CN110486065A - 一种多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用树脂锚固剂的锚杆支护领域，具体是一种多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构。现有采用人工施工所存在作业环境粉尘含量高、存在工作危险、支护效率低等问题，包括锚索滚筒、锚索、送索机构、柔性管道A、匣式树脂锚固剂仓、柔性管道B、对孔升降机构和切断机构，锚索一端缠绕在锚索滚筒上，锚索穿过送索机构进入柔性管道A内，柔性管道A一端与送索机构连接，柔性管道A另一端与匣式树脂锚固剂仓进口连接，匣式树脂锚固剂仓出口与柔性管道B连接，柔性管道B与对孔升降机构连接，对孔升降机构一侧设置切断机构。

Description

一种多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构

技术领域

本发明涉及使用树脂锚固剂的锚杆支护领域，具体是一种多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构。

背景技术

树脂锚固剂是由不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂和其它辅料。树脂锚固剂不仅应用于井巷支护、井筒安装、水电工程预应力锚杆加固，而且在建筑物加固，高速公路修补、隧道施工、基础生根、设备基础及构件锚固等领域有它广泛的应用之地。无论是人工打孔还是自动打孔的锚杆钻机或锚杆钻车，都是采用人工进行树脂锚固剂的装填。该种作业方式:工作区域危险性大，生产效率低。以上为现有技术的不足。

发明内容

本发明为了解决现有采用人工施工所存在作业环境粉尘含量高、存在工作危险、支护效率低等问题，提供一种多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构。

本发明采取以下技术方案：一种多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构，包括锚索滚筒、锚索、送索机构、柔性管道A、匣式树脂锚固剂仓、柔性管道B、对孔升降机构和切断机构，锚索一端缠绕在锚索滚筒上，锚索穿过送索机构进入柔性管道A内，柔性管道A一端与送索机构连接，柔性管道A另一端与匣式树脂锚固剂仓进口连接，匣式树脂锚固剂仓出口与柔性管道B连接，柔性管道B与对孔升降机构连接，对孔升降机构一侧设置切断机构。

锚索滚筒包括底座，底座上设置用来存储锚索的滚筒，滚筒内部装有用于锚索复位的反转马达，反转马达上设置有反转马达流量传感器，滚筒上方通过调整弹簧安装压索滚，滚筒前端安装有摆线框架，摆线框架安装有用于钢丝绳索穿过的导向轴，导向轴上安装有摆线器，摆线器与丝杠连接，滚筒的转轴上设置齿形带主动轮，齿形带主动轮通过齿形带带动丝杠上的齿形带从动轮旋转。

送索机构包括送索底座和压板，送索底座和压板之间设置4根螺杆，螺杆上端穿过压板，螺杆顶部设置螺母，螺母与压板之间设置有套在螺杆上的弹簧，送索底座和压板之间设置三组输送轮，相邻两组输送轮之间通过齿轮传动，其中一组输送轮转轴的一端由带有流量传感器的马达驱动，转轴的另一端安装棘轮，棘轮上安装有棘轮凸块，棘轮凸块上方设置有分离板，分离板固定在压板上。

匣式树脂锚固剂仓包括匣体、分度马达、旋转带药轴、主动齿轮、被动齿轮、片簧和护板，匣体内设置树脂锚固剂B，树脂锚固剂B由设置在匣体内的片簧压紧，匣体一侧设置开口，护板固定匣体的开口处，匣体开口上端与柔性管道B固定，匣体开口下端与柔性管道A固定，匣体底部固定分度马达，分度马达带动主动齿轮旋转，主动齿轮与被动齿轮啮合，被动齿轮驱动旋转带药轴，旋转带药轴上开有用来旋转带药的凹槽，被动齿轮开有与旋转带药轴上的凹槽为同一轴线的导向孔，导向孔中心线与柔性管道A、柔性管道B轴线为同一直线。

