一种旋转式混凝土喷头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种旋转式混凝土喷头，包括喷头和驱动装置，所述的喷头包括一段直管，直管的一端连接有弯头，直管的另一端贯连有与直管同轴且内径大于直管内径的空腔接头，在空腔接头内部设置有与直管同轴且内径相同的固定管，固定管的端部与直管的端部接触；在直管中部安装所述的驱动装置，驱动装置包括伺服电机、蜗轮和与蜗轮配合的蜗杆，蜗轮安装在直管外侧并与直管固结，蜗杆安装在一个蜗杆外壳中，该蜗杆外壳安装固结在混凝土喷射机上，蜗杆与伺服电机连接；在蜗轮两侧的直管上均安装有固定轴承，固定轴承通过轴承支座固结在混凝土喷射机上。本装置可以精确控制混凝土喷射机喷头转向、转速，代替人工控制喷头，提高施工质量和施工效率。
【专利说明】—种旋转式混凝土喷头
【技术领域】
[0001]本实用新型属于道路施工【技术领域】，涉及一种可以精确控制混凝土喷射机喷头的转向、转速，从而代替人工控制喷头，将工人从恶劣的工作环境解脱出来的旋转式混凝土喷头。
【背景技术】
[0002]喷射混凝土是借助于混凝土喷射机将混凝土高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。与传统的现场浇筑混凝土不同，喷射混凝土一般不需要立模，也不需要振捣，而是依靠高速喷射的功能，将混合料连续喷敷在受喷面上，冲击挤压达到密实的效果。喷射混凝土时，如果由工人操持喷嘴进行喷射，由于喷嘴出口距岩面约lm，骨料的反弹及喷射产生的粉尘对施喷人员有极大的危害，加上生产率的大幅度提高，因喷射压力的增加而使反射力加大，工人的劳动强度更大，考虑到工人的劳动安全性，而不得不用机械手来代替人工喷射。但是机械手存在价格昂贵、不便推广等问题，只能在一些大型设备使用，而在中小型设备上则缺乏可以替代人工的装备。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种新型旋转式混凝土喷头，以解决现有技术中存在的混凝土喷射施工中机械手等设备价格昂贵，在中小型设备中，喷射工人工作环境恶劣，劳动强度大，手工操作精度低等问题。
[0004]一种旋转式混凝土喷头，包括喷头和驱动装置，所述的喷头包括一段直管，直管的一端连接有弯头，直管的另一端贯连有与直管同轴且内径大于直管内径的空腔接头，在空腔接头内部设置有与直管同轴且内径相同的固定管，固定管的端部与直管的端部接触；在直管中部安装所述的驱动装置，驱动装置包括伺服电机、蜗轮和与蜗轮配合的蜗杆，蜗轮安装在直管外侧并与直管固结，蜗杆安装在一个蜗杆外壳中，该蜗杆外壳安装固结在混凝土喷射机上，蜗杆与伺服电机连接；在蜗轮两侧的直管上均安装有固定轴承，固定轴承通过轴承支座固结在混凝土喷射机上。
[0005]进一步地，所述的固定管通过接头轴承安装在空腔接头中，在固定管与直管接触处设置有橡胶密封圈；空腔接头未与直管连接的一端安装有接头法兰，所述的固定管穿过该接头法兰。
[0006]进一步地，所述的蜗杆通过蜗杆轴承安装在蜗杆外壳中，蜗杆外壳通过蜗杆支座安装在混凝土喷射机上；在蜗杆轴承外部设置有蜗杆轴承外壳，该蜗杆轴承外壳固结在所述的蜗杆外壳上；在蜗杆外壳的两端还设置有外壳法兰。
[0007]进一步地，所述的直管中部外侧加工有键销，在所述的蜗轮内部加工有与键销配合的键槽；在蜗轮的外部设置有蜗轮外壳，蜗轮外壳固结在所述的蜗杆轴承外壳上。
[0008]进一步地，所述的轴承支座包括固结在混凝土喷射机上的轴承下支座，和与轴承下支座配合的轴承上支座，所述的固定轴承安装在轴承下支座和轴承上支座中。[0009]进一步地，所述的蜗杆的端部加工有用于和伺服电机输出轴连接的内花键。
[0010]进一步地，所述的弯头为直角管，直角管一端的内径与直管的内径相同并与直管连接，直角管的另一端的内径小于直管内径。
