CN211171987U - 移动式泡沫混凝土布料机 - Google Patents

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CN211171987U CN201921872216.1U CN201921872216U CN211171987U CN 211171987 U CN211171987 U CN 211171987U CN 201921872216 U CN201921872216 U CN 201921872216U CN 211171987 U CN211171987 U CN 211171987U
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曹超云
徐宏海
林瀚
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余挺勇
方中军
王忠伟
胡云峰
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Abstract

本实用新型公开的是一种移动式泡沫混凝土布料机，涉及一种泡沫混凝土施工领域，其结构包括履带行走机构、转台、动臂、斗杆、摇臂连杆和稳定重物配重等，主要是在摇臂连杆前端设有可拆式铰接安装的布料杆，履带行走机构上设有输送管，且输送管的后端输入泡沫混凝土混合料，前端与布料杆连通供料，则经布料杆就能将泡沫混凝土浇筑于已立模板的地基上。这种移动式泡沫混凝土布料机具有一机多用、机动灵活、机械化程度高、节约人工和机械成本、保证质量、方便高效、费用低廉、操作安全可靠和绿色环保等优点，它能大幅度提高作业效率，降低施工成本，还具有节能减排的效果，经济效益和社会效益显著。

Description

移动式泡沫混凝土布料机
技术领域
本实用新型涉及一种泡沫混凝土施工领域，具体是指移动式泡沫混凝土布料机。
背景技术
泡沫混凝土为采用物理方法将发泡剂制备成泡沫，再将泡沫按一定的体积比混入到已搅拌均匀的由水泥浆料以及外加剂、掺和料组成的混合料浆中，浇筑凝固成型后含有大量均匀封闭气孔的轻质微孔混凝土，其具有轻质、保温、吸声、透水、抗震等优点，应用十分广泛。泡沫混凝土在公路工程中，主要应用于需减轻堆载重量的结构体、空间狭窄且不规则需要密实充填、用地或空间受限时为减少对周边环境影响需要直立浇筑、软土地基处理施工净空条件受限时为改善软弱地基变形的协调性路堤填筑荷载需设置过渡处理、需快速填筑抢修等情况。
目前，公路工程泡沫混凝土施工一般采用人工布料，费时费力，操作环境恶劣。如采用改装后的水泥混凝土泵车布料，受场地限制较大，且费用高昂。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种一机多用、机动灵活、机械化程度高、费用低廉、绿色环保的移动式泡沫混凝土布料机。
本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现：
一种移动式泡沫混凝土布料机，包括在道路路基上行走的履带行走机构、转动安装在履带行走机构上的转台，以及依次联动安装在转台上的动臂、斗杆和摇臂连杆，还包括安装在转台上的稳定重物配重，所述的摇臂连杆前端设有可拆式铰接安装的布料杆，履带行走机构上设有输送管，该输送管的后端输入由发泡机和输送泵泵送的泡沫混凝土混合料，前端与布料杆连通供料，并经布料杆将所述泡沫混凝土浇筑于已立模板的地基上。
所述的泡沫混凝土分块分层浇筑，每块最大长度和最大宽度均为10m～15m，每块单层浇筑厚度为0.3m～0.8m。
所述的输送管为橡胶软管，后端水平安置在转台上，前端依次通过动臂、斗杆和摇臂连杆连通布料杆，并随动臂、斗杆和摇臂连杆的联动动作而同步弯折。
所述的动臂、斗杆、摇臂连杆和布料杆沿道路横向伸缩的行程范围内时，转台与履带行走机构位置固定后由动臂、斗杆、摇臂连杆和布料杆沿横向来回布料泡沫混凝土一定的纵向长度；然后布料机履带沿道路路基纵向行走至合适位置，再由动臂、斗杆、摇臂连杆和布料杆沿横向来回布料泡沫混凝土一定的纵向长度；如此循环直至浇筑完成纵向的一段单块以至全部泡沫混凝土。
所述的道路路基为供移动式泡沫混凝土布料机纵向行走的道路；所述的地基为泡沫混凝土浇筑其上的基础。
所述的模板为浇筑泡沫混凝土所需的一种临时性支护结构，使泡沫混凝土结构按规定的位置、几何尺寸成形，并保持其位置准确。
所述的稳定重物配重用来平衡布料机浇筑泡沫混凝土布料时抗倾覆的重物。
