CN108086905B - 用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂和具有该钻臂的凿岩车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及凿岩机技术领域，尤其涉及一种用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂和具有该钻臂的凿岩车，其包括支撑臂、钎杆推进装置、锚杆推进装置，所述钎杆推进装置、锚杆推进装置分别通过平移机构与所述支撑臂连接，所述钎杆推进装置、锚杆推进装置并列设置，所述锚杆推进装置包括用于向前推动锚杆的顶杆机构、用于固定锚杆方向的扶锚杆器。本发明将钎杆推进装置和锚杆推进装置都安装在一个钻臂上，凿岩车不需要设置多个钻臂，使得凿孔、安装锚杆自动进行，无须施工人员站在吊篮内进行各种操作，提高了施工质量、安全性和施工速度，减少了设备数量，降低成本。

Description

用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂和具有该钻臂的凿岩车

技术领域

本发明涉及凿岩机技术领域，特别是涉及一种用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂和具有该钻臂的凿岩车。

背景技术

锚固技术在高层建筑，轨道交通，桥隧工程，城市地下交通，枢纽，港口码头，水库高坝，边坡工程，矿山建设，国防工程等领域有着广泛的应用，尤其是钻爆法隧道施工的关键环节之一。它具有方便、快捷、安全、高效等特点。锚固作业过程中，主要包括凿孔、安装锚杆、注浆三个工序。现有技术中，一般使用凿岩车（也称为凿岩台车）进行作业，钻臂是凿岩臂台车的主要部件，它的作用是支撑推进器和凿岩机。

现有技术中一般为一个钻臂，辅以其他装置进行作业，如申请号为201710347079.9、发明创造名称为“一种钻注一体化隧道锚杆施做设备”的中国发明专利申请，其通过钻臂在预定位置进行钻孔，钻孔结束后，对锚杆孔进行清洗，操作人员在另外一个吊篮臂上将存放在锚杆仓内的锚杆人工安装在锚杆孔内。这导致钻孔、安装锚杆等多个工序需要对锚杆车进行多次操作，以控制各个不同机构完成不同的工序，并且部分工序需要人工手动作业，降低了劳动效率和施工质量，不利于安全施工。

部分凿岩车具有多个钻臂，如双臂、三臂和多臂等，其分别完成不同的作业，从而减少凿岩车的数量，多个钻臂协同工作提高工作效率，但多个钻臂使得凿岩车的结构更加复杂，驱动系统、控制系统也更加复杂，在切换钻臂时，为避免钻臂之间的干涉，也需要移动整台凿岩车，增加了操作难度，降低了工作效率，更重要的是，需要重新定位钻臂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂和具有该钻臂的凿岩车，其可以自动凿孔、安装锚杆，无须施工人员站在吊篮内进行各种操作，提高了安全性和施工速度，减少了设备数量，降低成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂，其包括支撑臂、钎杆推进装置、锚杆推进装置，所述钎杆推进装置、锚杆推进装置分别通过平移机构与所述支撑臂连接，所述钎杆推进装置、锚杆推进装置并列设置，所述钎杆推进装置包括第一凿岩机、钎杆、扶钎器，所述锚杆推进装置包括用于向前推动锚杆的顶杆机构、用于固定锚杆方向的扶锚杆器。

所述顶杆机构为第二凿岩机、气动马达或电机。

所述锚杆推进装置包括用于将锚杆尾部的螺母锁紧的锁螺母机构，所述锚杆推进装置设置有连通至锚杆中空内部的注浆孔，所述顶杆机构和锁螺母机构为第二凿岩机，所述第二凿岩机设置有螺母锁紧连接套，所述螺母锁紧连接套抵触锚杆尾部，且套接于锚杆尾部的螺母外。

