一种具有夹持功能的锚杆钻机及其打钻方法与流程

专利2026-03-04  17


本发明涉及锚杆钻机,尤其是涉及一种具有夹持功能的锚杆钻机及其打钻方法。


背景技术:

1、现有的煤矿掘进巷道锚杆钻机,一种是采用风钻打钻,另一种是采用液压钻机打钻,风钻打钻,工作噪声大,费时费力,工作效率低。液压锚杆钻机,扭矩大,噪声低,工作效率高,使用场景越来越多。

2、采用风钻打钻,遇到较硬的岩石,钻杆扭矩小,打钻速度很慢,不适应高效率工作要求,并且因为没有钻杆夹持器(以下钻杆成为钎子),退钎比较困难,逐渐会被淘汰。

3、采用液压锚杆钻机,可以实现高效率打钻,可以设置夹持器,具备夹持功能,其优点,一是在打钻时可以托钎,保证钎子不漂移,也不容易弯曲;二是在退钎时能够夹紧钎子,这样上面一根钎子夹紧,下面一根钎子就很容易在钻箱马达反转时脱开连接,实现脱钎。但是,现有的夹持器体积都比较大,普遍是左右两块夹紧板,在左右油缸驱动下相向滑动实现夹持功能,现有夹持器在使用支架式临时护盾的场景中,由于作业空间较小,无法操作使用,所以有局限性。

4、上述中的现有技术方案存在以下缺陷:现有的液压锚杆钻机,钻机的推进机构,运行不稳定,有的采用左右v形滑轨导向,有的采用左右圆形导杆,但是其导向座都是分体组装,加工及安装累计误差大,结构刚性差,运行容易卡滞爬行,运行不稳定。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种采用一体化推进导向结构,提高位置精度,提高运行稳定性的具有夹持功能的锚杆钻机及其打钻方法。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

3、一种具有夹持功能的锚杆钻机,包括支承架、钻机箱、钻箱导杆、夹持器、钎子和马达,所述支承架前端开设有u形结构设计为上下两层、左右两排的导向孔,所述支承架前端导向孔中分别安装有铜套和防尘封,所述支承架下层铜套内安装了初撑导杆,所述支承架上层铜套内安装了框架导杆,用于实现前后平稳滑动;

4、所述夹持器一端设置有用于支承夹持器的夹持座,且夹持器与钻机箱的输出轴可拆卸连接;

5、所述钎子外侧固定连接有钻头,所述钎子前端插入夹持器的六角钳口空中,所述钎子后端与与钻机箱的输出轴可拆卸连接。

6、进一步地,所述钻箱导杆和框架导杆一端设置有框架前连板,所述钻箱导杆和框架导杆通过螺纹与框架前连板连接紧固,所述钻箱导杆和框架导杆另一端固定连接有框架后连板,形成一个稳定的二板四柱框架结构,所述框架前连板的底部开设有左右两个导向孔,与初撑导杆配合实现辅助支承作用,且所述的二板四柱框架结构一端设置有用于驱动该二板四柱框架结构的框架复合油缸,所述初撑导杆外侧固定连接有初撑板。

7、进一步地,所述框架复合油缸前端油缸筒通过哈夫压板与框架前连板连接紧固,所述框架复合油缸后端活塞杆通过销轴a与二板四柱框架进行铰接。

8、进一步地,所述支承架的u形缺口中心线上设置有初撑油缸,所述初撑油缸通过第一螺栓将油缸筒固定在支承架的底板上,所述初撑油缸油缸与支承架形状大小相适配,所述初撑油缸前端活塞杆通过销轴b与初撑板进行连接,所述初撑导杆对称平行布置两个,所述初撑导杆与初撑板通过螺纹连接紧固,初撑板由初撑导杆实现导向,由初撑油缸实现动力,实现平稳直线运动。

9、进一步地,所述夹持座是夹持器的支承主体,所述夹持座通过定位销轴与初撑板连接,所述夹持座与初撑板通过螺钉、挡圈及轴用弹性挡圈固定,所述夹持器通过弹簧插销插入初撑板的销孔进行锁定。

