試析氣動轉子式混凝土噴射機的設計與工藝

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

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試析氣動轉子式混凝土噴射機的設計與工藝

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

摘 要：氣動轉子式混凝土噴射機不使用電源，其主要利用煤礦井下壓縮空氣，將壓縮空氣作為動力源，是一種經濟環保的機械。氣動轉子式混凝土噴射機的物料進出口與傳統的混凝土噴射機相比，改進的物料進出口砼料輸送更連續。本文簡要闡述了氣動轉子式混凝土噴射機的設計原理與使用氣動轉子式混凝土噴射機工藝流程。

關鍵詞：氣動轉子式混凝土噴射機；設計；工藝

0 引言

氣動轉子式混凝土的噴射機生產能力是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，消耗氣量為12m3/min。氣動轉子式混凝土噴射機可輸送的大物料直徑在0～20mm范圍內，為了減少物料墜落時對噴射機的傷害，物料與機器高度要小于1m。水泥和砂石的配料在1:3和1:5之間。氣動轉子式混凝土的噴射機外形尺寸約為1100*680*950（mm)，整個機身重量約為360kg。噴射機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、市政建設工程中使用。

1 氣動轉子式混凝土噴射機設計原理

1.1 轉子和傳動箱

氣動轉子式混凝土噴射機將傳統的轉子直徑、高度、料孔均進行了優化，優化后的同等轉速和功率下，噴射機的生產能力大大加強。轉子可通過液壓馬達帶動轉子轉動，轉速可以調節。料斗的濕拌和轉子料孔可以旋轉180°，讓料孔和壓縮空氣進氣口相連[1]，適當降低轉子高度可增大料杯孔體面積。轉子結構體積小巧，設計更加合理、科學。氣動轉子式混凝土噴射機的馬達和轉子中心距、齒輪、軸強度均得到優化。與傳統混凝土噴射機相比，傳動箱、減速箱質量均變輕。傳動箱進行功率和扭矩的傳遞，由空壓機產生的壓縮空氣將物料從噴頭噴射到作業面上。

1.2 彈性壓緊裝置

傳統的彈性壓緊裝置手動螺栓壓緊沒有標準化，主要依靠工人的實踐經驗進行操作，人為因素影響較大。改進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進行位移補償，減少工人工作量，使摩擦板各襯板之間貼合更緊密，防止密封面進入灰塵和物料，避免因工人疏忽造成摩擦板過度磨損。

1.3 氣路系統

氣路系統包括了馬達、料斗振動器管路、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，設計方面比傳統混凝土噴射機更加合理。氣源部分用氣包壓氣為氣馬達提供電力源。輸料管路內的膠管內徑是45mm，提高輸料管運送氣料速率，降低工人勞動量。氣馬達的分流裝置將部分壓氣分流到各個振動器內，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式結構，方便堵塞時更換摩擦板、快捷的拆裝壓板、方便工人清理轉子。壓板使用筋板式設計減少壓板整體重量。整個設計不僅滿足關鍵部位強度要求，而且操作快捷、簡便，一個工人就能翻轉壓板。為了防止水泥和細砂進入軸承[2]，壓板的傳動軸采用雙重防塵模式，將油封和防塵圈組合起來，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，整個機器質量更小，人工引動噴射機裝置更加方便。

2 氣動轉子式混凝土噴射機的工藝流程

使用氣動轉子式混凝土噴射機時，噴射作業的環境溫度應高于5℃，防止混凝土過快冷凝。先對作業面的浮塵和巖屑進行處理，防止其影響噴射效果。將噴射機平穩放置在規定的位置上，如果圍巖較差應掛設鋼筋網固定好噴漿機，增大其密貼受噴面，防止噴漿機氣壓沖力造成機器滑移，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連接在一起，確保牢固之后打開壓氣總開關，待到氣壓表的氣壓在0.4～0.63MPa范圍內，將輸料管道和噴槍連接在混凝土噴射機上。打開氣動馬達控制閥，讓氣壓帶動噴射機轉子緩慢氣動，調試氣動馬達控制閥，將轉子轉速控制在合理范圍內。轉子運轉正常之后，打開輸料管控制閥，均勻從加料口加入混合物料。根據實際情況要求，調節控制閥的開度調整噴漿距離。噴射混凝土應分段、分片、分層級作業，噴射時自下而上依次進行，分段長度小于6m，防止混凝土冷凝出現裂縫。如果有跑塵情況發生，應立即關閉彈性壓機裝置。噴射作業要控制好泵送物料量、泵送風壓、噴射角度、噴射距離，保證初壓實度，防止物料反彈造成不必要的傷害。

3 安全工藝要求

為了提高噴射機的使用壽命，要保證噴漿濕混凝土沒有干斑，噴漿口表面光澤、黏著力強、回彈力少。噴射前將噴面浮石清理掉，確保噴射結合面緊密，防止噴射機傾倒。將高壓氣和各管路連接起來時，接頭外要加保護裝置，防止氣壓沖力將管道沖開傷人。輸料管道要平直，保證物料能夠順利輸料口運輸出來。為了防止意外事故發生，噴漿人員應佩戴有效的安全工作服。噴槍時選用有經驗的專人作業。噴漿口[3]不能隨意放置。噴漿作業面不能有行人行走。發生意外事故時，要立即將壓氣裝置關閉，在沒有氣壓情況下檢查管道堵塞和其他故障。噴射作業完成之后，要注意噴射機的養護，清洗噴射機管道和進出料口，防止混凝土在噴射機內部冷凝，影響下一次使用。

4 結束語

氣動轉子式混凝土噴射機和傳統的混凝土噴射機相比有很多優勢。其不僅滿足混凝土強度要求，而且噴射物料均勻，具有很強的抗滲性能。其體積小，操作方便，是一種值得推廣使用的混凝土噴射機。

參考文獻：

[1]丁艷寶,郭鑫,王晨等.轉子式混凝土噴射機試驗探討及應用[J].煤礦機械,2015,12(90):132-133.

[2]王海洋,郭猛.礦用轉子式混凝土噴射機設計[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的應用研究[J].中國高新技術企業,2014,12(01):96-97.

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