所述螺母锁紧连接套的内部以及其与所述第二凿岩机的连接处均为中空，所述注浆孔开设于第二凿岩机的输出端。

所述支撑臂的前端设置有向前伸出抵触岩壁的顶杆。

还设置有可饶所述支撑臂转动的转动臂、用于驱动所述转动臂转动的转动驱动装置，所述转动臂与所述平移机构固定连接。

还设置有连接臂，所述连接臂一端与所述支撑臂的中部固定连接，另一端与凿岩车的摆臂机构铰接。

所述转动驱动装置为换杆液压缸，所述换杆液压缸的伸缩杆与所述转动臂铰接，所述换杆液压缸的缸筒与所述连接臂铰接。

所述第一凿岩机、第二凿岩机为液压凿岩机，所述平移机构为导轨式液压缸。

具有复合式钻臂的凿岩车，包括摆臂机构和钻臂，钻臂为所述的复合式钻臂。

本发明的有益效果是：一种用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂和具有该钻臂的凿岩车，其包括支撑臂、钎杆推进装置、锚杆推进装置，所述钎杆推进装置、锚杆推进装置分别通过平移机构与所述支撑臂连接，所述钎杆推进装置、锚杆推进装置并列设置，所述钎杆推进装置包括第一凿岩机、钎杆、扶钎器，所述锚杆推进装置包括用于向前推动锚杆的顶杆机构、用于固定锚杆方向的扶锚杆器。本发明通过将钎杆推进装置和锚杆推进装置都安装在一个钻臂上，使得该钻臂既可以进行凿孔，也可以安装锚杆，使得凿岩车不需要设置多个钻臂，降低了凿岩车前部的重量，有利于凿岩车轻量化，更重要的是，使得凿孔、安装锚杆自动进行，提高了施工质量，无须施工人员站在吊篮内进行各种操作，提高了安全性和施工速度，并且减少了设备数量，降低成本。

附图说明

图1是本发明的用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂沿轴向方向的结构示意图。

图2是本发明的用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂的另一方向的结构示意图。

图3是本发明的具有复合式钻臂的凿岩车的结构示意图。

附图标记说明：

1——支撑臂 11——顶杆

2——钎杆推进装置 21——第一凿岩机

22——钎杆 23——扶钎器

3——锚杆推进装置 31——第二凿岩机

311——螺母锁紧连接套 32——扶锚杆器

4——换杆液压缸 5——连接臂

6——摆臂机构 7——注浆孔

8——锚杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

如图1、图2、图3所示，本实施例的用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂，其包括支撑臂1、钎杆推进装置2、锚杆推进装置3，支撑臂1是整个钻臂支撑点，在工作过程中，支撑臂1为推进装置和凿岩机提供支撑，凿岩机通过调整支撑臂1的位置来确定施工点。所述钎杆推进装置2可以高频打击钎杆，并使其转动，对岩层进行凿孔，而锚杆推进装置3可以将锚杆向前推进送入锚杆孔中，钎杆推进装置2和锚杆推进装置3分别通过平移机构与所述支撑臂1连接，该平移机构也可以称为推进器，将凿岩机沿轴向推动，平移机构可以机械式，也可以为液压式，本发明优选使用液压式。

本发明将所述钎杆推进装置2、锚杆推进装置3并列设置，所述钎杆推进装置2包括第一凿岩机21、钎杆22、扶钎器23，所述锚杆推进装置3包括用于向前推动锚杆的顶杆机构、用于固定锚杆方向的扶锚杆器32。所述顶杆机构为第二凿岩机（31）、气动马达或电机，本实施例中为第二凿岩机（31）。在本实施例中，第二凿岩机31的作用是用于向前推动锚杆的顶杆机构、用于将锚杆尾部的螺母锁紧的锁螺母机构。扶钎器23位于钎杆推进装置2的前端，用于防止钎杆偏移，由于钎杆较长，且凿孔过程中，钎杆23受力较大，因此在第一凿岩机21、扶钎器23之间设置有钎杆支撑块，钎杆支撑块随第一凿岩机21同步运动，且运动速度为第一凿岩机21的二分之一，保证始终位于外露部分钎杆22的中部。

使用时，锚杆的首端穿过扶锚杆器32，扶锚杆器32一种实施方式为剪刀形的夹子，另一种实施方式是利用弹簧进行夹紧，通过液压驱动控制其夹紧程度或是否打开，其目的之一是：提前将锚杆装在钻臂上，凿孔完成后可以直接安装锚杆，中间不需要人工操作，这样就不需要操作人员站在吊篮上甚至可以取消吊篮；目的之二是：保证锚杆的方向；目的之三是将锚杆插入锚杆孔之后，可以锁紧锚杆。

优选的，本实施例的第二凿岩机31设置有螺母锁紧连接套，螺母锁紧连接套抵触锚杆尾部，锚杆尾部预先套接有螺母，通过第二凿岩机31驱动螺母锁紧连接套转动，进而使得螺母转动，从而自动锁紧螺母，进一步提高钻臂的功能和自动化程度。

进一步的，锚杆为中空锚杆，螺母锁紧连接套的内部以及其与第二凿岩机31的连接处均为中空，在第二凿岩机31的输出端开设有注浆孔，从而可以将注浆机直接与注浆孔连通，待锚杆安装后，直接从注浆孔进行注浆，进一步提高钻臂的功能和自动化程度。