对孔升降机构包括上连杆和下连杆，上连杆和下连杆的一端与钻架铰接，上连杆和下连杆的另一端与导管铰接，上连杆中部铰接对孔油缸，对孔油缸另一端与钻架固定。

切断机构包括摆动油缸，摆臂、液压钳、喷嘴，摆臂一端与钻架梁铰接，摆臂另一端安装液压钳，摆臂中部与摆动油缸铰接，摆动油缸另一端固定在钻架梁上，摆臂安装液压钳位置上侧设置喷嘴，喷嘴与水源连接。

柔性管道推送原理：一根手指粗细的柔性绳索（比如锚索），可以当成一根铁棒，能够推动小型物体移动，一根几米长的同样粗细的锚索，能够绕水桶盘旋两圈。由此可知，锚索较短时体现刚性，锚索较长时体现柔性。本发明将将锚索放在一个弯曲管道内，最大限度的利用锚索的刚性及柔性。

多马达驱动自动装填树脂锚固剂、锚索并切断的机构包含锚索滚筒、锚索、送索、柔性管道A、匣式树脂锚固剂仓、柔性管道B、对孔升降机构、切断机构等部件组成，实现了锚杆作业中树脂锚固剂装填的自动化，使操作人员在支护区实现远程锚杆支护。它一般集成在钻孔设备上，与钻孔设备配套使用。该装置采用柔性管道作为护套载体，锚索作为推送装置，将匣式树脂锚固剂仓中的树脂锚固剂通过对孔升降机构的导向自动送到钻孔内。

本发明实现了矿山支护、隧道、道路边坡、地铁施工等领域树脂锚固剂安装自动化，减少了施工强度，极大提高的支护效率，使安全施工成为了现实，避免了掘锚失调的矛盾，保证了各种巷道及边坡维护的安全、高效。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明提出了一种多马达驱动的树脂锚固剂自动装填技术，提供了一种柔性管道推送树脂锚固剂的推送装置，用于将树脂锚固剂安装到煤巷、岩石硐室或者道路边坡等预先打好的钻孔内。本发明取消了人工装填树脂锚固剂等工作，减少了人员的工作量，改善劳动环境，提高了顶板、侧壁维护的安全系数。随着矿山支护、隧道、道路边坡、地铁施工的增加，对锚固维护的需求会日益加大，多马达驱动的树脂锚固剂自动装填技术的应用也会越来越广，本发明具有有较高的实用价值和经济价值，同时极大降低锚护施工的安全风险，符合以技术减人的大趋势。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为锚索滚筒系统示意图I；

图3为锚索滚筒系统示意图I；

图4为送索机构示意图I；

图5为送索机构示意图II；

图6为匣式树脂锚固剂仓示意图I；

图7为匣式树脂锚固剂仓示意图II；

图8为匣式树脂锚固剂仓示意图III；

图9为对孔升降机构示意图；

图10为切割机构示意图；

图11为液压钳示意图；

图12为装药示意图；

图中：1-锚索滚筒，2-锚索，3-送索机构，4-柔性管道A，5-匣式树脂锚固剂仓，6-柔性管道B，7-对孔升降机构，8-切断机构，11-底座，12-滚筒，13-压索滚，14-调整弹簧, 15-齿形带，16-摆线框架，17-丝杠，18-摆线器, 19-导向轴, 101-反转马达，102-反转马达流量传感器，151-齿形带主动轮，152-齿形带从动轮，21-顶推环，23-钢丝，31-送索底座，32-棘轮，33-送绳马达，34-流量传感器，35--螺母，36-弹簧，37-压板，38-输送轮，321-棘轮凸块，371-分离板，39-传动齿轮，51-匣体，52-分度马达，53-旋转带药轴，54-主动齿轮，55-被动齿轮，56-片簧，57-护板，71-钻架，72-对孔油缸，73-上连杆，74-下连杆，75-输送管，81-钻架梁，82-摆动油缸，83-摆臂，84-液压钳，85-喷嘴，841-油缸，842-三角形刀刃，A-顶板， B-树脂锚固剂。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，实施例是用来说明本发明的，而不是对其做任何限制。

如图1所示，多马达驱动的树脂锚固剂自动装填机构包括:锚索滚筒1，锚索2，送索机构3，柔性管道A 4，匣式树脂锚固剂仓5，柔性管道B 6，对孔升降机构7等部件组成。