10、进一步地,所述夹持座为油缸筒,所述夹持座内部活动连接有装配活塞杆,所述装配活塞杆通过螺母固定连接有用于定位配合的连接块,所述夹持座的上部设计为t形滑槽,所述夹持座上端设置有夹持板,所述夹持座的t形滑槽与夹持板的t形滑轨形成滑动配合,所述夹持板的后端部通过第二螺栓与连接块连接紧固。

11、进一步地,所述钎子为六方体结构,所述钎子前端通过螺纹与钻头连接紧固,中段穿过夹持器的钳口,而后端插入并顶在输出轴的六方孔中。

12、进一步地,一种具有夹持功能的锚杆钻机的打钻方法,其方法如下:

13、s1:钎子与钻头连接紧固,前端插入夹持器的六角钳口中,后端插入钻机箱的输出轴的六方孔中;

14、s2:开启动力,操作初撑油缸动作,驱动初撑板带动着初撑导杆在支承架的铜套内滑动,直到初撑板的刺锥顶到巷道煤壁上为止;

15、s3:开启动力,操作框架复合油缸动作,驱动四柱框架带动着钻机箱往前运动,此时钎子在夹持器的钳口中,在夹持作用下不会弯曲能够直线往前推进,夹持器实现了托钎功能;

16、s4:钻头接近巷道煤壁时,启动钻机箱的马达旋转来驱动钻头旋转,输出扭矩打钻;

17、s5:钻头既有旋转扭矩,又有直线推进,两个动力共同作用,实现快速往前推进打钻作业;

18、s6:框架复合油缸的行程用完后,停止打钻。此时,夹持器开启动力,夹持板运动,缩小钳口,将钎子的尾端夹住防止其掉落,实现了夹钎功能;

19、s7:启动框架复合油缸回收动作,带动钻机箱往回运动使输出轴脱开钎子实现脱钎,并继续返回运动到底;

20、s8:再将第二根钎子插入输出轴的六方孔中,开启动力,框架复合油缸继续往前推进,第二根钎子接近第一根钎子时,马达启动,带动第二根钎子旋转,使其外螺纹旋入第一根钎子的内螺纹中形成紧密连接;

21、s9:第二根钎子继续旋转往前推进打钻,重复第一根钎子的打钻过程,如此反复,直到钻深满足巷道打钻深度要求后,停止更换钎子打钻;

22、s10:钻深满足要求后,需要将已经钻进煤壁的钎子全部退出来,开启动力,马达一边正转,框架复合油缸一边往回退,这样可以往外抽拉钎子,直到第一根钎子退出夹持器的钳口,此时,夹持器执行夹钎功能,将上面一根钎子夹住,接着,马达打反转,将两根钎子的螺纹脱开,然后,框架复合油缸继续回缩到底,最后将退出的第一根钎子从输出轴中拔出,完成第一根钎子的退出;

23、s11:启动框架复合油缸前进,输出轴与上面一根钎子插接好,此时启动夹持器松开钳口,然后开启动力,重复第十步的操作,退出第二根钎子,如此反复,直到所有钎子退出。

24、综上所述,本发明的有益技术效果为:

25、1、本发明设计了具有夹持功能的锚杆钻机,支承架实现了钻机初撑板和钻机箱的一体化导向,刚性好,运动平稳性好,一体化导向,钻机箱的导向框架,其下层导杆支承在支承架的导向孔中,一体化导向,初撑板的导向杆也支承在支承架的导向孔中,达到了平稳夹持的功能;

26、2、本发明夹持器采用单油缸驱动,具有托钎及夹钎等夹持功能,且夹持板与夹持座采用滑轨导向,同时夹持器可以实现竖直旋转90°,方便进行多角度夹持,达到了多角度夹持的效果。

27、3、采用小体积液压夹持器,能够适应各种作业空间且提供一种全新的一体化推进导向结构形式,提高运行稳定性,同时采用液压钻机,旋转扭矩大,能够适应在硬岩打钻,且达到减小空间的效果。



技术特征:

1.一种具有夹持功能的锚杆钻机,包括支承架(1)、钻机箱(2)、钻箱导杆(3)、夹持器(16)、钎子(30)和马达(32),其特征在于:所述支承架(1)前端开设有u形结构设计为上下两层、左右两排的导向孔,所述支承架(1)前端导向孔中分别安装有铜套(12)和防尘封(13),所述支承架(1)下层铜套(12)内安装了初撑导杆(7),所述支承架(1)上层铜套(12)内安装了框架导杆(4),用于实现前后平稳滑动;

