范 玉，范佳琦2，黃繼戰(zhàn)

（1.江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院，北京 100081）

目前，混凝土濕噴漿機(jī)廣泛應(yīng)用于隧道和建筑施工中，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上較流行混凝土噴漿機(jī)主要有三類：一類是凸輪柱塞泵式噴漿機(jī)，第二類是螺桿泵式噴漿機(jī)，第三類是轉(zhuǎn)子活塞式濕噴機(jī)式噴漿機(jī)。柱塞泵式濕噴機(jī)是將柱塞式混凝土泵作為濕式混凝土噴射機(jī)，在輸送管出口裝以噴嘴并在此通入壓縮空氣，將混凝土噴射出去；轉(zhuǎn)子活塞式濕噴機(jī)是利用一組活塞將濕料推送至機(jī)器頂部的混合室，經(jīng)與空氣混合后，通過軟管輸送到噴嘴，在噴嘴處摻加速凝劑后噴出。濕噴機(jī)螺桿泵式噴漿機(jī)是以螺桿與定子套相互嚙合時(shí)借角空間容積的變化來(lái)輸送物料的，其核心部件是螺桿泵，如圖1所示。

圖1螺桿泵總成

本文介紹螺桿泵式噴漿機(jī)的技術(shù)問題，其在施工過程中出現(xiàn)了以下技術(shù)施工問題：

（1）噴漿機(jī)振動(dòng)較大，生產(chǎn)率低；

（2）易造成輸送管堵管、螺桿泵卡死現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至造成電機(jī)燒毀現(xiàn)象；

（3）施工時(shí)出現(xiàn)混凝土噴涂不均勻、反彈率較大噴面脫落的現(xiàn)象。

（4）螺桿和定子套的磨損較嚴(yán)重。

針對(duì)噴漿機(jī)施工時(shí)出現(xiàn)的技術(shù)問題，江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院、北京理工大學(xué)機(jī)車學(xué)院與江蘇天沃重工科技有限公司開展技術(shù)合作，對(duì)混凝土噴漿機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改造，通過提高系統(tǒng)聯(lián)接剛度的改進(jìn)設(shè)計(jì)較好地解決了上述問題。

1 混凝土噴漿機(jī)的改進(jìn)研究

1.1 混凝土噴漿機(jī)的結(jié)構(gòu)分析

通過大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并對(duì)現(xiàn)有混凝土噴漿機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，如圖2所示，發(fā)現(xiàn)混凝土噴漿機(jī)之所以出現(xiàn)震動(dòng)較大、攪拌不均、噴涂不均現(xiàn)象，主要是因?yàn)闇p速器與攪拌器的連接結(jié)構(gòu)存在設(shè)計(jì)缺陷。其中，減速器與攪拌器通過單一法蘭直接結(jié)合在一起。由于減速器和攪拌器結(jié)合部位尺寸較大，導(dǎo)致聯(lián)接螺釘過長(zhǎng)，剛性不足。再加上出于密封的需要，減速器與攪拌器聯(lián)接處采用了橡膠密封墊，導(dǎo)致其鏈接剛度進(jìn)一步降低。通過進(jìn)一步試驗(yàn)，還發(fā)現(xiàn)料斗與電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的聯(lián)接也存在類似的問題。正是上述設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致了混凝土噴漿機(jī)關(guān)鍵部位鏈接剛性不足，進(jìn)而導(dǎo)致其施工時(shí)出現(xiàn)了震動(dòng)較大、攪拌不均勻、噴涂不均勻現(xiàn)象。

圖2 改進(jìn)前減速器與攪拌器聯(lián)接圖

1.2 混凝土噴漿機(jī)改進(jìn)方案

混凝土噴漿機(jī)的減速器、料斗與攪拌器是通過螺釘連接的，螺釘過長(zhǎng)，加之因密封需要，料斗與攪拌器聯(lián)接處采用了橡膠密封墊，使得減速器、料斗與攪拌器三者形成了非剛性聯(lián)接。

