CN103015890B - 回转冲击式气动锚杆钻机 - Google Patents

Abstract

锚杆钻机是煤矿巷道锚杆支护工作中的钻孔工具。目前，煤矿锚杆支护作业中使用最为常见的锚杆钻机为回转式气动锚杆钻机，由于煤矿巷道环境的不确定性，现在的回转式气动锚杆钻机只能对硬度f＜10的巷道进行支护作业。为了能够在遇到硬度f＞10的巷道时也能进行支护作业，在现有的回转式气动锚杆钻机的基础上融入气动冲击机构，新的回转冲击式气动锚杆钻机不仅能在更硬的巷道进行支护作业，而且能够加快支护速度。

Description

回转冲击式气动锚杆钻机

技术领域：

锚杆钻机是煤矿巷道锚杆支护工作中的钻孔工具。其在改善支护效果、降低支护成本、加快成巷速度、减少辅助运输量、减轻劳动强度、提高巷道断面利用率等方面有着十分突出的优越性。锚杆钻机是锚杆支护的关键设备，它影响着锚杆支护的质量(锚杆孔的方位、深度、孔径的准确性)以及锚杆安装质量。

背景技术：

目前，煤矿锚杆支护作业中最为常用的锚杆钻机为气动回转式锚杆钻机。由于煤矿巷道环境的不确定性，现在的回转式锚杆钻机只能对硬度f＜10的巷道进行支护作业。

发明内容：

在现有的气动回转式锚杆钻机机头的基础上融入气动冲击机构，并对现有的齿轮马达与齿轮传动部分进行重新设计让其能融入气动冲击机构。新的回转冲击式气动锚杆钻机冲击机构用气马达控制阀门的方式来控制冲击块的冲击频率。气动冲击机构由：控制块(14)、马达体(15)、气缸(34)、气缸联接销(40)、气缸密封座(27)、气缸密封圈(28)、冲击块(32)、凸轮(36)、凸轮固定螺钉(35)、顶杆(20)、底部密封板(39)、主轴(21)、顶杆复位弹簧(64)、顶杆复位弹簧垫圈(65)以及放气阀和进气阀组成，放气阀与进气阀分别置于凸轮两边，并固定于控制块(14)中由马达通过凸轮(36)控制放气阀与进气阀来实现冲击块(32)的往复运动达到冲击的目的，这样在作业过程中将能更好的分配旋转扭矩与冲击力和频率来实现在不同硬度时最佳的工作方式加快支护速度与降低耗气量。

附图说明：

图1为锚杆钻机总体结构图(右视图)，1机头、2机体(内部有冲洗水和气体导流孔)、3支腿、4操纵臂(内部有阀门)、5机体出气接头、6马达进气接头、7马达护圈；图2为锚杆钻机总体结构图(前视图)，8机体出水接头、9锚杆钻机进水接头、10锚杆钻机进气接口、11配流轴(内部有冲洗水和气体导流孔)；图3为机头(前视图)，12主轴水接头、13消音器、14控制块、15马达体、16传动箱、17挡水皮；图4为机头A-A剖视图，18钻套、19水套、20顶杆、21主轴、22三级主动齿轮、23二级从动齿轮、24主轴齿轮、25一级从动二级主动齿轮、26定位圈、27气缸密封座、28气缸密封圈、29控制阀接头I、30控制阀气管、31马达从动齿轮、32冲击块、33马达主动齿轮、34气缸(上部和下部都设有放气孔)、35凸轮固定螺钉、36凸轮、37轴承座I、38轴承座II、39底部密封板、40气缸联接销、64顶杆复位弹簧、65顶杆复位弹簧垫圈、66轴承盖I、67轴承盖II；图5为剖视图B-B(并旋转放大)，41放气阀套、42放气阀控制杆复位弹簧、43放气阀芯定位挡圈、44放气阀芯、45放气阀芯复位弹簧、46放气阀控制杆固定滑套(设有放气孔)、47放气阀控制杆(中心设有放气孔)、48进气阀控制杆、49进气阀控制杆固定滑套(设有扇状进气口)、50进气阀芯定位挡圈I、51进气阀套I、52进气阀芯I、53进气阀芯I复位弹簧、54进气阀定位套I、55进气阀芯II复位弹簧、56进气阀芯II、57进气阀套II、58进气阀芯定位挡圈II、59进气阀控制杆弹簧垫圈、60进气阀控制杆复位弹簧、61进气阀定位套II、62进气阀固定螺钉、63控制阀接头II；图6与图5相同，是(图4中)36凸轮处在不同方位时进气阀与放气阀的相对状态。

