Khuôn thép dải phân cách tốc độ cao

Khuôn thép dải phân cách tốc độ cao được sử dụng để sản xuất các dải phân cách bê tông đúc sẵn, được sử dụng rộng rãi trên đường cao tốc, đường sắt và đường đô thị để phân luồng giao thông, bảo vệ người đi bộ và nâng cao an toàn đường bộ. Khuôn phải có độ bền cao, độ bền và độ chính xác cao để đảm bảo tính nhất quán về kích thước và chất lượng bề mặt của các sản phẩm bê tông.

Vật liệu chính: Thép tấm cán nóng Q235, độ dày thường là 3-4mm, một số bộ phận gia cường có thể đạt tới 5mm. Q235 có tính dẻo và khả năng hàn tốt, thích hợp cho gia công khuôn.

Cấu trúc khuôn

• Cấu tạo cơ bản: Khuôn bao gồm tấm mặt, tấm gân, tấm đáy và các bộ phận kết nối, có cấu trúc hình chữ U hoặc hình chữ nhật, bên trong có thể bao gồm thiết kế đặc hoặc có lỗ cảnh quan (ví dụ: lỗ xuyên ống thép).
• Thông số kỹ thuật kích thước:
  • Chiều dài phổ biến: 2 mét (tiêu chuẩn đường cao tốc).
  • Chiều cao: 80-100cm, có thiết kế cạnh lật, dễ tháo khuôn và lắp đặt.
  • Đường kính lỗ: Lỗ nhỏ (<φ20mm) dùng để lắp ráp, lỗ lớn (≥φ36mm) dùng để đi dây hoặc treo điện di.
• Loại:
  • Khuôn miệng phẳng: Cấu trúc đơn giản, thích hợp cho dải phân cách tiêu chuẩn.
  • Khuôn mộng và lỗ: Dễ ghép nối, thích hợp cho các đoạn đường phức tạp.

Quy trình công nghệ gia công

1. Thiết kế và chuẩn bị

• Thiết kế khuôn: Xác định kích thước khuôn, vị trí lỗ và bố trí tấm gân theo bản vẽ dải phân cách, cần xem xét áp suất đổ bê tông (khoảng 0,5-1MPa) và sự tiện lợi khi tháo khuôn. Sử dụng CAD hoặc SolidWorks để mô hình hóa 3D, đảm bảo độ chính xác.
• Chuẩn bị vật liệu: Mua tấm thép Q235 có kích thước cố định, kiểm tra chất lượng bề mặt (không có vết nứt, rỉ sét), cắt thành kích thước cần thiết.

2. Tạo hình tấm thép

• Tạo hình dập:
  • Sử dụng máy ép dầu (1000-2000 tấn) và khuôn tạo hình để dập tấm thép thành cấu trúc hình chữ U hoặc hình chữ nhật.
  • Khuôn cần có thiết kế dạng khối chèn, dễ dàng chuyển đổi chủng loại, giảm độ đàn hồi ngược của mép lật (kiểm soát tỷ lệ đàn hồi ngược <2%).

• Tạo hình cán:

  • Vật liệu cuộn biến dạng dần dần thông qua nhiều khuôn cán, thích hợp cho khuôn thẳng, độ chính xác cao (dung sai ±0,5mm).
  • Sau đó cần cắt plasma hoặc laser để chỉnh sửa các cạnh, đảm bảo độ phẳng.
• Lưu ý: Kiểm soát tốc độ tạo hình, tránh tập trung ứng suất tấm thép, khi cần thiết thực hiện xử lý nhiệt sơ bộ (200-300°C) để tăng độ dẻo.

3. Gia công lỗ

• Thiết kế vị trí lỗ: Bề mặt bụng và bề mặt cánh của khuôn cần gia công 300-500 lỗ, đường kính lỗ có hơn 10 loại, phân bố đều để giải phóng ứng suất và dễ dàng lắp ráp.
• Phương pháp gia công:
  • Đục lỗ CNC: Sử dụng máy đột CNC, thích hợp cho sản xuất nhiều chủng loại, số lượng nhỏ, hiệu quả cao (có thể đột 20-30 lỗ mỗi phút).
  • Đục lỗ bằng khuôn: Lựa chọn hàng đầu cho sản xuất hàng loạt, cần khuôn đột chuyên dụng, độ chính xác cao nhưng chi phí điều chỉnh khuôn cao.
  • Cắt plasma: Dùng cho lỗ kích thước lớn hoặc cắt phôi, độ chính xác thấp hơn (±1mm).
  • Khoan bằng máy khoan: Dùng để điều chỉnh tạm thời hoặc sản xuất số lượng nhỏ.
• Kiểm soát độ chính xác: Dung sai vị trí lỗ được kiểm soát trong khoảng ±0,2mm, độ lệch độ thẳng đứng <0,5°, đảm bảo chất lượng sản phẩm bê tông.

4. Hàn và lắp ráp

• Hàn: Tấm mặt và tấm gân được hàn bằng hồ quang điện hoặc hàn bảo vệ khí, đường hàn phải đều, không có lỗ khí, đảm bảo độ bền cấu trúc.
• Thiết kế tấm gân: Độ dày tấm gân 4-5mm, khoảng cách 200-300mm, tăng cường độ cứng của khuôn, chống biến dạng khi đổ.
• Phương pháp kết nối:
  • Rivet: Dùng để kết nối tấm đáy và tấm bên, khả năng chống rung tốt, thích hợp cho sử dụng lâu dài.
  • Kết nối bằng bu lông: Dễ tháo rời và điều chỉnh, cần sử dụng bu lông cường độ cao (cấp 8.8 trở lên).
• Sử dụng kẹp: Sử dụng kẹp chuyên dụng khi lắp ráp, đảm bảo độ chính xác kích thước (độ lệch <±1mm).

5. Xử lý bề mặt

• Xử lý cơ học:
  • Phun bi/phun cát: Sử dụng vật liệu mài mòn tốc độ cao (bi thép hoặc hạt cát) để loại bỏ lớp oxit, tạo thành các hố đồng đều (độ nhám bề mặt Ra 3.2-6.3μm), tăng cường độ bám dính của sơn.
  • Cần trang bị thiết bị hút bụi, kiểm soát tiếng ồn (<85dB).
• Xử lý hóa học:
  • Tẩy rửa bằng axit hoặc làm sạch bằng hơi nước, loại bỏ dầu mỡ, rỉ sét, ngăn ngừa ăn mòn khuôn.
• Phun sơn: Sơn chống ăn mòn hoặc lớp phủ epoxy, độ dày 50-80μm, kéo dài tuổi thọ khuôn (trên 5 năm).

6. Kiểm tra chất lượng

• Kiểm tra kích thước: Sử dụng máy đo tọa độ ba chiều để xác minh độ phẳng và độ thẳng đứng của khuôn (độ lệch <0,5mm).
• Chất lượng bề mặt: Kiểm tra đường hàn, vị trí lỗ và tính đồng đều của lớp phủ, đảm bảo không có vết nứt, gờ hoặc bong tróc.
• Thử khuôn: Đổ mẫu bê tông, kiểm tra hiệu quả tháo khuôn và chất lượng bề mặt sản phẩm (không có bọt khí, vết nứt).