一種輕型液壓錨杆鑽機的製作方法

2023-05-31 02:58:26

本實用新型涉及煤礦採掘設備，具體地說是一種輕型液壓錨杆鑽機。

背景技術：

目前煤礦井下大多採用錨噴支護工藝，其具有施工速度快、施工機械化程度高、成本低及節約材料等優點，錨噴支護包括錨杆和噴射混凝土支護，錨杆支護是通過錨入圍巖內部的錨杆改變圍巖本身的力學狀態，在巷道周圍形成一個整體而穩定的巖石帶，利用錨杆與圍巖共同作用，達到維護巷道穩定的目的，它是一種積極防禦的支護方法。

掘錨護一體機是一款將掘進、錨護作業集成一體的大型設備，其設備集成化程度高，作業效率比現有技術大大提高。由於掘錨護一體機的空間受限，設計開發一款輕型液壓錨杆鑽機以適應掘錨護一體機成為一種必然趨勢。

技術實現要素：

本實用新型的技術任務是解決現有技術的不足，提供一種輕型液壓錨杆鑽機。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：

一種輕型液壓錨杆鑽機，其結構包括導軌以及設置於導軌上方的鑽箱、固定板、頂緊裝置和動力裝置。鑽箱表面固定有鑽箱連接板，鑽箱通過鑽箱連接板固定在固定板表面；固定板滑動連接於導軌表面，頂緊裝置和動力裝置分別固定在導軌的兩端，且動力裝置的動力輸出端間接驅動鑽箱沿著導軌直線滑動以靠近或遠離頂緊裝置。

在上述結構的基礎上，導軌包括相對滑動的長方形管和導軌本體，導軌本體為U型結構，導軌本體的U型埠向外折彎並向下滑動接觸於長方形管的兩個相鄰外表面。長方形管的底面平行於地面，導軌本體的個數為兩個，兩個導軌本體對稱放置在長方形管的上方兩側，且兩個導軌本體的U型埠向外折彎並向下滑動接觸於長方形管的兩個相鄰直角外表面，固定板平行於長方形管的底面並向下固定在兩個導軌本體的頂部。

優選導軌本體採用1-5mm的薄鋼板製成。

在上述結構的基礎上，鑽箱包括鑽體、驅動軸、液壓馬達、端套、嵌套和配液板。鑽體內側壁上形成有三道密封溝槽、兩個軸承安裝孔和一個進水槽，三道密封溝槽內裝配有機械密封；軸承安裝孔分布在密封溝槽及進水槽的兩側，軸承安裝孔用於收容軸承。驅動軸布置於鑽體內並與所述機械密封和軸承相配合，驅動軸一端與鑽體一側的液壓馬達連接，驅動軸另一端與端套、嵌套連接，且驅動軸沿其軸向開設有與進水槽相貫通的進水通道。液壓馬達靠近液壓馬達端軸承的一側開設洩油孔，上述鑽體內側壁的進水槽與液壓馬達端軸承之間置兩道機械密封，該兩道機械密封之間開設有洩流孔，上述鑽體內側壁的進水槽與嵌套端軸承之間布置一道機械密封。端套固定於驅動軸端部，端套外側布置有防濺套，防濺套與鑽體相連，且防濺套與端套之間設有防塵密封。嵌套布置於端套外側並與驅動軸連接，嵌套端軸承與嵌套端軸承側的機械密封之間布置有注油孔。配液板上布置有進水孔及進油孔，並分別與鑽體及液壓馬達連接。

在上述結構的基礎上，輕型液壓錨杆鑽機還包括夾釺機構，夾釺機構的結構包括頂板、支撐板和夾釺杆。頂板向下垂直連接於導軌，且頂板所在的豎直平面與鑽箱的滑動方向相垂直。支撐板的數量為兩根，兩根支撐板對稱設置並垂直連接於頂板的左右兩側，且支撐板遠離頂板和鑽箱的端部開設有通孔，該通孔的中心軸線平行於頂板。夾釺杆的其中一個端部開設有通孔，夾釺杆的另一個端部開設有半圓通孔，且通孔的中心軸線垂直於半圓通孔的中心軸線。夾釺杆的數量為兩根，兩根夾釺杆的通孔分別正對上述兩根支撐板開設的通孔，固定螺栓穿過夾釺杆的通孔和支撐板的通孔並緊固有螺母；穿過同一根固定螺栓的夾釺杆和支撐板之間設置有使該夾釺杆平行於頂板的扭簧，扭簧的一端固定連接於支撐板，扭簧的另一端固定連接於夾釺杆；當兩根夾釺杆分別平行於頂板時，兩根夾釺杆遠離支撐板的端部對接，使兩根夾釺杆端部開設的半圓通孔形成圓形通孔。頂板邊緣開設有正對鑽箱中嵌的U型孔， U型孔還正對兩根夾釺杆平行於頂板時形成的圓形通孔。

