混凝土湿喷机总图及送气机构设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流混凝土湿喷机总图及送气机构设计密 级：毕业设计(论文)混凝土湿喷机总图及送气机构设计CONCRETE WET SPRAYING MACHINE GENERAL LAYOUT AND DESIGN ASPIRATE AGENCIES学生姓名： .精品文档.图书分类号：学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的

2、法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要混凝土喷射机以前并不多，是一种不常用的工程施工设备。它主要靠压缩空气，也可以利用其它动力来源，它是将按一定

3、比例混合的拌料利用管道输送到喷嘴，然后快速喷到施工面上硬化，因此构成混凝土保护层。混凝土喷射技术工作进程简单，施工成本低，使用范围广，在建筑行业、铁路隧道井巷、水利工程等行业得到广泛的应用。在现在的混凝土喷射施工进程中，大多采纳转子式混凝土喷射机，由于此种喷射机操作便利、结构简略、做任务坚固、机身较小、品质较轻而且维修更是方便，所以应用范围比较广。据有关数据分析,现在社会各个行业使用已超过十万台，每年更换数千台，使用数量不断扩大，已成为混凝土喷射施工中不可或缺的机械设备。首先，本论文系统地介绍了混凝土喷射机现在的情况和未来的发展方向及其工作原理、工作过程等，并阐述了常用机型的优点和缺点和每种产

4、品使用范围，然后确定本次设计的机型。其次，联合本次任务书所要求的参数，采纳三级圆柱分流式直齿减速器、旋转体转子、给料系统、气压系统等一系列主要的零部件，对一些对工作条件要求严格的零件进行校核。关键词：混凝土喷射机；减速器；气压传动；零件校核AbstractConcrete Jets have lost common application is a rarely used construction facilities. Its main source of power is compressed air, can also use other power, it works is the u

5、se of the pipeline will be transporting spices mixed in the proportion of the nozzle, and then injected into the task quickly and rapidly solidified surface hardening, and therefore constitute concrete The protective layer. Concrete injection technology work process is simple, low construction costs

6、, using a wide range, in the construction industry, railway tunnel roadway, water conservancy and other industries are widely used.Now in the process of injection in concrete construction, more mining adoption rotor concrete jet, jet due facilitate such operations, structural simple, do the task rug

7、ged, smaller body, lighter and Peixiu quality is more convenient, so the scope of application more widely. According to reliable data analysis, and now the domestic lines of business are using this jet has more than one hundred thousand units, replacement of thousands of units per year, expanding th

8、e number of use, it has become an integral part of sprayed concrete construction machinery and equipment.First, this paper systematically introduces the shotcrete current situation and future development direction and its working principle, working procedures, etc., and describes the advantages and

9、disadvantages of commonly used models and each model in the workplace and scope of the use of and then fixed the necessary design models. Secondly, the parameters of this joint mission statement as required, the adoption of three straight cylindrical gear reducer bypass, rotating magnet rotor, feedi

10、ng system, pneumatic system and a series of major parts, and on the part of working conditions is relatively high Part strength check.Keywords Concrete jet Reducer Pneumatic Tansimission Check the Parts目 录1 混凝土湿喷机的现状与发展方向12 方案确定32.1设计总则32.2设计要求及参数32.3选择方案32.3.1喷射混凝土工艺的选择32.3.2 湿喷机喷射机构的选择62.3.3 湿喷机结合

11、板和衬板的选择92.3.4 湿喷机的选择92.3.5 湿喷机转子结构的选择102.3.6速凝剂添加系统的选择103 湿喷机的风压系统计算183.1转子式料腔容积的计算183.2 输送管道的换算长度的计算183.3 喷嘴处空气速度的计算193.4输送混合料所需压风耗量的计算203.5风压计算203.6输送管内径d的计算214 湿喷机的传动系统计算224.1传动系统及电动机的选择224.2传动装置的参数计算244.2.1总传动比的计算244.2.2传动装置运动参数的计算245 湿喷机齿轮传动的计算275.1第一级齿轮传动的计算275.2第二级齿轮传动的计算305.3第三级齿轮传动的计算325.4齿

