CN104564108B - 矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机。解决现有喷射机体积大、效率低的问题。本发明包括机架，机架上设置转子缸筒，转子缸筒上开通若干储料通道，储料通道内穿入活塞组件，转子缸筒的下方设置斜台底座，斜台底座上设置沿倾斜轴线转动的旋转座，旋转座的顶面上固连直齿轮，活塞组件与直齿轮之间通过双十字万向联轴器相连接，转子缸筒的中心处穿入花键轴，花键轴与旋转座之间通过单十字万向联轴器相连接，转子缸筒的上方设置配流盘，配流盘上连通有料斗和风箱；机架上设置动力机构，动力机构的驱动端连接斜齿轮，斜齿轮与直齿轮形成啮合连接。本发明体积质量小，结构简单，节能环保耐磨损、运转成本低、效率高。
Description
技术领域
本发明属于矿用设备技术领域，涉及一种混凝土喷射机，特别是一种矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机。
背景技术
混凝土喷射机是利用压缩空气将混凝土沿管道连续输送，并喷射到施工面上去的机械。具体分干式喷射机和湿式喷射机两类，前者由气力输送干拌合料，在喷嘴处与压力水混合后喷出；后者由气力或混凝土泵输送混凝土混合物经喷嘴喷出。广泛用于地下工程、井巷、隧道、涵洞等的衬砌施工。
目前，在全国各矿山巷道、铁路和公路隧道各地下工程施工中，由于工作空间有限，广泛采用转子混凝土喷射机作为作业的主要设备。但是市场上喷射机在使用工程中普遍存在体积大、结构复杂、价格高、脉冲大、效率低、密封件磨损严重且更换空难、回弹大、粉尘多、使用寿命短的问题。
因此，设计一种体积质量小，结构简单，节能环保耐磨损、运转成本低、效率高的混凝土喷射机是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过S-H交错轴斜齿轮副传动，实现物料高频率喷射的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机,包括机架，所述机架上具有动力工位和驱动喷料工位，所述驱动喷料工位上设置转子缸筒，所述转子缸筒上开通若干储料通道，所述储料通道内穿入活塞组件，所述转子缸筒的下方设置斜台底座，所述斜台底座上设置沿倾斜轴线转动的旋转座，所述旋转座的顶面上固连直齿轮，所述活塞组件与直齿轮之间通过双十字万向联轴器相连接，所述转子缸筒的中心处穿入花键轴，所述花键轴与旋转座之间通过单十字万向联轴器相连接，所述转子缸筒的上方设置配流盘，所述配流盘上开通进料口与出料口，所述进料口的上方连通有料斗，所述出料口的上方连通有风箱，所述风箱的一端开通进风口，另一端开通喷料口；所述动力工位上设置动力机构，所述动力机构的驱动端连接斜齿轮，所述斜齿轮与上述直齿轮形成啮合连接。
本矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机的作用过程为，动力机构启动通过斜齿轮将转动传递至直齿轮，直齿轮同步带动旋转座转动，另外通过单十字万向联轴器及花键轴带动转子缸筒旋转，通过双十字万向联轴器带动活塞组件旋转；由于直齿轮呈倾斜放置而存在高度差，当直齿轮上某端由高位置转动到低位置过程中，对应端的活塞组件随之相对在储料通道内下降运动，活塞组件下降过程中储料通道通过连接进料口与料斗相通，进入料斗内的混凝土靠自重落入储料通道，即完成进料；当直齿轮该端到达最低位置后，开始由低位置转动到高位置，对应端的活塞组件随之相对在储料通道内上升运动，活塞组件上升过程中储料通道通过连接出料口与风箱相通，活塞组件将混凝土强制挤压到风箱内，即完成排料；风箱一端的进风口接有风管，另一端的喷料口接有喷管，通过风压将风箱内的混凝土吹送到喷管中从而实现混凝土的喷射。
在上述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机中，所述配流盘包括配流盘上板和配流盘下板，所述配流盘上板和配流盘下板之间设置橡胶弹簧板，所述配流盘下板上设置翻转耳，所述配流盘上板上设置若干锁紧耳，所述机架的驱动喷料工位上设置支撑架，所述支撑架上设置翻转座，所述翻转耳铰接于翻转座上，所述支撑架上设置若干锁紧座，所述锁紧座上铰接锁紧螺杆，所述锁紧螺杆通过螺母卡接上述锁紧耳。解除锁紧螺杆与配流盘上锁紧耳的卡接，并通过铰接的翻转耳可将配流盘及其上的料斗、风箱一体翻下，由此便于清洗转子缸筒及料斗中的废弃混凝土，以及利于更换密封部件操作等。