優選夾釺杆表面一體連接有扳頭，以方便手動旋轉夾釺杆。

在上述結構的基礎上，動力裝置包括鑽機液壓馬達、減速機和鏈條傳動組件。鑽機液壓馬達和減速機相連並通過安裝底座設置在導軌端部。鏈條傳動組件的結構包括主動鏈輪、從動鏈輪、連接主動鏈輪和從動鏈輪的鏈條、以及張緊鏈條的鏈條張緊結構；主動鏈輪和從動鏈輪的軸端軸承安裝在導軌兩端，主動鏈輪的動力輸入端連接於減速機的動力輸出端，鏈條位於鑽箱連接板和固定板之間，且鏈條固定連接於鑽箱連接板，在動力裝置工作時，鏈條帶動鑽箱連接板沿著導軌直線滑動。

在上述結構的基礎上，頂緊裝置包括頂緊支架、頂緊頭、手輪和纏繞在手輪表面的鋼絲繩。頂緊支架向上垂直於導軌端部。頂緊頭為一端封閉的管狀結構，頂緊頭平行設置於導軌下方，頂緊頭垂直穿過並滑動連接於頂緊支架，且頂緊頭的封閉端相對遠離動力裝置的設置位置；頂緊頭內部設置有平行於頂緊頭中心線的彈性部件，彈性部件一端固定於頂緊頭的封閉內端面，彈性部件另一端伸出頂緊頭並固定於頂緊支架。手輪固定於導軌表面並相對遠離頂緊頭的封閉端，鋼絲繩的自由端固定連接於頂緊頭，轉動手輪以通過拉動鋼絲繩壓縮頂緊頭內部的彈性部件。

彈性部件優選螺旋彈簧或者橡膠彈簧。

本實用新型的一種輕型液壓錨杆鑽機與現有技術相比所產生的有益效果是：

本實用新型設計合理，結構簡單，通過在導軌上合理布局鑽箱、頂緊裝置和動力裝置，有效節約液壓錨杆鑽機的佔用空間；通過對導軌、鑽箱、頂緊裝置和動力裝置的結構改進，有效降低錨杆鑽機的重量，提高錨杆鑽機的運行可靠性；通過增設夾釺機構，進一步保證錨杆鑽機的鑽孔穩定性和精確性。

附圖說明

附圖1是本實用新型的結構主視圖；

附圖2是圖1中導軌的放大結構左視圖；

附圖3是本實用新型中鑽箱的放大結構剖面圖；

附圖4是本實用新型中鏈條傳動組件的結構示意圖；

附圖5是本實用新型中夾釺機構的結構立體圖；

附圖6是本實用新型中頂緊裝置的結構示意圖。

圖中各標號表示：

10、導軌，20、鑽箱，30、固定板，40、頂緊裝置，50、鏈輪傳動組件，

60、夾釺機構，70、鑽箱連接板；

11、長方形管，12、第一導軌本體，13、第二導軌本體；

21、鑽體，22、驅動軸，23、液壓馬達，24、端套，25、嵌套，

26、防濺套，27、軸承一，28、注油孔，29、洩流孔，210、軸承二，

211、防塵密封，212、進水槽，213、機械密封，214、機械密封，

215、洩油孔；

41、頂緊支架，42、頂緊頭，43、手輪，44、鋼絲繩，45、螺旋彈簧；

51、安裝底座，52、主動鏈輪，53、從動鏈輪，54、鏈條，

55、鏈條張緊結構；

61、頂板，62a、第一支撐板，62b、第二支撐板，63a、第一夾釺杆，

63b、第二夾釺杆，64a、第一扭簧，64b、第二扭簧，65、半圓通孔，

66、固定螺栓，67、U型孔，68、扳手。

具體實施方式

下面結合附圖1-6，對本實用新型的一種輕型液壓錨杆鑽機作以下詳細說明。

如附圖1所示，本實用新型的一種輕型液壓錨杆鑽機，其結構包括導軌10以及設置於導軌10上方的鑽箱20、固定板30、頂緊裝置40和動力裝置。鑽箱20表面固定有鑽箱連接板70，鑽箱20通過鑽箱連接板70固定在固定板30表面；固定板30滑動連接於導軌10表面，頂緊裝置40和動力裝置分別固定在導軌10的左右兩端，且動力裝置的動力輸出端間接驅動鑽箱20沿著導軌10直線滑動以靠近或遠離頂緊裝置40。

為了減輕本實用新型的整體重量，結合附圖2對導軌結構進行改進，導軌10的結構包括相對滑動的長方形管11和導軌本體，導軌本體為U型結構，導軌本體採用3mm的薄鋼板製成。導軌本體的U型埠向外折彎並向下滑動接觸於長方形管11的兩個相鄰外表面。

