料半径；c)整机总功率；d)供电电压；e)整机质量；f)产品制造编号和日期；g)制造商名称或商标。8.1.2应在明显位置设置警示标志和吊装位置标志。8.2随行文件和备附件8.2.1产品出厂时应附以下随行文件：a)产品合格证；b)产品使用说明书；c)装箱单；d)随行备附件清单。T/GDJSKB005—20218.2.2随行备附件应与产品一起提供，备件应有识别标志。9运输与贮存9.1运输产品