本实用新型涉及建筑设备技术领域，特别涉及一种预制桩用的张拉设备。
背景技术：
目前，混凝土预制桩作为一种水泥制品，广泛的应用于各种基础建设工程领域。预应力张拉是混凝土预制桩的一个重要生产环节，其作用在于，在混凝土预制桩承受外荷载之前,对其内部的钢筋笼施加预拉应力,提高预制桩的抗弯能力和刚度,推迟裂缝出现的时间,增加混凝土预制桩的耐久性。
目前在预制桩的生产过程中，张拉主要由人工操作张拉机进行，以下给出了现有张拉机工作时的步骤：1、设备搬运预制桩模具至张拉位置，人工在预制桩头板部位套入张拉头梅花螺母。2、人工操作张拉机穿心油缸升降、前后、左右移动，对接预制桩模具张拉螺杆，使张拉螺杆与张拉油缸中心线一致，反力架端面与管模头板端面接触、贴平。3、人工将穿心螺杆前部梅花螺母，与张拉螺杆上的梅花螺母公母对接。4、人工旋转张拉机上的穿心螺杆、锁紧张拉螺母梅花头。5、人工并紧穿心螺杆后部的油缸并紧螺母，使张拉油缸产生的张拉力传导到穿心螺杆上。6、人工启动张拉机，油缸进入张拉状态，带动张拉螺杆与模具内部的钢筋笼横向拉伸，使钢筋笼产生预应力。7、油压达到设定值时，分阶段保压与拉伸，直至达到张拉预应力的预定值，螺母并紧到位，使张拉螺杆与模具内部的钢筋笼不产生回缩。8、人工确认状态，启动放张按钮，油压迅速回落，油缸回退，人工解锁张拉梅花螺母。9、人工将设备回复初始位置，拆除管模上的梅花螺母，并对应模具号记录张拉参数值。
从以上描述可以看出，现有张拉设备在整个张拉过程中，大部分张拉辅助工作需要人工完成，自动化程度低，设备工作精度低，危险性高，工作量大而繁琐。
因此，如何提供一种自动化程度高且结构简单的张拉机，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种自动化程度高且结构简单的张拉机。
本发明提供了一种预制桩用的张拉设备，包括机架，所述机架上还设置有以下部件：
旋拧部件，其包括限位部，所述限位部具有容纳腔，所述容纳腔内腔壁能够配置成与螺纹配合于张拉连杆上的张拉螺母周向限位的结构，且至少在张拉工作状态下，所述限位部与张拉螺母轴向抵靠；
驱动装置，用于驱动所述旋拧部件相对所述机架沿轴向往复运动；
动力装置，用于驱动所述限位部绕其轴进行周向转动。
本实用新型所提供的张拉设备对预制桩进行预加应力时，先将张拉连杆、连接盒以及张拉板形成的组件连接固定到预制桩上，然后将张拉设备移动至合适位置，然后控制驱动装置驱动旋拧部件相对机架运动，以使限位部朝向张拉连杆运动，直至张拉螺母运动至容纳腔内部并与容纳腔内壁配合，当张拉螺母伸至容纳腔内部预定位置且二者抵靠时，则驱动装置停止动作；再控制动力装置驱动限位部绕其轴转动，因限位部的容纳腔与张拉螺母周向限位，故张拉螺母随限位部同步转动，在张拉螺母和张拉连杆的螺纹配合作用下，张拉连杆将受到沿轴向的拉力，进而通过与张拉连杆连接的张拉板将该拉力传递至预制桩。通过控制动力装置的输出扭矩可以控制施加于张拉连杆上的拉力，进而实现预加应力大小的控制。
从以上描述可知，本实用新型中张拉设备中的限位部与张拉连杆上的张拉螺母周向限位设置，通过张拉连杆与张拉螺母的螺纹配合作用，直接将施加于限位部上的扭转力转化为张拉连杆的拉力，该结构不仅可以实现张拉连杆与张拉设备的自动对接，以实现自动张拉，而且结构简单。
可选的，所述限位部为孔结构，所述容纳腔为所述孔结构的内孔，所述内孔的周壁配置成与所述张拉螺母外轮廓配合以限定二者周向位置的形状；所述限位部靠近所述张拉螺母的一端与所述张拉螺母台阶面抵靠。
