CN109184764B - 易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置，包括同轴线设置的锚杆夹持体和插接定位件，锚杆夹持体包括卡盘体、活动卡爪、盘形齿轮、锥齿轮和盘盖；插接定位件固定连接在盘盖下表面，插接定位件、卡盘体、活动卡爪、盘形齿轮和盘盖的中心线重合。本发明还公开了易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置的操作方法。本发明设计合理，结构简单且紧凑、便于操作、方便拆卸和安装，也便于携带，可直接带动杆体定心居中搅拌锚固剂，解决了不同直径、不同规格的锚杆和锚索的安装以及保证锚杆和锚索在安装过程中居中定心对树脂锚固剂进行稳定有效搅拌的问题，提升了锚杆索锚固效果，可广泛应用于煤矿巷道支护等地下工程领域。

Description

易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置及其操作方法

技术领域

本发明属于巷道支护技术领域，具体涉及一种易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置及其操作方法。

背景技术

锚杆（索）支护是煤矿巷道支护等地下岩土工程中常见的一种围岩加固方式。树脂锚固剂的充分搅拌对锚固力的提升起着至关重要的作用。现有技术设备在安装锚杆（索）时，用锚杆（索）将树脂锚固剂送至孔底，并将杆体与锚杆钻机机连接，进行搅拌，最后上托盘，拧紧螺母施加预紧力。

现有锚杆（索）搅拌安装过程及现有的锚杆（索）搅拌装置常出现如下不足之处。

（1）现有锚杆（索）搅拌器一般由与螺纹树脂锚杆配套的螺母和普通麻花钻杆钻根固结而成或是由于螺纹树脂锚杆配套的螺母和锚杆钻机钻杆固结而成。由于锚杆直径固定，与之匹配的螺母也是确定的，每种直径的锚杆所需的锚杆搅拌器是固定的。现有锚杆搅拌器不能同时适用于不同直径、不同规格的锚杆，导致安装不同直径的锚杆所需要的搅拌器需分别制作，不仅耗费原材料，也给施工时更换锚杆搅拌器带来不便。

（2）如（1）所述，现有锚杆搅拌器的结构特征决定了其只能对锚杆安装过程中的树脂锚固剂进行搅拌，并不能适用于不同型号规格的锚索或圆钢锚杆安装过程中的树脂锚固剂搅拌，即现有锚杆搅拌器功能较为单一。

（3）现研发出的锚杆（索）搅拌装置，如“一种多功能锚杆索锚固搅拌器”，不能保证将锚杆（索）固定在搅拌装置的中心，在高速转动搅拌时会使锚杆（索）产生严重的偏心，造成锚固剂搅拌不均匀，严重影响锚固效果和质量，其次，该装置外侧设有两个固定锚杆（索）的螺栓，在高速转动搅拌时，很容易将煤矿井下巷道表面的铁丝或锚网缠在一起，并且由于高速转动，很可能会使螺栓飞出，危害工人的生命安全，具有很大的安全隐患，同时，在现场工作时，此类锚杆（索）搅拌装置，因螺栓过多，拆卸麻烦。

基于以上问题，设计一种易拆卸自动对中多功能锚杆（索）锚固搅拌连接装置以应对不同直径、不同规格的锚杆和锚索的安装以及保证锚杆和锚索在安装过程中居中定心对树脂锚固剂进行稳定有效搅拌的问题势在必行。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置及其操作方法，可以有效解决不同直径、不同规格的锚杆或锚索的安装以及保证锚杆或锚索在安装过程中居中定心对树脂锚固剂进行稳定有效搅拌的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置，包括同轴线设置的锚杆夹持体和插接定位件，