如图2、3所示，锚索滚筒1中底座11用来固定的，滚筒12用来存储锚索2，锚索滚筒前端安装有摆线框架16，摆线框架16安装有导向轴19、丝杠17和摆线器18，滚筒12上的齿形带主动轮151通过齿形带15带动丝杠17上的齿形带从动轮152旋转，丝杠17带动摆线器18沿导向轴19来回摆动实现锚索2按照理想状态缠绕；滚筒内部装有反转马达101用于锚索2复位，当反转马达流量传感器102达到设定值时系统认为锚索2复位；锚索滚筒1上端安装有压索滚13，通过调整弹簧14保证压索滚13时刻压紧锚索2。

如图4、5所示，送索机构3的底座31安装三对输送轮38，送绳马达33带动输送轮38直接连接的中间轮旋转，中间轮与压板37对应的中间轮均安装有传动齿轮39保证了两个中间轮同时相对旋转，用以增加驱动力。压板37上端压有弹簧36，弹簧36的压力可通过螺母35调节。弹簧36产生的摩擦力将锚索2沿直线方向向前输送。送绳马达33反转时棘轮32旋转带动棘轮凸块321顶起分离板371，压板37将锚索2与三对输送轮38分离，有利于锚索2收回。

送索机构3的三对输送轮38在马达33正向旋转的带动下，将缠绕在锚索滚筒1上的锚索2沿柔性管道A4把存贮在匣式树脂锚固剂仓5内的树脂锚固剂推出，树脂锚固剂在锚索2推动下沿柔性管道B6送到对孔升降机构7的导管74内，进而送入钻孔中，当流量传感器34达到设定值认为锚索2输送到位。

送索机构3的送绳马达33反转时棘轮32旋转带动棘轮凸块321顶起分离板371，压板37将锚索2与三对输送轮38分离，将锚索2与三对输送轮38的摩擦力降为零，锚索滚筒1内部反转马达101带动锚索滚筒1反向转动，使锚索2缩回，直到反转马达流量传感器102达到设定值时系统认为锚索2复位；同时对孔升降机构7收回导管74，摆到初始位。

如图6、7、8所示，匣式树脂锚固剂仓5的匣体51存有树脂锚固剂B，数量为20余根，通过片簧56压紧。匣体51与分度马达52固定、分度马达52带动主动齿轮54旋转，主动齿轮54与被动齿轮55啮合比为1，被动齿轮55与旋转带药轴53固连，旋转带药轴53上开有凹槽用来旋转带药，被动齿轮55开有导向孔与旋转带药轴53上的凹槽为同一轴线，保证锚索2顺利通过。匣体51与护板57固定，匣体51顶端与柔性管道B6固定，下端与柔性管道A4，旋转带药轴53的顶推位中心线与柔性管道A4、柔性管道B6轴线为同一直线，保证送药的可靠性；护板57保证树脂锚固剂B在旋转和在顶推位时不脱落。

分度马达52只能正反旋转180度，分度马达52每次将旋转带药轴53上的凹槽旋转到匣体51方向，片簧53自动将一个树脂锚固剂B推到凹槽内，分度马达旋转180度后将树脂锚固剂B送到顶推位，锚索2通过柔性管道A4和被动齿轮55导向孔，将旋转带药轴53凹槽上的树脂锚固剂B顶入柔性管道B6内。

如图9所示，对孔升降机构7固定在钻架71上，锚钻完成后对孔油缸72把通过上连杆73，下连杆74的限位作用下将导管74插入钻孔中，保证推送树脂锚固剂到钻孔中。导管74顶端斜切45度用来提高入孔的概率。对孔油缸72安装在上连杆73，下连杆74中间用以减少安装体积，对孔升降机构7收缩时只有180毫米宽，对孔油缸伸长时水平可伸出250毫米，垂直可升高300毫米。对孔升降机构具有占用空间小，作用范围大的特点.