可选的，所述旋拧部件包括安装架和第一套筒，所述第一套筒转动安装于所述安装架，所述动力装置驱动所述第一套筒绕其轴向相对所述安装架转动，所述限位部为所述第一套筒的前端内孔；所述驱动装置驱动所述安装架相对所述机架沿轴向往复运动。
可选的，所述驱动装置包括第一电机和丝杆，所述丝杆的一端连接所述第一电机的输出端，所述安装架连接固定有内螺纹部件，所述内螺纹部件螺纹配合于所述丝杆，所述第一电机通过所述丝杆和所述内螺纹部件的螺纹配合驱动所述安装架相对所述机架沿轴向往复运动。
可选的，所述旋拧部件包括第二套筒，所述限位部转动支撑于所述第二套筒的前端，所述孔结构为通孔结构且与所述第二套筒同轴设置。
可选的，所述动力装置包括第二电机和齿轮组件，所述齿轮组件包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮的数量至少为一个，各所述主动齿轮的输入端连接所述第二电机的输出端，所述从动齿轮的外表面设置有与各所述主动齿轮配合的齿结构，所述从动齿轮设置有所述孔结构。
可选的，所述第二套筒为锥形套筒，所述锥形套筒的直径自前向后逐渐减小，所述第二电机连接固定于所述锥形套筒的外壁。
可选的，所述张拉螺母包括相互连接的大径段和小径段，所述容纳腔内腔壁与所述小径段的外轮廓配合，所述大径段的外轮廓直径大于所述小径段。
可选的，还包括顶升装置，用于调节所述限位部的高度以使其工作时与所述张拉连杆同轴；
或者/和，所述动力装置包括液压泵站、节流阀、溢流阀和液压马达，所述节流阀和所述溢流阀设置于所述液压泵站与所述液压马达的连通管路。
可选的，还包括以下部件：
扭矩传感器，用于检测所述限位部所受扭矩；
位移传感器，用于检测所述张拉连杆的位移量；
控制器，根据所述扭矩传感器检测参数、或者/和所述位移传感器的检测参数、或者/和所述液压马达的液压力形成的扭矩与时间曲线关系图、或者/和位移与时间曲线关系图、或者/和液压力与时间关系图综合控制所述液压马达的动作，以施加预设拉力于所述张拉连杆。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例中组装有张拉连杆的张拉设备的结构示意图；
图2为本实用新型另一种实施例中组装有张拉连杆的张拉设备的结构示意图；
图3为图2所示张拉设备的剖视示意图；
图4为图3中a处局部放大图；
图5为本实用新型一种实施例中张拉设备应用于预制桩预加拉应力时工作示意图。
其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1-驱动装置；11-第一电机；12-丝杆；2-动力装置；21-液压马达；31-安装架；31a-内腔；32-第一套筒；321-孔结构；33-内螺纹部件；4-顶升装置；5-控制柜；6-张拉螺母；61-张拉螺母台阶面；7-张拉板；8-连接盒；9-张拉连杆；10-扭矩传感器；20-位移传感器；30-机架；
1-1-液压缸；3-1-第二套筒；2-1第二电机；2-2-从动齿轮；2-3轴承；
100-预制桩。
具体实施方式
请参考图1和图5，图1为本实用新型一种实施例中组装有张拉连杆的张拉设备的结构示意图；图5为本实用新型一种实施例中张拉设备应用于预制桩预加拉应力时工作示意图。