锚杆夹持体包括卡盘体、活动卡爪、盘形齿轮、锥齿轮和盘盖；卡盘体外形为连接体结构，卡盘体中部沿轴线方向开设有插孔，卡盘体上部沿径向方向均匀开设有三条卡槽，每条卡槽均顶部敞口和内外通透，卡槽内壁两侧沿径向方向设置有导槽，活动卡爪设置有三个，每个活动卡爪对应滑动装配在卡槽内，活动卡爪的两侧部均设置有与导槽滑动配合的导轨；盘盖通过螺栓固定连接在卡盘体底部，盘形齿轮设置在盘盖内，盘形齿轮上表面沿圆周方向设置有平面环形螺纹，活动卡爪下端面设置有与平面环形螺纹啮合的若干条弧线段螺纹，锥齿轮的中心线沿盘盖的径向方向设置，锥齿轮位于盘形齿轮下方并与盘形齿轮下表面啮合，盘盖的外径与卡盘体的外径一致，盘盖上侧部开有下半圆豁口，卡盘体底部沿径向方向开设有与下半圆豁口对应的上半圆豁口，锥齿轮的外部传动设置在下半圆豁口和上半圆豁口形成的圆孔内，锥齿轮的外端面设置有第一内六方槽；

插接定位件固定连接在盘盖下表面，插接定位件、卡盘体、活动卡爪、盘形齿轮和盘盖的中心线重合。

插接定位件包括扭矩传动轴和连接体，连接体上端同轴向与盘盖下表面通过所述的螺栓固定连接，连接体下端面同轴向固定设置有圆柱体，圆柱体下端面开设有第二内六方槽，扭矩传动轴为正六棱柱结构，扭矩传动轴上端插接在第二内六方槽内部，扭矩传动轴上部沿径向方向开设有插孔，插孔内过盈装配有定位杆，定位杆两端均伸出插孔。

扭矩传动轴的外接圆直径同普通锚杆钻杆相同，扭矩传动轴的高度为150mm；定位杆与连接体底部的距离为25mm，定位杆长度为20mm、直径为8mm。

三个活动卡爪的内侧面均为竖向圆弧曲面结构。

易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置的操作方法，包括以下步骤，

（1）先把锚杆插入卡盘体内的插孔内，锚杆下端与盘盖上表面接触；

（2）将六棱柱形的扳手插入第一内六方槽内，转动扳手驱动锥齿轮转动，与锥齿轮啮合的盘形齿轮转动，螺纹连接在盘形齿轮上表面平面环形螺纹上的三个活动卡爪沿卡槽向卡盘体中心移动，由于平面环形螺纹与三个活动卡爪之间螺纹连接的螺距相等，所以三个活动卡爪单位时间内沿径向方向移动的距离相等，从而可以同步向内移动将锚杆夹持住，并使锚杆自动定心；

（3）锚杆被三个活动卡爪定心卡紧后,将扭矩传动轴上端插入到连接体下端的第二内六方槽内，扭矩传动轴上端外周与第二内六方槽内壁之间具有一定的摩擦力；

（4）接着将锚杆、卡盘体、扭矩传动轴一起安装到锚杆钻机；扭矩传动轴与普通锚杆钻机的钻杆直径相同,可插入到锚杆钻机钻口内同时针对不同型号的锚杆钻机，扭矩传动轴上部设置的定位杆与相应锚杆钻机钻口的旋转装置匹配；

（5）操控锚杆钻孔，将锚杆伸入到钻孔内，锚杆钻机驱动扭矩传动轴旋转，扭矩传动轴通过卡盘体、三个活动卡爪带动锚杆旋转，锚杆对钻孔内的锚固剂进行搅拌。

采用上述技术方案，本发明设计合理，结构简单且紧凑、便于操作、方便拆卸和安装，也便于携带，可直接带动杆体定心居中搅拌锚固剂，解决了不同直径、不同规格的锚杆和锚索的安装以及保证锚杆和锚索在安装过程中居中定心对树脂锚固剂进行稳定有效搅拌的问题，提升了锚杆索锚固效果。本发明在连接锚杆时能够自动定心，在节省搅拌器制作原材料的同时大大缩短了搅拌的时间，提高了锚固系统锚固性能，可广泛应用于煤矿巷道支护等地下工程领域。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明安装锚杆后结构示意图。