如图10所示，切断机构8固定在钻架梁81上，位置高于中升降机构7。导管74缩回后摆动油缸82带动摆臂83，摆臂83上的液压钳84中间的凹槽对准割锚索2，液压钳84包含2个油缸841，油缸杆前端安装有三角形刀刃842，三角形刀刃采用高强度合金钢锻造打磨而成，具有极强的切削能力；三角形刀刃可轻松割断锚索2，同时喷嘴85喷出高压水用来降温灭火焰，保证煤矿的防爆安全要求。切断机构完成切割后复位。

如图11所示，锚索2通过导管74将树脂锚固剂推入顶板A的钻孔中，破碎凝固后效果。

多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构实现了锚杆作业中树脂锚固剂装填的自动化，使操作人员在支护区实现远程树脂锚固剂装填。具体工作步骤如下：

1）在锚钻完钻孔后利用对孔油缸把导管推到钻孔的中心然后推升油缸将导管插入孔中，到位后油缸内的压力传感器检测到压力到达设定值，进行下一步动作。

2)送索机构在马达正向旋转的带动下，将缠绕在锚索滚筒上的锚索沿柔性管道A把存贮在匣式树脂锚固剂仓内的树脂锚固剂推出，树脂锚固剂在锚索推动下沿柔性管道B送到对孔升降机构导管内，进而送入钻孔中，当送索马达流量传感器检测到设定值就认为树脂锚固剂到位。

3）等到凝固完成后，对孔升降机构收回导管，切断机构推出，液压钳切割锚索同时喷嘴喷出高压水用来降温灭火焰，保证煤矿的防爆安全要求，对孔升降机构摆到初始位。

4）送索机构的送索马达反转带动棘轮的突起顶起压板，将锚索与送索机构的摩擦力降为零，锚索滚筒内部先前由送索机构的反转马达带动锚索滚筒反向转动，带动锚索缩回，直到反转马达流量传感器检测到设定值就认为锚索回到初始位；同时对孔升降机构收回导管，回到初始位，所有流量传感器清零。分度马达旋转带药轴上的凹槽旋转回存储匣方向，片簧自动将一个树脂锚固剂推到位，分度马达旋转180度到顶推位，保证下一次运行。

锚索滚筒本体用来存储锚索，锚索滚筒前端安装有摆线机构来保证锚索按照设定缠绕，滚筒内部装有反转马达及其流量传感器用于锚索复位。锚索滚筒上端安装有压索滚，通过弹簧保证压索滚时刻压紧锚索。

送索机构有3对输送轮，送绳马达产生的摩擦力将锚索沿直线方向向前输送；送索机构的送索马达反转带动棘轮的凸起顶起分离板，可将锚索与3对输送轮分离，有利于锚索收回。本实施案例以3对输送轮来展开描述，但不限于3对输送轮。

柔性管道A、柔性管道B内壁涂有耐磨层并灌有润滑脂保证锚索运动可靠精确；柔性管道A所连接的部件能够灵活布置，柔性管道B所连接的部件能够相对运动。

匣式树脂锚固剂仓内的存储匣内存有树脂锚固剂，数量为20根以上；分度马达只能正反旋转180度，分度马达每次将旋转带药轴上的凹槽旋转到存储匣方向，片簧自动将一个树脂锚固剂推到位，分度马达旋转180度到顶推位。匣式树脂锚固剂仓顶推位下端与柔性管道A连接，上端与柔性管道B连接。

对孔升降机构的对孔油缸把通过连杆机构把输送管推到钻孔的中心，保证输送管插入到钻孔中。输送管顶端斜切45度用来提高入孔的精准度, 对孔油缸安装在上下连杆中间用以减少安装体积，对孔升降机构收缩时只有180毫米宽，对孔油缸伸长时水平可伸出250毫米，垂直可升高300毫米。对孔升降机构具有占用空间小，作用范围大的特点。