与现有技术相比，本实用新型主要设计了一种移动式泡沫混凝土布料机，其具有以下特点：一、利用布料机的履带行走机构可自由移动特性，应用于各种复杂环境的泡沫混凝土施工；二、利用布料机的动臂、斗杆、摇臂连杆、布料杆可将泡沫混凝土浇筑到指定位置，保证边角浇筑完整；三、挖掘机改装成可拆式铰接安装的布料杆能够一机多用、机动灵活、机械化程度高，节约人工、机械成本，保证质量。并且，这种移动式泡沫混凝土布料机还具有方便高效、费用低廉、操作安全可靠和绿色环保等优点，它能大幅度提高作业效率，降低施工成本，还具有节能减排的效果，经济效益和社会效益显著。更进一步如增加智能化控制系统，能实现无人操作的智能泡沫混凝土布料机。
附图说明
图1为本实用新型的立面结构示意图。
图2为输送管和布料管受力计算图式。
具体实施方式
下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。
如图1～图2所示， 1.道路路基、11.地基、12.模板、13.泡沫混凝土、2.履带行走机构、21.履带、22.转台、23.动臂、24.斗杆、25.摇臂连杆、3. 稳定重物配重、4.输送管、5.布料杆。
移动式泡沫混凝土布料机，如图1所示，该移动式泡沫混凝土布料机主要是由在道路路基1上作纵向行走的履带行走机构2、转动安装在履带行走机构2上的转台22，以及依次联动安装在转台22上的动臂23、斗杆24和摇臂连杆25等构成，该摇臂连杆前端设有可拆式铰接安装的布料杆5，可用于泡沫混凝土13的布料浇筑，转台22上安装有稳定重物配重3；上述这些部件的构成实质上是应用了挖掘机的结构设计，也就是将能够进行土石方挖掘、装载的挖掘机挖斗替换成布料杆5，这样既利用了挖掘机的履带行走机构2可全地形使用的优势，又达到了一机多用、机动灵活的使用效果。
具体结构是：履带21为履带行走机构2的行走部件，在道路路基1上行走时能够承载其上各装置的载荷；转台22是转向部件，可围绕布料机中心轴旋转；动臂23、斗杆24和摇臂连杆25互相铰接而共同构成了一套可形成联动动作的工作机构，这套工作机构直接安装在转台22上，能通过自带的液压装置由操作人员控制完成布料作业；稳定重物配重3是用来平衡布料机浇筑泡沫混凝土13时抗倾覆的重物。
所述的履带行走机构2上还设有输送管4，该输送管为橡胶软管，其后端水平安置在转台22上，可用于输入由发泡机和输送泵泵送的泡沫混凝土混合料，前端依次通过动臂23、斗杆24和摇臂连杆25连通布料杆5供料，它能够随动臂23、斗杆24和摇臂连杆25的联动动作而同步弯折，这样经布料杆5就能将泡沫混凝土13浇筑于已立模板12的地基11上。
所述的地基1为泡沫混凝土13浇筑其上的基础；模板12为浇筑泡沫混凝土13所需的一种临时性支护结构，能使泡沫混凝土13结构按规定的位置、几何尺寸成形，并保持其位置准确；而泡沫混凝土13采用分块分层浇筑，每块最大长度和最大宽度均为10m～15m，每块单层浇筑厚度为0.3m～0.8m。
所述的动臂23、斗杆24、摇臂连杆25和布料杆5沿道路横向伸缩的行程范围内时，转台22与履带行走机构2位置固定后由动臂23、斗杆24、摇臂连杆25和布料杆5沿横向来回布料泡沫混凝土13一定的纵向长度；然后布料机履带21沿道路路基1纵向行走至合适位置，再由动臂23、斗杆24、摇臂连杆25和布料杆5沿横向来回布料泡沫混凝土13一定的纵向长度；如此循环直至浇筑完成纵向的一段单块以至全部泡沫混凝土。
同时，当布料机在转台22旋转和横向来回布料泡沫混凝土时，需满足布料机的纵 向和横向稳定性，稳定系数
Figure 74302DEST_PATH_IMAGE001
，一般布料机以横向倾覆稳定性为控制，即布料机 的动臂23与履带21的横断面在一个平面内最大布料距离的倾覆稳定性为控制；布料机的履 带行走机构2和转台22的重力为
Figure 290258DEST_PATH_IMAGE002
，作用点延长线为两条履带之间的中心轴
Figure 685467DEST_PATH_IMAGE003
； 配重量为
Figure 437522DEST_PATH_IMAGE004
；布料机的动臂23、斗杆24、摇臂连杆25和布料杆5重力为
Figure 259985DEST_PATH_IMAGE005
，重心点为
Figure 464701DEST_PATH_IMAGE006
；泡沫混凝土 混合料沿输送管4和布料杆5匀速
Figure 663601DEST_PATH_IMAGE007
流动时，对输送管4和布料杆5产生摩阻力，布料机的动 臂23与履带21的横断面在一个平面内最大布料距离时，输送管中心延长线与斗杆24处输送 管4中心线的交点
Figure 270163DEST_PATH_IMAGE008
以上部分输送管的水平摩阻力为
Figure 263527DEST_PATH_IMAGE009
，输送管中心延长线与斗杆24处 输送管4中心线的交点