長方形管的底面平行於地面，導軌本體的個數為兩個，分別稱為第一導軌本體12和第二導軌本體13。

第一導軌本體12和第二導軌本體13對稱放置在長方形管11的上方兩側，且第一導軌本體12和第二導軌本體13的U型埠分別向外折彎並向下滑動接觸於長方形管11的兩個相鄰直角外表面，固定板30平行於長方形管11的底面並向下固定在第一導軌本體12和第二導軌本體13的頂部。

結合附圖3，鑽箱包括鑽體21、驅動軸22、液壓馬達23、端套24、嵌套25和配液板。鑽體21內側壁上形成有三道密封溝槽、兩個軸承安裝孔和一個進水槽212，三道密封溝槽內裝配有機械密封；軸承安裝孔分布在密封溝槽及進水槽212的兩側，兩個軸承安裝孔用於收容軸承一27和軸承二210。驅動軸22布置於鑽體21內並與所述機械密封相配合，驅動軸22的兩端通過軸承一27和軸承二210安裝在鑽體21內，驅動軸22一端與鑽體21一側的液壓馬達23連接，驅動軸22另一端與端套24、嵌套25連接，且驅動軸22沿其軸向開設有與進水槽212相貫通的進水通道，便於在液壓錨杆鑽機鑽孔時進行注水，使水由徑向進入，從端頭流出。靠近軸承二210的液壓馬達23一側開設洩油孔215，用於潤滑液壓馬達23端軸承二210，利用開設在液壓馬達23上的洩油孔215實現自潤滑。上述鑽體21內側壁的進水槽212與軸承二210之間置兩道機械密封213、214，可防止水進入液壓油汙染液壓系統，該兩道機械密封213、214之間開設有洩流孔29，當密封失效時，有油液或水從洩流孔29流出，便於進行漏水、漏油檢測，方便及時更換機械密封；上述鑽體21內側壁的進水槽212與靠近嵌套25的軸承一27之間布置一道機械密封，可防止潤滑油洩露。端套24固定於驅動軸22端部，端套24外側布置有防濺套26，防濺套26與鑽體21相連，且防濺套26與端套24之間設有防塵密封211。嵌套25布置於端套24外側並與驅動軸22連接，靠近嵌套25的軸承一27與靠近軸承一27的機械密封之間布置有注油孔28。配液板上布置有進水孔及進油孔，並分別與鑽體21及液壓馬達23連接。

針對鑽箱20結構，需要補充的是，軸承一27和軸承二210可以選用圓錐滾子軸承；機械密封的形式可以為拉杆密封、O型密封或Y型密封，其中優選材質為聚四氟乙烯的拉杆密封。當然，為保證鑽箱的密封性能，鑽體21靠近嵌套25的一端與驅動軸22之間設有骨架密封也是本領域技術人員常採用的技術手段。還需要補充的是，進水槽212與嵌套25端軸承一27之間密封溝槽的數量不限於一道，也可以為兩道或三道，進水槽212與液壓馬達23端軸承二210之間密封溝槽的數量不限於兩道，也可以為三道或四道。

在液壓錨杆鑽機鑽孔工作的過程中，要想提高鑽孔穩定性和精確度，還需要增設夾釺機構60。

結合附圖5，夾釺機構60的結構包括頂板61、支撐板和夾釺杆。

頂板61向下垂直連接於導軌10左端，且頂板61所在的豎直平面與鑽箱20的滑動方向相垂直。

支撐板的數量為兩根，分別稱為第一支撐板62a和第二支撐板62b。第一支撐板62a和第二支撐板62b對稱設置並垂直連接於頂板61的左右兩側，且第一支撐板62a和第二支撐板62b遠離頂板61和鑽箱20的端部分別開設有通孔，通孔的中心軸線平行於頂板61。

夾釺杆的其中一個端部開設有通孔，夾釺杆的另一個端部開設有半圓通孔65，且通孔的中心軸線垂直於半圓通孔65的中心軸線。

夾釺杆的數量為兩根，分別稱為第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63a。第一夾釺杆63a的通孔正對第一支撐板62a開設的通孔，固定螺栓66穿過第一夾釺杆63a的通孔和第一支撐板62a的通孔並緊固有螺母。第二夾釺杆63a的通孔正對第二支撐板62b開設的通孔，固定螺栓66穿過第二夾釺杆63b的通孔和第二支撐板62b的通孔並緊固有螺母。

