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中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 1 页 of of It it of is of be a by to by a is in of in ng in a of to 1 1 of n of of as is a to a to a of of on a in up to in of to to a nd in of is a it is so in in 国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 2 页 is 2。 960s of be is in he to of is to a of in of is is in of or in to up of r to a of 3. At as s of of an of of In to of is to be To of 1) to of to 2) no 3 h, of up 03 h, a up 03 h. 3) of up 5 0 be to 0%. 4) to of a of it of of 2 of a be as a to in to of a of s is of of 3 . 1 国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 3 页 to a 80 by by 4. 3. 2 to It h 3.3 is a it a a to of At s of is to of of a 5. 4 of in of to be t to in is an of to of a is 1) of of a of up 000 t 8 000 元 / t), of no be of 000 t). 2) s to be 3) of 4) of 5 of of of a ) of be of 2) of be an to of to of 3) of a of to of 4) of 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 4 页 to of ) by of a 2) of a 3） In to of a of a of in of is of a in to of to on by of in to of iu 2 be of I to in a 4) up or to be is of a be to to be in of of or by of to to to of 6 of a of is a in of of at a of 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 5 页 to a s is in of s of of of In s 7. of to of is of of 1 J. 1997, 25 (9): 30231. 2 J. 2003 (4): 61262. 3 of J . 2004 (11): 48249. 4 of J. 2003 (8): 36237. 5 of J. 1993 (2): 66267. 6 of J. 1993, 21 (2): 40242. 7 s J. 1996, 79 (5 ): 45,246 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 6 页 中文译文 混凝土喷射机 的概述及改进 樊 华 邱林锋 陈玲芳 摘 要 :介绍了干式和湿式混凝土喷射机的工作原理、类型、发展过程 ,分析了国内外应用情况和各类混凝土喷射机的优缺点 ,并对近年来国内研制开发的几种具有代表性的湿式混凝土喷射机作了介绍 ,对混凝土喷射机的问题进行了技术改进。 关键词 :混凝土喷射机 ,结构特点 ,工作原理 ,公路 混凝土喷射机是利用压缩空气 ,将按一定级配和水灰比拌和好的混凝土料 ,通过输送管经喷射机的喷嘴 ,并以很高的速度喷射出去 ,从而在受喷面上形成混凝土支护层 ,是目前喷射混凝土施工作业中的主要设备。