CN116816404A - 一种锚杆推送装置及推送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚杆推送装置及推送方法，用于隧道锚杆支护中涨壳式锚杆的推送，包括箱体、锚杆锁紧机构、锚杆拉紧机构、回转接头及滑板，所述锚杆锁紧机构和锚杆拉紧机构分别安装在箱体的两端，所述锚杆锁紧机构设置有用于锁紧锚杆的套筒，所述锚杆拉紧机构设置有拉拔轴，所述拉拔轴可与锚杆连接并轴向移动；所述回转接头与锚杆拉紧机构连接，所述滑板与臂架滑动连接，可在臂架上滑动。本发明的锚杆推进装置，是一种预应力锚杆和树脂锚杆的安装装置，该装置由液压马达和液压油缸作为动力源，拉紧机构能直接作用在锚杆上，使每根锚杆产生相同的预应力，同时还能有效控制锚杆端面与螺母的距离，提高锚杆安装质量。

Description

一种锚杆推送装置及推送方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种锚杆推送装置及推送方法。

背景技术

随着国家对工程建设领域提出并逐步推广的机械化换人，自动化减人条例的实施，我国铁路、公路软弱围岩隧道施工中，锚杆台车是重要的初期支护设备，其较大的优势已逐步运用于铁路和公路隧道，同时机械化施工已逐步取代传统的人工安装。

目前国内外的锚杆台车在安装锚杆时采用旋紧螺母方式使锚杆产生预应力，该方式安装因受到螺母螺纹与锚杆螺纹之间、螺母与垫板之间的摩擦阻力差异较大，在旋紧扭矩恒定的情况下，导致锚杆产生的预应力存在较大的差异，因涨壳滑片没有进行预张开，旋转螺母时涨壳头会产生较大的后退量，使锚杆冒出螺母的距离相对较长，且很不均匀，同时设备采用信息化后，数据的采集准确度不高等缺点。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的问题，提出了一种锚杆推送装置及推送方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种锚杆推送装置，用于隧道锚杆支护中涨壳式锚杆的推送，包括箱体、锚杆锁紧机构、锚杆拉紧机构、回转接头及滑板，所述锚杆锁紧机构和锚杆拉紧机构分别安装在箱体的两端，所述锚杆锁紧机构设置有用于锁紧锚杆的套筒，所述锚杆拉紧机构设置有拉拔轴，所述拉拔轴可与锚杆连接并轴向移动；所述回转接头与锚杆拉紧机构连接，所述滑板与臂架滑动连接，可在臂架上滑动。

具体的，所述锁紧机构包括液压马达一和套筒轴，所述液压马达一固定安装在箱体上，所述液压马达一连接有驱动轴，驱动轴上设置有驱动齿，所述驱动齿与从动齿啮合，从动齿设置在套筒轴上。

具体的，所述驱动轴、套同轴均通过轴承安装在箱体，套同轴的末端通过螺纹连接套筒。

具体的，所述锚杆拉紧机构包括液压马达二、液压油缸及拉拔轴，所述液压马达二安装在箱体上，液压马达二的输出轴连接驱动轴二，驱动轴二上设置驱动齿二，所述驱动齿二与从动齿二啮合，从动齿二设置在驱动套，驱动套通过轴承安装在箱体上，所述拉拔轴穿过驱动套与液压油缸连接。

具体的，所述拉拔轴通过花键形式穿过驱动套；拉拔轴为台阶轴，其头部设置有螺纹套并位于套筒轴内，所述液压油缸的缸体及活塞均为空心结构，所述拉拔轴穿过液压油缸的活塞，拉拔轴尾部通过螺母固定在活塞的一端，活塞的另一端通过挡片与拉拔轴的台阶面限位。

具体的，所述回转接头包括壳体、转轴、限位板和限位座，壳体内设置有油封和定位套， 所述转轴穿过定位套和油封安装于壳体内，所述限位板通过螺栓与壳体下部固定，限位板与限位座活动连接，限位座固定安装在滑板上。

具体的，所述转轴的一端通过螺栓连接封板，另一端与拉拔轴固定连接，所述限位座设置有滑槽，限位板安装于滑槽中；所述壳体为中空结构且设置有注浆口并与之相通，转轴为空心结构，转轴位于该中空结构内并且设置有进浆通道。

