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布料机（英文名：Concrete placing boom），全称混凝土布料机，是一种在建筑施工中用于混凝土浇筑的专用设备，能够将混凝土从搅拌站或搅拌车输送到施工现场的指定位置，广泛应用于楼房建筑、桥梁、隧道等基础建设，有效提高浇筑质量和生产效率，减轻工人劳动强度。[1][2][4]
20世纪70年代，布料机开始发展。20世纪80年代开始，西方发达国家开始了建筑自动化设备的研究，并取得了大量成果。中国在改革开放之初，布料机主要依赖进口。但在中国基础建设的推动下，中国布料机的生产发展非常迅速。截至2008年，中国布料机基本上已实现国产化，仅有部分大型的布料机需要进口。[5]
布料机主要由塔身、臂架、回转装置、液压系统和电控系统等部件组成。它主要通过控制液压系统，操纵臂架上液压缸的伸缩和回转机构的液压马达回转，从而实现臂节的运动（伸展和折叠）及整机回转，可将混凝土输送到整个施工面（三维布料运动）。[4][6]混凝土布料机类型多样，根据其适用场合可分为现场施工类和工厂预制类两个类别，以满足不同施工环境和要求。[3]未来混凝土布料机主要朝着智能化、环保节能化、模块化和定制化等方向发展。[2]
发展历史
20世纪70年代，混凝土布料机开始发展，其在混凝土浇筑施工过程中应用非常广泛，如港口码头、桥梁、电站、公共设施、市政设施、高层建筑等大型土建工程。然而施工现场由于人与机械设备交叉作业，仍存在生产安全隐患问题，时有伤亡事故发生。实践表明机器人化是解决上述问题的一条有效途径。[5]
20世纪80年代开始，西方发达国家就开始了建筑自动化设备的研究，并取得大量成果。日本更是走在建筑机器人化的前列，开发了上百种建筑施工机器人商品。此外，美国、英国、德国等西方发达国家也相继开发了多种建筑机器人。中国国内也有一些单位展开了建筑机器人的研究：哈尔滨工业大学开发了推土、装载机器人；中国石油大学开发了喷浆机器人。但有关混凝土浇筑的机器人化研究却不多见，只是利用计算机对布料机进行了仿真研究。[5]
中国改革开放初期，布料机主要依赖进口。但在基础建设需求的推动下，中国布料机的生产发展非常迅速。截至2008年，中国布料机基本上已实现国产化，仅有部分大型的布料机需要进口。[5]
基本分类
混凝土布料机的类型很多，根据其适用场合分为现场施工类和工厂预制类两个类别。[3]
现场施工类
现场施工类混凝土布料机根据施工场合又分为手动式混凝土布料机、塔式混凝土布料机、船用混凝土布料机等。手动式混凝土布料机适用于混凝土平面浇筑施工。塔式混凝土布料机又分为固定式、内爬式、行走式等，适合于楼房、高层建筑、铁路制梁等现场浇筑。船用混凝土布料机适用于港口、桥梁的建设，特别在跨海大桥的建设中发挥了巨大作用。[3][7]
工厂预制类
工厂预制类混凝土布料机应用于工厂预制板类、梁类及其他异形构件的生产，属于平面浇筑。根据其出料方式，工厂预制类混凝土布料机又分为螺旋布料机和摊铺布料机。螺旋布料机出料方式为螺杆强制出料，适合不同坍落度的混凝土布料。摊铺布料机的出料方式为星形轴旋转出料，适合坍落度较高的混凝土布料。[3]
工作原理
布料机作为混凝土布料设备，与混凝土泵配合使用，完成建筑施工中的混凝土浇注作业。布料机主要由塔身、臂架、回转装置、液压系统和电控系统等部件组成。其臂架一般由三节臂组成。通过控制液压系统，操纵臂架上液压缸的伸缩和回转机构的液压马达回转，从而实现臂节的运动（伸展和折叠）及整机回转，可将混凝土输送到整个施工面（三维布料运动）。[4]
特点
生产效率高：混凝土布料机可以实现连续输送，提高生产效率，节约时间和人力成本。[4][8]
均匀输送：混凝土布料机通过布料控制，使混凝土材料能够均匀地流动和输送，并保持混凝土的均一性，提高浇注质量。[4][8]
自动化控制：混凝土布料机采用自动化控制技术，实现了对输送过程的监控和控制，保证了输送的精度和稳定性。[4][8]
适应性强：混凝土布料机可以适应多种不同的混凝土生产线配置和施工环境，如可以与混凝土搅拌机等配套使用。[8]
基本构造
混凝土布料机类型多样，以满足不同施工环境和要求。[2]以向混凝土构件模具布料为例，布料机由支架与横梁（塔身、臂架）、大车行走装置、小车行走装置（回转装置）、布料机本体（混凝土料斗）、液压系统和电控系统等组成。[3][4]
支架与横梁
支架与横梁是布料机的支撑装置，大车行走装置在横梁上的轨道上行走，承受布料机其他部分及料斗内混凝土的荷载。根据生产线工艺设计需要，支架与横梁的跨度方向既可沿着生产线方向布置，又可垂直布置。[3]