本实用新型提供了一种预制桩100用的张拉设备，张拉设备主要用于对预制桩100预加拉应力，以提高预制桩100的抗弯能力和刚度。在对预制桩100预加拉应力前，需要将张拉板7、张拉连杆9预先与预制桩100连接固定组装。通常张拉板7与预制桩100连接固定，张拉连杆9是通过连接盒8与张拉板7连接定位，或者，张拉连杆9与张拉板7直接连接。连接盒8、张拉板7的具体结构可以参考现有技术，本文不做赘述。
本实用新型提供了一种张拉设备主要包括机架30、旋拧部件、驱动装置1和动力装置2。
旋拧部件包括限位部，限位部具有容纳腔，容纳腔配置成与螺纹配合于张拉连杆9上的张拉螺母6周向限位的结构，也就是说，张拉连杆9的外螺纹段上设置有张拉螺母6，张拉螺母6的内螺纹与张拉连杆9的外螺纹段螺纹配合。限位部的容纳腔与张拉螺母6配合安装后，限位部和张拉螺母6二者不能相对转动，且至少在张拉工作状态下，限位部与张拉螺母6轴向抵靠，此时，张拉螺母6的轴向位置也能确定，此时可以控制驱动装置停止动作，张拉设备与张拉连杆9安装到位。
实现限位部和张拉螺母6的周向及轴向限位有多种实施方式，本文给出了一种结构简单且能快速定位的方式，详见后文描述。
本实用新型中的驱动装置1用于驱动旋拧部件相对机架30沿轴向往复运动。需要说明的是，本文是以张拉设备处于工作状态为参考，本文所述的轴向为张拉连杆9轴向，仅是为了描述技术方案的简洁。
本实用新型中的动力装置2用于驱动限位部绕其轴进行周向转动，也就是说，在动力装置2的驱动作用下，限位部可以绕其轴线进行回转。动力装置2可以为电机动力部件，也可以为液压动力部件。
本实用新型所提供的张拉设备对预制桩100进行预加应力时，先将张拉连杆9、连接盒8以及张拉板7形成的组件连接固定到预制桩100上，张拉螺母6与张拉连杆9螺接，并且张拉螺母6靠近张拉板7的一端抵靠在张拉挡墙(图中未显示)或模具端板(图中未显示)上；或者，张拉螺母6靠近张拉板7的一端通过垫圈(增加附图标记)抵靠在张拉挡墙(图中未显示)或模具端板(图中未显示)上。然后将张拉设备移动至合适位置，然后控制驱动装置1驱动旋拧部件相对机架30运动，以使限位部朝向张拉连杆9运动，此时，张拉螺母6运动至容纳腔内部并与容纳腔内壁配合，当限位部靠近张拉螺母6的一端与张拉螺母6台阶面抵靠时，则驱动装置1停止动作；再控制动力装置2驱动限位部绕其轴转动，因限位部的容纳腔与张拉螺母6周向限位，故张拉螺母6随限位部同步转动，在张拉螺母6和张拉连杆9的螺纹配合作用下，张拉连杆9将受到沿轴向的拉力，进而通过与张拉连杆9连接的张拉板7将该拉力传递至预制桩100。通过控制动力装置2的输出扭矩可以控制施加于张拉连杆9上的拉力，进而实现预加应力大小的控制。
从以上描述可知，本实用新型中张拉设备中的限位部与张拉连杆9上的张拉螺母6周向限位设置，通过张拉连杆9与张拉螺母6的螺纹配合作用，直接将施加于限位部上的扭转力转化为张拉连杆9的拉力，该结构不仅可以实现张拉连杆9与张拉设备的自动对接，以实现自动张拉，而且结构简单。
并且在对预制桩100进行预加应力时，可以在预制桩100的两侧同时设置张拉设备，以使预制桩100两端同时受力张拉。
需要说明的是，为了实现张拉连杆9在受力时自由位移以及张拉连杆9较好受力，容纳腔沿轴向必然具有预定长度。
在一种具体实施例中，限位部为孔结构321，上述实施例中的容纳腔为孔结构321的内孔，内孔的周壁配置成与张拉螺母6外轮廓配合以限定二者周向位置的形状。内孔周壁与张拉螺母6外轮廓配合，这样二者接触面积最大，有利于作用于限位部上的扭矩完全传递给张拉螺母6，提高机械传递效率，并且孔结构321加工比较简单，简化设备加工工艺。
