CN212774114U - 一种液压式矿用锚杆钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液压式矿用锚杆钻机。包括操作臂装置和进给装置；操作臂装置包括支臂管，在支臂管的前部安装有油路阀、后部安装有操作手柄，在支臂管内设有将操作手柄处的操作传递给油路阀的操作顶杆；进给装置包括转接基座，在转接基座的上方安装有液压马达，在转接基座的下方安装有伸缩组件，在液压马达的上方安装有回转组件，在回转组件的上方安装有供水组件；操作手柄包括带有球阀的水路接头，水路接头通过供水管路与供水组件连接；油路阀与转接基座两者铰接连接。本实用新型结构设计合理、便于对钻孔过程施加控制、易于对钻头施加冷却作用。

Description

一种液压式矿用锚杆钻机

技术领域

本实用新型属于矿用钻机设备技术领域，尤其涉及一种液压式矿用锚杆钻机。

背景技术

在煤矿的采掘施工中，需要在坑道内采用矿用锚杆钻机进行钻孔作业。锚杆钻机是煤矿巷道锚杆支护工程中的钻孔工具，用于在作业面上施工得到锚杆/锚索的钻孔。锚杆钻机在改善煤矿巷道的支护效果、降低支护成本、加快成巷速度等具有十分重要的作用，作为一种实用性机械设备在煤矿施工中具有十分重要的作用。

液压锚杆钻机通常由支架装置、驱动装置、夹持装置以及进给装置等构成，运转时，驱动装置驱动卡盘装置作低速大转矩转动，装载到卡盘装置上的钻杆与卡盘随动动作，进给装置用于驱动钻杆沿轴向方向进给移动，在作业面上加工得到锚杆/锚索的钻孔。

在煤矿巷道内的钻孔施工中，存在在巷道的顶壁上进行钻孔的施工操作。此时一般的坑道钻机、手持式钻机等设备难以满足使用要求，需要一种能够架设在巷道地面与顶壁之间的钻机设备，令钻杆在进给驱动和回转驱动的双重作用下向上打设钻孔。通常情况下，处于钻头降温的需要，在打设钻孔的过程中需要为钻孔提供冷却水源。另一方面，在打设钻孔的过程中需要为钻杆提供便捷的控制功能，也就是需要将操作者的手动操作快速有效地转化为锚杆钻机设备的动作。

现有的液压式矿用锚杆钻机结构繁琐，不便于在施工过程中进行控制，同时不便于向钻头部位输送冷却水源，导致钻机设备的使用受到限制。因此，需要对前述锚杆钻机的结构进行优化设计。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、便于对钻孔过程施加控制、易于对钻头施加冷却作用的液压式矿用锚杆钻机。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种液压式矿用锚杆钻机包括操作臂装置和进给装置；操作臂装置包括支臂管，在支臂管的前部安装有油路阀、后部安装有操作手柄，在支臂管内设有将操作手柄处的操作传递给油路阀的操作顶杆；进给装置包括转接基座，在转接基座的上方安装有液压马达，在转接基座的下方安装有伸缩组件，在液压马达的上方安装有回转组件，在回转组件的上方安装有供水组件；操作手柄包括带有球阀的水路接头，水路接头通过供水管路与供水组件连接；油路阀与转接基座两者铰接连接且流道贯通。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种结构设计合理的液压式矿用锚杆钻机，与现有的锚杆钻机相比，本实用新型中通过设置操作臂装置和进给装置，实现了通过将钻机设备架设在巷道的地面与顶壁之间、令钻杆向上打设钻孔的技术效果。通过设置操作臂装置与进给装置之间铰接连接，令操作者能够手持操作臂装置对进给装置及装载的钻杆进行扶正操作，并且通过在操作臂装置的后部设置操作手柄，实现了将钻机设备的操作功能集成到操作手柄上实现集中操作控制的技术效果，便于对打设钻孔过程施加临场控制。通过在回转组件的上方设置供水组件、在操作手柄上设置水路接头并且令供水组件与水路接头采用水管连接，实现了将冷却水源向钻杆输送的技术效果，令钻杆在钻孔的过程中持续受到冷却水的冷却作用，保证打设钻孔的过程顺利进行。

