试析气动转子式混凝土喷射机的设计与工艺

摘 要：气动转子式混凝土喷射机不使用电源，其主要利用煤矿井下压缩空气，将压缩空气作为动力源，是一种经济环保的机械。气动转子式混凝土喷射机的物料进出口与传统的混凝土喷射机相比，改进的物料进出口砼料输送更连续。本文简要阐述了气动转子式混凝土喷射机的设计原理与使用气动转子式混凝土喷射机工艺流程。

关键词：气动转子式混凝土喷射机；设计；工艺

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

0 引言

气动转子式混凝土的喷射机生产能力是6m3/h，输送距离为水平方向100m，垂直方向30m，工作气压一般0.4～0.63MPa范围内，消耗气量为12m3/min。气动转子式混凝土喷射机可输送的大物料直径在0～20mm范围内，为了减少物料坠落时对喷射机的伤害，物料与机器高度要小于1m。水泥和砂石的配料在1：3和1：5之间。气动转子式混凝土的喷射机外形尺寸约为1100*680*950（mm），整个机身重量约为360kg。喷射机主要在矿山井巷工程、水利工程、水电工程、隧道工程、边坡维护、市政建设工程中使用。

1 气动转子式混凝土喷射机设计原理

1.1 转子和传动箱

气动转子式混凝土喷射机将传统的转子直径、高度、料孔均进行了优化，优化后的同等转速和功率下，喷射机的生产能力大大加强。转子可通过液压马达带动转子转动，转速可以调节。料斗的湿拌和转子料孔可以旋转180°，让料孔和压缩空气进气口相连[1]，适当降低转子高度可增大料杯孔体面积。转子结构体积小巧，设计更加合理、科学。气动转子式混凝土喷射机的马达和转子中心距、齿轮、轴强度均得到优化。与传统混凝土喷射机相比，传动箱、减速箱质量均变轻。传动箱进行功率和扭矩的传递，由空压机产生的压缩空气将物料从喷头喷射到作业面上。

1.2 弹性压紧装置

传统的弹性压紧装置手动螺栓压紧没有标准化，主要依靠工人的实践经验进行操作，人为因素影响较大。改进后的弹性压紧板的摩擦板是使用弹簧、油缸组合装置，使用四组均布拉紧装置压紧摩擦板，使摩擦板压紧力均匀、可具体量化。弹性压紧装置在摩擦板磨损后能自动进行位移补偿，减少工人工作量，使摩擦板各衬板之间贴合更紧密，防止密封面进入灰尘和物料，避免因工人疏忽造成摩擦板过度磨损。

1.3 气路系统

气路系统包括了马达、料斗振动器管路、输料管路三部分。气路部分使用软件分配各单元的管径和各管路，设计方面比传统混凝土喷射机更加合理。气源部分用气包压气为气马达提供电力源。输料管路内的胶管内径是45mm，提高输料管运送气料速率，降低工人劳动量。气马达的分流装置将部分压气分流到各个振动器内，提高压气使用效率。

1.4 压板和行走部位

摩擦板的上部压板是翻转式结构，方便堵塞时更换摩擦板、快捷的拆装压板、方便工人清理转子。压板使用筋板式设计减少压板整体重量。整个设计不仅满足关键部位强度要求，而且操作快捷、简便，一个工人就能翻转压板。为了防止水泥和细砂进入轴承[2]，压板的传动轴采用双重防尘模式，将油封和防尘圈组合起来，保证密封的可靠性。行走部分使用的是胶轮，不用占用轨道，可有效防止堵塞道路情况，整个机器质量更小，人工引动喷射机装置更加方便。

2 气动转子式混凝土喷射机的工艺流程

使用气动转子式混凝土喷射机时，喷射作业的环境温度应高于5℃，防止混凝土过快冷凝。先对作业面的浮尘和岩屑进行处理，防止其影响喷射效果。将喷射机平稳放置在规定的位置上，如果围岩较差应挂设钢筋网固定好喷浆机，增大其密贴受喷面，防止喷浆机气压冲力造成机器滑移，留下不必要的安全隐患。检查气源管道是否清洁、破损，气源管道破损要立即更换，防止漏气给工人造成伤害。将气源管道与喷射机连接在一起，确保牢固之后打开压气总开关，待到气压表的气压在0.4～0.63MPa范围内，将输料管道和喷枪连接在混凝土喷射机上。打开气动马达控制阀，让气压带动喷射机转子缓慢气动，调试气动马达控制阀，将转子转速控制在合理范围内。转子运转正常之后，打开输料管控制阀，均匀从加料口加入混合物料。根据实际情况要求，调节控制阀的开度调整喷浆距离。喷射混凝土应分段、分片、分层级作业，喷射时自下而上依次进行，分段长度小于6m，防止混凝土冷凝出现裂缝。如果有跑尘情况发生，应立即关闭弹性压机装置。喷射作业要控制好泵送物料量、泵送风压、喷射角度、喷射距离，保证初压实度，防止物料反弹造成不必要的伤害。

3 安全工艺要求

为了提高喷射机的使用寿命，要保证喷浆湿混凝土没有干斑，喷浆口表面光泽、黏着力强、回弹力少。喷射前将喷面浮石清理掉，确保喷射结合面紧密，防止喷射机倾倒。将高压气和各管路连接起来时，接头外要加保护装置，防止气压冲力将管道冲开伤人。输料管道要平直，保证物料能够顺利输料口运输出来。为了防止意外事故发生，喷浆人员应佩戴有效的安全工作服。喷枪时选用有经验的专人作业。喷浆口[3]不能随意放置。喷浆作业面不能有行人行走。发生意外事故时，要立即将压气装置关闭，在没有气压情况下检查管道堵塞和其他故障。喷射作业完成之后，要注意喷射机的养护，清洗喷射机管道和进出料口，防止混凝土在喷射机内部冷凝，影响下一次使用。

4 结束语

气动转子式混凝土喷射机和传统的混凝土喷射机相比有很多优势。其不仅满足混凝土强度要求，而且喷射物料均匀，具有很强的抗渗性能。其体积小，操作方便，是一种值得推广使用的混凝土喷射机。

参考文献：

[1]丁艳宝，郭鑫，王晨等.转子式混凝土喷射机试验探讨及应用[J].煤矿机械，2015，12（90）：132-133.

[2]王海洋，郭猛.矿用转子式混凝土喷射机设计[J].煤矿安全，2015，46（03）：111-113.

[3]詹凤涛.煤矿用泵送式混凝土湿喷机的应用研究[J].中国高新技术企业，2014，12（01）：96-97.

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