試析氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)的設(shè)計(jì)與工藝

郭海龍,鄧齊齊,馮 強(qiáng)（.山東六九礦業(yè)裝備科技有限公司,山東 濰坊 600; .山東安信機(jī)械制造有限公司,山東 泰安 7600; .山東六九礦業(yè)裝備有限公司,山東 濰坊 600）

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試析氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)的設(shè)計(jì)與工藝

郭海龍1,鄧齊齊2,馮 強(qiáng)3
（1.山東六九礦業(yè)裝備科技有限公司,山東 濰坊 261100; 2.山東安信機(jī)械制造有限公司,山東 泰安 271600; 3.山東六九礦業(yè)裝備有限公司,山東 濰坊 261100）

摘 要：氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)不使用電源，其主要利用煤礦井下壓縮空氣，將壓縮空氣作為動(dòng)力源，是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的機(jī)械。氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)的物料進(jìn)出口與傳統(tǒng)的混凝土噴射機(jī)相比，改進(jìn)的物料進(jìn)出口砼料輸送更連續(xù)。本文簡(jiǎn)要闡述了氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)的設(shè)計(jì)原理與使用氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)工藝流程。

關(guān)鍵詞：氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)；設(shè)計(jì)；工藝

0 引言

氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土的噴射機(jī)生產(chǎn)能力是6m3/h，輸送距離為水平方向100m，垂直方向30m，工作氣壓一般0.4～0.63MPa范圍內(nèi)，消耗氣量為12m3/min。氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)可輸送的大物料直徑在0～20mm范圍內(nèi)，為了減少物料墜落時(shí)對(duì)噴射機(jī)的傷害，物料與機(jī)器高度要小于1m。水泥和砂石的配料在1:3和1:5之間。氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土的噴射機(jī)外形尺寸約為1100*680*950（mm)，整個(gè)機(jī)身重量約為360kg。噴射機(jī)主要在礦山井巷工程、水利工程、水電工程、隧道工程、邊坡維護(hù)、市政建設(shè)工程中使用。

1 氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)設(shè)計(jì)原理

1.1 轉(zhuǎn)子和傳動(dòng)箱

氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)將傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子直徑、高度、料孔均進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的同等轉(zhuǎn)速和功率下，噴射機(jī)的生產(chǎn)能力大大加強(qiáng)。轉(zhuǎn)子可通過(guò)液壓馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)。料斗的濕拌和轉(zhuǎn)子料孔可以旋轉(zhuǎn)180°，讓料孔和壓縮空氣進(jìn)氣口相連[1]，適當(dāng)降低轉(zhuǎn)子高度可增大料杯孔體面積。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)體積小巧，設(shè)計(jì)更加合理、科學(xué)。氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)的馬達(dá)和轉(zhuǎn)子中心距、齒輪、軸強(qiáng)度均得到優(yōu)化。與傳統(tǒng)混凝土噴射機(jī)相比，傳動(dòng)箱、減速箱質(zhì)量均變輕。傳動(dòng)箱進(jìn)行功率和扭矩的傳遞，由空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣將物料從噴頭噴射到作業(yè)面上。

1.2 彈性壓緊裝置

傳統(tǒng)的彈性壓緊裝置手動(dòng)螺栓壓緊沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，主要依靠工人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，人為因素影響較大。改進(jìn)后的彈性壓緊板的摩擦板是使用彈簧、油缸組合裝置，使用四組均布拉緊裝置壓緊摩擦板，使摩擦板壓緊力均勻、可具體量化。彈性壓緊裝置在摩擦板磨損后能自動(dòng)進(jìn)行位移補(bǔ)償，減少工人工作量，使摩擦板各襯板之間貼合更緊密，防止密封面進(jìn)入灰塵和物料，避免因工人疏忽造成摩擦板過(guò)度磨損。

1.3 氣路系統(tǒng)

氣路系統(tǒng)包括了馬達(dá)、料斗振動(dòng)器管路、輸料管路三部分。氣路部分使用軟件分配各單元的管徑和各管路，設(shè)計(jì)方面比傳統(tǒng)混凝土噴射機(jī)更加合理。氣源部分用氣包壓氣為氣馬達(dá)提供電力源。輸料管路內(nèi)的膠管內(nèi)徑是45mm，提高輸料管運(yùn)送氣料速率，降低工人勞動(dòng)量。氣馬達(dá)的分流裝置將部分壓氣分流到各個(gè)振動(dòng)器內(nèi)，提高壓氣使用效率。