在上述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机中，所述活塞组件包括活塞和活塞杆，所述活塞的外周套接密封件，所述活塞伸入上述储料通道内，所述活塞杆固连于活塞的底部，所述双十字万向联轴器的上端连接活塞杆，下端连接上述直齿轮。
在上述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机中，所述转子缸筒内设置若干导向筒，所述导向筒位于储料通道的下方，所述导向筒内设置直线轴承，所述活塞杆贯穿导向筒，所述活塞杆的外壁与直线轴承形成滑动式接触。
在上述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机中，所述活塞的外周圈上设置安装台阶，所述活塞的顶面上设置夹板，所述密封件嵌入安装台阶与夹板之间，所述活塞的底面上设置安装座，所述活塞杆的顶端插入安装座中。
在上述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机中，所述转子缸筒包括转子外壳，所述转子外壳内设置若干缸筒外壳，所述缸筒外壳内设置缸筒内衬套，所述缸筒内衬套与缸筒外壳的内壁相贴，所述缸筒内衬套的通道形成上述储料通道，所述转子外壳的上部设置转子上板，下部设置转子下板。
在上述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机中，所述转子缸筒与机架之间设置转子轴承，所述转子外壳的底部设置轴承上板和轴承下板，所述转子轴承位于轴承上板和轴承下板之间，所述转子轴承的外侧固定在机架上。
在上述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机中，所述转子缸筒的周壁上开通若干卸料口，所述卸料口与缸筒外壳下端相通。通过卸料口便于清除从缸筒外壳中泄漏的物料。
在上述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机中，所述斜台底座具有倾斜台面，所述斜台底座上设置安装腔，所述旋转座嵌入安装腔内，所述旋转座的旋转承托面与倾斜台面的倾斜角度相一致，所述旋转座的上部套接旋转滚子轴承，下部套接旋转深沟球轴承，所述旋转滚子轴承与旋转深沟球轴承安装于安装腔内。
在上述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机中，所述动力机构包括电机，所述电机的输出轴连接减速机，所述电机和减速机通过固定板安装于机架上，所述减速机的输出轴连接上述斜齿轮，所述斜齿轮安装于固定板下方的机架上，所述斜齿轮的顶部与底部均套接齿轮轴承，所述齿轮轴承安装于机架上。
与现有技术相比，本矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机所取得的有益效果为：
1、本发明采用矿用电机通过减速机驱动S-H交错轴斜齿轮副传动机构从而驱动整机工作的传动系统，提高了混凝土喷射机的排量及输出转矩，效率明显提高，同时混凝土喷射机能适应更大的转子缸筒摆角，且能适应更高的转速。
2、本发明结构新颖，利用S-H交错轴斜齿轮副作为传动机构，使结构更简单，传动更准确平稳，同时大幅降低制造成本，缩小整机体积，安装与更换简单易操作。
3、本发明中通过双十字万向联轴器将活塞杆与直齿轮相连，联轴器可实现小角度偏移，基本解决了转子缸筒和活塞转动径向力和死点的问题，使活塞与转子缸筒之间摩擦磨损大为减小，保证了运动的连续平稳。
4、本发明中转子缸筒通过单十字万向联轴器与旋转座相连，这种连接方式结构简单、传动平稳、抗污能力强、无需密封润滑，解决了一般转子喷射机中斜盘转动时密封与润滑的问题。
