
目前在我國混凝土噴射機(jī)的主導(dǎo)機(jī)型是轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī),它具有輸送距離長、工作風(fēng)壓低、噴頭脈沖小、工藝設(shè)備簡單、對滲水巖面適應(yīng)性好,以及混合料可以存放較長時間等特點(diǎn),廣泛地應(yīng)用于礦山錨噴支護(hù)、隧道工程、建筑工地等領(lǐng)域。其工作原理是:電動機(jī)通過聯(lián)軸器,驅(qū)動減速器,減速器的輸出軸既帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),又帶動料斗上的撥料器旋轉(zhuǎn),混凝土拌合料經(jīng)料斗落入旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子料腔內(nèi),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過后,壓縮空氣與料腔進(jìn)風(fēng)口相通,在壓氣的作用下,物料通過出料彎頭和輸料管被輸送到噴嘴,并在噴嘴處加水噴射出去。本機(jī)型中轉(zhuǎn)子的料腔采用了新型的扇形、多料腔結(jié)構(gòu),使得進(jìn)風(fēng)連續(xù),噴射脈沖小。本論文首先概括性地介紹了混凝土噴射機(jī)的發(fā)展歷史、工作原理,并分析了現(xiàn)有機(jī)型的優(yōu)缺點(diǎn),接著確定本次設(shè)計(jì)的機(jī)型。其次結(jié)合任務(wù)書的參數(shù)設(shè)計(jì)三級圓柱直齒減速器、輸料管、旋轉(zhuǎn)體等一些主要的部件,對部分要求比較高的零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。
(1)自搗。噴射混凝土以較高的速度(30~120m/s)從噴嘴噴向巖面,先噴到巖壁上的混凝土受后噴混凝土的強(qiáng)烈沖擊和壓密,從而使混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí),強(qiáng)度較高,不需要人工搗固。(2)早強(qiáng)。噴射混凝土能隨地下工程掘進(jìn)及時施工,自加入速凝劑后,凝結(jié)硬化快,有較高的早期強(qiáng)度,與錨桿配合使用,能有效控制圍巖的松動和變形。(3)密貼。由于噴射混凝土是以高速噴射到巖壁上,與圍巖具有較大的粘結(jié)力,能夠及時封閉圍巖,防止圍巖風(fēng)化和強(qiáng)度降低。(4)柔性。噴射混凝土層較薄,具有一定的柔性,特別是與金屬網(wǎng)配合使用或采用鋼纖維噴射混凝土?xí)r,其柔性將會得到明顯的改善,可以同圍巖協(xié)同變形,達(dá)到讓壓、卸壓的目的。(5)施工機(jī)械化程度高、速度快。噴射混凝土的支護(hù)使混凝土的運(yùn)輸、澆灌、搗固等工序合為一條作業(yè)線,免除了立模、拆模等復(fù)雜的工序,施工工藝簡單,而且噴射混凝土還可以用管道進(jìn)行長距離輸送。因此,其施工機(jī)械化程度高、速度快。(6)成本較低。(7)適用范圍較廣。噴射混凝土不僅能作為永久支護(hù),而且也能用于掘進(jìn)工作面的臨時支護(hù),還可用于處理工程事故,具有廣泛的適應(yīng)性。
(噴射混凝土具有良好的物理力學(xué)性能,有一定的抗壓強(qiáng)度(可達(dá)20MPa)和承載能力,因此能起到支撐地壓的作用。又因其中摻有速凝劑,使混凝土凝結(jié)快,可緊跟工作面作業(yè),起到及時支撐圍巖的作用,有效地控制圍巖的變形和破壞。(2)充填作用由于混凝土的噴射速度較高,能充分充填圍巖裂隙、節(jié)理和凹穴的巖面,大大提高了圍巖的強(qiáng)度。(3)隔絕作用噴射混凝土層封閉了圍巖的表面,完全隔絕了空氣、水與圍巖的接觸,有效地防止了風(fēng)化、潮解引起的圍巖破壞與剝落。(4)轉(zhuǎn)化作用高速噴射到圍巖上形成混凝土層,具有很高的粘結(jié)力,使得混凝土與圍巖緊密結(jié)合,能在結(jié)合面上傳遞各種應(yīng)力,使混凝土層與圍巖形成了共同承載的力學(xué)體系,具有把巖石荷載轉(zhuǎn)化為巖石承載結(jié)構(gòu)的作用。