穿過同一根固定螺栓的夾釺杆和支撐板之間設置有使該夾釺杆平行於頂板的扭簧。為方便區分，我們將設置於第一夾釺杆63a和第一支撐板62a之間的復位結構稱為第一扭簧64a，第一扭簧64a的一端固定連接於第一支撐板62a，第一扭簧64a的另一端固定連接於第一夾釺杆63a；將設置於第二夾釺杆63b和第二支撐板62b之間的復位結構稱為第二扭簧64b，第二扭簧64b的一端固定連接於第二支撐板62b，第二扭簧64b的另一端固定連接於第二夾釺杆63b；利用扭簧特性完成夾釺杆的自動復位，使第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b自動復位至平行於頂板61的位置。

且當第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b分別平行於頂板61時，第一夾釺杆63a遠離第一支撐板62a的端部和第二夾釺杆63b遠離第二支撐板63b的端部對接，使第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b端部開設的半圓通孔65形成圓形通孔。

頂板61邊緣開設有正對鑽箱20中嵌套25的U型孔67，即安裝在嵌套25的鑽杆正對U型孔67，且U型孔67正對第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b平行於頂板61時形成的圓形通孔。

第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b表面還分別一體連接有扳頭68，實現手動旋轉第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b。

為了控制液壓錨杆鑽機鑽孔時鑽杆的旋轉半徑，將夾釺機構60安裝在導軌10端部，並相對遠離動力裝置的設置位置，並使鑽箱20中嵌套25正對頂板61的U型孔67、以及第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b平行於頂板61時形成的圓形通孔。鑽杆是標準件，鑽杆與鑽箱20的嵌套25相連，當鑽杆在鑽箱20的驅動下開始鑽孔前，鑽杆首先穿過頂板61邊緣開設的U型孔67，然後穿過第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b平行於頂板61時形成的圓形通孔，由於第一夾釺杆63a與第一支撐板62a之間連接有第一扭簧64a，第二夾釺杆63b與第二支撐板63b之間連接有第二扭簧64b，在鑽杆穿過第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b平行於頂板61時形成的圓形通孔過程中，第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b分別繞其自身通孔的中心軸線旋轉，並最終在第一扭簧64a和第二扭簧64b的作用下復位至平行於頂板61的位置。在第一夾釺杆63a和第二夾釺杆63b形成圓形通孔的限位作用下，有效控制錨杆鑽機鑽孔時鑽杆的旋轉半徑，提高鑽杆的鑽孔穩定性和鑽孔精確性，杜絕錨護作業時手扶釺杆帶來的安全隱患。

針對夾釺機構60的結構，需要說明的是，根據鑽杆的直徑，適當的選擇夾釺杆開設的半圓孔大小，即鑽杆直徑的大小應始終小於半圓孔的孔徑大小。例如，當鑽杆的直徑為22mm時，夾釺杆的半圓孔孔徑應該大於鑽杆直徑，夾釺杆的半圓孔孔徑可以為28mm。

結合附圖4，本實用新型中選用的動力裝置包括鑽機液壓馬達、減速機和鏈條傳動組件50。鑽機液壓馬達和減速機相連並通過安裝底座51設置在導軌10的長方形管11端部。鏈條傳動組件50的結構包括主動鏈輪52、從動鏈輪53、連接主動鏈輪52和從動鏈輪53的鏈條54、以及張緊鏈條54的鏈條張緊結構55；主動鏈輪52的動力輸入端連接於減速機的動力輸出端，鏈條54位於鑽箱連接板70和固定板30之間，且鏈條54固定連接於鑽箱連接板70，在動力裝置工作時，鏈條54帶動鑽箱連接板70沿著導軌10直線滑動。基於鏈條傳動組件50的特性，可以有效提高錨杆鑽機的運行可靠性。

結合附圖6，本實用新型選用的頂緊裝置包括頂緊支架41、頂緊頭42、手輪43和纏繞在手輪43表面的鋼絲繩44。頂緊支架41向上垂直於導軌10的長方形管11左端。頂緊頭42為一端封閉的管狀結構，頂緊頭42平行設置於導軌的長方形管11下表面，頂緊頭42垂直穿過並滑動連接於頂緊支架41，且頂緊頭42的封閉端朝左；頂緊頭42內部設置有平行於頂緊頭42中心線的螺旋彈簧45，螺旋彈簧45左端固定於頂緊頭42的封閉內端面，螺旋彈簧45右端向外伸出頂緊頭42並固定於頂緊支架41。手輪43位於頂緊頭42右端並固定連接在導軌10的長方形管11下表面，鋼絲繩44的自由端向左延伸並固定連接於頂緊頭42，轉動手輪43以通過拉動鋼絲繩44壓縮頂緊頭42內部的螺旋彈簧45。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」「前」、「後」、「左」、「右」等指示的方位或位置關係為基於所屬附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的結構必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

綜上所述，以上內容僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護範圍的限制，儘管該具體實施方式部分對本實用新型作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和範圍。