12、轮参数列表356 湿喷机轴的刚度计算376.1各轴最小轴径的计算376.2减速器传动轴的设计376.2.1传动轴径向尺寸的设计376.2.2传动轴的轴向尺寸的设计376.3各级传动轴的轴承的设计386.4各级传动轴的强度校核387 轴承的强度校核557.1 I轴上的轴承557.2 II轴上的轴承567.3 III轴上的轴承587.4 IV轴上的轴承598 键的强度校核618.1 各轴上键的强度校核618.2 联轴器上键的强度校核62总结63致谢64参考文献651 混凝土湿喷机的现状与发展方向由于混凝土喷射技术具备很多的长处，像节约混凝土的使用，节约钢材的使用，节约木材的使用,减少资料的浪费，减

13、少劳动力的损耗,提高施工进程的效率,降低施工工程的资本等,所以混凝土喷射机已经在各行各业都被普遍使用。混凝土喷射的施工进程系统主要有三个部分组成，分别是供料、供气、供水三个零碎系统。由于这三部分子系统组合不同，喷射过程安排和不同的施工方法,对混凝土放射的凝固硬化表面起到巨大的作用,而且施工的成本也不一样。在以前罕用的干喷法和湿喷法的技术基础上,经过不停研究跟实验,开展了一些新的混凝土放射施工技术,例如混凝土纤维喷射法、水泥裹砂喷射法、并列双裹喷射法、潮掺浆法等。这二十年中,混凝土喷射技术在国内发展迅速，突破了新的技术，我国在这方面已经跟国际接轨。混凝土喷射有很多中，它只是其中一种，它与干法喷的

14、区别就在于，它在进入输料管前就已经把足够量的拌合水加入到混合料中，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的干料没有加拌合水，而在喷嘴前再加够足量的拌合水，与干混合料迅速混合为全湿混凝土后由喷嘴喷射到受喷面2。早在上世纪60年代，我国就开始研究湿喷机，一开始研制的湿喷机就是鹤壁矿务局六矿所开发的。 在60年代末期，他们又开发出了新的机型，就是领有双罐并列，完成机械上料、还能够实现静压不断加水的湿喷机，最终，1975年该机型出示，被命名为HLF型湿喷机。在此机型基础上，鹤壁矿务局又研制出YSI 型湿喷机。与此同时，国内少单位也研制出了不少其他的机型，好比附属焦作矿务局的李封煤矿

15、开发的JS2 型湿喷机、山东煤矿研究所研制的ZSPI型湿喷机、附属于攀枝花冶金矿山公司的井巷公司通过长期的致力所开发的LHP78 型螺旋式湿喷机等。早在20世纪50年代，外国就已经有了湿喷机，Eimco公司最早研制出来风送罐式湿喷机，在这之后，又有很多机型被研制出来。到了上世纪70年代，国外又研制出了多种类型的湿喷机，比如西德的魏堡式湿喷机和美国的查林杰所研制的湿喷机、日本“德斯古玛恩” 湿喷机、西德的“康姆拍那斯208”湿喷机、瑞士思博克里特研制的湿喷机等。虽然国内外所研制的湿喷机种类有很多种，但在施工当中遇到了很多意想不到的问题，导致很多机型被设计出来而得不到应用。从上文中所描述的各种的湿

16、喷机特点，应用场合和使用的范围，我们可以看出：目前尽管国际内在铁路隧道、水利工程、公路边坡、地下工程、市政建设工程等工程中，湿喷机得到了必定领域的使用，但在煤炭井巷方面中，湿喷机还是没有得到广泛的应用而且。因此很多单位不需要用到湿式喷射机。将来的发展方向和钻研的重点应该放在以下的几个方面：（1）为了进一步增加湿喷机的使用，应加速研究新型湿喷机。通过新材料、新工艺、新技术的广泛的应用，生产出社会需要的新型湿喷机，要开发风动式湿喷机为重点，尤其应重点开发适用煤炭系统使用的湿喷机，使煤炭工人远离那些恶劣的工作环境，远离危险；（2）要进一步加强对液体速凝剂增加形式和自动化添加的研究，而且增强湿喷工艺和

17、湿喷技术根奥本理论研究以及混凝土凝固硬化的才能，混凝土的流动性和喷射能力的研究。还要注重与湿喷机配套的各种设施的研究、上料装置、旋转体转子、给料系统、气压系统的研制任务；（3）最终的湿喷机得机身小，工作效率高，操作方便。目前所现使用的几种湿喷机普遍存在很多问题比如体积大、操作麻烦、维修难、质量重、冲洗困难和功能单一等问题，这对工作范围有限、工作环境比较差差的矿井井下使用带来很多不方便，不仅设施自己的劣势功能不克不及充分发挥，甚至有时还影响其他任务。湿喷机的以下的应用难题有工作能力强，远距离输送、有一定高度的场合 、小机型、多功能和自动化比如能自动冲洗机具等，应成为今后要占领的一系列重点难题。2

