CN109441444A - 一种台车锚杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种台车锚杆机构，包括推进梁、液压凿岩机，推进梁的一侧设有锚杆仓，推进梁上设有滑动导轨、卡钳装置、抓杆装置以及装杆装置，装杆装置将钻杆或锚杆在卡钳装置和锚杆仓之间进行转移，凿岩机与滑动导轨滑动连接，凿岩机包括第一滑动底座、动力装置、钎尾以及连接套，动力装置驱动钎尾进行旋转，钎尾与连接套的一端螺纹配合，连接套的另一端与钻杆或锚杆螺纹配合；卡钳装置包括由前向后依次设置的卡钎器和扶钎器，扶钎器与滑动导轨滑动连接，扶钎器通过第一伸缩机构与滑动导轨进行相对运动。在滑动导轨和推进装置的基础上实现锚杆和凿岩作业之间切换，实现锚杆台车的多功能化。

Description

一种台车锚杆机构

技术领域

本发明涉及矿山、隧道工程机械技术领域，具体是一种用于凿岩和锚杆的台车锚杆机构。

背景技术

锚杆机又称土钉机、锚杆钻机或者是气动冲击机，主要用于岩土锚杆，路基、边坡治理，地下深基坑支挡，隧洞围岩稳定，预防滑坡等灾害整治，地下工程支护及高层建筑地基处理。也适用于深基坑喷护、边坡土钉工程的非预应力锚杆支护。现阶段矿山、隧道等的凿岩和锚杆支护施工是两种不同的作业方式。现有液压锚杆台车只用于锚杆作业，液压凿岩台车只用于凿岩作业，两者之间不能互换和替代。当掘进机截割完成后，支护操作人员需要把锚杆钻机搬移动到新揭露的空顶区下方安装好钻杆或锚杆，对新揭露的顶板和两帮进行锚杆、锚索支护；支护完成后再把锚杆钻机移动到后面安全地点，这样每个循环都需要拆、装设备，每班反复多次，非常麻烦且耗时较长；另外操作人员要在新揭露的空顶区下方操作支护设备进行支护作业，常会出现顶板掉落碎石砸伤施工人员，及片帮伤到支护施工人员的事故，存在较大的安全隐患。目前液压锚杆机和钻杆机重量较重、体积较大，如果将两个机械集成到一量台车上，则存在着机械臂承重较大，运转起来所需空间也较大。同时对于钻孔和锚杆较长的情况下，很难实现钻杆和锚杆的加长，施工过程中频繁地变更设备，降低了工作的效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可以实现凿岩、锚杆之间切换，实现多功能化的锚杆机构。

为达到上述目的，采用以下技术方案。

一种台车锚杆机构，包括推进梁、凿岩机，所述推进梁的一侧设有用于存放钻杆或锚杆的锚杆仓，在推进梁上沿前后方向设有滑动导轨；所述推进梁上还设有卡钳装置、抓杆装置以及装杆装置，所述装杆装置将锚杆仓中的钻杆或锚杆转移到卡钳装置上，所述抓杆装置通过抓手将卡钳装置上的钻杆抓起；所述凿岩机与滑动导轨滑动连接，所述凿岩机包括第一滑动底座、动力装置、钎尾以及连接套，所述动力装置驱动钎尾进行旋转，所述钎尾与连接套的一端螺纹配合，所述连接套的另一端与钻杆或锚杆螺纹配合；所述卡钳装置通过抓合的方式限制钻杆或锚杆的径向或者轴向移动，其包括由前向后依次设置的卡钎器和扶钎器，所述卡钎器可夹紧钻杆或锚杆使其固定，所述扶钎器与滑动导轨滑动连接，所述扶钎器通过第一伸缩机构与滑动导轨进行相对运动。

所述钻杆包括前端部和后端部，所述前端部设有第一外螺纹，后端部设有第二外螺纹，第二外螺纹与所述连接套相配合，后端部轴向设有内孔，内孔上设有内螺纹，所述钻杆通过第一外螺纹和内螺纹的螺纹配合进行多个相同单位的首尾连接。在深孔作业时，第一根钻杆的前端连接钻头，第一根钻杆钻入孔中后，卡钎器夹住该钻杆的后端，凿岩机后退，接上第二根钻杆，重复此步骤，进行深孔钻进。退出钻杆时逐根进行拆卸。深孔锚杆依照此步骤的原理进行。在施工时，第二外螺纹上涂有润滑油或润滑脂，以便于连接套与钻杆或锚杆后端的脱离。