5、本发明中采用活塞机构的下料喂料机构，多个活塞腔同时径向喂料，实现塑性混凝土管道内的均匀稀薄流输送，使喷层混凝土密实平整，回弹少。
6、本发明中转子缸筒没有采用传统铸壳的方式，采用将转子缸筒各部件焊接在上下板的方式，大大降低了转子缸筒的质量，同时利用缸筒上装有的直线轴承，保证活塞杆的顺利平稳运行。
7、本发明中转子缸筒外壳周遭开有卸料口，卸料口与缸筒外壳下端相通，便于清除从缸筒外壳中泄漏的物料。
8、本发明中转子缸筒通过交错滚子轴承安装在铸造外壳的轴承座上，交错滚子轴承可承受径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷，且具有出色的旋转精度，对转子缸筒的扭转振动具有缓冲作用，同时大幅节省安装空间，缩小整机体积。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明中动力机构的结构示意图。
图3是本发明中机架的主视结构示意图。
图4是本发明中机架的俯视结构示意图。
图5是本发明中活塞组件的结构示意图。
图6是本发明中转子缸筒的结构示意图。
图7是本发明中配流盘的主视结构示意图。
图8是本发明中配流盘的俯视结构示意图。
图9是本发明的内部装配结构示意图。
图中，1、机架；101、固定板；102、支撑架；103、翻转座；104、锁紧座；105、锁紧螺杆；2、动力机构；201、电机；202、减速机；3、斜齿轮；4、直齿轮；5、斜台底座；6、旋转座；7、旋转滚子轴承；8、旋转深沟球轴承；9、活塞组件；901、活塞；902、密封件；903、夹板；904、活塞杆；905、双十字万向联轴器；10、转子缸筒；1001、转子上板；1002、转子外壳；1003、缸筒外壳；1004、缸筒内衬套；1005、转子下板；1006、导向筒；1007、直线轴承；1008、轴承上板；1009、转子轴承；1010、轴承下板；1011、花键轴；1012、单十字万向联轴器；11、配流盘；1101、配流盘上板；1102、锁紧耳；1103、橡胶弹簧板；1104、配流盘下板；1105、翻转耳；12、料斗；13、风箱。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图9所示，本矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机包括机架1，机架1上具有动力工位和驱动喷料工位。机架1为铸造外壳，它是其它机构的安装支撑部分，机架1的底端铸有支承脚。
驱动喷料工位上设置转子缸筒10，转子缸筒10包括转子外壳1002，转子外壳1002内设置奇数个缸筒外壳1003，缸筒外壳1003内设置缸筒内衬套1004，且缸筒内衬套1004与缸筒外壳1003的内壁相贴，缸筒内衬套1004的通道形成储料通道，即共有奇数个储料通道。转子外壳1002的上部设置转子上板1001，下部设置转子下板1005。转子缸筒10内设置奇数个导向筒1006，导向筒1006位于储料通道的下方形成一一配对，且导向筒1006内设置直线轴承1007。转子缸筒10与机架1之间设置转子轴承1009，转子外壳1002的底部设置轴承上板1008和轴承下板1010，转子轴承1009位于轴承上板1008和轴承下板1010之间，转子轴承1009的外侧固定在机架1上。转子缸筒10的周壁上开通奇数个卸料口，该卸料口与缸筒外壳1003下端相通。通过卸料口便于清除从缸筒外壳1003中泄漏的物料。
每个储料通道内均穿入活塞组件9，活塞组件9包括活塞901和活塞杆904，活塞901的外周圈上设置安装台阶，活塞901的顶面上设置夹板903，活塞901的外周套接密封件902，且密封件902嵌入安装台阶与夹板903之间。该密封件902具体为唇形密封件。活塞901的底面上设置安装座，活塞杆904的顶端插入安装座中。活塞901伸入储料通道内，活塞杆904贯穿导向筒1006，且活塞杆904的外壁与直线轴承1007形成滑动式接触。