具体的，所述拉拔轴为空心结构，所述拉拔轴、转轴内部通道及壳体上的注浆口组成注浆通道。

一种锚杆推送装置的推送方法，包括如下步骤：

S1，装锚杆：锚杆推送装置推进对准锚杆，启动液压马达二驱动驱动套使拉拔轴前端的螺纹套旋入锚杆；

S2，送杆：锚杆推送装置继续向前推进将锚杆送入围岩上打好的孔中；

S3，涨壳预张开：再次启动液压马达二驱动锚杆杆体旋转，锚杆杆体推动滑片移动并且张开接触到围岩；

S4，锚杆拉紧：关停液压马达二，液压油缸启动驱动拉拔轴带动锚杆杆体回退，滑片已接触到围岩，拉紧时滑片则可固定在围岩上；

S5，锚杆锁紧：保持液压油缸拉力的同时启动液压马达驱动套筒旋转将锚杆上的螺母锁定在垫板上；

S6，注浆：开启注浆系统至压力到设定压力，浆液通过壳体上的注浆口和拉拔轴进入锚杆中；

S7，退丝：反转液压马达二驱动拉拔轴反向旋转使锚杆与拉拔轴脱离，锚杆推送装置回到原位。

基于上述技术方案，可产生如下技术效果：

1.本发明采用张拉式安装方式，其作用力直接作用在锚杆上，能精确控制锚杆受到的拉力，使每根锚杆产生的预应力都相同，同时还能直观体现出锚杆受到的拉力；

2. 张拉式安装采用预张开涨壳滑片，再拉动锚杆时，涨壳头后退较少，拉出的距离较小，从而能有效的控制锚杆冒出螺母的距离，可进一步提高锚杆的安装质量；

3. 本发明的锚杆推送装置不仅能从事涨壳式锚杆安装还能从事树脂锚杆安装，锚杆推进装置可带动锚杆高速旋转，从而使树脂药卷在短时间充分混合，提高树脂锚杆的安装效率和质量。

附图说明

图1为本发明所提供的锚杆推送装置构造图；

图2为本发明所提供锚杆锁紧机构构造图；

图3为本发明所提供锚杆拉紧机构构造图；

图4为本发明拉拔轴安装结构示意图；

图5为本发明所提供回转接头正视图；

图6为本发明所提供回转接头俯视图

图7为涨壳式锚杆结构示意图。

图中，1-箱体，3-锁紧机构，4-拉紧机构，5-回转接头，6-滑板，7-垫板，8-锚杆杆体，9-滑片，31-套筒，32-液压马达，33-套同轴，34-驱动齿，35-驱动轴，36-从动齿，41-液压油缸，42-液压马达二，43-驱动齿二，44-驱动轴二，45-从动齿二，46-驱动套，47-拉拔轴，48-挡片，51-壳体，52-油封，53-转轴，54-定位套，55-限位板，56-限位座。

实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图7所示，一种锚杆推送装置，用于隧道锚杆支护中涨壳式锚杆的推送，包括箱体1、锚杆锁紧机构3、锚杆拉紧机构4、回转接头5及滑板6，所述锚杆锁紧机构3和锚杆拉紧机构4分别安装在箱体1的两端，所述锚杆锁紧机构3设置有用于锁紧锚杆的套筒31，所述锚杆拉紧机构4设置有拉拔轴47，所述拉拔轴47可与锚杆连接并轴向移动；所述回转接头5与锚杆拉紧机构4连接，所述滑板6与臂架滑动连接，可在臂架上滑动。

根据一个可行的实施例，所述锁紧机构3包括液压马达一32和套筒轴33，所述液压马达一32固定安装在箱体1上，所述液压马达一32连接有驱动轴35，驱动轴35上设置有驱动齿34，所述驱动齿34与从动齿36啮合，从动齿36设置在套筒轴33上。