图3为本发明中卡盘体的立体结构示意图。

图4为本发明中卡盘体的结构剖面图。

图5为本发明中活动卡爪结构示意图。

图6为本发明中盘形齿轮下表面的结构示意图。

图7为本发明中盘形齿轮上表面的结构示意图。

图8为本发明中锥齿轮结构示意图。

图9为本发明中盘盖的结构示意图。

图10为本发明中连接体结构示意图。

图11为本发明中扭矩传动轴的结构示意图。

图中的附图标记分别为：

1-卡盘体、2-活动卡爪、3-盘形齿轮、4-锥齿轮、5-盘盖、6-连接体、7-扭矩传动轴、8-导槽、9-弧线段螺纹、10-平面环形螺纹、11-螺栓、12-定位杆、13-卡槽、14-上半圆豁口、15-插孔、16-导轨、17-竖向圆弧曲面结构、18-盘形齿轮下表面的锥形伞齿结构、19-第一内六方槽、20-锥齿轮的锥形伞齿结构、21-上半圆豁口、22-第二内六方槽、23-锚杆、24-圆柱体。

具体实施方式

如图1-图11所示，本发明的易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置，包括同轴线设置的锚杆夹持体和插接定位件，

锚杆夹持体包括卡盘体1、活动卡爪2、盘形齿轮3、锥齿轮4和盘盖5；卡盘体1外形为连接体结构，卡盘体1中部沿轴线方向开设有插孔15，卡盘体1上部沿径向方向均匀开设有三条卡槽13，每条卡槽13均顶部敞口和内外通透，卡槽13内壁两侧沿径向方向设置有导槽8，活动卡爪2设置有三个，每个活动卡爪2对应滑动装配在卡槽13内，活动卡爪2的两侧部均设置有与导槽8滑动配合的导轨16；盘盖5通过螺栓11固定连接在卡盘体1底部，盘形齿轮3设置在盘盖5内，盘形齿轮3上表面沿圆周方向设置有平面环形螺纹10，活动卡爪2下端面设置有与平面环形螺纹10啮合的若干条弧线段螺纹9，锥齿轮4的中心线沿盘盖5的径向方向设置，锥齿轮4位于盘形齿轮3下方并与盘形齿轮3下表面啮合，盘盖5的外径与卡盘体1的外径一致，盘盖5上侧部开有下半圆豁口14，卡盘体1底部沿径向方向开设有与下半圆豁口14对应的上半圆豁口21，锥齿轮4的外部传动设置在下半圆豁口14和上半圆豁口21形成的圆孔内，锥齿轮4的外端面设置有第一内六方槽19；

插接定位件固定连接在盘盖5下表面，插接定位件、卡盘体1、活动卡爪2、盘形齿轮3和盘盖5的中心线重合。

插接定位件包括扭矩传动轴7和连接体6，连接体6上端同轴向与盘盖5下表面通过所述的螺栓11固定连接，连接体6下端面同轴向固定设置有圆柱体24，圆柱体24下端面开设有第二内六方槽22，扭矩传动轴7为正六棱柱结构，扭矩传动轴7上端插接在第二内六方槽22内部，扭矩传动轴7上部沿径向方向开设有插孔15，插孔15内过盈装配有定位杆12，定位杆12两端均伸出插孔15。

扭矩传动轴7的外接圆直径同普通锚杆钻杆相同，扭矩传动轴7的高度为150mm；定位杆12与连接体6底部的距离为25mm，定位杆12长度为20mm、直径为8mm。

三个活动卡爪2的内侧面均为竖向圆弧曲面结构。

易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置的操作方法，包括以下步骤，

（1）先把锚杆23插入卡盘体1内的插孔15内，锚杆23下端与盘盖5上表面接触；

（2）将六棱柱形的扳手插入第一内六方槽19内，转动扳手驱动锥齿轮4转动，与锥齿轮4啮合的盘形齿轮3转动，螺纹连接在盘形齿轮3上表面平面环形螺纹10上的三个活动卡爪2沿卡槽13向卡盘体1中心移动，由于平面环形螺纹10与三个活动卡爪2之间螺纹连接的螺距相等，所以三个活动卡爪2单位时间内沿径向方向移动的距离相等，从而可以同步向内移动将锚杆23夹持住，并使锚杆23自动定心；

（3）锚杆23被三个活动卡爪2定心卡紧后,将扭矩传动轴7上端插入到连接体6下端的第二内六方槽22内，扭矩传动轴7上端外周与第二内六方槽22内壁之间具有一定的摩擦力；

（4）接着将锚杆23、卡盘体1、扭矩传动轴7一起安装到锚杆23钻机；扭矩传动轴7与普通锚杆23钻机的钻杆直径相同,可插入到锚杆23钻机钻口内同时针对不同型号的锚杆23钻机，扭矩传动轴7上部设置的定位杆12与相应锚杆23钻机钻口的旋转装置匹配；