18、方案确定2.1设计总则1、煤矿生产，安全第一；2、走生产路线，追求实际效率，满足客户要求和市场需求；3、按照国家相关要求实现生产； 4、引进先进生产技术，提高实际效率。2.2设计要求及参数 1、设计要求机器生产能力7m/h最大水平输送距离30m最大骨料粒径15mm 2、其他参数输料管内径50mm工作风压0.4-0.6Mpa电压等级380V电动机功率5.5KW耗风量8-10m/min上料高度1.3m 湿喷机一般由传动零碎装置、给料零碎装置、压紧零碎装置、气路零碎装置、输料零碎装置、行走零碎装置及液体速凝剂主动增加零碎装置组成。2.3选择方案2.3.1喷射混凝土工艺的选择干土喷机有一定的长处，主要

19、是保送的间距比较长、耐用、设施简略、操作便利。但干式混凝土喷射机也有很多缺点，主要是因为它是使不是湿的搅拌混合物在喷嘴外与水混合,因此施工时有大量的粉尘,回弹均比较大,干喷工作时所产生的粉尘对人体的危害比较大,除此之外，此机械在比较窄的地方，污染非常大，对人体的健康有很大的危害3。干喷混凝土工艺：主电机减速器转子喷射系统工作面高压空气电控箱干燥混合料干喷机工作原理图它的优点可概括为:(1) 在施工过程中，其操作流程简便,需要的施工设施比较少,只需要强迫搅拌机和干喷机这两种机器即可；(2) 输送的距离比较长、耐用、设备简单、操作方便,施工场所的分配布置比较简单，而且灵活方便操作,保送的水平间距是

20、300 m ,上下高度是180 m；(3) 速凝剂可提早参加喷射机中，这样的话，可以使搅拌更加平均。当然它也有一定的缺陷:(1) 施工时有大量的粉尘,影响环境，回复尺寸有一定的变化,不带水喷射工作时所释放出来的粉尘对人体的影响比较大,除此之外，此机械在比较窄的地方，污染非常大，对人体的健康有很大的危害；(2) 实际的水灰质量比不能严格控制,这会影响到喷射混凝土的表面质量；(3) 喷料时存在脉冲景象并且均匀度较差，生产效率较低。湿式喷射混凝土的工作过程是在其进入输料管之前混合料中就已经加了足够量的水进行拌合,所以在输料管中输送的是全湿混凝土;干喷混合土的工作过程是把输送料管中需要输送的是没有添加

21、水的混合干料比如原始湿度表面混合干料或烘干料,而在喷嘴前再加入足够量的水进行拌合,然后拌合水和输送的干料迅速混合成全湿混凝土，并输送至喷嘴处,再掺加速凝剂后构成喷射料束喷至所需的施工外表。湿喷混凝土工艺：主电机减速器转子喷射系统工作面高压空气计量泵液态速凝剂高压空气计量泵电机电控箱熟料湿喷机工作原理图它的优越性相应的表现在:总的来说，湿式混凝土喷射机的长处主要有以下几个方面：(1)生产率高。(2)回弹度低。干喷时，混凝土回弹度较高，可达14%50%，表面变形较大，采纳湿喷技术回弹率分明降低，可降至10%以下。(3) 工作场合粉尘明显减少,生产环境状况较好;(4) 搅拌水能与干料拌和充分混合，使

22、其均匀,水灰质量比能够精确地管制;(5) 生产率要比干喷高的多。湿喷法也存在一些问题，比如机械设备复杂庞大，而且有的比较笨重，输送距离近,维修费用高，成本费用也高，施工操作较不方便，不方便等短处,然而此机型的设计与工程中所遵照的资本经济和施工简便的准则相违背。为了能够更清晰的表达出干湿喷法的区别，以及其他的一些工作性能和特点，其各项参数如表1。干湿喷法工作能力比较项目干喷法湿喷法（风动型）湿喷法（泵送型）机械设备简单较简单较复杂耗风量较大可降50%左右可降50%以上 续表项目干喷法湿喷法（风动型）湿喷法（泵送型）粉尘浓度一般大于50同降低50%-80%降低80%以上回弹率20%-40%可降至1