[0011]本实用新型提供了一种旋转式混凝土喷头，可以精确控制混凝土喷射机喷头的转向、转速，代替人工控制喷头，提高施工质量和施工效率，避免工人手动操作喷头而带来的健康隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的俯视图；
[0013]图2是蜗轮和蜗杆部分的结构图；
[0014]图3是蜗轮和蜗杆部分的侧视图；
[0015]图4是固定轴承的结构图；
[0016]图中标号分别表不:I一空腔接头，2—接头法兰,3 —固定管，4一接头轴承，5—橡胶密封圈，6—固定轴承,7—轴承下支座,8—蜗杆轴承外壳,9一外壳法兰，IO—伺服电机，11一蜗杆的端部，12一弯头，13一直管，14一蜗轮，15一蜗杆外壳，16一蜗轮外壳，17一蜗杆轴承，18—内花键，19一蜗杆支座，20—蜗杆,21—键销；22—轴承上支座；
[0017]以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
【具体实施方式】
[0018]遵从上述技术方案，如图1至图4所示，一种旋转式混凝土喷头，包括喷头和驱动装置，所述的喷头包括一段直管13，直管13的一端连接有弯头12，直管13的另一端贯连有与直管13同轴且内径大于直管13内径的空腔接头1，在空腔接头I内部设置有与直管13同轴且内径相同的固定管3，固定管3的端部与直管13的端部接触；在直管13中部安装所述的驱动装置，驱动装置包括伺服电机10、蜗轮14和与蜗轮14配合的蜗杆20，蜗轮14安装在直管13外侧并与直管13固结，蜗杆20安装在一个蜗杆外壳15中，该蜗杆外壳15安装固结在混凝土喷射机上，蜗杆20与伺服电机10连接；在蜗轮14两侧的直管13上均安装有固定轴承6,固定轴承6通过轴承支座固结在混凝土喷射机上。
[0019]固定管3通过接头轴承4安装在空腔接头I中，固定管3的一端与混凝土喷射机的喷射出口连接，另一端与直管13接触，并设置有橡胶密封圈5 ;工作时直管13绕直管13的中心轴旋转，而固定管3不旋转，端部与直管13保持紧密接触，橡胶密封圈5可使旋转过程中外部的杂物不能进入；空腔接头I未与直管13连接的一端安装有接头法兰2，所述的固定管3穿过该接头法兰2，接头法兰2对空腔接头I内部的结构起到保护作用。
[0020]蜗杆20通过蜗杆轴承17安装在蜗杆外壳15中，可在恶略的工况环境下保护蜗杆20结构；蜗杆外壳15通过蜗杆支座19安装在混凝土喷射机上；在蜗杆轴承17外部设置有蜗杆轴承外壳8，该蜗杆轴承外壳8固结在所述的蜗杆外壳15上；在蜗杆外壳15的两端还设置有外壳法兰9 ;此处的外壳法兰9亦能起到保护蜗杆20内部结构的作用。
[0021]直管13中部外侧加工有键销21，在所述的蜗轮14内部加工有与键销21配合的键槽；键销21与键槽相互配合，使蜗轮14转动时带动直管13转动；在蜗轮14的外部设置有蜗轮外壳16，起到保护作用；蜗轮外壳16固结在所述的蜗杆轴承外壳8上，使蜗轮外壳16能得到固定。
[0022]轴承支座包括固结在混凝土喷射机上的轴承下支座7，和与轴承下支座7配合的轴承上支座22，所述的固定轴承6安装在轴承下支座7和轴承上支座22中。
[0023]本装置采用伺服电机10来输出扭矩，在蜗杆20端部加工有用于和伺服电机10输出轴连接的内花键18，保持伺服电机10与蜗杆20转动的一致，便于伺服电机10的控制。
[0024]在本装置中，弯头12为直角弯头12，直角管一端的内径与直管13的内径相同并与直管13连接，直角管的另一端的内径小于直管13内径；直管13转动时，直角管转动，可以使混凝土喷洒向不同的方向和位置。
[0025]本实用新型的应用方案是:将本装置固定在混凝土喷射机上，固定管3 —端与混凝土喷射机的混凝土喷射口通过软管连接，混凝土通过喷射机获得动能后沿软管进入固定管3，经过直管13后进入弯头12。同时，伺服电机10根据控制指令做出相应的转动动作，扭矩传递给蜗杆20，蜗杆20通过机械配合带动蜗轮14转动，蜗轮14通过键销21和键槽带动直管13做出相应的转动动作，从而带动弯头12转动，以精确地将混凝土按照需要喷射到相应的施工位置。