具体实施方式：

【实施例1】回转冲击式气动锚杆钻机主要由：机头(1)、机体(2)、支腿(3)、操纵臂(4)等组成，机头(1)与支腿(3)以及马达护圈(7)用螺钉固定于机体(2)上、操纵臂(4)用配流轴(11)铰接于机体(2)上、水套(19)固定于传动箱(16)上，并用密封圈与主轴(21)上部形成密封、机体出气接头(5)用管道与马达进气接头(6)相连、机体出水接头(8)用管道与主轴进水接头(12)相连。其机头(1)部分主要由：气动冲击机构、齿轮传动机构、气动齿轮马达机构组成。气动齿轮马达机构的结构为：轴承座I(37)与轴承座II(38)固定于马达体(15)下端、马达从动齿轮(31)与马达主动齿轮(33)用轴承固定于马达体(15)内；齿轮传动机构的结构为：传动箱(16)用螺钉固定于马达体(15)上方、主轴(21)用轴承分别固定于传动箱(16)与马达体(15)内，并用轴承盖I(66)固定、钻套(18)用螺纹固定于主轴(21)上端、主轴齿轮(24)与主轴(21)用销键联接，并用弹性挡圈固定、三级主动齿轮(22)与二级从动齿轮(23)用销键联接，并用轴承与轴承盖II(67)固定于传动箱内、三级主动齿轮(22)与主轴齿轮(24)啮合、一级从动二级主动齿轮(25)用轴承置于主轴(21)上，并用定位圈(26)固定；气动冲击机构的结构为：控制块(14)用螺钉固定于马达体(15)下方、气缸(34)下部用轴承固定于控制块(14)中，上端固定于主轴(21)下端，并用气缸联接销(40)联接、气缸密封圈(28)分别置于气缸密封座(27)和控制块(14)内、气缸密封座(27)固定于马达体(15)上部、冲击块(32)置于气缸(34)内、凸轮(36)置于气缸(34)下端，并用凸轮固定螺钉(35)固定、顶杆(20)置于主轴(21)内用密封圈密封，下部设有顶杆复位弹簧(64)，并用顶杆复位弹簧垫圈(65)及钢丝挡圈固定、底部密封板(39)用螺钉固定于控制块(14)下端、放气阀与进气阀分别置于凸轮两边，并固定于控制块(14)中由马达通过凸轮(36)控制放气阀与进气阀来实现冲击块(32)的往复运动达到冲击的目的、控制阀接头I(29)用控制阀气管(30)与控制阀接头II(63)连接；气动冲击机构中的放气阀的结构为：放气阀控制杆固定滑套(46)置于控制块(14)内，用钢丝挡圈固定、放气阀控制杆(47)置于放气阀控制杆固定滑套(46)内、放气阀芯(44)置于放气阀控制杆(47)上，并用放气阀芯定位挡圈(43)定位、放气阀控制杆复位弹簧(42)置于放气阀芯(44)与放气阀控制杆(47)之间、放气阀套(41)用螺纹固定于控制块(14)上、放气阀控制杆复位弹簧(42)置于放气阀套(41)与放气阀控制杆(47)之间；气动冲击机构中的进气阀的结构为：进气阀控制杆固定滑套(49)与进气阀套I(51)与进气阀定位套I(54)与进气阀套II(57)与进气阀定位套II(61)依次置于控制块(14)内，并用进气阀固定螺钉(62)固定、进气阀控制杆(48)置于进气阀控制杆固定滑套(49)与进气阀固定螺钉(62)内、进气阀芯I(52)与进气阀芯II(56)置于进气阀控制杆(48)上，并用进气阀芯定位挡圈I(50)与进气阀芯定位挡圈II(58)定位、进气阀芯I复位弹簧(53)置于进气阀芯I(52)与进气阀定位套I(54)之间、进气阀芯II复位弹簧(55)置于进气阀控制杆(48)与进气阀芯II(56)之间、进气阀控制杆复位弹簧(60)置于进气阀芯定位挡圈II(58)与进气阀固定螺钉(62)之间。