Figure 448215DEST_PATH_IMAGE008
以下部分输送管和布料杆5的水平摩阻力为
Figure 185227DEST_PATH_IMAGE010
，竖直摩阻力为
Figure 646295DEST_PATH_IMAGE011
，作用点为
Figure 76140DEST_PATH_IMAGE012
；假设泡沫混凝土混合料为粘弹塑性流体，在输送管4和布料杆5中流动为 匀速层流，由流体力学分析计算泡沫混凝土流动对输送管4和布料杆5的摩阻力，根据力的 平衡原理，计算布料机的动臂与履带的横断面在一个平面内最大布料距离时，对靠近浇筑 泡沫混凝土13一侧履带21中心线取矩，不计布料杆5末端与浇筑泡沫混凝土时的反力和泡 沫混凝土流动的动能损失，得到泡沫混凝土流动对输送管、布料杆的摩阻力和布料机横向 稳定公式为：
公式一、
Figure DEST_PATH_IMAGE013
公式二、
Figure DEST_PATH_IMAGE014
公式三、
Figure DEST_PATH_IMAGE016
公式一、公式二和公式三中的符号定义为：
Figure 193132DEST_PATH_IMAGE002
——布料机的履带行走机构2和转台22的重力，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；
Figure 904473DEST_PATH_IMAGE004
——布料机的履带行走机构2和转台22运动稳定性所需的配重，
Figure 485627DEST_PATH_IMAGE017
；
Figure 820794DEST_PATH_IMAGE005
——布料机的动臂23、斗杆24、摇臂连杆25和布料杆5的重力，
Figure 487398DEST_PATH_IMAGE017
；
Figure 566213DEST_PATH_IMAGE009
——输送管4中心延长线与斗杆24处输送管中心线的交点
Figure 1873DEST_PATH_IMAGE008
以上部分输送管 的水平摩阻力，
Figure 773520DEST_PATH_IMAGE017
；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
——输送管4中心延长线与斗杆24处输送管中心线的交点
Figure 160377DEST_PATH_IMAGE008
以下部分输送管 和布料杆的水平摩阻力,
Figure 42882DEST_PATH_IMAGE017
；
Figure DEST_PATH_IMAGE019
——输送管4中心延长线与斗杆24处输送管中心线的交点
Figure 333049DEST_PATH_IMAGE008
以下部分输送 管和布料杆5的竖直摩阻力,
Figure 213281DEST_PATH_IMAGE017
；
Figure DEST_PATH_IMAGE020
——输送管4和布料杆5的内侧直径，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE022
——输送管4和布料杆5的内侧半径，
Figure 25117DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE023
——输送管4和布料杆5内泡沫混凝土与轴线垂直横断面任意处的半径，
Figure 383417DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE024
——泡沫混凝土13的泵送压力，
Figure 793670DEST_PATH_IMAGE017
；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
——单位重力泡沫混凝土13的沿程能量损失，
Figure 844802DEST_PATH_IMAGE017
；
Figure DEST_PATH_IMAGE027
——输送管4和布料杆5与地面的夹角，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure DEST_PATH_IMAGE029
——泡沫混凝土混合料的密度，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
；
Figure DEST_PATH_IMAGE031
——输送管4和布料杆5中心线的竖直高度差，
Figure 149794DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE032