切割液压钳伸出，切割锚索同时喷嘴喷出高压水用来降温灭火焰，保证煤矿的安全要求。切断机构完成切割后复位。

柔性绳索要求具有合适的刚性和柔性，不拘于钢丝绳，也可以为波纹管，尼龙管，尼龙棒，以及其它高分子材料。凡是借用柔性绳索原理的实施案例均在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构，其特征在于：包括锚索滚筒（1）、锚索（2）、送索机构（3）、柔性管道A（4）、匣式树脂锚固剂仓（5）、柔性管道B（6）、对孔升降机构（7）和切断机构（8），锚索（2）一端缠绕在锚索滚筒（1）上，锚索（2）穿过送索机构（3）进入柔性管道A（4）内，柔性管道A（4）一端与送索机构（3）连接，柔性管道A （4）另一端与匣式树脂锚固剂仓（5）进口连接，匣式树脂锚固剂仓（5）出口与柔性管道B（6）连接，柔性管道B（6）与对孔升降机构（7）连接，对孔升降机构（7）一侧设置切断机构（8）。

2.根据权利要求1所述的多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构，其特征在于：所述的锚索滚筒（1）包括底座（11），底座（11）上设置用来存储锚索（2）的滚筒（12），滚筒内部装有用于锚索（2）复位的反转马达（101），反转马达（101）上设置有反转马达流量传感器（102），滚筒（12）上方通过调整弹簧（14）安装压索滚（13），滚筒（12）前端安装有摆线框架（16），摆线框架（16）安装有用于钢丝绳索（2）穿过的导向轴（19），导向轴（19）上安装有摆线器（18），摆线器（18）与丝杠（17）连接，滚筒（12）的转轴上设置齿形带主动轮（151），齿形带主动轮（151）通过齿形带（15）带动丝杠（17）上的齿形带从动轮（152）旋转。

3.根据权利要求1所述的多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构，其特征在于：所述的送索机构（3）包括送索底座（31）和压板（37），送索底座（31）和压板（37）之间设置4根螺杆，螺杆上端穿过压板（37），螺杆顶部设置螺母（35），螺母（35）与压板（37）之间设置有套在螺杆上的弹簧（36），送索底座（31）和压板（37）之间设置三组输送轮（38），相邻两组输送轮（38）之间通过齿轮传动，其中一组输送轮（38）转轴的一端由带有流量传感器（34）的马达（33）驱动，转轴的另一端安装棘轮（32），棘轮（32）上安装有棘轮凸块（321），棘轮凸块（321）上方设置有分离板（371），分离板（371）固定在压板（37）上。

4.根据权利要求1所述的多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构，其特征在于：所述的匣式树脂锚固剂仓（5）包括匣体（51）、分度马达（52）、旋转带药轴(53)、主动齿轮（54）、被动齿轮（55）、片簧（56）和护板（56），匣体（51）内设置树脂锚固剂B，树脂锚固剂B由设置在匣体（51）内的片簧（56）压紧，匣体（51）一侧设置开口，护板（57）固定匣体（51）的开口处，匣体（51）开口上端与柔性管道B（6）固定，匣体（51）开口下端与柔性管道A（4）固定，匣体（51）底部固定分度马达（52），分度马达（52）带动主动齿轮（54）旋转，主动齿轮（54）与被动齿轮（55）啮合，被动齿轮（55）驱动旋转带药轴（53），旋转带药轴（53）上开有用来旋转带药的凹槽，被动齿轮（55）开有与旋转带药轴（53）上的凹槽为同一轴线的导向孔，导向孔中心线与柔性管道A（4）、柔性管道B（6）轴线为同一直线。

5.根据权利要求1所述的多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构，其特征在于：所述的对孔升降机构（7）包括上连杆（73）和下连杆（74），上连杆（73）和下连杆（74）的一端与钻架（71）铰接，上连杆（73）和下连杆（74）的另一端与导管（75）铰接，上连杆（73）中部铰接对孔油缸（72），对孔油缸（72）另一端与钻架（71）固定。

6.根据权利要求1所述的多马达驱动送树脂锚固剂、锚索并切断的机构，其特征在于：所述的切断机构（8）包括摆动油缸（82），摆臂（83）、液压钳（84）、喷嘴（85），摆臂（83）一端与钻架梁（81）铰接，摆臂（83）另一端安装液压钳（84），摆臂（83）中部与摆动油缸（82）铰接，摆动油缸（82）另一端固定在钻架梁（81）上，摆臂（83）安装液压钳（84）位置上侧设置喷嘴（85），喷嘴（85）与水源连接。