23、0%可降至5%-10%水灰质量比0.4-0.50.5-0.550.55压送距离200-300m水平60m垂直30m水平100m垂直300m设备清洗容易困难，中途不能听歇困难，中途不能停歇混凝土坍落度5-78-1010-122.3.2 湿喷机喷射机构的选择随着科学技术的发展，混凝土湿喷技术得到迅速的发展,在很多行业得到了广泛的应用，不少国家分别开发出很多种不同的湿式混凝土喷射机,按照湿式混凝土喷射机的根本构造和工作原理,可已将湿式混凝土喷时机分为泵送型和气动型两大类。1、 泵送型喷射机1） 柱塞泵式喷射机图示为柱塞喷射机的喷射部分（如下图2-1）。柱塞泵式湿喷机的工作原理是利用湿喷机的基本机体即

24、柱塞式混凝土泵作为载体,在输送管道的出口处装上喷嘴，然后在此通入一定量的压缩空气,利用压缩空气将混凝土喷射到需要的地方,但是这种湿喷机有必定的短处，主要是体型比较大，比较笨重,但是保送间距远。总的来说，这种机型不适用于工作环境是井巷的情况下，在井巷中的湿喷机主要有这几点要求：体积较小，操作方便，移动方便，故放弃此机型。图2-1柱塞喷射机的喷射部分2） 螺杆泵式喷射机图示为螺杆喷射机的喷射局部（如下图2-2）。此种湿喷机的运行原理是使用螺杆与定子套的相互啮合时，在啮合时齿轮之间存在一定的接触空间容积，而且这是因为这个接触空间容积会发生变化，从而可以输送混凝土物料。利用此种原理做出来的湿喷机主要有

25、德国UELMAT公司所研制的的SB一3型湿喷机。在国内，也有一些单位曾经研制过。但是此种机型有很大的缺点，主要是生产率低,而且螺杆和定子套的磨损相当严重,因此这种机型没有得到广泛的应用，故放弃这种型式。图2-2螺杆喷射机的喷射部分3）软管挤压湿喷机 图示为软管挤压泵式喷射机的喷射部分（如图2-3）。这种湿喷机主要由以下几种部件组成，分别是搅拌斗、泵送软管、泵体和输料管等。泵体的形状是圆筒形,中间部分是利用行星传动机构实行传动的，通过行星传动机构带动两个滚轮转动,从而实现滚轮带动挤压泵连续输送管内的湿混凝土料,然后输送到输料管中，通过输料管输送到需要的地方。利用这种工作原理研制出的湿喷机主要有日

26、本极东PC08一60M型CHALLENGE型混凝土喷射机。据有关数据报道这种喷射机曾在国外得到广泛的应用,但是在国内，根据有关数据报道，此种机型已很少使用。主要是因为存在很明显的问题，就是挤压管的使用寿命太短，更换不方便，维修不方便，故放弃此机型。123图2-3软管挤压湿喷机的喷射部分1-搅拌斗；2-泵送软管；3-泵体；4-输料管2、 气送式喷射机1） 双罐式湿喷机如图2-4所示为双罐式湿喷机的喷射部分，此种喷射机为两个罐，罐的排列方式可分为并排和立式，这两个罐的作用也不相同，一个喷射，一个备料，然后将湿拌合料送至输料管，在喷嘴处有气环，通过气环引入的压缩空气，利用压缩空气的压力使湿拌合料喷射

27、出去。利用此种机型的喷射机主要有以下几点优势喷射过程中没有脉冲现象，没有离析现象，出料连续均匀，但是此种机型也有一定的缺点，比如机器的体积较大，维修操作复杂，向罐内加料比较麻烦，清理罐内的剩料也不方便,故放弃该种机型。图2-4双罐式湿喷机的喷射部分2) 转子式湿喷机如图2-5所示是转子型混凝土喷射机的简图，此机型主要由以下几部分组成，分别为主机、传动机构、风路零碎系统和机架，另外，气杯和U形料杯组成了旋转体，而且料杯倾斜仅有10度。具有此机型的湿喷机有很多长处，分别为上料高度低，体积小，操作方便，出料连续平均，结构紧凑，此种机型已经得到普遍的应用，尤其是在煤矿井下巷道方面的使用用，而且此机型很