优选地：油路阀包括油路阀本体，在油路阀本体内安装有第一阀芯和第二阀芯，在油路阀本体的两侧分别安装有进油接头和回油接头，进油接头与第一阀芯所在的阀孔贯通连接，回油接头与第二阀芯所在的阀孔贯通连接，第一阀芯所在的阀孔与第二阀芯所在的阀孔通过流道贯通连接；操作顶杆的前端顶紧在第一阀芯和第二阀芯的后端上。

优选地：转接基座包括基座板体，在基座板体的后部设有套筒，在套筒内设有转动内芯，在转动内芯的两端设有连接基座，两个连接基座均采用连接螺钉与油路阀本体固定连接。

优选地：伸缩组件包括外部缸筒、中间缸筒和空心的活塞杆，中间缸筒位于活塞杆与外部缸筒之间；在活塞杆的下端与中间缸筒之间设有内活塞，在中间缸筒的下端与外部缸筒之间设有外活塞，在外部缸筒的下端安装有底锥，在活塞杆的上端设有连接板，连接板与基座板体的底部固定连接。

优选地：回转组件包括外套，在外套的内腔通过轴承安装有转轴，在转轴的顶部设有方形插孔，转轴的下端与液压马达的输出轴对接连接，外套与液压马达的顶部固定连接。

优选地：供水组件包括与外套固定连接的、侧部带有水管端子的供水套，转轴从供水套的中部穿过，在供水套的上部还安装有侧部带有排水孔的集水罩；在转轴内设有水流道，水流道将方形插孔与供水套的内腔贯通。

优选地：在转接基座的基座板体上设有安装座，液压马达采用安装螺钉与安装座固定连接。

优选地：操作手柄包括与支臂管的后端固定连接的外壳，在外壳的一端安装有固定把手、另一端通过轴座安装有中心轴，在中心轴的外端安装有回转把手、位于外壳内部的部分安装有第一凸轮和第二凸轮，操作顶杆的后端抵靠在第一凸轮和第二凸轮的轮缘上。

优选地：在支臂管的前端设有连接套管，连接套管与油路阀本体的后部固定连接。

优选地：在基座板体的两侧安装有上部把手，在外部缸筒的中部安装有下部把手。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中操作臂装置的结构示意图；

图3是图2中操作手柄的结构示意图；

图4是图2中油路阀及操作顶杆的结构示意图；

图5是图2中油路阀的结构示意图；

图6是图1中进给装置的结构示意图；

图7是图6中供水组件、回转组件、液压马达的结构示意图；

图8是图6中供水组件、回转组件、液压马达的结构示意图；

图9是图6中供水组件和回转组件的结构示意图；

图10是图6中转接基座的结构示意图；

图11是图10中转接基座的转动内芯部分的结构示意图；

图12是图6中伸缩组件的剖视结构示意图。

图中：

1、操作手柄；1-1、外壳；1-2、扳机；1-3、固定把手；1-4、回转把手；1-5、水路接头；1-6、中心轴；1-7、第一凸轮；1-8、第二凸轮；2、支臂管；2-1、连接套管；2-2、操作顶杆；3、油路阀；3-1、油路阀本体；3-2、进油接头；3-3、回油接头；3-4、第一阀芯；3-5、第二阀芯；3-6、连接螺钉；4、转接基座；4-1、基座板体；4-2、套筒；4-3、安装座；4-4、安装螺钉；4-5、连接基座；4-6、转动内芯；5、供水组件；5-1、供水套；5-2、集水罩；5-3、排水孔；6、回转组件；6-1、外套；6-2、转轴；6-3、锁母；6-4、方形插孔；7、液压马达；8、上部把手；9、伸缩组件；9-1、连接板；9-2、活塞杆；9-3、中间缸筒；9-4、外部缸筒；9-5、内活塞；9-6、外活塞；9-7、底锥；10、下部把手。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1，本实用新型的液压式矿用锚杆钻机包括操作臂装置和进给装置，其中操作臂装置用于操作者进行手持操作，既可以用于对进给装置进行扶正，又继承了锚杆钻机设备的控制功能，保证施加临场控制的便利性。进给装置用于装载钻杆，工作过程中钻杆位于进给装置的上方，为钻杆提供回转驱动作用的同时施加进给驱动作用，完成在巷道顶壁上的打设钻孔施工。