进行预加拉应力试验时，只需将内孔与张拉连杆9同轴设置即可快速实现张拉连杆9和张拉设备的对接。
张拉螺母6的外轮廓可以为任意多边形结构，相应地，内孔周壁形状只要与其相适配即可。图中示出了一种张拉螺母6外轮廓横截面为六边形的具体实施方式，相应地，内孔的周壁的横截面也设置为六边形。
内孔可以为通孔，当然也可以为非通孔结构321，非通孔结构321包含一台阶面(图中未显示)，该台阶面(图中未显示)可以与张拉螺母6远离张拉板7的一端抵靠。本文示出了内孔为通孔的一种具体实施方式。
进一步地，在一种具体实施例中，旋拧部件还可以进一步包括安装架31和第一套筒32，第一套筒32转动安装于安装架31，动力装置2驱动第一套筒32绕其轴向相对安装架31转动，限位部为第一套筒32的前端内孔；驱动装置驱动安装架31相对机架30沿轴向往复运动，即安装架31能够相对机架30往复运动。
在上述实施例中，限位部直接设置于第一套筒32的内孔，减少设备中的零部件，简化机构，并且动力装置2驱动体积较大的第一套筒32转动，其平稳性比较高。
安装架31的结构有多种，例如安装架31设置有内腔，第一套筒32转动安装于内腔31a中，当然安装架31也可以为其他结构。为了降低第一套筒32与内腔31a之间的转动磨损，二者接触为位置还可以设置耐磨润滑性材料。
上述各实施例中的驱动装置1可以为丝杆螺母升降机、油缸或卷扬机任意一种。在上一实施例的基础上，本文给出了驱动装置1的一种具体实施方式。
在一种具体实施例中，驱动装置1包括第一电机11和丝杆12，丝杆12的一端连接第一电机11的输出端，安装架31连接固定有内螺纹部件33，内螺纹部件33螺纹配合于丝杆12，第一电机11通过丝杆12的外螺纹段和内螺纹部件33的螺纹配合驱动安装架31相对机架30沿轴向往复运动。
内螺纹部件33可以为螺母，当然内螺纹部件33也可以直接成型于安装架31，即内螺纹部件33为加工于安装架31上的螺纹孔。
丝杆12传动稳定性比较强，有利于限位部的容纳腔与张拉连杆9始终同轴。
安装架31可以通过内螺纹部件33滑动支撑于机架30上，当然内螺纹部件33也可以只起到与丝杆12传动作用，不承受安装架31的重力。
上文给出了限位部为第一套筒32一部分的实施方式，当然，限位部与第一套筒32还可以为独立的两个部件。
请参考图2和图3，图2为本实用新型另一种实施例中组装有张拉连杆的张拉设备的结构示意图；图3为图2所示张拉设备的剖视示意图；图4为图3中a处局部放大图；以下实施例中的机架30、顶升装置参考图1。
在另一种具体实施方式中，旋拧部件包括第二套筒3-1，限位部转动支撑于第二套筒3-1的前端，孔结构为通孔结构，通孔结构与第二套筒3-1同轴设置。
该实施例中，驱动装置驱动第二套筒3-1相对机架30轴向往复动作，当第二套筒3-1运动至张拉螺母6配合于限位部的内孔并且限位部靠近张拉螺母6的一端与张拉螺母台阶面61抵靠时，第二套筒3-1停止运动；然后控制动力装置驱动限位部相对第二套筒3-1转动，进而张拉螺母6同步转动以施加拉力于张拉连杆。
该实施例中，动力装置只需驱动限位部转动，与上述实施例中驱动第二套筒3-1转动相比，限位部重量比较轻，可以提高驱动装置的输出效率。
具体地，动力装置可以包括第二电机2-1和齿轮组件，齿轮组件包括主动齿轮和从动齿轮2-2，从动齿轮2-2的外表面设置有与主动齿轮配合的齿结构，从动齿轮2-2设置有孔结构。孔结构的横截面与张拉螺母的外轮廓相适配，例如六角张拉螺母而言，孔结构为内角结构。其中从动齿轮2-2的两端部可以通过轴承2-3转动支撑于第二套筒。
