正常混凝土C20水灰比0.56左右，而用懸輥式水泥制管機制作的排水管混凝土水灰比0.35左右，減少用水量35%，經過工作軸碾壓，孔隙率減少，密度增大，抗滲效果增強，抗壓強度增加，抗凍能力大大提高。我公司研究設計制造的水泥制管機，運行狀況良好，制作的Φ1500mm、Φ1000mm、Φ800mm混凝土排水管均達到質量強度要求，廣泛應用到水利水保工程中的泄洪洞、渠道防滲工程，以及市政工程的排污管道、交通工程的過水橋等工程項目之中，施工方便快捷，為工程建設節省了資金，加快了工程施工進度，保證了工程質量。
1 設計依據和標準

1.1 懸輥機工作原理

根據懸輥機帶動水泥管模具旋轉產生偏心力作用，將混凝土甩在水泥制管模具內壁上，當混凝土料填到超出跑圈時，工作軸對混凝土進行均勻碾壓，水泥漿壓出表面，達到混凝土排水管密實度，管內壁光滑，形成了一個完整的管體。

1.2 設計標準

首先應遵照國標《GB/11836-2009》鋼筋混凝土排水管設計規范要求和各種鋼材及電器設備的各項技術指標進行設計。按照國標設計懸輥機性能，生產鋼筋混凝土排水管徑Φ800㎜、Φ1000㎜、Φ1500㎜三種規格，壁厚分別為Н80㎜、H100㎜、Н125㎜。管長2000㎜。制作平口、企口、承插口三種結構形式。

1.3 管徑的確定

按照國標《GB/11836-2009》鋼筋混凝土排水管規范要求規定參數如下表：

管徑mm	管長mm	壁厚mm	配筋mm/單、雙	混凝土標號	裂縫荷載KN/m	破壞荷載KN/m	備注
Φ800	2000	80	Φ4/單	C20	33	50
Φ1000	2000	100	Φ5/單	C20	40	60
Φ1500	2000	125	Φ6/雙	C20	60	90

1.4 工作軸的轉速確定

工作軸的轉速見下表：

管徑mm	電機額定轉速	調整后轉速	工作軸轉速	鋼模轉速	主動輪徑mm	從動輪徑mm	工作軸徑mm	備注
Φ800	1450	800	500	160	200	300	300
Φ1000	1450	900	600	180	200	300	300
Φ1500	1450	1450	1000	200	200	300	300

1.5 配套功率確定

管徑	配套功率kw	鋼模重量kg	混凝土重量kg	兩項合計kg	備注
Φ800	13	700	1100	1800
Φ1000	17	900	1625	2525
Φ1500	27	1200	2750	2750

1.6 設計工況確定

根據上述分析結果，懸輥機的設計工作能力，可加工制作Φ800㎜～Φ1500㎜鋼筋混凝土排水管，管長2000㎜，設計工況確定為加工制作Φ1500㎜的鋼筋混凝土排水管，進行設計懸輥機主機和配套功率。確保懸輥機運行安全工作。材料是按最大工作能力和最不利狀態確定材料規格尺寸及技術參數指標進行選用，安全系數達到1.5。

1.7 材料選擇

選用Φ200㎜和Φ28㎜圓鋼；壁厚5㎜、Φ200㎜和Φ300㎜無縫鋼管；厚度Н3、10、20、30、40㎜鋼板；120×50×5㎜槽鋼；50㎜×5㎜帶鋼。軸承型號238園粒兩盤、7236E一盤。軸承盒自行設計尺寸鑄造加工。

1.8 電器設備確定

配電設備選用50kva變壓器一臺及其它變電設備，低壓開關柜一套，YCT－－三相異步電磁調速電動機27kw一臺及其它配套設施等。

2 懸輥機結構設計制作

懸輥機整體結構分為：基礎、支架、主軸、工作軸、門等5個部分組成，分述如下：

2.1 基礎

懸輥機基礎是連接固定支架、門的主要環節，其它構件安到支架和門上，形成一個整體結構，使懸輥機能夠運轉，達到制作混凝土排水管的目的。基礎結構是在所安裝的位置，從地面向下挖深1.5m，長、寬按設計尺寸各外加1.0m，基礎底層采用M7.5漿砌石砌筑0.5m厚，找平作為墊層。在墊層上按設計幾何尺寸放出各底腳螺絲的位置，底腳螺絲的位置上分別配置鋼筋骨架。橫向采用Φ6.5㎜，0.5m×0.5m箍筋，間距0.2m，縱向上下各配置Φ16㎜鋼筋三根。將底腳螺絲固定在鋼筋骨架上，C20混凝土澆筑固定。底腳鋼筋選Φ30㎜元鋼，螺紋處加工到Φ28㎜，螺紋長100mm，總長800mm，下端彎鉤長100mm，墊一園墊，用Φ28㎜螺母固定。