——输送管4和布料杆5中心线的管道长度，
Figure 311785DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE033
——泡沫混凝土混合料沿输送管4和布料杆5匀速流动的速度，
Figure 310965DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure DEST_PATH_IMAGE034
——输送管4和布料杆5内泡沫混凝土层间的摩阻切应力，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
；
Figure DEST_PATH_IMAGE036
——输送管4和布料杆5内泡沫混凝土与输送管和布料杆内侧壁面的摩阻切应 力，
Figure 969217DEST_PATH_IMAGE035
；
Figure DEST_PATH_IMAGE037
——泡沫混凝土混合料沿输送管4和布料杆5匀速流动的加权平均摩阻系数，无 量纲；
Figure DEST_PATH_IMAGE038
——重力加速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
；
Figure DEST_PATH_IMAGE040
——布料机两条履带21中心线之间的距离，
Figure 693328DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE041
——布料机上输送管4起点至布料机的动臂23与履带21的横断面在一个平面 内最大布料距离时输送管中心延长线与斗杆处输送管中心线的交点
Figure 659010DEST_PATH_IMAGE008
以上部分输送管的 水平距离，
Figure 840593DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE042
——布料机的动臂23与履带21的横断面在一个平面内最大布料距离时输送管 中心延长线与斗杆处输送管中心线的交点
Figure 967949DEST_PATH_IMAGE008
以下部分输送管和布料杆的水平距离，
Figure 805455DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE043
——布料机的动臂23与履带21的横断面在一个平面内最大布料距离时，靠近 浇筑泡沫混凝土一侧履带中心线至布料机动臂、斗杆、摇臂连杆和布料杆重力作用点
Figure DEST_PATH_IMAGE044
的 距离，
Figure 807784DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE045
——布料机的动臂23与履带21的横断面在一个平面内最大布料距离时，靠近 浇筑泡沫混凝土13一侧履带中心线至输送管中心延长线与斗杆处输送管中心线的交点
Figure 47135DEST_PATH_IMAGE008
到
Figure 345392DEST_PATH_IMAGE008
以下部分输送管和布料杆的摩阻力作用点
Figure DEST_PATH_IMAGE046
的水平距离，
Figure 670194DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE047
——布料机配重重力作用点到对靠近浇筑泡沫混凝土13一侧履带中心线的水 平距离，
Figure 39996DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE048
——输送管4中心延长线与斗杆24处输送管中心线的交点
Figure 384388DEST_PATH_IMAGE008
到
Figure 119126DEST_PATH_IMAGE008
以下部分输 送管和布料杆的摩阻力作用点
Figure 727962DEST_PATH_IMAGE046
到之间的竖直距离，
Figure 839137DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE049
——输送管4中心延长线与斗杆24处输送管中心线的交点
Figure 787502DEST_PATH_IMAGE008
到浇筑的泡沫混 凝土表面的竖直距离，
Figure 755458DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure DEST_PATH_IMAGE050
——输送管4中心延长线与斗杆24处输送管中心线的交点