请参见图2和图4，可以看出：

操作臂装置包括支臂管2，在支臂管2的前部安装有油路阀3、后部安装有操作手柄1，在支臂管2内设有将操作者在操作手柄1处施加的操作传递给油路阀3的操作顶杆2-2。

请参见图3，可以看出：

操作手柄1包括与支臂管2的后端固定连接的外壳1-1，在外壳1-1的一端安装有固定把手1-3、另一端通过轴座安装有中心轴1-6，在中心轴1-6的外端安装有回转把手1-4，在中心轴1-6的位于外壳1-1内部的部分安装有第一凸轮1-7和第二凸轮1-8，两个操作顶杆2-2的后端抵靠在第一凸轮1-7和第二凸轮1-8的轮缘上。通过回转把手1-4能够操作中心轴1-6带动第一凸轮1-7和第二凸轮1-8转动，由于第一凸轮1-7和第二凸轮1-8两者的外部轮缘并非正圆，因此当凸轮转动时，能够将相应的操作顶杆2-2向前推，进而对油路阀3产生相应的触发操作。

在两个操作顶杆2-2上应设置提供复位弹力的弹力组件，当凸轮反向转动时，在复位弹力的作用下，操作顶杆2-2向后移动，解除对油路阀3的触发操作，在弹力组件的作用下，两个操作顶杆2-2的后端与第一凸轮1-7和第二凸轮1-8的轮缘保持接触。

如图2和图3中所示，操作手柄1还可以包括扳机1-2，扳机1-2与固定把手1-3铰接连接，扳机1-2的拨片部分从外壳1-1上的条形孔伸出、主体部分也就是顶板部分位于外壳1-1的内部，当拨动扳机1-2的拨片部分时，顶板部分发生偏转，顶板部分的边缘抵靠在第二凸轮1-8的侧面，当施加一定的力进行顶紧时，就无法再通过回转把手1-4带动两个凸轮转动，因此扳机1-2可以看作是一个定档组件，将第一凸轮1-7和第二凸轮1-8两者维持在当前位置，直至需要对钻机的工作状态进行调整。

请参见图4和图5，可以看出：

油路阀3包括油路阀本体3-1，在油路阀本体3-1内安装有第一阀芯3-4和第二阀芯3-5，在油路阀本体3-1的两侧分别安装有进油接头3-2和回油接头3-3，进油接头3-2与第一阀芯3-4所在的阀孔贯通连接，回油接头3-3与第二阀芯3-5所在的阀孔贯通连接，第一阀芯3-4所在的阀孔与第二阀芯3-5所在的阀孔通过流道贯通连接。进油接头3-2和回油接头3-3各自通过油管连接至锚杆钻机设备的液压控制器，当对油路阀3施加操作时，能够令液压油正向流动、反向流动或者停止流动，分别对应着正向钻孔、钻杆回退以及停止动作这三种状态。

两个操作顶杆2-2的前端顶紧在第一阀芯3-4和第二阀芯3-5的后端上，因此通过操作手柄1能够操作第一阀芯3-4和第二阀芯3-5两者在油路阀本体3-1的阀孔内的位置，实现对油路阀3的控制调节。

本实施例中，在支臂管2的前端设有连接套管2-1，连接套管2-1与油路阀本体3-1的后部固定连接。支臂管2的管体可以与连接套管2-1的后部焊接固定，前述弹力组件可以安装在连接套管2-1的内部，进一步地，弹力组件可以选取为弹簧，令弹簧套设在操作顶杆2-2上，在操作顶杆2-2上还设有环形翼板，令弹簧夹持在环形翼板与连接套管2-1之间，凸轮向前顶动操作顶杆2-2时弹簧压缩，凸轮回转释放操作顶杆2-2时，弹簧复位，在此过程中始终保持对操作顶杆2-2的弹力作用。