1.4 壓板和行走部位

摩擦板的上部壓板是翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，方便堵塞時(shí)更換摩擦板、快捷的拆裝壓板、方便工人清理轉(zhuǎn)子。壓板使用筋板式設(shè)計(jì)減少壓板整體重量。整個(gè)設(shè)計(jì)不僅滿(mǎn)足關(guān)鍵部位強(qiáng)度要求，而且操作快捷、簡(jiǎn)便，一個(gè)工人就能翻轉(zhuǎn)壓板。為了防止水泥和細(xì)砂進(jìn)入軸承[2]，壓板的傳動(dòng)軸采用雙重防塵模式，將油封和防塵圈組合起來(lái)，保證密封的可靠性。行走部分使用的是膠輪，不用占用軌道，可有效防止堵塞道路情況，整個(gè)機(jī)器質(zhì)量更小，人工引動(dòng)噴射機(jī)裝置更加方便。

2 氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)的工藝流程

使用氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)時(shí)，噴射作業(yè)的環(huán)境溫度應(yīng)高于5℃，防止混凝土過(guò)快冷凝。先對(duì)作業(yè)面的浮塵和巖屑進(jìn)行處理，防止其影響噴射效果。將噴射機(jī)平穩(wěn)放置在規(guī)定的位置上，如果圍巖較差應(yīng)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)固定好噴漿機(jī)，增大其密貼受?chē)娒妫乐箛姖{機(jī)氣壓沖力造成機(jī)器滑移，留下不必要的安全隱患。檢查氣源管道是否清潔、破損，氣源管道破損要立即更換，防止漏氣給工人造成傷害。將氣源管道與噴射機(jī)連接在一起，確保牢固之后打開(kāi)壓氣總開(kāi)關(guān)，待到氣壓表的氣壓在0.4～0.63MPa范圍內(nèi)，將輸料管道和噴槍連接在混凝土噴射機(jī)上。打開(kāi)氣動(dòng)馬達(dá)控制閥，讓氣壓帶動(dòng)噴射機(jī)轉(zhuǎn)子緩慢氣動(dòng)，調(diào)試氣動(dòng)馬達(dá)控制閥，將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制在合理范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)正常之后，打開(kāi)輸料管控制閥，均勻從加料口加入混合物料。根據(jù)實(shí)際情況要求，調(diào)節(jié)控制閥的開(kāi)度調(diào)整噴漿距離。噴射混凝土應(yīng)分段、分片、分層級(jí)作業(yè)，噴射時(shí)自下而上依次進(jìn)行，分段長(zhǎng)度小于6m，防止混凝土冷凝出現(xiàn)裂縫。如果有跑塵情況發(fā)生，應(yīng)立即關(guān)閉彈性壓機(jī)裝置。噴射作業(yè)要控制好泵送物料量、泵送風(fēng)壓、噴射角度、噴射距離，保證初壓實(shí)度，防止物料反彈造成不必要的傷害。

3 安全工藝要求

為了提高噴射機(jī)的使用壽命，要保證噴漿濕混凝土沒(méi)有干斑，噴漿口表面光澤、黏著力強(qiáng)、回彈力少。噴射前將噴面浮石清理掉，確保噴射結(jié)合面緊密，防止噴射機(jī)傾倒。將高壓氣和各管路連接起來(lái)時(shí)，接頭外要加保護(hù)裝置，防止氣壓沖力將管道沖開(kāi)傷人。輸料管道要平直，保證物料能夠順利輸料口運(yùn)輸出來(lái)。為了防止意外事故發(fā)生，噴漿人員應(yīng)佩戴有效的安全工作服。噴槍時(shí)選用有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)人作業(yè)。噴漿口[3]不能隨意放置。噴漿作業(yè)面不能有行人行走。發(fā)生意外事故時(shí)，要立即將壓氣裝置關(guān)閉，在沒(méi)有氣壓情況下檢查管道堵塞和其他故障。噴射作業(yè)完成之后，要注意噴射機(jī)的養(yǎng)護(hù)，清洗噴射機(jī)管道和進(jìn)出料口，防止混凝土在噴射機(jī)內(nèi)部冷凝，影響下一次使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

氣動(dòng)轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)和傳統(tǒng)的混凝土噴射機(jī)相比有很多優(yōu)勢(shì)。其不僅滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度要求，而且噴射物料均勻，具有很強(qiáng)的抗?jié)B性能。其體積小，操作方便，是一種值得推廣使用的混凝土噴射機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁艷寶,郭鑫,王晨等.轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)試驗(yàn)探討及應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械,2015,12(90):132-133.

[2]王海洋,郭猛.礦用轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)設(shè)計(jì)[J].煤礦安全,2015,46(03):111-113.

[3]詹鳳濤.煤礦用泵送式混凝土濕噴機(jī)的應(yīng)用研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2014,12(01):96-97.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.100