淺談濕噴機(jī)噴頭總成的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

孫曉亮，張其智，黃 永

(江西鑫通機(jī)械造有限公司，遼寧 沈陽110000)

從20世紀(jì)70年代起，在西方發(fā)達(dá)國家中濕噴技術(shù)開始推行，各種濕噴機(jī)也陸續(xù)開發(fā)。在我國隨著人們的環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，以及對(duì)混凝土工程質(zhì)量要求的提高，越來越多的濕式混凝土噴射機(jī)被采用。在一些進(jìn)行國際招標(biāo)的大型水利工程中，如二灘水電站、黃河小浪底工程、三峽工程等均是采用濕式混凝土噴射機(jī)作業(yè)。

混凝土噴漿車是一種將用于泵送混凝土的泵送機(jī)構(gòu)和用于布料的臂架系統(tǒng)集成在汽車底盤或自制底盤上的設(shè)備，泵送機(jī)構(gòu)利用底盤發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)動(dòng)力，將料斗內(nèi)的混凝士加壓送入管道內(nèi)，管道附在臂架上，操作人員控制臂架移動(dòng)，將泵送機(jī)構(gòu)泵出的混凝土通過與空壓機(jī)送出的壓縮空氣混合后噴射在受噴面上，從而形成壁面支護(hù)層起到支護(hù)作用。本文主要針對(duì)現(xiàn)場施工時(shí)濕噴車噴頭總成240油缸聯(lián)接螺栓發(fā)生斷裂現(xiàn)象對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，避免因噴頭故障影響濕噴機(jī)噴射效率。

1 濕噴車主要結(jié)構(gòu)

混凝土噴漿車的種類很多，但是其基本組成部件是相同的，車載混凝土濕噴車主要由汽車底盤、汽車底盤動(dòng)力系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、副車架及支撐系統(tǒng)、電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)、速凝劑系統(tǒng)、電纜收放系統(tǒng) 、臂架系統(tǒng) 、泵送系統(tǒng) 、泵管、噴射系統(tǒng)、水系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)等部分組成。本文主要討論臂架系統(tǒng)中的噴頭總成。

1.1 臂架系統(tǒng)

該系統(tǒng)在混凝土噴施時(shí)起到泵送管路支撐作用具有布料的功能。臂架系統(tǒng)主要由多節(jié)臂架、連桿、油缸、連接件鉸接而成的可俯仰和伸縮的平面四連桿機(jī)構(gòu)組成，通過臂架油缸伸縮、轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，將噴射混凝土經(jīng)由附在臂架上的輸送管，直接送達(dá)臂架末端噴頭所指位置即受噴點(diǎn)。混凝土噴漿車的臂架采用的是二級(jí)伸縮俯仰式，大臂可以在大臂俯仰油缸的作用下向上俯70°，小臂在小臂俯仰油缸的作用下可上下俯仰；向下俯100°，小臂伸縮節(jié)可以在小臂固定節(jié)里面作伸縮往復(fù)運(yùn)動(dòng)（由伸縮油缸帶動(dòng)）。

圖1 臂架結(jié)構(gòu)圖

1.2 噴頭總成

該機(jī)構(gòu)安裝在臂架最前端，具有兩個(gè)自由度，可以繞小臂伸縮節(jié)軸線作360°的旋轉(zhuǎn)，也可以在噴頭擺動(dòng)油缸的作用下作240°的擺動(dòng)，同時(shí)噴頭也可以作360°的刷動(dòng)。該系統(tǒng)與混凝土輸送管、壓縮空氣風(fēng)管、速凝劑輸送管連接，在噴頭內(nèi)部混合后利用壓縮空氣的壓力從噴嘴噴射出去，這樣在臂架的各個(gè)動(dòng)作下，噴嘴可以完成空間任意方向的施工。

圖2 噴頭結(jié)構(gòu)圖

噴頭總成在施工中持續(xù)受到震動(dòng)載荷,同時(shí)在施工時(shí)操作手會(huì)利用噴頭清理鋼拱架上突出的混凝土，噴頭結(jié)構(gòu)240擺動(dòng)油缸聯(lián)接螺栓受徑向載荷作用，造成在施工過程中240擺動(dòng)油缸連接螺栓松動(dòng)發(fā)生斷裂現(xiàn)象，為解決此問題對(duì)240擺動(dòng)油缸聯(lián)接進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

上部新增件2 蓋板與240擺動(dòng)油缸緊密配合，件5定位座插入擺動(dòng)油缸與件7吊架緊密配合，通過螺栓3聯(lián)接緊固，承受震動(dòng)載荷及徑向載荷，件6螺栓不受徑向力作用，防止件6螺栓斷裂，減少了施工過程中的故障率。

圖3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)

2 結(jié)語

濕噴機(jī)已成為隧道施工必不可少的工程機(jī)械，要求我們機(jī)械人通過不斷的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提升噴射效率，減少故障率，更好的服務(wù)于國家的現(xiàn)代化建設(shè)。