2.2 支架

支架是安裝主軸、電動機傳動設施的一個梯形架子，同時起支撐工作軸的作用，實現電動機轉動于主軸帶動工作軸運轉。支架采用120㎜×50㎜×5㎜槽鋼焊接制作，每個節點處都做補強處理。四個底腳采用厚30㎜鋼板制作，每個底腳上鉆Φ30㎜孔兩個，焊接支架底腳上，連接處作補強處理，保證牢固安全可靠，滿足強度要求。電動機安裝在支架內部，距地面高200㎜。具體布置能保證電動機轉動輪與主軸轉動輪相互平行即可。

2.3 主軸

電動機運轉傳送給主軸，帶動工作軸運轉。主軸選用Φ200㎜圓鋼，按設計尺寸加工而成。軸中間裝皮帶輪，軸兩端安裝軸承盒，內裝軸承，固定在支架頂兩端。主軸內側安裝法蘭盤，用反扣連接在主軸上，用鍵子固定。法蘭盤采用厚30㎜鋼板加工，并在外邊鉆Φ18㎜孔8個，與工作軸法蘭盤連接用。軸承盒鑄造按設計圖尺寸加工，用Φ18㎜×75㎜螺絲固定。達到主軸在支架上正常運轉，傳遞給工作軸。運轉方式是由電動機帶動主軸和工作軸運轉。皮帶采用5槽B型三角皮帶傳動。主動輪Φ200㎜，從動輪Φ300㎜，按設計圖尺寸加工制作，分別安裝上，掛上三角皮帶，帶動工作軸運轉。

2.4 工作軸

工作軸是掛上鋼模帶動鋼模運轉產生偏心力從而碾壓混凝土的軸，也稱為工作軸。工作軸采用Φ300㎜厚壁無縫鋼管，按設計尺寸加工制作而成。工作軸兩側設法蘭盤，一側和主軸連接，另一側為模擋板法蘭盤，兩法蘭盤的凈間距應大于模總長50㎜。在管兩側用厚20㎜鋼板卷成和鋼管內經相同圓管，長200㎜楔入管內進行補強鋼管強度。工作軸另一側設一小軸，安推力軸承與門結合，這樣可使工作軸一側與主軸連接，另一側與門架頂推力軸承外套扣接形成一個整體，主軸帶動工作軸運轉，鋼模在工作軸運轉，相互之間形成一個運轉系統，可以生產混凝土排水管。工作軸的制作加工要按設計要求尺寸，可分兩部進行：一是加工法蘭兩個、補強管兩個、小軸毛料一個、工作軸鋼管一個，組裝校正后，焊接成形。二是將焊接工作軸上車床子校正一刀加工成形，達到設計精度要求。

2.5 門

門是支撐工作軸的一個支架，還能開關。開門可以進出鋼模，關上可準確將推力軸承套在外套之內，保證開關自如，平穩運轉，帶動鋼模旋轉制作混凝土排水管。門可由門軸、門梁、門柱三個部分組成一體，稱為門。門軸分內柱、外套、內環、底座組裝形成門軸。內柱和外套分別選用Φ200㎜和Φ300㎜厚壁無縫鋼管，門柱兩頭套內環，將外套套在內柱上。另外在門柱下側200㎜處焊外環托住外套，底座用厚30㎜方形鋼板，四角鉆Φ30㎜孔4個，將內柱焊接底座鋼板上，但底座與外環之間必須作四處補強，保證底座與門柱強度要求。門梁采用厚10㎜鋼板制作，縱向弧形，橫向方形，梁中間焊上一個厚20㎜鋼板卷成圓管，長250㎜，管內經應小于推力軸承外套外徑，留加工量。門梁上下用鋼板封口，內部橫向用鋼板加肋，左右不封與門軸和門柱連接，全部焊接制作。門柱采用厚10㎜鋼板制作，分別為底座、下門柱為母、上門柱為公的方形結構。上下門柱用楔子連接形成整體門柱。底座用厚30㎜鋼板制作方形，四角鉆Φ30㎜孔四個，底座與下門柱焊接一起，四個面作補強，保證強度要求。