根据一个可行的实施例，所述驱动轴35、套同轴33均通过轴承安装在箱体1，套同轴33的末端通过螺纹连接套筒31。

根据一个可行的实施例，所述锚杆拉紧机构4包括液压马达二42、液压油缸41及拉拔轴47，所述液压马达二42安装在箱体1上，液压马达二42的输出轴连接驱动轴二44，驱动轴二44上设置驱动齿二43，所述驱动齿二43与从动齿二45啮合，从动齿二45设置在驱动套46，驱动套46通过轴承安装在箱体1上，所述拉拔轴47穿过驱动套46与液压油缸41连接。

根据一个可行的实施例，所述拉拔轴47通过花键形式穿过驱动套46；拉拔轴47为台阶轴，其头部设置有螺纹套并位于套筒轴33内，所述液压油缸41的缸体及活塞均为空心结构，所述拉拔轴47穿过液压油缸41的活塞，拉拔轴47尾部通过螺母固定在活塞的一端，活塞的另一端通过挡片48与拉拔轴47的台阶面限位。

根据一个可行的实施例，所述回转接头5包括壳体51、转轴53、限位板55和限位座56，壳体51内设置有油封52和定位套54， 所述转轴穿过定位套54和油封52安装于壳体51内，所述限位板55通过螺栓与壳体51下部固定，限位板55与限位座56活动连接，限位座56固定安装在滑板6上。

根据一个可行的实施例，所述转轴53的一端通过螺栓连接封板，另一端与拉拔轴47固定连接，所述限位座56设置有滑槽，限位板55安装于滑槽中；所述壳体51为中空结构且设置有注浆口并与之相通，转轴53为空心结构，转轴53位于该中空结构内并且设置有进浆通道。

根据一个可行的实施例，所述拉拔轴47为空心结构，所述拉拔轴47、转轴53内部通道及壳体51上的注浆口组成注浆通道。

一种锚杆推送装置的推送方法，包括如下步骤：

S1，装锚杆：锚杆推送装置推进对准锚杆，启动液压马达二42驱动驱动套46使拉拔轴47前端的螺纹套旋入锚杆；

S2，送杆：锚杆推送装置继续向前推进将锚杆送入围岩上打好的孔中；

S3，涨壳预张开：再次启动液压马达二42驱动锚杆杆体8旋转，锚杆杆体8推动滑片9移动并且张开接触到围岩；

S4，锚杆拉紧：关停液压马达二42，液压油缸41启动驱动拉拔轴47带动锚杆杆体8回退，滑片9已接触到围岩，拉紧时滑片9则可固定在围岩上，（锚杆头部就被固定在围岩上，液压油缸41继续回退，液压系统压力增加至设定压力，使锚杆体拉伸产生预应力；）

S5，锚杆锁紧：保持液压油缸41拉力的同时启动液压马达32驱动套筒31旋转将锚杆上的螺母锁定在垫板7上；

S6，注浆：开启注浆系统至压力到设定压力，浆液通过壳体51上的注浆口和拉拔轴47进入锚杆中；

S7，退丝：反转液压马达二42驱动拉拔轴47反向旋转使锚杆与拉拔轴47脱离，锚杆推送装置回到原位。

本发明提供给的一种锚杆推送装置及推送方法，该装置是一种预应力锚杆和树脂锚杆的安装装置，该装置由液压马达和液压油缸作为动力源，由锁紧机构、拉紧机构、回转接头、箱体等组成，本发明采用张拉式安装方式，拉紧机构能直接作用在锚杆上，使每根锚杆产生相同的预应力，同时还能有效控制锚杆端面与螺母的距离，提高锚杆安装质量。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的只是范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种锚杆推送装置，用于隧道锚杆支护中涨壳式锚杆的推送，包括箱体（1）、锚杆锁紧机构（3）、锚杆拉紧机构（4）、回转接头（5）及滑板（6），其特征在于，所述锚杆锁紧机构（3）和锚杆拉紧机构（4）分别安装在箱体（1）的两端，所述锚杆锁紧机构（3）设置有用于锁紧锚杆的套筒（31），所述锚杆拉紧机构（4）设置有拉拔轴（47），所述拉拔轴（47）可与锚杆连接并轴向移动；所述回转接头（5）与锚杆拉紧机构（4）连接，所述滑板（6）与臂架滑动连接，可在臂架上滑动。