大车行走装置
大车行走装置跨坐在横梁上，工作时沿横梁方向行走，其行走速度变频可调。大车行走装置主要由钢结构框架和行走装置及小车行走轨道组成。[3]
大车的钢结构框架承受小车行走装置、布料机本体及布料机料斗内混凝土的荷载。钢结构框架主体部分由矩形管焊接而成，在矩形管的两端开口，以便安装行走装置。矩形管的上方焊有行车轨道，供小车在其上行走。同样，为保证小车行走的平稳性，在设计和安装时要考虑轨道的水平度和直线度。[3]
大车行走装置由4组行走轮组成，每组行走轮由一对角接触球轴承、一对轴套、一根轴等组成，其中两组行走轮需要电动机驱动，驱动轮横向对称布置（混凝土料斗），也可对角布置。[3]
小车行走装置
小车行走装置跨坐在大车行走装置的钢结构框架上，工作时沿垂直于横梁方向行走，其行走速度同样变频可调。小车行走装置也是由钢结构框架和行走装置组成。[3]
小车行走装置的钢结构框架承受布料机本体及料斗中混凝土荷载，其主体部分也由矩形管焊接而成。同样，在矩形管的两端开口，以便安装行走装置。小车行走装置上与布料机本体连接处装有称重传感器，用来监测料斗中混凝土重量，控制布料量。[3]
小车行走装置同样由4组行走轮组成，每组行走轮由一对角接触球轴承、一对轴套、一根轴等组成，其中两组行走轮需要电动机驱动，根据设计需要，驱动轮可对称布置，亦可对角布置。有的布料机小车行走只装一个驱动电动机，同时驱动两个行走轮，两行走轮由一根长轴串联在一起，中间由联轴器连接。[3]
布料机本体
布料机本体是布料机的核心部件，由料斗、打散装置、混凝土输送装置等组成。布料机本体安装在小车行走装置上，布料作业时随小车一起行走。[3]
打散装置
打散装置由打散轴、轴承、减速电动机等组成。打散装置位于料斗的下方，混凝土输送装置上方，其作用是防止料斗内混凝土初凝，保证混凝土布料连续性。打散轴纵向安装在料斗内部，两端支撑在料斗壳体两侧的轴承座内。打散轴一般有两种结构形式，分别为梳齿形和铲子形。梳齿形打散轴由无缝钢管及若干圆钢焊接而成，铲子形打散轴由无缝钢管及若干铲子焊接而成。铲子形状各异，排布方式可以是向心排布，也可偏转一定角度。由于打散轴长期与混凝土接触，需选用耐磨材质，以延长其使用寿命。[3]
混凝土输送装置
混凝土输送装置安装在料斗的最下端，其作用是向模台上布料。根据出料方式不同，有螺旋式强制下料和星形式强制下料两种，对应的布料机称为螺旋布料机和摊铺布料机。这两种混凝土输送装置均为强制下料装置。螺旋下料装置对不同坍落度混凝土适应性强，为多螺杆布料，适用于避让带门窗制品等复杂制品的精确布料，且对混凝土坍落度适应性强，每个螺杆都需配置螺杆驱动装置，因此布料量控制精准，但结构和控制程序较复杂。星形下料装置适合坍落度高的混凝土布料，在料斗下部设置多个出料闸门，也可根据制品形状控制闸门的开闭，由于只有一个星形轴，因此只需配置一个驱动装置。[3]
性能参数
中国国外著名的布料机生产厂家主要有普茨迈斯特（Putzmeister）、施维英（SCHWING）等。这些厂家的布料机材料强度高、重量轻，采用电液比例和可编程控制，可靠性高、动态性能好。而中国国内布料机生产厂家有中联重科、上海住乐等，产品已基本形成系列，能满足国内不同的施工要求。截至2004年6月4日，中国国内外混凝土布料机的指标参数对比如下：[9]
| 公司 | 国家 | 型号 | 主要性能参数 |
|---|---|---|---|
| 普茨迈斯特 （Putzmeister） | 德国 | MX16/20/24、MX24T/28T/32T、MXKD38/42/50 | 最大布料半径50m |
| 施维英 （SCHWING） | 德国 | KVM32、KVM36、DVM42、S47SX、KVM52、S58SX | 最大布料半径58m |
| 中联重科 | 中国 | HG10/15/18 | 手动式，布料半径10、15、18m |
| HG12~HG38 | 液压式，布料半径12、16、17、21、24、28、30、35、38m | ||
| HG36/40/52 | 采用电液比例控制，布料半径36、40、52m | ||
| 上海住乐 | 中国 | ZB21 | 机械式，布料半径21m，两节桁架臂，卷扬变幅、提升 |
| ZB17 | 机械式，布料半径17m | ||
| 山东方圆 | 中国 | BLZ21 | 机械式，布料半径21m，两节桁架臂，卷扬变幅、提升 |
| 大连佳云 | 中国 | QTDHG40/63/160/200 | 起重布料两用机，布料半径3~60m，两节臂，卷扬变幅 |