所述锚杆仓包括防护罩、马达、前储杆盘和后储杆盘，所述前储杆盘和后储杆盘之间连接有中心轴，前储杆盘和后储杆盘周向上设有用于容纳钻杆或锚杆的凹槽，所述马达带动前储杆盘和后储杆盘进行摆动。马达转动过程中，装杆装置将锚杆仓中的钻杆逐个取出。

所述抓杆装置包括第一基座、第一摆臂以及第一抓手，所述第一基座固定在所述防护罩的上沿，抓杆装置通过第一抓手抓起卡钳装置上的钻杆；所述装杆装置包括第二基座、第二摆臂以及第二抓手，所述第二基座固定在推进梁上，其位于滑动导轨和锚杆仓之间，钻杆或锚杆通过第二抓手在卡钳装置和锚杆仓之间进行传递。第二摆臂的摆动轨迹与锚杆仓中的钻杆或锚杆以卡钳装置上的钻杆或锚杆安装位存在交叉，第二抓手抓住钻杆或锚杆实现其抓取和放下的动作。

所述卡钎器包括相对设置的第一卡爪和第二卡爪，第一卡爪和第二卡爪铰接在推进梁上，第一卡爪和第二卡爪通过第二伸缩机构驱动进行开合。卡钎器在钻孔或锚杆进行时可以起到扶钎的作用，防止钻孔偏离轨迹；在连接套与钻杆或锚杆分离时，可以夹紧钻杆或锚杆，使其固定。

所述扶钎器包括第二滑动底座、动滑轮、V形钳以及牵引绳，所述第二滑动底座的底部与所述滑动导轨相配合，第二滑动底座的后端与第一伸缩机构固定连接，所述V形钳和动滑轮固定在第二滑动底座上，所述牵引绳一端固定在所述推进梁的后端，另一端绕过动滑轮固定连接在所述凿岩机的第一滑动基座上。在钻孔或锚杆作业时，扶钎器与凿岩机同步运动。其中，凿岩机的速度是扶钎器的两倍，扶钎器运动到滑动导轨的前端时，凿岩机此时也运动到滑动导轨的前端。

为了抓杆过程更稳定，所述抓杆装置前后设有两个，所述装杆装置前后设有两个。

所述前储杆盘和后储杆盘周向上设有多个导轮，所述导轮位于凹槽的一侧。有利于顺利取出钻杆，同时避免磨损钻杆。

所述推进梁的前端设有向前延伸的顶盘。用顶盘顶紧工作面，防止钻孔或锚杆中产生倾斜。

所述第二伸缩机构、第一伸缩机构均通过液压驱动。

该台车锚杆机构综合了锚杆作业和凿岩作业两种作业方式。装杆装置将钻杆从锚杆仓中转移到夹钳装置中，夹钳装置其中的卡钎器夹住钻杆使其固定，凿岩机前移，钻杆后端插入到凿岩机前端的连接套中，钎尾旋转使钻杆装配完毕；第一伸缩机构推动凿岩机，凿岩机驱动钻杆进行凿岩作业；凿岩结束后，凿岩机带着钻杆后退，卡钎器夹住钻杆，钎尾反转，钻杆被分离；通过抓杆装置将钻杆抓起，装杆装置从锚杆仓中取下锚杆，安装锚杆，再进行锚杆作业。在锚杆仓装入锚杆，可实现先钻孔后装锚杆的锚杆作业；在锚杆仓中装入钻杆，可接续钻杆长度实现深孔凿岩作业。在滑动导轨和推进装置的基础上实现锚杆和凿岩作业之间切换，实现锚杆台车的多功能化。该锚杆机构减少了整机的重量和占用的工作空间，节省了更换装备的时间，提高了工作效率。

附图说明

图1是实施例的结构示意图；

图2是抓杆装置及锚杆仓的结构图；

图3是卡钎器的结构图；

图4是钻杆或锚杆与连接套的安装图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1。本说明书所附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，一种台车锚杆机构，包括推进梁1、凿岩机5，推进梁1可以安装在工程台车的机械臂上，推进梁1下面的两个连接座11、12连接机械臂，推进梁1可通过连接座前后移动。所述推进梁1的前端设有向前延伸的顶盘10。用顶盘10顶紧工作面，防止钻孔或锚杆中产生倾斜或晃动。

