CN101363306B

CN101363306B - 气动锚杆凿岩机

Info

Publication number: CN101363306B
Application number: CN2008101208590A
Authority: CN
Inventors: 徐卸南; 柳云昌
Original assignee: ZHEJIANG QUZHOU COAL MINE MACHINERY PLANT CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG QUZHOU GENERAL COAL MINE MACHINERY FACTORY CO., LTD.
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2028-09-10
Also published as: CN101363306A

Abstract

一种气动锚杆凿岩机，包括铰接机构铰接的凿岩机和气腿，凿岩机上设有气腿控制阀，气腿由活塞副套装而成，所述铰接机构为一根可置换式铰接轴，铰接轴内设有一条连接气路；铰接轴上拆卸式连接了一气腿操纵臂，所述气腿操纵臂的长度与气腿伸展后的高度相匹配，它由曲臂和控制机构组成，控制机构由控制阀及其控制手把构成，曲臂的一端和控制阀阀体相连接，曲臂的另一端与铰接轴铰接，控制阀及其控制手把中的控制气路经铰接轴连接气路与凿岩机气路串联。本发明能与单、双向式气腿匹配使用、岩浆等不会直接浇砸到操纵者身上，解决了气腿控制难的问题，用缸筒替代活塞杆，刚性好，钻凿水平、倾斜岩孔时，凿岩机性能能够得到充分发挥，凿岩效率更高。

Description

气动锚杆凿岩机

【技术领域】

本发明涉及一种在煤矿巷道岩石上进行钻凿锚杆孔的机械，具体属于一种气动锚杆凿岩机。

【背景技术】

锚杆支护是一项先进技术，以其安全、经济和快速的优越性，在煤矿巷道支护中得到了普遍推广应用，而锚杆孔钻凿是整个锚杆支护工程施工中一道必不可少的作业工序。目前，锚杆孔钻凿所涉及的机械设备视煤矿巷道岩石性质、软硬程度不同而具多样性。中软岩石巷道，主要使用纯回转式锚杆钻机进行钻凿锚杆孔作业，该类钻机针对中软岩石，其钻孔性能能够满足煤矿巷道锚杆支护的工程要求。硬岩石(f≥8)巷道，由于纯回转式锚杆钻机没有冲击功能，基本上不能用于锚杆孔作业了，而需要改用气腿式凿岩机。

气腿式凿岩机包括单级和双级气腿凿岩机，单级气腿凿岩机因气腿伸缩行程小，相对高度大，只能用于水平或者倾斜锚杆孔的作业，而对钻凿顶板锚杆孔来说，由于钻凿孔垂直度往往达不到锚杆支护的技术要求，而不能作为正规的顶板锚杆孔钻机使用。

双级气腿凿岩机由于其整机高度矮、伸缩行程大，相对单级气腿凿岩机解决了钻凿顶板锚杆孔的垂直度问题，是目前普遍采用的顶板锚杆孔钻凿机械。专利号91233378.2的“双级气腿凿岩机”，是目前比较典型的一种双级气腿凿岩机械，其结构包括凿岩机和双级气腿，两者由铰接机构铰接，组成一台完整的双级气腿凿岩机。凿岩机上具有气压操纵阀和横向手把，气腿包括外缸、中缸、活塞杆、导套等，由两组活塞副套装而成，气腿需伸长时，压缩空气经铰接机构部件、活塞杆气流通道进入气缸下端，推动内、外活塞向上运动，实现气腿的一、二级行程。