本发明的另一大特色是在所述支撑臂1的前端设置有向前伸出抵触岩壁的顶杆11，该顶杆11顶出岩壁后，整个钻臂就有两个支撑点，尤其是顶杆11处的支撑正好是与凿岩机的工作方向相反，可以减少钻臂的振动，降低对凿岩机、摆臂机构的负荷，有利于进一步提高凿岩机的功率。当采用下文记载的转动臂结构时，该顶杆11还能起到定位的作用，下文具体说明。

进一步的，本实施例的钻臂还设置有连接臂5，所述连接臂5一端与所述支撑臂1的中部固定连接，另一端与凿岩车的摆臂机构铰接，通过摆臂机构可以对钻臂进行调整，如摆臂机构的俯仰液压缸可以控制钻臂在竖直面内摆动，从而用于从不同角度进行锚固作业。

进一步的，还设置有可饶所述支撑臂1转动的转动臂、用于驱动所述转动臂转动的转动驱动装置，所述转动臂与所述平移机构固定连接。转动臂在本实施例中不是一个具体的臂，而是指相对支撑臂1转动的、为钎杆推进装置2、锚杆推进装置3提供支撑的结构，其与前文所述的平移机构可以是一体的。本实施例通过该方式使得钎杆推进装置2、锚杆推进装置3能够一起转动一角度，这样就可以通过转动产生两个工位，可以先进行凿孔，再进行安装锚杆。再结合本实施例的顶杆11，顶杆11为转动时的中心轴，这样就使得切换凿孔、安装锚杆时需要松开顶杆11，两个工序采用了同一个基准，定位更加精确。

进一步的，所述转动驱动装置为换杆液压缸4，所述换杆液压缸4的伸缩杆与所述转动臂铰接，所述换杆液压缸4的缸筒与所述连接臂5铰接。

进一步的，所述第一凿岩机21、第二凿岩机31为液压凿岩机，所述平移机构为导轨式液压缸。

本发明还提供了一种凿岩车，其包括摆臂机构6和钻臂, 所述钻臂即为本实施例的用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂，使用时，钎杆推进装置2、锚杆推进装置3可以饶支撑臂1转动，通过换杆液压缸4进行切换。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂，其特征在于：包括支撑臂（1）、钎杆推进装置（2）、锚杆推进装置（3），所述钎杆推进装置（2）、锚杆推进装置（3）分别通过平移机构与所述支撑臂（1）连接，所述钎杆推进装置（2）、锚杆推进装置（3）并列设置，所述钎杆推进装置（2）包括第一凿岩机（21）、钎杆（22）、扶钎器（23），所述锚杆推进装置（3）包括用于向前推动锚杆的顶杆机构、用于固定锚杆方向的扶锚杆器（32）；

所述锚杆推进装置（3）包括用于将锚杆尾部的螺母锁紧的锁螺母机构，所述锚杆推进装置（3）设置有连通至锚杆中空内部的注浆孔（7），所述顶杆机构和锁螺母机构为第二凿岩机（31），所述第二凿岩机（31）设置有螺母锁紧连接套（311），所述螺母锁紧连接套（311）抵触锚杆尾部，锚杆尾部预先套接有螺母，通过第二凿岩机31驱动螺母锁紧连接套转动，进而使得螺母转动，从而自动锁紧螺母；

所述螺母锁紧连接套（311）的内部以及其与所述第二凿岩机（31）的连接处均为中空，在第二凿岩机31的输出端开设有注浆孔，从而可以将注浆机直接与注浆孔连通，待锚杆安装后，直接从注浆孔进行注浆；

所述支撑臂（1）的前端设置有向前伸出抵触岩壁的顶杆（11）；

还设置有可绕所述支撑臂（1）转动的转动臂、用于驱动所述转动臂转动的转动驱动装置，所述转动臂与所述平移机构固定连接；

还设置有连接臂（5），所述连接臂（5）一端与所述支撑臂（1）的中部固定连接，另一端与凿岩车的摆臂机构铰接；

所述转动驱动装置为换杆液压缸（4），所述换杆液压缸（4）的伸缩杆与所述转动臂铰接，所述换杆液压缸（4）的缸筒与所述连接臂（5）铰接。

2.根据权利要求1所述的用于凿孔、安装锚杆的复合式钻臂，其特征在于：所述第一凿岩机（21）、第二凿岩机（31）为液压凿岩机，所述平移机构为导轨式液压缸。

3.具有复合式钻臂的凿岩车，包括摆臂机构（6）和钻臂，其特征在于：所述钻臂为权利要求1至2任意一项所述的复合式钻臂。