所述推进梁1的一侧设有用于存放钻杆或锚杆的锚杆仓2，在推进梁1上沿前后方向设有滑动导轨6；所述推进梁1上还设有卡钳装置、抓杆装置8以及装杆装置9，所述装杆装置9将锚杆仓2中的钻杆或锚杆转移到卡钳装置上，所述抓杆装置8通过抓手将卡钳装置上的钻杆抓起；所述凿岩机5与滑动导轨6滑动连接，所述凿岩机5包括第一滑动底座53、动力装置53、钎尾54以及连接套55，所述动力装置53驱动钎尾54进行旋转，所述钎尾54与连接套55的一端螺纹配合，所述连接套55的另一端与钻杆或锚杆螺纹配合；所述卡钳装置通过抓合的方式限制钻杆或锚杆的径向或者轴向移动，其包括由前向后依次设置的卡钎器3和扶钎器4，所述卡钎器3可夹紧钻杆或锚杆使其固定，所述扶钎器4与滑动导轨6滑动连接，所述扶钎器4通过第一伸缩机构7与滑动导轨6进行相对运动。

如图4所示，所述钻杆包括前端部和后端部，所述前端部设有第一外螺纹56，后端部设有第二外螺纹56，第二外螺纹56与所述连接套55相配合，后端部轴向设有内孔，内孔上设有内螺纹58，所述钻杆通过第一外螺纹56和内螺纹58的螺纹配合进行多个相同单位的首尾连接。在深孔作业时，第一根钻杆的前端连接钻头，第一根钻杆钻入孔中后，卡钎器3夹住该钻杆的后端，凿岩机5后退，接上第二根钻杆，重复此步骤，进行深孔钻进。退出钻杆时逐根进行拆卸。深孔锚杆依照此步骤的原理进行。在施工时，第二外螺纹56上涂有润滑油或润滑脂，以便于连接套55与钻杆或锚杆后端的脱离。

如图2所示，所述锚杆仓2包括防护罩21、马达25、前储杆盘22和后储杆盘23，所述前储杆盘22和后储杆盘23之间连接有中心轴24，前储杆盘22和后储杆盘23周向上设有用于容纳钻杆或锚杆的凹槽26，所述前储杆盘22和后储杆盘23周向上设有多个导轮27，所述导轮27位于凹槽26的一侧。用于压紧锚杆与钻杆。而且有利于顺利取出钻杆，同时避免磨损钻杆。

所述马达25带动前储杆盘22和后储杆盘23进行摆动。马达25转动过程中，装杆装置9将锚杆仓2中的钻杆逐个取出。后储杆盘23与后挡板可以在中心轴24上前后移动以适应不同长度的钻杆或锚杆尺寸。

所述抓杆装置8包括第一基座81、第一摆臂82以及第一抓手83，所述第一基座81固定在所述防护罩21的上沿，抓杆装置8通过第一抓手83抓起卡钳装置上的钻杆；所述装杆装置9包括第二基座91、第二摆臂92以及第二抓手3，所述第二基座91固定在推进梁1上，其位于滑动导轨6和锚杆仓2之间，钻杆或锚杆通过第二抓手3在卡钳装置和锚杆仓2之间进行传递。第二摆臂92的摆动轨迹与锚杆仓2中的钻杆或锚杆以卡钳装置上的钻杆或锚杆安装位存在交叉，第二抓手3抓住钻杆或锚杆实现其抓取和放下的动作。

如图3所示，所述卡钎器3包括相对设置的第一卡爪31和第二卡爪32，第一卡爪31和第二卡爪32铰接在推进梁1上，第一卡爪31和第二卡爪32通过第二伸缩机构33驱动进行开合。所述第二伸缩机构33、第一伸缩机构7均通过液压驱动。卡钎器在钻孔或锚杆进行时可以起到扶钎的作用，防止钻孔偏离轨迹；在连接套55与钻杆或锚杆分离时，可以夹紧钻杆或锚杆，使其固定。