2.根据权利要求1所述的一种锚杆推送装置，其特征在于，所述锁紧机构（3）包括液压马达一（32）和套筒轴（33），所述液压马达一（32）固定安装在箱体（1）上，所述液压马达一（32）连接有驱动轴（35），驱动轴（35）上设置有驱动齿（34），所述驱动齿（34）与从动齿（36）啮合，从动齿（36）设置在套筒轴（33）上。

3.根据权利要求2所述的一种锚杆推送装置，其特征在于，所述驱动轴（35）、套同轴（33）均通过轴承安装在箱体（1），套同轴（33）的末端通过螺纹连接套筒（31）。

4.根据权利要求1所述的一种锚杆推送装置，其特征在于，所述锚杆拉紧机构（4）包括液压马达二（42）、液压油缸（41）及拉拔轴（47），所述液压马达二（42）安装在箱体（1）上，液压马达二（42）的输出轴连接驱动轴二（44），驱动轴二（44）上设置驱动齿二（43），所述驱动齿二（43）与从动齿二（45）啮合，从动齿二（45）设置在驱动套（46），驱动套（46）通过轴承安装在箱体（1）上，所述拉拔轴（47）穿过驱动套（46）与液压油缸（41）连接。

5.根据权利要求4所述的一种锚杆推送装置，其特征在于，所述拉拔轴（47）通过花键形式穿过驱动套（46）；拉拔轴（47）为台阶轴，其头部设置有螺纹套并位于套筒轴（33）内，所述液压油缸（41）的缸体及活塞均为空心结构，所述拉拔轴（47）穿过液压油缸（41）的活塞，拉拔轴（47）尾部通过螺母固定在活塞的一端，活塞的另一端通过挡片（48）与拉拔轴（47）的台阶面限位。

6.根据权利要求1所述的一种锚杆推送装置，其特征在于，所述回转接头（5）包括壳体（51）、转轴（53）、限位板（55）和限位座（56），壳体（51）内设置有油封（52）和定位套（54）， 所述转轴穿过定位套（54）和油封（52）安装于壳体（51）内，所述限位板（55）通过螺栓与壳体（51）下部固定，限位板（55）与限位座（56）活动连接，限位座（56）固定安装在滑板（6）上。

7.根据权利要求6所述的一种锚杆推送装置，其特征在于，所述转轴（53）的一端通过螺栓连接封板，另一端与拉拔轴（47）固定连接，所述限位座（56）设置有滑槽，限位板（55）安装于滑槽中；所述壳体（51）为中空结构且设置有注浆口并与之相通，转轴（53）为空心结构，转轴（53）位于该中空结构内并且设置有进浆通道。

8.根据权利要求1所述的一种锚杆推送装置，其特征在于，所述拉拔轴（47）为空心结构，所述拉拔轴（47）、转轴（53）内部通道及壳体（51）上的注浆口组成注浆通道。

9.一种锚杆推送装置的推送方法，基于权利要求1-8任意一项所述的一种锚杆推送装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1，装锚杆：锚杆推送装置推进对准锚杆，启动液压马达二（42）驱动驱动套（46）使拉拔轴（47）前端的螺纹套旋入锚杆；

S2，送杆：锚杆推送装置继续向前推进将锚杆送入围岩上打好的孔中；

S3，涨壳预张开：再次启动液压马达二（42）驱动锚杆杆体（8）旋转，锚杆杆体（8）推动滑片（9）移动并且张开接触到围岩；

S4，锚杆拉紧：关停液压马达二（42），液压油缸（41）启动驱动拉拔轴（47）带动锚杆杆体（8）回退，滑片（9）已接触到围岩，拉紧时滑片（9）则可固定在围岩上；

S5，锚杆锁紧：保持液压油缸（41）拉力的同时启动液压马达（32）驱动套筒（31）旋转将锚杆上的螺母锁定在垫板（7）上；

S6，注浆：开启注浆系统至压力到设定压力，浆液通过壳体（51）上的注浆口和拉拔轴（47）进入锚杆中；

S7，退丝：反转液压马达二（42）驱动拉拔轴（47）反向旋转使锚杆与拉拔轴（47）脱离，锚杆推送装置回到原位。