现有的双级气腿凿岩机在实际使用时，存在如下问题：(1)在钻凿顶板锚杆孔时，作业人员必须站在机器的正下方进行操作，岩浆和可能冒落的岩石会直接浇砸在操纵者身上，安全隐患多、工作环境恶劣。(2)气腿伸降控制部件都设在凿岩机上，随着锚杆孔凿深增加而机器不断升高，操作者手不能触及控制按钮，从而影响对气腿的控制，也存在安全隐患。(3)目前，用于钻凿顶板锚杆孔的双级气腿凿岩机，只能与单向式的气腿匹配，以避免自动收腿时，机器因悬空而可能发生的事故；但是，对钻凿水平、倾斜岩孔的气腿式凿岩机来说，为了挪动气腿方便而提高作业效率，又需要与双向式气腿配套使用，这是目前困扰矿山巷道作业的一大难题。(4)气腿伸出时刚性较差，钻凿水平、倾斜岩孔效率低。

【发明内容】

为克服现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种具有新型结构的气动锚杆凿岩机，该机钻凿顶板锚杆孔作业安全、能与双向式气腿匹配使用，以及在机器随着锚杆孔凿深的增加而不断升高的情况下，也不会出现气腿控制难的问题，它既可以钻凿顶板锚杆孔，也可以钻凿水平、倾斜岩孔。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：这种结构的气动锚杆凿岩机包括由铰接机构铰接在一起的凿岩机、气腿，凿岩机上设有气腿控制阀，气腿由活塞副套装而成，其特征是：所述铰接机构为一根可置换式铰接轴，铰接轴内设有一条连接气路；铰接轴上拆卸式连接了一气腿操纵臂，所述气腿操纵臂的长度与气腿伸展后的高度相匹配，它由曲臂和控制机构组成，控制机构由控制阀及其控制手把构成，曲臂的一端和控制阀阀体相连接，曲臂的另一端与铰接轴铰接，控制阀中的控制气路经铰接轴连接气路与凿岩机气路串联；

如上所述的气动锚杆凿岩机，其特征是：双级气腿为三缸筒气腿，它包括联接架体、外缸筒、一级缸筒、二级缸筒和支承体；二级缸筒套在一级缸筒内，一级缸筒套在外缸筒内，缸筒上装有活塞和导套，联接架体设在外缸筒上端，支承体装在二级缸筒下端。

如上所述的气动锚杆凿岩机，其特征是：所述的曲臂为两根平行设置的空心圆管，空心圆管两端具有连接件，连接件分别与阀体、铰接轴连接。

如上所述的气动锚杆凿岩机，其特征是：所述的曲臂为两根平行设置的空心方管，空心方管两端具有连接件，连接件分别与阀体、铰接轴连接。

如上所述的气动锚杆凿岩机，其特征是：所述的气腿操纵臂由U形销拆卸式连接在铰接轴上。

与现有技术相比，本发明的气动锚杆凿岩机，具有以下优点：

采用气腿供气双气路结构的凿岩机，将铰接机构设计成可置换式铰接轴结构后，通过置换铰接轴即可实现与单向式或双向式气腿的匹配使用目的。拆卸式设置气腿操纵臂后，钻凿顶板锚杆孔时，气腿操纵臂都能转动到一个合适的位置，使操作者离开机器一段距离，确保岩浆和可能冒落的岩石不能浇砸到操纵者身上，消除了安全隐患，改善了工作环境。通过气腿操纵臂控制气腿伸降，解决了操作者手不能触及凿岩机上的气腿控制按钮的问题，在任何工作高度状态都能方便地使气腿降下，不存在安全隐患。气腿操纵臂、连通套与铰接轴采用快换U形销连接，使顶板锚杆孔钻凿和帮锚杆孔钻凿作业，相互转换非常便捷。采用三缸筒双级气腿，用缸筒替代现有技术的活塞杆，刚性好，钻凿水平、倾斜岩孔时，凿岩机性能能够得到充分发挥，凿岩效率更高。