（5）操控锚杆23钻孔，将锚杆23伸入到钻孔内，锚杆23钻机驱动扭矩传动轴7旋转，扭矩传动轴7通过卡盘体1、三个活动卡爪2带动锚杆23旋转，锚杆23对钻孔内的锚固剂进行搅拌。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置，其特征在于：包括同轴线设置的锚杆夹持体和插接定位件，

锚杆夹持体包括卡盘体、活动卡爪、盘形齿轮、锥齿轮和盘盖；卡盘体外形为连接体结构，卡盘体中部沿轴线方向开设有插孔，卡盘体上部沿径向方向均匀开设有三条卡槽，每条卡槽均顶部敞口和内外通透，卡槽内壁两侧沿径向方向设置有导槽，活动卡爪设置有三个，每个活动卡爪对应滑动装配在卡槽内，活动卡爪的两侧部均设置有与导槽滑动配合的导轨；盘盖通过螺栓固定连接在卡盘体底部，盘形齿轮设置在盘盖内，盘形齿轮上表面沿圆周方向设置有平面环形螺纹，活动卡爪下端面设置有与平面环形螺纹啮合的若干条弧线段螺纹，锥齿轮的中心线沿盘盖的径向方向设置，锥齿轮位于盘形齿轮下方并与盘形齿轮下表面啮合，盘盖的外径与卡盘体的外径一致，盘盖上侧部开有下半圆豁口，卡盘体底部沿径向方向开设有与下半圆豁口对应的上半圆豁口，锥齿轮的外部传动设置在下半圆豁口和上半圆豁口形成的圆孔内，锥齿轮的外端面设置有第一内六方槽；

插接定位件固定连接在盘盖下表面，插接定位件、卡盘体、活动卡爪、盘形齿轮和盘盖的中心线重合；

插接定位件包括扭矩传动轴和连接体，连接体上端同轴向与盘盖下表面通过所述的螺栓固定连接，连接体下端面同轴向固定设置有圆柱体，圆柱体下端面开设有第二内六方槽，扭矩传动轴为正六棱柱结构，扭矩传动轴上端插接在第二内六方槽内部，扭矩传动轴上部沿径向方向开设有插孔，插孔内过盈装配有定位杆，定位杆两端均伸出插孔；

扭矩传动轴的外接圆直径同普通锚杆钻杆相同，扭矩传动轴的高度为150mm；定位杆与连接体底部的距离为25mm，定位杆长度为20mm、直径为8mm；

三个活动卡爪的内侧面均为竖向圆弧曲面结构。

2.根据权利要求1所述的易拆卸自动对中锚杆锚固搅拌连接装置的操作方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）先把锚杆插入卡盘体内的插孔内，锚杆下端与盘盖上表面接触；

（2）将六棱柱形的扳手插入第一内六方槽内，转动扳手驱动锥齿轮转动，与锥齿轮啮合的盘形齿轮转动，螺纹连接在盘形齿轮上表面平面环形螺纹上的三个活动卡爪沿卡槽向卡盘体中心移动，由于平面环形螺纹与三个活动卡爪之间螺纹连接的螺距相等，所以三个活动卡爪单位时间内沿径向方向移动的距离相等，从而可以同步向内移动将锚杆夹持住，并使锚杆自动定心；

（3）锚杆被三个活动卡爪定心卡紧后,将扭矩传动轴上端插入到连接体下端的第二内六方槽内，扭矩传动轴上端外周与第二内六方槽内壁之间具有一定的摩擦力；

（4）接着将锚杆、卡盘体、扭矩传动轴一起安装到锚杆钻机；扭矩传动轴与普通锚杆钻机的钻杆直径相同,可插入到锚杆钻机钻口内同时针对不同型号的锚杆钻机，扭矩传动轴上部设置的定位杆与相应锚杆钻机钻口的旋转装置匹配；

（5）操控锚杆钻孔，将锚杆伸入到钻孔内，锚杆钻机驱动扭矩传动轴旋转，扭矩传动轴通过卡盘体、三个活动卡爪带动锚杆旋转，锚杆对钻孔内的锚固剂进行搅拌。