主动齿轮的数量至少为一个，各所述主动齿轮的输入端连接所述第二电机2-1的输出端。
其中第二电机2-1可以连接固定于第二套筒3-1，为了提供较大的安装空间，第二套筒3-1可以为锥形套筒，自前向后锥形套筒的直径逐渐减小，第二电机2-1连接固定于锥形套筒的外壁。
需要说明的是，此处将靠近张拉连杆的一端定义为前，相应地，远离张拉连杆的一侧为后。
该实施方式中可以通过控制第二电机2-1的输出扭矩来实现张拉连杆上张拉力大小的控制。
该实施方式中锥形套筒可以通过液压缸1-1实现相对机架30的轴向往复移动。
在另一种具体实施方式中，动力装置包括液压泵站、节流阀、溢流阀和液压马达21，液压泵站用于对液压马达21提供液压油，二者形成液压油循环回路。节流阀和溢流阀设置于液压泵站与液压马达21的连通管路。
节流阀和溢流阀未在图中示出，但是并不妨碍本领域内技术人员对本文技术方案的理解和实施。
具体地，当液压压力达到满足张拉力需求时，节流阀和溢流阀的作用，停止为液压马达提供动力，整个过程中液压力也可以实时传递至控制器，在控制器内部拟合形成液压力和时间曲线图。
在动力装置为液压马达的实施例基础上，本文还给出了一种具体的控制方式。具体地，张拉设备还包括扭转传感器10、位移传感器20和控制器。
其中，扭矩传感器10用于检测限位部所受扭矩。扭矩传感器10可以安装于液压马达的输出端与限位部之间。在对张拉连杆张拉过程中，扭矩传感器10所检测的信号也实时反馈至控制器内部，可以拟合形成扭矩与时间的曲线关系图。
位移传感器20，用于检测张拉连杆9的位移量，在对张拉连杆张拉过程中，位移传感器实时检测张拉连杆9的位移信号，并将该位移信号反馈至控制器，在控制内部可以拟合形成位移与时间的曲线关系图。
控制器，根据扭矩传感器10检测参数、位移传感器20的检测参数、液压马达的液压力形成的扭矩与时间关系图、位移与时间曲线关系图、液压力与时间关系图其中一者或者综合两种或几种或全部控制所述液压马达的动作，以施加预设拉力于张拉连杆9。通过控制时间与扭矩传感器反馈的扭矩、液压马达的液压力、位移传感器的位移的三种曲线，以三个参数，有主有辅，共同控制实现更好的张拉力控制。
其中，该张拉设备可以设置控制柜5，控制器设置于控制柜5内部，控制柜5的表面还可以设置操作屏等部件。关于控制柜5的具体结构本文不做限定。
这对于预制桩100两端同时张拉的情况而言，两端张拉设备的数据可以进行共享并实时比较。
为了实现张拉螺母6与限位部的快速定位，张拉螺母6可以包括相互连接的大径段和小径段，容纳腔内腔壁与小径段的外轮廓配合，大径段的外轮廓直径大于小径段。
当大径段与限位部抵靠时，限位部和张拉螺母安装到位。
上述各实施例中，张拉设备还可以包括顶升装置4，用于调节限位部的高度以使其工作时与张拉连杆9同轴。顶升装置可以为千斤顶、顶升油缸或者其他能够实现上升和下降的装置。
这样，张拉设备可以适应不同高度的张拉连杆9的连接，大大提高了张拉设备应用的灵活性。
以上对本实用新型所提供的一种预制桩用的张拉设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
1.一种预制桩用的张拉设备，其特征在于，包括机架(30)，所述机架(30)上还设置有以下部件：