【附图说明】

图1为本发明一个实施例的正视结构示意图。

图2为图1的右视结构示意图。

图3为图1拆卸气腿操纵臂后的右视结构示意图。

图4为图1沿X-X线局部剖视结构示意图。

图5为图3的Y-Y结构剖视图。

图6为图3的Z-Z剖视结构示意图。

图7为图6中P向的局部结构示意图。

图8为图4中M-M剖面放大图。

图9为图4中N-N剖面放大图。

图中：

凿岩机10，凿岩机气缸101，柄体102，调压阀103，换向阀104，板机105，凿岩机机头106，左把107，右把108，操纵阀109，操纵阀手把110，长螺杆111，长螺杆螺母112，排气罩113，钎杆114，钎卡115，钎卡弹簧116。

气腿20，联接架体201、缸垫202，外缸筒体203，一级Y形圈204，一级活塞205、一级导向环206、一级缸筒体207，二级Y形圈208、二级活塞209、二级导向环2010、二级缸筒体2011、顶套2012，一级导套2013、一级支承环2014、一级防尘圈2015，二级导套2016、二级支承环2017和二级防尘圈2018，缸筒堵头2019，顶尖2020、支爪2021和提把2022，锁紧圈2023。

气腿操纵臂30，铰接套301，空心圆管302，空心圆管303，方发兰304，密封圈305，手把306，密封圈307，阀体308，控制阀309，紧固销3010，控制手把3011，密封圈3012，限位销3013，固定子3014，弹簧3015，弹簧座3016，螺盖3017，密封圈3018。

铰接机构40，铰接轴401，防松套402，弹性胶垫403，止退垫404，防松螺母405，密封圈406，密封圈407。

U形销50。连通套60。

【具体实施方式】

参见图1，并结合图2。图中所示的结构是一种适合钻凿顶板锚杆孔的机械，铰接机构40将凿岩机10、气腿20和气腿操纵臂30铰接在一起，组成了一台完整的气动锚杆凿岩机。

参见图3，当需要钻凿水平、倾斜岩孔时，拨出U形销50，卸去气腿操纵臂30后，换装上备用部件连通套60，再用U形销50连接。

参见图4、图5。图5中，铰接机构40中的铰接轴401与气腿20上的联接架体201过盈配合，使两者固定为一体；凿岩机10上的凿岩机气缸101的带锥孔与铰接轴401活动配合，两只O形密封圈407密封配合面，防松套402、弹性胶垫403、止退垫404和防松螺母405，将凿岩机10铰接在铰接轴401上，并由防松螺母405调节转动松紧程度；图4中，气腿操纵臂30上的铰接套301套装在铰接轴401上，并用U形销50连接，配合面用三只密封圈406密封。

参见图5，气腿20由二级缸筒、一级缸筒、外缸筒、支承体、联接架体201、缸垫202等组成；二级缸筒包括二级Y形密封圈208、二级活塞209、二级导向环2010、二级缸筒体2011、顶套2012和缸筒堵头2019等，一级缸筒包括一级Y形圈204、一级活塞205、一级导向环206、一级缸筒体207、二级导套2016、二级支承环2017和二级防尘圈2018等，外缸筒包括外缸筒体203、一级导套2013、一级支承环2014、一级防尘圈2015等。支承体由顶尖2020、支爪2021和提把2022组成，它们是整体件。所有活塞、导套及缸筒堵头与缸筒体之间均采用螺纹付配合、粘结剂固定的连接方式，以确保连接牢固，防止活塞、导套、缸筒堵头松动脱落。二级缸筒套装在一级缸筒内，一级缸筒套装在外缸筒内，组成两组气缸活塞运动付；外缸筒上部与联接架体201螺纹付配合锁紧圈2023防松，二级缸筒下部安装支承体。外缸筒内腔、一级缸筒内腔、二级缸筒及联接架体形成一体积可变的密封腔体，气道H与供气气路接通时，压气进入密封腔体并在密封腔体内膨胀作功推动缸筒向下伸出并输出轴向推力；气道H与外界接通时，密封腔体内的压气向外界排出，缸筒在外力作用下回缩。