所述扶钎器4包括第二滑动底座、动滑轮、V形钳以及牵引绳，所述第二滑动底座的底部与所述滑动导轨6相配合，第二滑动底座的后端与第一伸缩机构7固定连接，所述V形钳和动滑轮固定在第二滑动底座上，所述牵引绳一端固定在所述推进梁1的后端，另一端绕过动滑轮固定连接在所述凿岩机5的第一滑动基座上。在钻孔或锚杆作业时，扶钎器4与凿岩机5同步运动。其中，凿岩机5的速度是扶钎器4的两倍，扶钎器4运动到滑动导轨6的前端时，凿岩机5此时也运动到滑动导轨6的前端。

为了抓杆过程更稳定，所述抓杆装置8前后设有两个，所述装杆装置9前后设有两个。

凿岩作业：

钻杆接续延长：在锚杆仓2中装入钻杆，每根钻杆后端的内孔中注入润滑油或润滑脂。使用机械臂将此锚杆机构移至工作面并用顶盘10顶紧工作面。凿岩机5正转前进推动钻杆开始凿岩；第一根钻杆凿岩结束以后，卡钎器3卡紧该钻杆，凿岩机5反转后退，连接套55退出钻杆，凿岩机5移至滑动导轨6后端；锚杆仓2旋转适当角度，将第二根钻杆被装杆装置9抓住；装杆装置9夹住该钻杆并将该钻杆摆至卡钳装置中，也即凿岩机5前方，并抓紧该钻杆；凿岩机5的钎尾54正转前进，连接套55旋入该钻杆；凿岩机5正转前进将第二根钻杆的前端装入第一根钻杆的后端的内孔中，第二根钻杆的第一外螺纹56与第一根钻杆的内螺纹58相配合；装杆装置9回摆至锚杆仓2下方，卡钎器3松开钻杆；凿岩机5正转开始凿岩，循环此过程至达到凿岩深度。

钻杆拆卸：凿岩结束以后，凿岩机5正转后退将钻杆带至锚杆仓2位置；卡钎器3卡紧前端钻杆；凿岩机5反转后退带动后端钻杆从前端钻杆中退出；装杆装置9摆动至凿岩机5前方并抓紧后端钻杆；凿岩机5反转后退出该钻杆；装杆装置9将后端钻杆摆动至锚杆仓2后松开钻杆；锚杆仓2旋转将该钻杆从装杆器移至装杆仓凹槽26中；凿岩机5正转前进装入前端钻杆；卡钎器3松开前端钻杆；凿岩机5正转后退将前端钻杆带至锚杆仓2位置；循环至拆出全部钻杆。

锚杆作业；

钻锚杆孔：在锚杆仓2中装入锚杆，使用机械臂将此机构移至工作面并用顶盘10顶紧工作面，凿岩机5正转前进推动钻杆开始凿岩作业，钻锚杆孔；凿岩结束后，凿岩机5正转后退至推进梁尾部；抓杆装置8摆动至凿岩机5前方抓住钻杆；卡钎器3卡紧钻杆；凿岩机5反转后退出钻杆；卡钎器3松开钻杆；抓杆器将钻杆抓至锚杆仓2上方。

装锚杆：锚杆仓2旋转将锚杆装入装杆器中；装杆器抓紧锚杆并将锚杆摆动至凿岩机5前方，卡钎器3合紧，凿岩机5前进装入锚杆；卡钎器3松开，装杆器松开锚杆并后退至锚杆仓2；凿岩机5继续前进将锚杆推入锚杆孔；卡钎器3和扶钎器4在钻孔和锚杆过程均起到扶钎的作用；凿岩机5后退至滑动导轨6后端。接续锚杆，完成装锚杆。抓杆器将钻杆摆动至凿岩机5前方；卡钎器3卡紧钻杆；凿岩机5正转前进装入钻杆；抓杆器松开钻杆并退至锚杆仓2顶部，装备进行下一个工位的作业。

锚杆作业和凿岩作业需先在凿岩机5上装入一根钻杆，钻杆前部有钻头，此钻杆不进入锚杆仓2，锚杆作业时锚杆仓2内装的是锚杆，深孔凿岩作业时锚杆仓2内装的是钻杆，锚杆仓2内装的钻杆前端是第一外螺纹56，没有钻头；凿岩作业与锚杆作业是两种不同的作业方式，凿岩作业多用于隧道开挖阶段，主要作用是打火药孔，探孔，钻孔深度较深；锚杆作业多用于隧道支护阶段，主要是在隧道壁上打锚杆孔后装入锚杆，钻孔深度大于锚杆长度即可。

