CN109404023B - 一种基于挖掘机平台的锚杆钻机 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，包括行走机构、推进梁、动力头、动力机构和升降机构，所述动力机构设置于所述行走机构上，所述动力头连接所述动力机构，所述动力机构包括内置空压机和外置空压机，所述动力头为冲击旋转式动力头。所述推进梁通过所述升降机构连接所述行走机构，并在所述升降机构上升降和翻转，所述推进梁的上部连接所述动力头。本发明可以同时实现对岩层进行冲击和切削，同时还可以根据不同岩层硬度选择冲击或切削不同钻进方式，钻进速度快，高效节能。

Description

一种基于挖掘机平台的锚杆钻机

技术领域

本发明涉及钻机技术领域，具体涉及一种基于挖掘机平台的锚杆钻机。

背景技术

在采矿或类似作业的井筒、隧道、平巷中，其顶部、底部或侧壁常采用衬砌保护用锚杆，即在需保护处钻孔，并在该孔内安装带有护衬板的锚杆，上述钻孔通常是由锚杆钻机完成，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。现有技术中多使用单体气动回转式锚杆钻机，该种钻机的动力机构是一种高速旋转式的机头，其由马达和减速装置通过输出轴输出动力，带动钻头以旋转切削方式进行破岩钻孔，具有钻进速度高、能量消耗少、机械结构简单、工作噪声低等优点。然而这种以纯旋转切削方式为破岩钻孔动力的气动锚杆钻机，尚不能满足抗压强度高的岩石的锚杆孔钻进工作，因为在这类坚硬的岩石上钻机的旋转切削性能往往丧失，而对自身钻头的磨损极大。可见，现有锚杆钻机存在钻孔形式单一，尤其是推进梁行程较长的机载式锚杆钻机，一般只能进行切削方式钻孔，不能满足对抗压强度高的岩石的锚杆孔钻进工作。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于挖掘机平台的锚杆钻机。本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：

一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，包括行走机构、推进梁、动力头、动力机构和升降机构，所述动力机构设置于所述行走机构上，所述动力头连接所述动力机构，所述动力机构包括内置空压机和外置空压机，所述动力头为切削、冲击旋转式动力头；

所述推进梁通过所述升降机构连接所述行走机构，并在所述升降机构上升降和翻转，所述推进梁的上部连接所述动力头，所述推进梁内部设置有推进油缸、定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ、定滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅳ和动滑轮座，所述定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ分别与所述动滑轮座连接形成包括两个动滑轮、一个定滑轮的滑轮机构Ⅰ、滑轮机构Ⅱ，所述滑轮机构Ⅰ、滑轮机构Ⅱ的牵引索分别通过所述定滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅳ后连接；

所述升降机构包括可旋转的固定于所述行走机构上的伸缩臂、以及可翻转的连接所述伸缩臂的滑架，所述滑架固定于所述推进梁的底部。

进一步的，所述推进梁的上部设置两根平行的导轨，所述动力头连接所述导轨，并在所述导轨上滑动。

进一步的，所述推进梁顶部设置有底部扶杆器和中部扶杆器，所述底部扶杆器焊接于所述推进梁上，所述中部扶杆器滑动设置于所述导轨上。

进一步的，所述中部扶杆器至少有一个。

进一步的，所述内置空压机与外置空压机为电机、液压驱动空压机或柴油机驱动空压机。

进一步的，所述动滑轮座上依次设置有小链轮Ⅰ、大链轮Ⅰ、大链轮Ⅱ、小链轮Ⅱ；所述牵引索依次连接所述小链轮Ⅰ、定滑轮Ⅰ、大链轮Ⅰ、定滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅳ、大链轮Ⅱ、定滑轮Ⅱ、小链轮Ⅱ，所述牵引索的两端分别固定于所述推进梁上。

进一步的，所述动力头固定于所述定滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅳ之间的所述牵引索上。