转子缸筒10的下方设置斜台底座5，斜台底座5具有倾斜台面，斜台底座5上设置安装腔，旋转座6嵌入安装腔内，旋转座6的旋转承托面与倾斜台面的倾斜角度相一致，即旋转座6沿倾斜轴线转动。旋转座6的上部套接旋转滚子轴承7，下部套接旋转深沟球轴承8，且旋转滚子轴承7与旋转深沟球轴承8安装于安装腔内。旋转座6的顶面上固连直齿轮4，活塞组件9与直齿轮4之间通过双十字万向联轴器905相连接，即双十字万向联轴器905的上端连接活塞杆904，下端连接直齿轮4。转子缸筒10的中心处穿入花键轴1011，花键轴1011与旋转座6之间通过单十字万向联轴器1012相连接。
转子缸筒10的上方设置配流盘11，配流盘11上开通进料口与出料口，进料口与出料口均为腰型孔。进料口的上方连通有料斗12，出料口的上方连通有风箱13，且风箱13的一端开通进风口，另一端开通喷料口。配流盘11包括配流盘上板1101和配流盘下板1104，配流盘上板1101和配流盘下板1104之间设置橡胶弹簧板1103，配流盘下板1104上设置翻转耳1105，配流盘上板1101上设置四个锁紧耳1102。机架1的驱动喷料工位上设置可拆卸的支撑架102，支撑架102上设置翻转座103，翻转耳1105铰接于翻转座103上，支撑架102上设置四个锁紧座104，锁紧座104上铰接锁紧螺杆105，且锁紧螺杆105通过螺母可与锁紧耳1102形成卡接固定。
动力工位上设置动力机构2，动力机构2包括电机201，电机201的输出轴连接减速机202，电机201和减速机202通过固定板101安装于机架1上。减速机202的输出轴通过平键连接斜齿轮3，斜齿轮3安装于固定板101下方的机架1上，斜齿轮3的顶部与底部均套接齿轮轴承，齿轮轴承安装于机架1上。斜齿轮3与直齿轮4形成啮合连接。
本矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机的作用过程为，动力机构2启动通过斜齿轮3将转动传递至直齿轮4，直齿轮4同步带动旋转座6转动，另外通过单十字万向联轴器1012及花键轴1011带动转子缸筒10旋转，通过双十字万向联轴器905带动活塞组件9旋转；由于直齿轮4呈倾斜放置而存在高度差，当直齿轮4上某端由高位置转动到低位置过程中，对应端的活塞组件9随之相对在储料通道内下降运动，活塞组件9下降过程中储料通道通过连接进料口与料斗12相通，进入料斗12内的混凝土靠自重落入储料通道，即完成进料；当直齿轮4该端到达最低位置后，开始由低位置转动到高位置，对应端的活塞组件9随之相对在储料通道内上升运动，活塞组件9上升过程中储料通道通过连接出料口与风箱13相通，活塞组件9将混凝土强制挤压到风箱13内，即完成排料；风箱13一端的进风口接有风管，另一端的喷料口接有喷管，通过风压将风箱13内的混凝土吹送到喷管中从而实现混凝土的喷射。
解除锁紧螺杆105与配流盘11上锁紧耳1102的卡接，并通过铰接的翻转耳1105可将配流盘11及其上的料斗12、风箱13一体翻下，由此便于清洗转子缸筒10及料斗12中的废弃混凝土，以及利于更换密封部件操作等。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了机架1；固定板101；支撑架102；翻转座103；锁紧座104；锁紧螺杆105；动力机构2；电机201；减速机202；斜齿轮3；直齿轮4；斜台底座5；旋转座6；旋转滚子轴承7；旋转深沟球轴承8；活塞组件9；活塞901；密封件902；夹板903；活塞杆904；双十字万向联轴器905；转子缸筒10；转子上板1001；转子外壳1002；缸筒外壳1003；缸筒内衬套1004；转子下板1005；导向筒1006；直线轴承1007；轴承上板1008；转子轴承1009；轴承下板1010；花键轴1011；单十字万向联轴器1012；配流盘11；配流盘上板1101；锁紧耳1102；橡胶弹簧板1103；配流盘下板1104；翻转耳1105；料斗12；风箱13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (9)