该台车锚杆机构综合了锚杆作业和凿岩作业两种作业方式。抓杆装置8将钻杆从锚杆仓2中转移到夹钳装置中，夹钳装置夹持住钻杆插入到凿岩机5中。凿岩机5驱动钻杆进行凿岩作业；凿岩结束后通过抓杆装置8将钻杆抓起，装杆装置9将凿岩机5前端更换成锚杆，再进行锚杆作业。在锚杆仓2、滑动导轨6以及第一伸缩机构7的基础上实现锚杆和凿岩作业之间切换，实现锚杆台车的多功能化。节省了更换装备的时间，提高了工作效率。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种台车锚杆机构，包括推进梁、凿岩机，其特征在于：所述推进梁的一侧设有用于存放钻杆或锚杆的锚杆仓，在推进梁上沿前后方向设有滑动导轨；所述推进梁上还设有卡钳装置、抓杆装置以及装杆装置，所述装杆装置将锚杆仓中的钻杆或锚杆转移到卡钳装置上，所述抓杆装置通过抓手将卡钳装置上的钻杆抓起；所述凿岩机与滑动导轨滑动连接，所述凿岩机包括第一滑动底座、动力装置、钎尾以及连接套，所述动力装置驱动钎尾进行旋转，所述钎尾与连接套的一端螺纹配合，所述连接套的另一端与钻杆或锚杆相配合；所述卡钳装置通过抓合的方式限制钻杆或锚杆的径向或者轴向移动，其包括由前向后依次设置的卡钎器和扶钎器，所述卡钎器可夹紧钻杆或锚杆使其固定，所述扶钎器与滑动导轨滑动连接，所述扶钎器通过第一伸缩机构与滑动导轨进行相对运动。

2.根据权利要求1所述台车锚杆机构，其特征在于：所述钻杆包括前端部和后端部，所述前端部设有第一外螺纹，后端部设有第二外螺纹，第二外螺纹与所述连接套相配合，后端部轴向设有内孔，内孔上设有内螺纹，所述钻杆通过第一外螺纹和内螺纹的螺纹配合进行多个相同单位的首尾连接。

3.根据权利要求1或2所述台车锚杆机构，其特征在于：所述锚杆仓包括防护罩、马达、前储杆盘和后储杆盘，所述前储杆盘和后储杆盘之间连接有中心轴，前储杆盘和后储杆盘周向上设有用于容纳钻杆或锚杆的凹槽，所述马达带动前储杆盘和后储杆盘进行摆动。

4.根据权利要求3所述台车锚杆机构，其特征在于：所述抓杆装置包括第一基座、第一摆臂以及第一抓手，所述第一基座固定在所述防护罩的上沿，抓杆装置通过第一抓手抓起卡钳装置上的钻杆；所述装杆装置包括第二基座、第二摆臂以及第二抓手，所述第二基座固定在推进梁上，其位于滑动导轨和锚杆仓之间，钻杆或锚杆通过第二抓手在卡钳装置和锚杆仓之间进行传递。

5.根据权利要求4所述台车锚杆机构，其特征在于：所述卡钎器包括相对设置的第一卡爪和第二卡爪，第一卡爪和第二卡爪铰接在推进梁上，第一卡爪和第二卡爪通过第二伸缩机构进行开合。

6.根据权利要求4所述台车锚杆机构，其特征在于：所述扶钎器包括第二滑动底座、动滑轮、V形钳以及牵引绳，所述第二滑动底座的底部与所述滑动导轨相配合，第二滑动底座的后端与第一伸缩机构固定连接，所述V形钳和动滑轮固定在第二滑动底座上，所述牵引绳一端固定在所述推进梁的后端，另一端绕过动滑轮固定连接在所述凿岩机的第一滑动基座上。

7.根据权利要求4所述台车锚杆机构，其特征在于：所述抓杆装置前后设有两个，所述装杆装置前后设有两个。

8.根据权利要求3所述台车锚杆机构，其特征在于：所述前储杆盘和后储杆盘周向上设有多个导轮，所述导轮位于凹槽的一侧。

9.根据权利要求3所述台车锚杆机构，其特征在于：所述推进梁的前端设有向前延伸的顶盘。

10.根据权利要求3所述台车锚杆机构，其特征在于：所述第二伸缩机构、第一伸缩机构均通过液压驱动。