[0026]在混凝土经过空腔接头I时，由于空腔接头I内橡胶密封圈5的存在，使直管13与固定管3相对转动的时候仍然能够保持相对密封，防止混凝土通过直管13与固定管3之间的空隙溢出。接头轴承4可使直管13与固定管3之间的相对滑动摩擦阻力大大减小，且有助于两者保持同心。接头法兰2使空腔接头I内部形成相对密封空间，有助于其抵抗恶劣的工作环境，提高零件的使用寿命。
[0027]由于混凝土喷射出去时具有较大的动量，因此会对此新型混凝土喷头有较大的反冲作用力，使直管13的工作状态受到影响。为了克服这种不良影响，在伺服电机10与直管13之间安装蜗轮14和蜗杆20机构，利用蜗轮14蜗杆20机构的反向自锁功能来消除直管13所受到的反冲作用，增加设备的精确度和可靠性。
[0028]直管13的驱动采用伺服电机10，其能够按照指令精确控制直管13的转角、转速等参数，易于实现自动控制，精确控制，提高施工质量。由于其喷射实现自动控制或者远程控制，使处于恶劣环境中的工作人员摆脱粉尘污染，有利于工作人员的身体健康。
【权利要求】
1.一种旋转式混凝土喷头，包括喷头和驱动装置，其特征在于，所述的喷头包括一段直管(13)，直管(13)的一端连接有弯头(12)，直管(13)的另一端贯连有与直管(13)同轴且内径大于直管(13)内径的空腔接头(1)，在空腔接头(I)内部设置有与直管(13)同轴且内径相同的固定管(3)，固定管(3)的端部与直管(13)的端部接触；在直管(13)中部安装所述的驱动装置，驱动装置包括伺服电机(10)、蜗轮(14)和与蜗轮(14)配合的蜗杆(20)，蜗轮(14)安装在直管(13)外侧并与直管(13)固结，蜗杆(20)安装在一个蜗杆外壳(15)中，该蜗杆外壳(15)安装固结在混凝土喷射机上，蜗杆(20)与伺服电机(10)连接；在蜗轮(14)两侧的直管(13)上均安装有固定轴承(6)，固定轴承(6)通过轴承支座固结在混凝土喷射机上。
2.如权利要求1所述的旋转式混凝土喷头，其特征在于，所述的固定管(3)通过接头轴承(4)安装在空腔接头(I)中，在固定管(3)与直管(13)接触处设置有橡胶密封圈(5);空腔接头(I)未与直管(13)连接的一端安装有接头法兰(2)，所述的固定管(3)穿过该接头法兰⑵。
3.如权利要求1所述的旋转式混凝土喷头，其特征在于，所述的蜗杆(20)通过蜗杆轴承(17)安装在蜗杆外壳(15)中，蜗杆外壳(15)通过蜗杆支座(19)安装在混凝土喷射机上；在蜗杆轴承(17)外部设置有蜗杆轴承外壳(8)，该蜗杆轴承外壳(8)固结在所述的蜗杆外壳(15)上；在蜗杆外壳(15)的两端还设置有外壳法兰(9)。
4.如权利要求3所述的旋转式混凝土喷头，其特征在于，所述的直管(13)中部外侧加工有键销(21)，在所述的蜗轮(14)内部加工有与键销(21)配合的键槽；在蜗轮(14)的外部设置有蜗轮外壳(16)，蜗轮外壳(16)固结在所述的蜗杆轴承外壳(8)上。
5.如权利要求1所述的旋转式混凝土喷头，其特征在于，所述的轴承支座包括固结在混凝土喷射机上的轴承下支座(7)，和与轴承下支座(7)配合的轴承上支座(22)，所述的固定轴承(6)安装在轴承下支座(7)和轴承上支座(22)中。
6.如权利要求1所述的旋转式混凝土喷头，其特征在于，所述的蜗杆的端部(11)加工有用于和伺服电机(10)输出轴连接的内花键(18)。
7.如权利要求1所述的旋转式混凝土喷头，其特征在于，所述的弯头(12)为直角管，直角管一端的内径与直管(13)的内径相同并与直管(13)连接，直角管的另一端的内径小于直管(13)内径。
【文档编号】E21D11/10GK203570325SQ201320689379
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】宇文旋, 白孟妮, 刘新昊 申请人:长安大学