1.矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机,包括机架，所述机架上具有动力工位和驱动喷料工位，其特征在于，所述驱动喷料工位上设置转子缸筒，所述转子缸筒上开通若干储料通道，所述储料通道内穿入活塞组件，所述转子缸筒的下方设置斜台底座，所述斜台底座上设置沿倾斜轴线转动的旋转座，所述旋转座的顶面上固连直齿轮，所述活塞组件与直齿轮之间通过双十字万向联轴器相连接，所述转子缸筒的中心处穿入花键轴，所述花键轴与旋转座之间通过单十字万向联轴器相连接，所述转子缸筒的上方设置配流盘，所述配流盘上开通进料口与出料口，所述进料口的上方连通有料斗，所述出料口的上方连通有风箱，所述风箱的一端开通进风口，另一端开通喷料口；所述动力工位上设置动力机构，所述动力机构的驱动端连接斜齿轮，所述斜齿轮与上述直齿轮形成啮合连接；所述配流盘包括配流盘上板和配流盘下板，所述配流盘上板和配流盘下板之间设置橡胶弹簧板，所述配流盘下板上设置翻转耳，所述配流盘上板上设置若干锁紧耳，所述机架的驱动喷料工位上设置支撑架，所述支撑架上设置翻转座，所述翻转耳铰接于翻转座上，所述支撑架上设置若干锁紧座，所述锁紧座上铰接锁紧螺杆，所述锁紧螺杆通过螺母卡接上述锁紧耳。
2.根据权利要求1所述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机，其特征在于，所述活塞组件包括活塞和活塞杆，所述活塞的外周套接密封件，所述活塞伸入上述储料通道内，所述活塞杆固连于活塞的底部，所述双十字万向联轴器的上端连接活塞杆，下端连接上述直齿轮。
3.根据权利要求2所述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机，其特征在于，所述转子缸筒内设置若干导向筒，所述导向筒位于储料通道的下方，所述导向筒内设置直线轴承，所述活塞杆贯穿导向筒，所述活塞杆的外壁与直线轴承形成滑动式接触。
4.根据权利要求2所述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机，其特征在于，所述活塞的外周圈上设置安装台阶，所述活塞的顶面上设置夹板，所述密封件嵌入安装台阶与夹板之间，所述活塞的底面上设置安装座，所述活塞杆的顶端插入安装座中。
5.根据权利要求1所述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机，其特征在于，所述转子缸筒包括转子外壳，所述转子外壳内设置若干缸筒外壳，所述缸筒外壳内设置缸筒内衬套，所述缸筒内衬套与缸筒外壳的内壁相贴，所述缸筒内衬套的通道形成上述储料通道，所述转子外壳的上部设置转子上板，下部设置转子下板。
6.根据权利要求5所述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机，其特征在于，所述转子缸筒与机架之间设置转子轴承，所述转子外壳的底部设置轴承上板和轴承下板，所述转子轴承位于轴承上板和轴承下板之间，所述转子轴承的外侧固定在机架上。
7.根据权利要求5所述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机，其特征在于，所述转子缸筒的周壁上开通若干卸料口，所述卸料口与缸筒外壳下端相通。
8.根据权利要求1所述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机，其特征在于，所述斜台底座具有倾斜台面，所述斜台底座上设置安装腔，所述旋转座嵌入安装腔内，所述旋转座的旋转承托面与倾斜台面的倾斜角度相一致，所述旋转座的上部套接旋转滚子轴承，下部套接旋转深沟球轴承，所述旋转滚子轴承与旋转深沟球轴承安装于安装腔内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的矿用风送万向节转子活塞式混凝土喷射机，其特征在于，所述动力机构包括电机，所述电机的输出轴连接减速机，所述电机和减速机通过固定板安装于机架上，所述减速机的输出轴连接上述斜齿轮，所述斜齿轮安装于固定板下方的机架上，所述斜齿轮的顶部与底部均套接齿轮轴承，所述齿轮轴承安装于机架上。
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