由于混凝土喷射技术具有节 约混凝土和钢材、木材 ,节省劳动力 ,提高施工效率 ,降低工程费用等特点 ， 因此混凝土喷射机的应用越来越普遍。目前已被广泛地应用于铁路、公路、水利、建筑、煤炭等建筑工程的施工中 ,成了解决隧道、道路护坡、建筑基坑、地下工程的临时和永久支护理想的施工作业机械 1 。 1 目前在喷射混凝土作业中 ,绝大多数是使用转子式混凝土喷射机 ,因为这种喷射机结构简单、工作性能可靠、外形小、重量轻、维修和操作方便。干式喷射机工作原理和结构特征是 :带有衬板的转子以一定的转速旋转 ,而结合板压在衬板上固定不动 ,结合板上连接有进风管和出料 弯头 ,当转子中装有物料的各个料杯转动到与进风管和出料弯头相通时 ,在压气的作用下 ,物料通过出料弯头和输料管输送到喷嘴 ,并在喷嘴处加水喷射出去。 干式混凝土喷射机的主要优点是输送距离长、设备简单、耐用 ,但由于它是使干拌和混凝土喷嘴外与水混合 ,故而施工粉尘 ,回弹均较大 ,干喷作业产生的粉尘危害工人健康 ,尤其是窄小巷道工程施工中 ,粉尘污染更为严重 2 。 从 20 世纪 60 年代起 ,在西方发达国家中 ,湿喷技术开始逐渐推行 ,各种湿式混凝土喷射机也陆续开发出来 ,与干法喷射混凝土的主要区别在于足量 (按水灰比要求应加的量 ) 拌合水的加入时机不同 ;湿式喷射混凝土是在其进入输料管前混合料中已加了足量的拌合水 ,输料管中输送的是全湿混凝土 ;干式喷射混凝土是在输料管中输送未加入拌合水的干料 (地面自然湿度拌合料或烘干料 ) ,而在喷嘴前再加足够量拌合水 ,与干混合料迅速混合为全湿混凝土后输送至喷嘴处 ,经掺加速凝剂后形成料束喷至施工面 3 。 在国内 ,随着人们环保意识的增强以及对喷射混凝土质量要求的提高 ,已有中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 7 页 越来越多的湿式混凝土喷射机进入使用。近几年来 ,国内一些单位也开始开发研制出几种湿式混凝土喷射机 ,但生产规模尚有待于扩大。概括起来 ,湿式混凝土喷射机的主要优点有以下几方面 : 1) 大大降低了机旁和喷嘴外的粉尘浓度 ,消除了对工人健康的危害。 2) 生产率高。干式混凝土喷射机一般不超过 53 h ,而使用湿式混凝土喷射机 ,人工作业时可达 103 h ,采用机械手工作业时 ,则可达 203 h。 3) 回弹度低。干喷时 ,混凝土回弹度可达 15 % 50 % ,采用湿喷技术回弹率可降低到 10 %以下。 4) 湿喷时 ,由于水灰比易于控制 ,混凝土水化程度高 ,故可大大改善喷射混凝土的品质 ,提高混凝土的匀质性。 2 湿式混凝土喷射机的 种类及工作原理 随着混凝土湿喷技术的应用 ,各国分别开发出一系列的湿式混凝土喷射机根据湿式混凝土喷射机的工作原理 ,可分为泵送型及气动型两大类 3 。 2. 1 泵送型湿式混凝土喷机 泵送型混凝土喷射机主要有柱塞泵式湿喷机和螺杆泵式湿喷机两类。柱塞泵式湿喷机是将柱塞式混凝土泵作为湿式混凝土喷射机的基本机体 ,在输送管出口装以喷嘴并在此通入压缩空气 ,将混凝土喷射出去 ,这类湿喷机一般较笨重 ,但输送距离长 ,在二滩、小浪底等一些大型水利工程中使用 ,该机型的主要缺点是生产率低 ,螺杆和定子套的磨损较严重 ,故而应用范围 不大。 2. 2 气送式湿式混凝土喷机 这类湿喷机是利用压缩空气将物料在软管中以“稀薄流”的形式输送至喷嘴直接喷出 ,该机为并排的两个罐 ,一个喷射 ,一个备料 ,罐的底部各有一个横卧的螺旋输送器 ,喷射罐内通入压缩空气 ,湿拌合料经螺旋送进输料管 ,在喷嘴处 ,通过气环引入的压缩空气使拌合料喷射出去 ,机动性差。 3 国产湿式混凝土喷射机 3. 1 湿式混凝土喷射机 湿式混凝土喷射机是一种气送转子式湿式混凝土喷射机 ,其工作原理与瑞士阿利瓦 280 机型相似 ,其转子由电动机经减速器带动旋转 ,该 机设备投资少 ,生产率高 ,重量轻 ,机动性好 4 。 3. 2 混凝土喷射机该机适用于干喷、潮喷和湿喷。它能自动清洗 ,不粘堵 ,下料速度快 ,余料少 ,效率高。 3. 3 叶轮式湿式混凝土喷射机 叶轮式湿式混凝土喷射机是一种新型湿喷机 ,它采用了一种叶轮喂料装置 ,具有工作可靠、使用寿命长、适应骨料粒径范围大等优点。