进一步的，所述伸缩臂与行走机构之间通过动臂油缸实现所述伸缩臂的抬起和放下，所述伸缩臂通过固定于所述伸缩臂上的伸缩臂油缸实现伸缩，所述推进梁与伸缩臂之间通过翻转机构油缸实现所述推进梁的翻转，所述推进梁的底部固定设置补偿油缸，用于实现所述推进梁的滑动。

进一步的，所述推进梁下方滑动设置有滑架，所述推进梁与所述伸缩臂通过滑架连接，所述滑架滑动连接所述推进梁。

进一步的，所述滑架一侧还设置有工作平台。

本发明一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，其有益效果在于：

可以同时实现对岩层进行冲击和切削，同时还可以根据不同岩层硬度选择冲击或切削不同钻进方式，钻进速度快，高效节能。且锚杆钻机有内置小气量空压机和外置大气量空压机切换机构，方便根据钻进方式需求选择气源。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1为本发明一种基于挖掘机平台的锚杆钻机的结构示意图。

图2为本发明一种基于挖掘机平台的锚杆钻机中推进梁的结构示意图。

图3为本发明一种基于挖掘机平台的锚杆钻机中滑轮组的连接示意图。

图4为本发明一种基于挖掘机平台的锚杆钻机在垂直打地锚孔时的结构示意图。

附图中，1为行走机构，2为推进梁，3为动力头，21为工作平台，22为牵引索，23为定滑轮Ⅲ，24为定滑轮Ⅳ，25为定滑轮Ⅰ，26为定滑轮Ⅱ，27为推进油缸，28为动滑轮座，29为导轨，31为中部扶杆器，32为底部扶杆器，33为锚杆，41为内置空压机，51为伸缩臂，53为滑架，54为动臂油缸，55为伸缩臂油缸，56为翻转机构油缸，57为补偿油缸，281为小链轮Ⅰ，282为大链轮Ⅰ，283为大链轮Ⅱ，284为小链轮Ⅱ，a为滑轮机构Ⅰ，b为滑轮机构Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本发明的具体实施方式：

如图1-4所示，一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，包括行走机构1、推进梁2、动力头3、动力机构和升降机构，动力机构设置于行走机构1上，动力头3连接动力机构，动力机构包括内置空压机41和外置空压机(附图中未标示)，动力3头为切削、冲击旋转式动力头。利用市场上常用的切削、冲击旋转式动力头，实现冲击和切削两种不同的钻进方式，可以分别选用也可以同时采用两种不同的钻进方式，适用于不同的岩层，实现软岩及硬岩钻孔作业的全覆盖。内置空压机41为小气量空压机，外置空压机为大气量空压机，可以根据钻进方式需求选择气源。

推进梁2通过升降机构连接行走机构1，并在升降机构上升降和翻转，推进梁2的上部连接动力头3，推进梁2内部设置有推进油缸27、定滑轮Ⅰ25、定滑轮Ⅱ26、定滑轮Ⅲ23、定滑轮Ⅳ24和动滑轮座28，定滑轮Ⅰ25、定滑轮Ⅱ26分别与动滑轮座28连接形成包括两个动滑轮、一个定滑轮的滑轮机构Ⅰa、滑轮机构Ⅱb，滑轮机构Ⅰa、滑轮机构Ⅱb的牵引索22分别通过定滑轮Ⅲ23、定滑轮Ⅳ24后连接。上述滑轮结构在牵引索22的往返方向上分别各配置两个动滑轮，形成四个动滑轮的形式，使得动力头3的行程相对于活塞杆直联的形式要增大4倍。即相当该油缸活塞杆行程四倍长度的钻杆推进行程。防止为加大动力头行程而一味加长油缸行程，导致油缸成本增加、加工困难和容易损坏。

升降机构包括可旋转的固定于行走机构1上的伸缩臂51、以及可翻转的连接伸缩臂51的滑架53，滑架53固定于推进梁2的底部。升降机构起到连接推进梁2与行走机构1的作用，且可以伸缩适应不同高度岩层的钻进。