根據(jù)以上分析，決定采用改變減速器與料斗的聯(lián)接形式來(lái)消除振動(dòng)，提高設(shè)備的剛性。具體改進(jìn)方案為：如圖3所示，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置上增加連接法蘭1（如圖4所示）。在圖5所示的料斗結(jié)構(gòu)上增加法蘭2，如圖6所示。

圖3電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置改進(jìn)圖

圖4 法蘭1

圖5料斗結(jié)構(gòu)改進(jìn)圖

圖6法蘭2

這一改進(jìn)方案，通過在電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的聯(lián)接處、料斗結(jié)構(gòu)的聯(lián)接處各增加一個(gè)法蘭盤，使原來(lái)的較長(zhǎng)螺釘聯(lián)接，變成了以兩個(gè)法蘭盤為媒介的過渡式聯(lián)接方式，即電機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸等先聯(lián)接到法蘭，再通過法蘭與法蘭的聯(lián)接實(shí)現(xiàn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸的聯(lián)接，這樣有效縮短了驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝置、料斗結(jié)構(gòu)聯(lián)接處的聯(lián)接螺釘?shù)拈L(zhǎng)度，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的整體剛度。

改進(jìn)設(shè)計(jì)后的噴漿機(jī)，通過增加兩個(gè)過渡法蘭，改變了減速器、料斗與攪拌器連接的結(jié)構(gòu)形式，縮短了連接螺釘?shù)拈L(zhǎng)度，優(yōu)化了噴漿機(jī)的結(jié)構(gòu)，提高了噴漿機(jī)整體的剛度。圖7為改進(jìn)后的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、料斗與料斗結(jié)構(gòu)的裝配圖。

圖7 減速器與攪拌器聯(lián)接圖

改進(jìn)后的混凝土噴漿機(jī)的總體結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8改進(jìn)后混凝土噴漿機(jī)結(jié)構(gòu)圖

改進(jìn)后混凝土濕噴機(jī)的技術(shù)參數(shù)見下表。

改進(jìn)后混凝土濕噴機(jī)實(shí)體圖，如圖9所示：

2 混凝土噴漿機(jī)的改進(jìn)后的施工效果

改進(jìn)前的噴漿機(jī)因震動(dòng)較大，無(wú)法正常使用，表1為改進(jìn)設(shè)計(jì)后的噴漿機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，與改進(jìn)前的噴漿機(jī)相比，改進(jìn)后的剛度顯著提高、振動(dòng)幅度很小，經(jīng)在江蘇、安徽、河南洛陽(yáng)等地多個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明改進(jìn)后混凝土噴漿機(jī)在施工過程中很好的解決了噴漿機(jī)振動(dòng)大、噪音大的問題，輸送管易堵管、螺桿泵卡死等技術(shù)問題。由該噴漿機(jī)噴涂的作業(yè)面噴涂均勻，噴面不易脫落。改進(jìn)后混凝土噴漿機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，達(dá)到了預(yù)期的效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

噴漿機(jī)經(jīng)采用過渡法蘭優(yōu)化結(jié)構(gòu)后，其整體剛性得到提高，振動(dòng)減小，噪音大、堵管、螺桿泵卡死等技術(shù)問題得到有效解決。優(yōu)化設(shè)計(jì)后的噴漿機(jī)噴涂的作業(yè)面均勻，不易脫落，在煤礦及建筑行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。筆者認(rèn)為對(duì)混凝土噴漿機(jī)進(jìn)一步的研究應(yīng)朝著提高整體作業(yè)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

[1]馬井雨，馬忠誠(chéng)，汪 瀾，等.國(guó)內(nèi)噴射混凝土用噴射機(jī)的發(fā)展概述[J].混凝土，2012，(09):142-144.

[2]范 玉，王鳳清，張君偉，等.SBL40型螺桿式噴漿機(jī)的研發(fā)[J].煤礦機(jī)械，2014，(06):146.