当使用时：先将钻杆置于钻套(18)内、将压缩空气接入锚杆钻机进气接口(10)、将冲洗水接入锚杆钻机进水接头(9)；再打开操纵臂(4)的支腿开关将支腿(3)升起，同时经机体(2)导流孔再由图4中的进气口对气动冲击机构进行供气；最后打开操纵臂(4)的马达开关，对马达供气使马达转动，气体经消音器(13)排出(当使用的钻杆中心有孔时，可以打开冲洗水开关)。当气动冲击机构的凸轮(36)处于图5位置时：进气阀芯I(52)与进气阀套I(51)闭合、进气阀芯II(56)与进气阀套II(57)打开、放气阀芯(44)与放气阀套(41)闭合、放气阀控制杆(47)的放气孔与放气阀控制杆固定滑套(46)的放气孔重合(打开放气孔)，此时控制气体从气缸(34)上部将冲击块(32)顶下(下部气体经气缸下部放气孔和控制块及放气阀排出)完成冲击块向下滑动；当气动冲击机构的凸轮(36)处于图6位置时：进气阀芯I(52)与进气阀套I(51)打开、进气阀芯II(56)与进气阀套II(57)闭合、放气阀芯(44)与放气阀套(41)打开、放气阀控制杆(47)的放气孔与放气阀控制杆固定滑套(46)的放气孔错开(关闭放气孔)，此时控制气体从气缸(34)下端将冲击块(32)迅速顶上敲击顶杆(20)来实现对钻杆的冲击工作(上部气体经气缸上部放气孔和放气阀排出)。

【实施例2】实施例1中：钻套(18)与主轴(21)，可以为整体式、控制阀接头I(29)用控制阀气管(30)与控制阀接头II(63)连接，可以将此连接在马达体(15)与控制块(14)中设置导流孔。

Claims (10)

1.一种回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是：它包含有齿轮传动机构、气动齿轮马达机构、气动冲击机构；其中气动冲击机构由：控制块(14)、马达体(15)、气缸(34)、气缸联接销(40)、气缸密封座(27)、气缸密封圈(28)、冲击块(32)、凸轮(36)、凸轮固定螺钉(35)、顶杆(20)、底部密封板(39)、主轴(21)、顶杆复位弹簧(64)、顶杆复位弹簧垫圈(65)以及放气阀和进气阀组成，放气阀与进气阀分别置于凸轮两边，并固定于控制块(14)中由马达通过凸轮(36)控制放气阀与进气阀来实现冲击块(32)的往复运动达到冲击的目的。

2.根据权利要求1所述的回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是所述的齿轮传动机构是由：传动箱(16)、马达体(15)、主轴(21)、主轴齿轮(24)、三级主动齿轮(22)、二级从动齿轮(23)、一级从动二级主动齿轮(25)、定位圈(26)、轴承盖I(66)、轴承盖II(67)组成。

3.根据权利要求1所述的回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是所述的气动齿轮马达机构是由：马达体(15)、马达主动齿轮(33)、马达从动齿轮(31)、轴承座I(37)、轴承座II(38)组成。