请参见图6，可以看出：

进给装置包括转接基座4，在转接基座4的上方安装有液压马达7，在转接基座4的下方安装有伸缩组件9，在液压马达7的上方安装有回转组件6，在回转组件6的上方安装有供水组件5。

其中，转接基座4用于与油路阀3配合连接，液压马达7用于为钻杆提供回转驱动作用，伸缩组件9用于为钻杆提供轴向方向的进给驱动作用，回转组件6用于钻杆的装载并将液压马达7的驱动作用向钻杆稳定传递，供水组件5用于向钻杆供应冷却用水，在打设钻孔的过程中冷却水对钻杆产生冷却作用。

请参见图7、图8和图9，可以看出：

回转组件6包括外套6-1，在外套6-1的内腔通过轴承安装有转轴6-2，在转轴6-2的顶部设有方形插孔6-4，转轴6-2的下端与液压马达7的输出轴对接连接，外套6-1与液压马达7的顶部固定连接。

如图中所示，在外套6-1的底部设有法兰盘，该法兰盘与液压马达7壳体顶部的法兰盘对接连接，在转轴6-2的底部设有带有花键的轴孔，液压马达7的输出轴上设有花键，因此当液压马达的输出轴插入转轴6-2的轴孔内时，两者即完成了对接连接。

方形插孔6-4的截面轮廓与钻杆后端的截面轮廓一致，因此在使用时，钻杆的后端直接插接连接在方形插孔3-4内，因此回转组件6将液压马达7的驱动作用稳定地传递给了钻杆。

供水组件5用于向钻杆供水以提供冷却作用，供水组件5包括与外套6-1固定连接的、侧部带有水管端子的供水套5-1，转轴6-2从供水套5-1的中部穿过，在供水套5-1的上部还安装有侧部带有排水孔5-3的集水罩5-2。集水罩5-2的作用是在钻孔过程中接收从上方滴落或者流淌下来的水源，从侧部的排水孔5-3排出去，避免水对下方的设备主体部分产生冲刷和浸泡，起到一定的保护作用。

在转轴6-2内设有水流道，水流道将方形插孔6-4与供水套5-1的内腔贯通。操作手柄1还包括带有球阀的水路接头1-5，水路接头1-5与外壳1-1固定连接，水路接头1-5通过供水管路与供水组件5的水管端子连接。

这样，当打开水路接头1-5上的球阀，冷却水源以一定的压力经水路接头1-5和水管输送至供水组件5，进入供水套5-1的内部之后经由水流道上行进入方形插孔6-4。由于钻杆为空心钻杆，因此冷却用水顺着钻杆上行，并最终从钻头处喷出，实现对钻头部分以及钻杆前部的冷却处理。

在转轴6-2上还可以采用锁母6-3安装防尘套，防尘套覆盖转轴6-2，避免水和粉尘等经由转轴6-2与轴承之间的缝隙进入内部。具体地，在转轴6-2上端的外壁上设有外螺纹，锁母6-3位于这个外螺纹部上，防尘套与转轴6-2随动转动。

请参见图10和图11，可以看出

转接基座4包括基座板体4-1，在基座板体4-1的后部设有套筒4-2，在套筒4-2内设有转动内芯4-6，在转动内芯4-6的两端设有连接基座4-5，两个连接基座4-5均采用连接螺钉3-6与油路阀本体3-1固定连接。由于转动内芯4-6能够在套筒4-2内转动，即转动内芯4-6、套筒4-2和两侧的连接基座4-5构成了铰链结构，因此油路阀3与转接基座4两者是铰接连接的。因此操作臂装置与进给装置之间就是铰接连接的关系，在进给装置处于相对直立的状态下，操作者手持操作臂装置就具备上下移动的自由度，不同身高的操作者都能够对本矿用锚杆钻机进行操作。