推进梁2的上部设置两根平行的导轨29，动力头3连接导轨29，并在导轨29上滑动。推进梁2顶部设置有底部扶杆器32和中部扶杆器31，底部扶杆器32焊接于推进梁2上，中部扶杆器31滑动设置于导轨29上。底部扶杆器32和中部扶杆器31上均设置有圆形通孔，底部扶杆器32和中部扶杆器31上的圆形通孔与动力头3的锚杆安装孔在一条直线上，三者共同完成对锚杆的支撑作用。在一优选实施例中，中部扶杆器31至少有一个。底部扶杆器32主要起固定和支撑锚杆的作用，对于锚杆行程较长的设备，采用中部扶杆器31进行支撑，防止在钻进过程中弯曲或折断。

在一具体实施例中，内置空压机41与外置空压机为电机、液压驱动空压机或柴油机驱动空压机。其中，内置空压机41主要用于在切削模式时的吹排渣功能，外置空压机主要用于在冲击模式时提供打击破碎功能。

动滑轮座28上依次设置有小链轮Ⅰ281、大链轮Ⅰ282、大链轮Ⅱ283、小链轮Ⅱ284；滑轮机构Ⅰa的结构为牵引索22固定于推进梁2上，并依次连接小链轮Ⅰ281、定滑轮Ⅰ25、大链轮Ⅰ282形成；滑轮机构Ⅱb的结构为牵引索22固定于推进梁2上，并依次连接小链轮Ⅱ284、定滑轮Ⅱ26、大链轮Ⅱ283形成。滑轮机构Ⅰa、滑轮机构Ⅱb为常见的两个动滑轮及一个定滑轮连接的结构，节省了活塞杆的行程，使得动力头3的行程相对于活塞杆直联的形式要增大4倍，实现单杆动力头的长距离运动。小链轮Ⅰ281、大链轮Ⅰ282、大链轮Ⅱ283、小链轮Ⅱ284为动滑轮，与推进油缸27连接，随着推进油缸27的运动而发生位移，使牵引索22在滑轮上滑动，带动动力头3移动。

在一具体实施例中，为了节省推进油缸27的行程，省时省力，节约高效，牵引索22依次连接小链轮Ⅰ281、定滑轮Ⅰ25、大链轮Ⅰ282、定滑轮Ⅲ23、定滑轮Ⅳ24、大链轮Ⅱ283、定滑轮Ⅱ26、小链轮Ⅱ284，牵引索22的两端分别固定于推进梁2上。动力头3固定于定滑轮Ⅲ23、定滑轮Ⅳ24之间的牵引索22上，伴随牵引索22的移动进行钻进或回位。

为了实现推进梁2的升降及对各个角度进行钻孔，伸缩臂51与行走机构1之间通过动臂油缸54实现伸缩臂51的旋转，动臂油缸54的一端固定于行走机构1上，另一端固定于伸缩臂51上，通过动臂油缸54的伸缩实现伸缩臂51的抬起和放下，在钻进工作完成后，可以通过动臂油缸54实现伸缩臂51水平放置，不占用空间。伸缩臂51通过固定于伸缩臂51上的伸缩臂油缸55实现伸缩，用于调节钻进工作的高度，加大钻机作业的范围，作业高度可以达到10米。推进梁2与伸缩臂51之间通过翻转机构油缸56实现推进梁2的翻转，翻转机构油缸56的一端固定于伸缩臂51上，另一端固定于滑架53上，通过翻转机构油缸56的伸缩实现滑架53的翻转，从而带动推进梁2的翻转，使锚杆钻机可以对各个角度的岩层进行钻进工作。推进梁2的底部固定设置补偿油缸57，补偿油缸57一端固定于推进梁2的底部，另一端固定于滑架53上，通过补偿油缸57的伸缩实现推进梁2在滑架53上的滑动，在运输状态时，补偿油缸57收缩，同时翻转机构油缸56收缩，使推进梁2平放于行走机构1上方，减少运输总长度及方便运输。