Figure 287808DEST_PATH_IMAGE008
到道路路基表面 的竖直距离，
Figure 937095DEST_PATH_IMAGE021
。
另外，移动式泡沫混凝土布料机的操作方法，主要包括如下步骤：
步骤一、制作布料杆和组装移动式泡沫混凝土布料机
①初步选择挖掘机的型号，根据改装成布料机的参数、泡沫混凝土13分块浇筑宽 度和布料杆5的尺寸、泡沫混凝土密度、泡沫混凝土混合料沿输送管4和布料杆5匀速流动的 加权平均摩阻系数等数据，由公式一、公式二、公式三计算布料机的履带行走机构2和转台 22运动稳定性所需的配重
Figure 802283DEST_PATH_IMAGE004
，选定挖掘机的型号；
②制作布料杆5；
③拆除原挖掘机配置的铲斗；
④组装输送管4和布料杆5形成移动式泡沫混凝土布料机，并配套输送泵，经调试合格；
步骤二、制作安装泡沫混凝土分块模板
①根据泡沫混凝土13分块浇筑的尺寸，制作模板；
②安装泡沫混凝土模板12，并固定牢固；
步骤三、泡沫混凝土配合比设计并发泡泡沫混凝土
①根据泡沫混凝土13指标要求，进行配合比设计；
②发泡机发泡泡沫混凝土并调试合格；
步骤四、布料泡沫混凝土
①将布料机行驶至指定位置，转台22与履带行走机构2固定；
②将输送管4连接发泡机和输送泵；
③启动布料机的液压装置，控制动臂23、斗杆24、摇臂连杆25和布料杆5沿道路横向来回布料一定的纵向长度的泡沫混凝土13；
④布料机履带沿道路路基1纵向行走至合适位置，再由动臂23、斗杆24、摇臂连杆25和布料杆5沿横向来回布料泡沫混凝土13一定的纵向长度；如此循环直至完成纵向的一段单块以至全部泡沫混凝土。
以上所述仅是本实用新型的具体实施例，本领域技术人员应该理解，任何与该实施例等同的结构设计，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种移动式泡沫混凝土布料机，包括在道路路基（1）上行走的履带行走机构（2）、转动安装在履带行走机构（2）上的转台（22），以及依次联动安装在转台（22）上的动臂（23）、斗杆（24）和摇臂连杆（25），还包括安装在转台（22）上的稳定重物配重（3），其特征在于所述的摇臂连杆（25）前端设有可拆式铰接安装的布料杆（5），履带行走机构（2）上设有输送管（4），该输送管的后端输入由发泡机和输送泵泵送的泡沫混凝土混合料，前端与布料杆（5）连通供料，并经布料杆（5）将所述泡沫混凝土（13）浇筑于已立模板（12）的地基（11）上。
2.根据权利要求1所述的移动式泡沫混凝土布料机，其特征在于所述的泡沫混凝土（13）分块分层浇筑，每块最大长度和最大宽度均为10m～15m，每块单层浇筑厚度为0.3m～0.8m。
3.根据权利要求1所述的移动式泡沫混凝土布料机，其特征在于所述的输送管（4）为橡胶软管，后端水平安置在转台（22）上，前端依次通过动臂（23）、斗杆（24）和摇臂连杆（25）连通布料杆（5），并随动臂（23）、斗杆（24）和摇臂连杆（25）的联动动作而同步弯折。
4.根据权利要求1所述的移动式泡沫混凝土布料机，其特征在于所述的动臂（23）、斗杆（24）、摇臂连杆（25）和布料杆（5）沿道路横向伸缩的行程范围内时，转台（22）与履带行走机构（2）位置固定后由动臂（23）、斗杆（24）、摇臂连杆（25）和布料杆（5）沿横向来回布料泡沫混凝土（13）一定的纵向长度；然后布料机履带（21）沿道路路基（1）纵向行走至合适位置，再由动臂（23）、斗杆（24）、摇臂连杆（25）和布料杆（5）沿横向来回布料泡沫混凝土（13）一定的纵向长度；如此循环直至浇筑完成纵向的一段单块以至全部泡沫混凝土。
5.根据权利要求1所述的移动式泡沫混凝土布料机，其特征在于所述的道路路基（1）为供移动式泡沫混凝土布料机纵向行走的道路；所述的地基（11）为泡沫混凝土（13）浇筑其上的基础。
6.根据权利要求1所述的移动式泡沫混凝土布料机，其特征在于所述的模板（12）为浇筑泡沫混凝土（13）所需的一种临时性支护结构，使泡沫混凝土结构按规定的位置、几何尺寸成形，并保持其位置准确。
7.根据权利要求1所述的移动式泡沫混凝土布料机，其特征在于所述的稳定重物配重（3）用来平衡布料机浇筑泡沫混凝土布料时抗倾覆的重物。
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CN110700263A (zh) * 2019-11-02 2020-01-17 宁波交通工程建设集团有限公司 移动式泡沫混凝土布料机及操作方法

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