4.根据权利要求1所述的回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是：控制块(14)用螺钉固定于马达体(15)下方、气缸(34)下部用轴承固定于控制块(14)中，上端固定于主轴(21)下端，并用气缸联接销(40)联接、气缸密封圈(28)分别置于气缸密封座(27)和控制块(14)内、气缸密封座(27)固定于马达体(15)上部、冲击块(32)置于气缸(34)内、凸轮(36)置于气缸(34)下端，并用凸轮固定螺钉(35)固定、顶杆(20)置于主轴(21)内，下部设有顶杆复位弹簧(64)，并用顶杆复位弹簧垫圈(65)及钢丝挡圈固定、底部密封板(39)用螺钉固定于控制块(14)下端、放气阀与进气阀分别置于凸轮两边，并固定于控制块(14)中。

5.根据权利要求2所述的回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是：传动箱(16)用螺钉固定于马达体(15)上方、主轴(21)用轴承分别固定于传动箱(16)与马达体(15)内，并用轴承盖I(66)固定、主轴齿轮(24)与主轴(21)用销键联接，并用弹性挡圈固定、三级主动齿轮(22)与二级从动齿轮(23)用销键联接，并用轴承与轴承盖II(67)固定于传动箱内、三级主动齿轮(22)与主轴齿轮(24)啮合、一级从动二级主动齿轮(25)用轴承置于主轴(21)上，并用定位圈(26)固定。

6.根据权利要求3所述的回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是：轴承座I(37)与轴承座II(38)固定于马达体(15)下端、马达从动齿轮(31)与马达主动齿轮(33)用轴承固定于马达体(15)内。

7.根据权利要求1所述的回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是所述的放气阀是由：放气阀套(41)、放气阀控制杆复位弹簧(42)、放气阀芯定位挡圈(43)、放气阀芯(44)、放气阀芯复位弹簧(45)、放气阀控制杆固定滑套(46)、放气阀控制杆(47)、控制块(14)组成。

8.根据权利要求1所述的回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是所述的进气阀是由：进气阀控制杆(48)、进气阀控制杆固定滑套(49)、进气阀芯定位挡圈I(50)、进气阀套I(51)、进气阀芯I(52)、进气阀芯I复位弹簧(53)、进气阀定位套I(54)、进气阀芯II复位弹簧(55)、进气阀芯II(56)、进气阀套II(57)、进气阀芯定位挡圈II(58)、进气阀控制杆复位弹簧(60)、进气阀定位套II(61)、进气阀固定螺钉(62)、控制块(14)组成。

9.根据权利要求7所述的回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是：放气阀控制杆固定滑套(46)置于控制块(14)内，用钢丝挡圈固定、放气阀控制杆(47)置于放气阀控制杆固定滑套(46)内、放气阀芯(44)置于放气阀控制杆(47)上，并用放气阀芯定位挡圈(43)定位、放气阀控制杆复位弹簧(42)置于放气阀芯(44)与放气阀控制杆(47)之间、放气阀套(41)用螺纹固定于控制块(14)上、放气阀控制杆复位弹簧(42)置于放气阀套(41)与放气阀控制杆(47)之间。

10.根据权利要求8所述的回转冲击式气动锚杆钻机机头，其特征是：进气阀控制杆固定滑套(49)与进气阀套I(51)与进气阀定位套I(54)与进气阀套II(57)与进气阀定位套II(61)依次置于控制块(14)内，并用进气阀固定螺钉(62)固定、进气阀控制杆(48)置于进气阀控制杆固定滑套(49)与进气阀固定螺钉(62)内、进气阀芯I(52)与进气阀芯II(56)置于进气阀控制杆(48)上，并用进气阀芯定位挡圈I(50)与进气阀芯定位挡圈II(58)定位、进气阀芯I复位弹簧(53)置于进气阀芯I(52)与进气阀定位套I(54)之间、进气阀芯II复位弹簧(55)置于进气阀控制杆(48)与进气阀芯II(56)之间、进气阀控制杆复位弹簧(60)置于进气阀芯定位挡圈II(58)与进气阀固定螺钉(62)之间。