如图4所示，在一优选实施例中，通过改变翻转机构油缸56与滑架53的铰接点来改变推进梁2相对于伸缩臂51的旋转角度，推进梁2围绕伸缩臂51可以实现0～120°的旋转，即不仅可以实现对各种不同坡度的岩层进行钻进工作，还可以实现垂直于地面(即与地面呈90度)的垂直打地锚孔。

推进梁2下方滑动设置有滑架53，推进梁2与伸缩臂51通过滑架53连接，滑架53滑动连接推进梁2。滑架53一侧还设置有工作平台21，工作平台21上带有护栏，在保障安全的情况下便于工作人员换杆作业和运载举升锚杆器具。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想，并不用以限制本发明，同时，对于本领域一般技术人员，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应该包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，其特征在于：包括行走机构、推进梁、动力头、动力机构和升降机构，所述动力机构设置于所述行走机构上，所述动力头连接所述动力机构，所述动力机构包括内置空压机和外置空压机，所述动力头为切削、冲击旋转式动力头；

所述推进梁通过所述升降机构连接所述行走机构，并在所述升降机构上升降和翻转，所述推进梁的上部连接所述动力头，所述推进梁内部设置有推进油缸、定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ、定滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅳ和动滑轮座，所述动滑轮座上依次设置有小链轮Ⅰ、大链轮Ⅰ、大链轮Ⅱ、小链轮Ⅱ四个动滑轮，所述定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ分别与所述动滑轮座连接形成包括两个动滑轮、一个定滑轮的滑轮机构Ⅰ、滑轮机构Ⅱ；所述滑轮机构Ⅰ为牵引索依次连接小链轮Ⅰ、定滑轮Ⅰ、大链轮Ⅰ组成，所述滑轮机构Ⅱ为小链轮Ⅱ、定滑轮Ⅱ、大链轮Ⅱ组成；所述滑轮机构Ⅰ、滑轮机构Ⅱ的牵引索分别通过所述定滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅳ后连接；所述牵引索依次连接所述小链轮Ⅰ、定滑轮Ⅰ、大链轮Ⅰ、定滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅳ、大链轮Ⅱ、定滑轮Ⅱ、小链轮Ⅱ，所述牵引索的两端分别固定于所述推进梁上；所述推进梁的上部设置两根平行的导轨，所述动力头连接所述导轨，并在所述导轨上滑动；

所述升降机构包括可旋转的固定于所述行走机构上的伸缩臂、以及可翻转的连接所述伸缩臂的滑架，所述滑架固定于所述推进梁的底部。

2.如权利要求1所述一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，其特征在于：所述推进梁顶部设置有底部扶杆器和中部扶杆器，所述底部扶杆器焊接于所述推进梁上，所述中部扶杆器滑动设置于所述导轨上。

3.如权利要求2所述一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，其特征在于：所述中部扶杆器至少有一个。

4.如权利要求1所述一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，其特征在于：所述内置空压机与外置空压机为电机、液压驱动空压机或柴油机驱动空压机。

5.如权利要求1所述一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，其特征在于：所述动力头固定于所述定滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅳ之间的所述牵引索上。

6.如权利要求1所述一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，其特征在于：所述伸缩臂与行走机构之间通过动臂油缸实现所述伸缩臂的抬起和放下，所述伸缩臂通过固定于所述伸缩臂上的伸缩臂油缸实现伸缩，所述推进梁与伸缩臂之间通过翻转机构油缸实现所述推进梁的翻转，所述推进梁的底部固定设置补偿油缸，用于实现所述推进梁的滑动。

7.如权利要求6所述一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，其特征在于：所述推进梁下方滑动设置有滑架，所述推进梁与所述伸缩臂通过滑架连接，所述滑架滑动连接所述推进梁。

8.如权利要求1所述一种基于挖掘机平台的锚杆钻机，其特征在于：所述滑架一侧还设置有工作平台。