2.根据权利要求1所述的一种具有夹持功能的锚杆钻机,其特征在于:所述钻箱导杆(3)和框架导杆(4)一端设置有框架前连板(5),所述钻箱导杆(3)和框架导杆(4)通过螺纹与框架前连板(5)连接紧固,所述钻箱导杆(3)和框架导杆(4)另一端固定连接有框架后连板(6),形成一个稳定的二板四柱框架结构,所述框架前连板(5)的底部开设有左右两个导向孔,与初撑导杆(7)配合实现辅助支承作用,且所述的二板四柱框架结构一端设置有用于驱动该二板四柱框架结构的框架复合油缸(9),所述初撑导杆(7)外侧固定连接有初撑板(8)。

3.根据权利要求2所述的一种具有夹持功能的锚杆钻机,其特征在于:所述框架复合油缸(9)前端油缸筒通过哈夫压板(11)与框架前连板(5)连接紧固,所述框架复合油缸(9)后端活塞杆通过销轴a(10)进行铰接。

4.根据权利要求3所述的一种具有夹持功能的锚杆钻机,其特征在于:所述支承架(1)的u形缺口中心线上设置有初撑油缸(14),所述初撑油缸(14)通过第一螺栓(18)将油缸筒固定在支承架(1)的底板上,所述初撑油缸(14)油缸与支承架(1)形状大小相适配,所述初撑油缸(14)前端活塞杆通过销轴b(15)与初撑板(8)进行连接,所述初撑导杆(7)对称平行布置两个,所述初撑导杆(7)与初撑板(8)通过螺纹连接紧固,初撑板(8)由初撑导杆(7)实现导向,由初撑油缸(14)实现动力,实现平稳直线运动。

5.根据权利要求4所述的一种具有夹持功能的锚杆钻机,其特征在于:所述夹持座(19)是夹持器(16)的支承主体,所述夹持座(19)通过定位销轴(24)与初撑板(8)连接,所述夹持座(19)与初撑板(8)通过螺钉(29)、挡圈(25)及轴用弹性挡圈(26)固定,所述夹持器(16)通过弹簧插销(23)插入初撑板(8)的销孔进行锁定。

6.根据权利要求5所述的一种具有夹持功能的锚杆钻机,其特征在于:所述夹持座(19)为油缸筒,所述夹持座(19)内部活动连接有装配活塞杆(22),所述装配活塞杆(22)通过螺母(27)固定连接有用于定位配合的连接块(21),所述夹持座(19)的上部设计为t形滑槽,所述夹持座(19)上端设置有夹持板(20),所述夹持座(19)的t形滑槽与夹持板(20)的t形滑轨形成滑动配合,所述夹持板(20)的后端部通过第二螺栓(28)与连接块(21)连接紧固。

7.根据权利要求6所述的一种具有夹持功能的锚杆钻机,其特征在于:所述钎子(30)为六方体结构,所述钎子(30)前端通过螺纹与钻头(31)连接紧固,中段穿过夹持器(16)的钳口,而后端插入并顶在输出轴(17)的六方孔中。

8.一种如权利要求7所述的一种具有夹持功能的锚杆钻机的打钻方法,其特征在于,其方法如下:


技术总结
本发明公开了一种具有夹持功能的锚杆钻机及其打钻方法,其涉及锚杆钻机技术领域,旨在解决现有的液压锚杆钻机,钻机的推进机构,运行不稳定,结构刚性差,运行容易卡滞爬行,运行不稳定的问题,其技术方案要点是包括支承架、钻机箱、钻箱导杆、夹持器、钎子和马达,所述支承架前端开设有U形结构设计为上下两层、左右两排的导向孔,所述支承架前端导向孔中分别安装有铜套和防尘封,所述支承架下层铜套内安装了初撑导杆,所述支承架上层铜套内安装了框架导杆,用于实现前后平稳滑动。实现能够适应各种作业空间和提高运行稳定性的效果。

技术研发人员:鲁潇洋,傅淑贤
受保护的技术使用者:北京劲力特智能装备有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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