| 凯博建机 | 中国 | QTZ80/45 | 起重布料两用机，布料半径45m，三节箱形布料臂，一个油缸和一台卷扬机变幅 |
| 北京建研机械科技 | 中国 | HGY13/17/24/32 | 液压式，布料半径13、17、24、28、32m |
| 江汉建机 | 中国 | HGY17/3 | 液压管柱式，布料半径17m |
| 中国 | HGY28/3 | 液压管柱式，布料半径28m | |
| 川建 | 中国 | HG32 | 液压式，四节箱形臂，布料半径32m |
| 三一重工 | 中国 | 36/40m船用 | 电液比例控制，布料半径36~40m |
| 广州五羊 | 中国 | HGY28/3 | 液压管柱式，布料半径28m，三节箱形布料臂 |
| HGY24/3 | 液压管柱式，布料半径18、24m | ||
| 以上信息的参考资料源于[9] | |||
使用和维护
设置混凝土布料机前，应确认现场有足够的作业空间
混凝土布料机任一部位与其他设备及构筑物的安全距离不应小于0.6m。[10]
混凝土布料机的支撑面应平整坚实
固定式混凝土布料机的支撑应符合使用说明书的要求，支撑结构应经设计计算，并应采取相应加固措施。[10]
手动式混凝土布料机应有可靠的防倾覆措施[10]
混凝土布料机作业前应重点检查下列项目，并应符合相应要求：
1）支腿应打开垫实，并应锁紧。[10]
2）塔架的垂直度应符合使用说明书要求。[10]
3）配重块应与臂架安装长度匹配。[10]
4）臂架回转机构润滑应充足，转动应灵活。[10]
5）机动混凝土布料机的动力装置、传动装置、安全及制动装置应符合要求。[10]
6）混凝土输送管道应连接牢固。[10]
手动混凝土布料机回转速度应缓慢均匀，牵引绳长度应满足安全距离的要求[10]
输送管出料口与混凝土浇筑面宜保持1m的距离，不得被混凝土掩埋[10]
人员不得在臂架下方停留[10]
当风速达到10.8m/s及以上或大雨、大雾等恶劣天气应停止作业[10]
应用领域
混凝土布料机广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道等大型混凝土结构的建设中。[2]其中，手动式混凝土布料机适用于混凝土平面浇筑施工。塔式混凝土布料机适用于高层建筑、铁路制梁等现场浇筑。船用混凝土布料机适用于港口、桥梁的建设。工厂预制类混凝土布料机应用于工厂预制板类、梁类及其他异形构件的生产，属于平面浇筑。如螺旋布料机适合不同坍落度的混凝土布料；摊铺布料机适合坍落度较高的混凝土布料。[3]
布料机的应用不仅混凝土浇注质量和浇注效率，还极大地减轻工人的劳动强度，有力地推动了混凝土浇注的机械化进程。[5][4]
发展趋势
随着建筑行业对施工效率和质量要求的提高，混凝土布料机的技术不断创新，如智能化控制系统、远程监控和故障诊断系统 ，以及更加灵活的臂架设计，提高了设备的作业精度和施工效率。[2]
随着物联网和人工智能技术的应用，布料机将实现与施工现场其他机械设备的无缝对接，形成智能施工体系，进一步提升施工的智能化水平。同时，环保和节能将是布料机设计的重要考量，布料机将采用更高效的驱动系统和回收再利用技术，减少施工过程中的能耗和排放。此外，模块化设计和定制化服务将满足不同施工环境和项目需求，提高设备的适应性和经济性。[2]
标准规范
| 发布日期 | 实施日期 | 标准标号 | 标准名称 | 状态 |
|---|---|---|---|---|
| 2023-12-29 | 2024-07-01 | JB/T 10704-2023 | 建筑施工机械与设备 混凝土布料机 | 现行 |
| 2007-03-06 | 2007-09-01 | JB/T 10704-2007 | 中华人民共和国机械行业标准：混凝土布料机 | 废止 |
| 以上信息的参考资料源于[1] | ||||
其它布料机
参考资料 11
- 混凝土布料机 — 全国标准信息公共服务平台
- 2024-2030年中国混凝土布料机行业研究与发展前景报告 — 中国产业调研网
- 参考 3
- 参考 4
- 混凝土布料机及其机器人化的探讨与研究 — 中国知网
- 参考 6
- 混凝土布料机现状 — 中国知网
- 解析混凝土布料机的功能和应用场景 — 百度采购
- 参考 9
- 参考 10
- https://d.wanfangdata.com.cn/patent/ChhQYXRlbnROZXdTMjAyNDA5MjMxNjIwMzISEENOMjAwOTEwMjA5OTU1LjcaCDcydGMydHg0