28、适合用于矿井工作，故选择该型号为设计方案。图2-5转子混喷机的简图1-上壳体；2-下壳体；3-旋转体；4-入料口；5-出料弯头；6-进风口；7-密封胶板；8-料斗；9-拨料器；10-搅拌器；11-定量板；12-油水分离；13点动机；14-减速器8键的强度校核8.1 各轴上键的强度校核 1）I轴小齿轮的键校核： 采用普通A型平键 轴径，选取 2）II轴大齿轮的键的校核： 采用普通A型平键 轴径，选取 3）II轴小齿轮的键校核： 采用普通A型平键 轴径，选取 4）III轴大齿轮的键的校核： 采用普通A型平键 轴径，选取， 5）III轴小齿轮的键的校核： 采用普通A型双平键 轴径，选取 6）IV轴大

29、齿轮的键的校核： 采用普通A型双平键 轴径，选取8.2 联轴器上键的强度校核 根据其轴端直径和传递的扭矩，选择HL2型弹性柱销联轴器 基本参数： 额定扭矩 许用转速 标记为 采用普通A型双平键 轴径，选取 键的强度满足要求。总结按照本课题的相关数据以及工作要求，此次所设计的喷射机是转子式喷射机，本次设计总结了已经普遍应用的此类机器的经验以及优点，并且利用这些已有的经验来完成本次的设计，从中得到的结论如下：（1）本课题所设计的机型有很多的优点，比如本机型结构紧凑，操作方便，占地面积小而且质量不大，总体布局合理，并且很适合井巷的工作场合，另外，工作时所产生的粉尘污染小，工作环境得到改善，成品的回弹

30、小且质量好。（2）本次设计的机型有一个很大的特点就是改变了转子的结构，本机不是利用传统的结构，而是采用扇形的料腔，采用若干个料腔，减小了进风孔间距，使进气方便通畅，不会有闭气闭死的景象，而且还可以保证振动脉冲小，出料均匀，系统的气压变化较小，是整个系统可以流畅的工作，实现本课题的要求。（3）本次设计的机型的衬板选用了性能比较好的材料，本材料就是硬度高的含铬量较高的白口铁，此种材料有很多优点，比如硬度高，表面光滑，耐磨性好，可以长期使用，而且磨损摩擦也比较小，也就是说，间接的减小了成本同时也提高本机型的整体性能和使用性能。（4）本次设计的机型的采用了比较完整的密封技术，利用整体式防尘套来实现密封

31、，延长了轴承的使用寿命。（5）然而此机型也有一定的缺点，有可能出现的主要问题是在弯管处可能会出现堵塞的现象，当出现这样的问题时，就需要立即处理，因而，弯管处的堵塞问题将是未来研究的一个重要方向。致谢参考文献1 樊华.混凝土喷射机的概述及改进.文章编号:1009-6825(2007)32-0346-022 靳光法.混凝土湿喷机的现状与发展方向.论文编号：001-3954-（2003）08-0099-113 何琳.混凝土喷射机的应用及发展.南昌大学科技学院4 成大先.机械设计手册第二卷.北京：化学工业出版社，19995 王洪欣.机械设计工程学I.徐州：中国矿业大学出版社，20016 唐大放.机械设

32、计工程学II.徐州：中国矿业大学出版社，2001 7 吴宗泽.罗圣国等.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社，20048 徐至均.高压喷射注浆法处理地基.北京：机械工业出版社，20049 赵志缙.混凝土泵送施工技术.北京：中国建筑工业出版社，199810 江正荣.建筑施工计算手册.北京：中国建筑工业出版社，200111 程良奎.喷射混凝土. 北京：中国建筑工业出版社，199012 黄标.气力输送.上海：上海科学技术出版社，198413 余洲生.气力输送及其应用.北京：人民交通出版社，198914 (苏)扎斯拉夫斯基；李成钧译.苏联喷射混凝土支护.北京：煤炭科学研究院北京建井所平巷支护研究室，198615 哈尔滨建筑工程学院.混凝土机械和桩工机械.北京：中国建筑工业出版社，198716 陈恢翰.PC6型高效潮式混凝土喷射机的研究.煤矿机械，1997.617 杨福真，王小宝.SPZ-6型湿式混凝土喷射机的研制.矿冶，1998.1218 许天恩.转子式混凝土喷射机的改进和发展.煤炭设计，1999.11