本实施例中，在转接基座4的基座板体4-1上设有安装座4-3，液压马达7采用安装螺钉4-4与安装座4-3固定连接。如图中所示，安装座4-3与基座板体4-1两者可以为一体成型结构，保证整体的结构强度。安装座4-3位于基座板4-1的侧部，因此液压马达7安装到基座板体4-1与安装座4-3上时，侧部也得到了一定的防护。

请参见图12，可以看出：

伸缩组件9包括外部缸筒9-4、中间缸筒9-3和空心的活塞杆9-2，中间缸筒9-3位于活塞杆9-2与外部缸筒之间9-4；在活塞杆9-2的下端与中间缸筒9-3之间设有内活塞9-5，在中间缸筒9-3的下端与外部缸筒9-4之间设有外活塞9-6。因此，当通过活塞杆9-2向伸缩组件9内注入液压油时，活塞杆9-2与中间缸筒9-3构成的组合体会从外部缸筒之间9-4伸出来，此为一级伸缩，进一步地活塞杆9-2会从中间缸筒9-3中伸出来，此为二级伸缩，两级伸缩的功能令伸缩组件9提供更大的伸缩余量，为钻杆提供更大行程的进给控制。

在外部缸筒9-4的下端安装有底锥9-7，底锥9-7用于本锚杆钻机处于工作状态时向下嵌入巷道的地面实现定位，避免在钻孔施工过程中锚杆钻机设备移位。在活塞杆9-2的上端设有连接板9-1，连接板9-1与基座板体4-1的底部固定连接，具体地，可以采用多个螺栓固定连接。

本实施例中，为了便于对锚杆钻机进行搬运转移以及扶正等操作，在基座板体4-1的两侧安装有上部把手8，在外部缸筒9-4的中部安装有下部把手10。设置上部把手8和下部把手10同样有利于整个锚杆钻机的组装、拆卸以及各类维护工作。

工作方式：

本液压式矿用锚杆钻机配合液压站及液压控制器使用；

将成套的锚杆钻机设备转移到煤矿巷道内的设定位置，操作者手持操作臂装置的操作手柄，令进给装置维持在近似竖直的状态；将钻杆安装到进给装置的顶部，令钻杆的后端插入连接到方形轴孔6-4内；

通过液压控制器操作进给装置的伸缩组件9伸长，令钻杆的上端抵靠在巷道顶壁上要钻孔的位置；

操作者打开操作手柄1上的水路接头1-5，由冷却水供应装置供应的冷却水经由水管进入供水组件5，向上进入空心钻杆，最终从钻头顶部流出，产生冷却作用；

通过液压控制器操作液压马达7、油路阀3和液压站接通，操作者通过操作手柄1上的回转把手1-4对液压站与液压马达7之间的接通方式进行控制，具体地，转动回转把手1-4至正向钻孔的位置，则油路阀3将液压站的油路与液压马达7正向导通，则液压马达7对钻杆提供正向回转驱动作用，转动回转把手1-4至停转的位置，则油路阀3将液压站与液压马达7之间的油路切断，钻杆停止转动，转动回转把手1-4至反向位置，则油路阀3将液压站与液压马达7反向导通，则液压马达7对钻杆提供反向回转驱动作用；

在处于正向钻孔工作状态时，通过液压控制器操作进给装置缓慢伸长，实现对上方钻杆的顶升进给控制，实现打设钻孔。

Claims (10)

1.一种液压式矿用锚杆钻机，其特征是：包括操作臂装置和进给装置；

操作臂装置包括支臂管(2)，在支臂管(2)的前部安装有油路阀(3)、后部安装有操作手柄(1)，在支臂管(2)内设有将操作手柄(1)处的操作传递给油路阀(3)的操作顶杆(2-2)；进给装置包括转接基座(4)，在转接基座(4)的上方安装有液压马达(7)，在转接基座(4)的下方安装有伸缩组件(9)，在液压马达(7)的上方安装有回转组件(6)，在回转组件(6)的上方安装有供水组件(5)；