目前中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 8 页 我国研制的混凝土泵送和湿喷两用机混凝土湿喷机是隧道施工中不可缺少的工程设备 ,目前主要有叶轮式、转子活塞式及泵式湿喷机。叶轮式和转子活塞式湿喷机的输送距离短、排量小、易损件寿命短、漏 浆严重、清洗时间长 5 。 4 湿式混凝土喷射机推广应用中需解决的一些问题 目前 ,由于湿喷技术具有明显的优势 ,湿式混凝土喷射机在工程中的应用亦越来越多 ,但是 ,由于存在着一些尚待解决的问题 ,对湿式混凝土喷射机的推广应用起到了一定的阻碍作用 ,以至于在我国 ,目前主要的喷射混凝土作业方式仍是干喷。 1) 湿式混凝土喷射机多采用液体速凝剂 ,进口及合资产品售价较高 (达 6 000 元 / t 8 000 元 / t ) ,而国产液体速凝剂尚无生产 ,相对应的干喷粉状速凝剂售价低 (1 000 多元 / t) 。 2) 劳动 力成本低及人们的环保意识尚待提高。 3) 湿式混凝土喷射机作业时 ,设备较为复杂 ,操作及维修不及干喷机方便。 4) 使用湿式混凝土喷射机作业时 ,设备投资较高。 5 喷射混凝土机的改进 5. 1 改进后混凝土喷射机的特点 1) 防尘效果更好。采用改进后的密封装置可以做到不扬尘 ,大大改善了工人的劳动条件 ,提高了劳动生产率。 2) 增加防粘结高弹性橡胶料腔。可有效解决混凝土易粘结的问题 ,减少了清除混凝土粘结的次数 ,提高了劳动效率。 3) 运用耐磨橡胶垫。橡胶垫的耐磨性提高一倍以上 ,减少了橡胶垫的更换次数降 低了使用成本。 4) 将原传动轴由整体改为三部分组成 ,解决了不易拆卸、维修难的问题。 5. 2 改进前后混凝土喷射机的区别 1) 原混凝土喷射机旋转体由耐磨铸铁铸造而成 ,未经处理 ,生锈后易粘结 ,改进后将喷射腔进行喷涂防锈处理 ,大大降低了粘结的可能性。 2) 原混凝土喷射机旋转体直接与出料口接触 ,密封不严 ;进料口无密封装置 ,改进后增加一层耐磨橡胶垫并在进料口加密封圈。 3) 在旋转体上和喷射口增加高弹性橡胶料 ,而原混凝土喷射机旋转体和喷射口无高弹性橡胶腔。混凝土喷射机工作时形成高压空气腔 ,高弹性橡胶腔在空气 的压力下被压缩 ,旋转体是不停转动的 ,当旋转体上的高弹性橡胶腔转过压力区后 ,压力消失 ,高弹性橡胶腔将在自身的弹力作用下恢复原状 ,而使附着在高弹性橡胶腔上的混凝土受到挤压而散落下来 ,自动清除了混凝土粘结 ,同时为了中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 9 页 便于维修和更换旋转体上的高弹性橡胶料腔 ,将整体十二个腔分割成四件 ,每件三个腔。同样道理 ,在出料口增加一高弹性橡胶料腔。 4) 原混凝土喷射机传动轴为整体结构 ,清理旋转体上的工作腔或更换高弹性橡胶料腔时 ,须将上座体和筛体同时卸掉才可 ,改进后将整轴分为三部分 ,中间加一连接轴 ,通过方母 ,连接轴 ,销轴将两轴连在 一起 ,拆卸时只须拆掉连接轴就可以将中座体抬起 ,更换高弹性橡胶腔或者清理旋转体 ,省时又省力 ,通过增加橡胶密封垫高弹性橡胶腔以及将传动轴改为分体连接式结构 ,有效地解决了扬尘和混凝土粘结及拆卸不便的问题 ,从一些使用现场来看 ,取得了良好的效果。 6 结语 采用潮喷工艺虽然可降低粉尘浓度和减少回弹率 ,但粉尘的危害依然存在 ,回弹率仍然较高 ,距要求的标准还有相当大的距离。世界各国在探讨湿法喷射混凝土工艺的同时 ,研制了湿式混凝土喷射机 ,并日趋成熟 ,许多国家已开始大量采用。我国目前湿喷法仍处在试验研究阶段 ,还未达到全面推广 的应用水平。主要是湿喷机体积庞大 ,工艺复杂 ,对集料要求高 ,而我国生产的液体速凝剂、外加剂性能较差 ,影响了湿式喷射机的推广和应用。在这方面我国很多单位已经开始了研究 ,并取得了不小的进展 7 。研制性能可靠、体积小 ,可供现场推广使用的湿喷机仍是今后喷射混凝土技术的主攻方向之一。 参考文献 : 1 许天恩 . 混凝土喷射机现状和发展趋势 J . 煤炭科学技术 , 1997 ,25 (9) :30231. 2 刘运启 . 混凝土喷射机防尘和防粘结的改进 J . 江苏煤炭 , 2003 (4) :61262. 3 王小宝 . 湿式混凝土喷射机的类型及发展
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