旋拧部件，其包括限位部，所述限位部具有容纳腔，所述容纳腔的内腔壁能够配置成与螺纹配合于张拉连杆(9)上的张拉螺母(6)周向限位的结构；且至少在张拉工作状态下，所述限位部与张拉螺母轴向抵靠；
驱动装置(1)，用于驱动所述旋拧部件相对所述机架沿轴向往复运动；
动力装置(2)，用于驱动所述限位部绕其轴进行周向转动。
2.如权利要求1所述的预制桩用的张拉设备，其特征在于，所述限位部为孔结构(321)，所述容纳腔为所述孔结构(321)的内孔，所述内孔的周壁配置成与所述张拉螺母(6)外轮廓配合以限定二者周向位置的形状；所述限位部靠近张拉螺母的一端与张拉螺母台阶面(61)抵靠。
3.如权利要求2所述的预制桩用的张拉设备，其特征在于，所述旋拧部件包括安装架(31)和第一套筒(32)，所述第一套筒(32)转动安装于所述安装架(31)，所述动力装置(2)驱动所述第一套筒(32)绕其轴向相对所述安装架(31)转动，所述限位部为所述第一套筒(32)的前端内孔；所述驱动装置(1)驱动所述安装架(31)相对所述机架沿轴向往复运动。
4.如权利要求3所述的预制桩用的张拉设备，其特征在于，所述驱动装置(1)包括第一电机(11)和丝杆，所述丝杆的一端连接所述第一电机(11)的输出端，所述安装架(31)连接固定有内螺纹部件(33)，所述内螺纹部件(33)螺纹配合于所述丝杆，所述第一电机(11)通过所述丝杆和所述内螺纹部件(33)的螺纹配合驱动所述安装架(31)相对所述机架沿轴向往复运动。
5.如权利要求2所述的预制桩用的张拉设备，其特征在于，所述旋拧部件包括第二套筒(3-1)，所述限位部转动支撑于所述第二套筒(3-1)的前端，所述孔结构(321)为通孔结构且与所述第二套筒(3-1)同轴设置。
6.如权利要求5所述的预制桩用的张拉设备，其特征在于，所述动力装置(2)包括第二电机(2-1)和齿轮组件，所述齿轮组件包括主动齿轮和从动齿轮(2-2)，所述主动齿轮的数量至少为一个，各所述主动齿轮的输入端连接所述第二电机(2-1)的输出端，所述从动齿轮(2-2)的外表面设置有与各所述主动齿轮配合的齿结构，所述从动齿轮设置有所述孔结构(321)。
7.如权利要求6所述的预制桩用的张拉设备，其特征在于，所述第二套筒(3-1)为锥形套筒，所述锥形套筒的直径自前向后逐渐减小，所述第二电机(2-1)连接固定于所述锥形套筒的外壁。
8.如权利要求1至7任一项所述的预制桩用的张拉设备，其特征在于，所述张拉螺母(6)包括相互连接的大径段和小径段，所述容纳腔内腔壁与所述小径段的外轮廓配合，所述大径段的外轮廓直径大于所述小径段。
9.如权利要求1至7任一项所述的预制桩用的张拉设备，其特征在于，还包括顶升装置(4)，用于调节所述限位部的高度以使其工作时与所述张拉连杆(9)同轴；
或者/和，所述动力装置(2)包括液压泵站、节流阀、溢流阀和液压马达(21)，所述节流阀和所述溢流阀设置于所述液压泵站与所述液压马达(21)的连通管路。
10.如权利要求9所述的预制桩用的张拉设备，其特征在于，还包括以下部件：
扭矩传感器(10)，用于检测所述限位部所受扭矩；
位移传感器(20)，用于检测所述张拉连杆(9)的位移量；
控制器，根据所述扭矩传感器(10)检测参数，和/或所述位移传感器(20)的检测参数，和/或所述液压马达(21)的液压力形成的扭矩与时间曲线关系图，和/或位移与时间曲线关系图，和/或液压力与时间关系图综合控制所述液压马达(21)的动作，以施加预设拉力于所述张拉连杆(9)。
技术总结