操作手柄(1)包括带有球阀的水路接头(1-5)，水路接头(1-5)通过供水管路与供水组件(5)连接；油路阀(3)与转接基座(4)两者铰接连接。

2.如权利要求1所述的液压式矿用锚杆钻机，其特征是：油路阀(3)包括油路阀本体(3-1)，在油路阀本体(3-1)内安装有第一阀芯(3-4)和第二阀芯(3-5)，在油路阀本体(3-1)的两侧分别安装有进油接头(3-2)和回油接头(3-3)，进油接头(3-2)与第一阀芯(3-4)所在的阀孔贯通连接，回油接头(3-3)与第二阀芯(3-5)所在的阀孔贯通连接，第一阀芯(3-4)所在的阀孔与第二阀芯(3-5)所在的阀孔通过流道贯通连接；操作顶杆(2-2)的前端顶紧在第一阀芯(3-4)和第二阀芯(3-5)的后端上。

3.如权利要求2所述的液压式矿用锚杆钻机，其特征是：转接基座(4)包括基座板体(4-1)，在基座板体(4-1)的后部设有套筒(4-2)，在套筒(4-2)内设有转动内芯(4-6)，在转动内芯(4-6)的两端设有连接基座(4-5)，两个连接基座(4-5)均采用连接螺钉(3-6)与油路阀本体(3-1)固定连接。

4.如权利要求3所述的液压式矿用锚杆钻机，其特征是：伸缩组件(9)包括外部缸筒(9-4)、中间缸筒(9-3)和空心的活塞杆(9-2)，中间缸筒(9-3)位于活塞杆(9-2)与外部缸筒(9-4)之间；在活塞杆(9-2)的下端与中间缸筒(9-3)之间设有内活塞(9-5)，在中间缸筒(9-3)的下端与外部缸筒(9-4)之间设有外活塞(9-6)，在外部缸筒(9-4)的下端安装有底锥(9-7)，在活塞杆(9-2)的上端设有连接板(9-1)，连接板(9-1)与基座板体(4-1)的底部固定连接。

5.如权利要求4所述的液压式矿用锚杆钻机，其特征是：回转组件(6)包括外套(6-1)，在外套(6-1)的内腔通过轴承安装有转轴(6-2)，在转轴(6-2)的顶部设有方形插孔(6-4)，转轴(6-2)的下端与液压马达(7)的输出轴对接连接，外套(6-1)与液压马达(7)的顶部固定连接。

6.如权利要求5所述的液压式矿用锚杆钻机，其特征是：供水组件(5)包括与外套(6-1)固定连接的、侧部带有水管端子的供水套(5-1)，转轴(6-2)从供水套(5-1)的中部穿过，在供水套(5-1)的上部还安装有侧部带有排水孔(5-3)的集水罩(5-2)；在转轴(6-2)内设有水流道，水流道将方形插孔(6-4)与供水套(5-1)的内腔贯通。

7.如权利要求6所述的液压式矿用锚杆钻机，其特征是：在转接基座(4)的基座板体(4-1)上设有安装座(4-3)，液压马达(7)采用安装螺钉(4-4)与安装座(4-3)固定连接。

8.如权利要求7所述的液压式矿用锚杆钻机，其特征是：操作手柄(1)包括与支臂管(2)的后端固定连接的外壳(1-1)，在外壳(1-1)的一端安装有固定把手(1-3)、另一端通过轴座安装有中心轴(1-6)，在中心轴(1-6)的外端安装有回转把手(1-4)、位于外壳(1-1)内部的部分安装有第一凸轮(1-7)和第二凸轮(1-8)，操作顶杆(2-2)的后端抵靠在第一凸轮(1-7)和第二凸轮(1-8)的轮缘上。

9.如权利要求8所述的液压式矿用锚杆钻机，其特征是：在支臂管(2)的前端设有连接套管(2-1)，连接套管(2-1)与油路阀本体(3-1)的后部固定连接。

10.如权利要求9所述的液压式矿用锚杆钻机，其特征是：在基座板体(4-1)的两侧安装有上部把手(8)，在外部缸筒(9-4)的中部安装有下部把手(10)。

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