下面分别叙说一下两种变形机械的工作原理：

参见图4，钻凿顶板锚杆孔时，凿岩机供气气道A通过铰接轴401与气道C连通，气腿气路H通过铰接轴401与气道D连通，气道C与气道D之间的连接由控制阀309控制，气道A的供气由凿岩机调压阀103控制；结合图6，凿岩机柄体102上有气道向气腔I供气，气道A与气腔I经调压阀103相连，转动调压阀103可改变气腔I与气道A接通的通道截面积，从而达到调节气道A供气量大小的目的，将调压阀103转动到气道A供气量最大的位置，则气腿20的推力大小由控制阀309调节；结合图8、图9，控制阀309大圆柱表面上有六个齿形止口，即图8上所示的0档、1档、2档、3档、4档和5档，分别对应六个工作档位，转动控制手把3011，固定子3014嵌入0档止口时，气道D通过阀体308上的G孔与外界接通，气腿放气，缸筒在外力作用下回缩；继续转动控制手把3011，固定子3014嵌入1档至5档止口时，气道C通过控制阀309上的E、F气道和月牙槽气道与气道D接通，气道A供出的压气进入气腿内腔推动一级缸筒、二级缸筒伸出，1档至5档月牙槽气道与气道D接通的截面积逐渐增加，气腿推力逐渐增大。

参见图5，钻凿水平、倾斜岩孔时，连通套60使气腿气道H和气道A接通，结合图6、图7，气腿20伸降和推力调节由凿岩机调压阀103、换向阀104及板机105控制。凿岩机柄体102上有两气道分别向气腔I、气腔II供气。气道A与气腔I经调压阀103相连，转动调压阀103可改变气腔I与气道A接通的通道面积，从而改变进入气腿的压气流量以达到调节气腿推力的目的，此时，气道B通过调压阀103、换向阀104及柄体102上的Q孔与外界接通；按下板机105，换向阀104向右移动，气道B通过调压阀103、换向阀104与气腔II接通，因气道B被铰接轴401封死，所以凿岩机10向气腿供气停止，此时，气道A通过调压阀103、换向阀104及柄体102上的Q孔与外界接通，气腿内腔压气排出，气腿一级缸筒、二级缸筒回缩。

Claims

1.一种气动锚杆凿岩机，包括由铰接机构(40)铰接在一起的凿岩机(10)、气腿(20)，凿岩机(10)上设有气腿控制阀，气腿(20)由活塞副套装而成，其特征是：所述铰接机构(40)为一根可置换式铰接轴(401)，铰接轴(401)内设有一条连接气路；铰接轴(401)上拆卸式连接了一气腿操纵臂(30)，所述气腿操纵臂(30)的长度与气腿(20)伸展后的高度相匹配，它由曲臂和控制机构组成，控制机构由控制阀及其控制手把构成，曲臂的一端和控制阀阀体相连接，曲臂的另一端与铰接轴(401)铰接，控制阀中的控制气路经铰接轴(401)连接气路与凿岩机气路串联。

2.如权利要求1所述的气动锚杆凿岩机，其特征是：气腿(20)为三缸筒气腿，包括联接架体(201)、外缸筒、一级缸筒、二级缸筒和支承体；二级缸筒套在一级缸筒内，一级缸筒套在外缸筒内，缸筒上装有活塞和导套，联接架体(201)设在外缸筒上端，支承体装在二级缸筒下端。

3.如权利要求1所述的气动锚杆凿岩机，其特征是：所述的曲臂为两根平行设置的空心圆管(302，303)，空心圆管两端具有连接件，连接件分别与阀体(308)、铰接轴(401)连接。

4.如权利要求1所述的气动锚杆凿岩机，其特征是：所述的曲臂为两根平行设置的空心方管，空心方管两端具有连接件，连接件分别与阀体(308)、铰接轴(401)连接。

5.如权利要求1所述的气动锚杆凿岩机，其特征是：所述的气腿操纵臂(30)由U形销(50)拆卸式连接在铰接轴(401)上。