一種雙鉆箱切換式全自動錨桿鉆機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于錨桿支護設備技術領域，具體涉及一種雙鉆箱切換式全自動錨桿鉆機。
【背景技術】
[0002]目前井下錨桿支護使用的設備有單體錨桿鉆機、機載錨桿鉆機等。這些鉆機普遍存在自動化水平低、錨護效率低、工人勞動強度大、工作環(huán)境惡劣、安全性差等問題，下面分別進行介紹。
[0003]單體錨桿鉆機沒有自動移動裝置，一般靠工人搬運到欲錨護位置，工人扶著鉆機鉆孔，然后人工裝入錨桿，并用鉆機緊固錨桿。鉆機的移動靠人工搬運，鉆孔時始終需要工人輔助防止鉆機傾斜，工人勞動強度大。鉆機一般沒有除塵裝置，鉆孔過程一直需要工人在鉆機跟前操作，工作環(huán)境差。由于鉆機笨重，且需要人工自行移動，一般需要兩個工人合作才能操作，錨護效率低。人員需要處于還沒有進行錨桿支護的區(qū)域進行施工，且沒有臨時支護和防護頂棚，存在安全隱患。
[0004]機載錨桿鉆機是將若干臺鉆機裝于一個可自行行走的設備上，典型的機型比如錨桿鉆車、掘錨機等。這種鉆機具有如下優(yōu)點:多臺鉆機可同時工作，錨護效率較高，具有臨時防護裝置工人處于相對安全的區(qū)域，設備自行移動工人勞動強度降低，通常具有除塵系統(tǒng)工作環(huán)境較好，每臺鉆機本身自動化程度有所提高。機載錨桿鉆機正逐漸代替落后的單體錨桿鉆機，是先進錨護設備的代表，但在實際使用中，這種設備也存在一些問題，下面以目前最先進的機載錨桿鉆機進行說明:
這些機載錨桿鉆機本身具有一定自動化功能，人工操作鉆箱自動旋轉和進給油缸自動進給后鉆機可自行鉆孔，鉆孔完成后鉆箱能自動回落到起始位置并停止旋轉和進給。通過人工將錨桿裝入鉆箱，操作進給將錨桿推入錨桿孔中，操作鉆箱緊固錨桿?？梢?，該鉆機只是實現(xiàn)了鉆孔功能的自動化，鉆桿裝入鉆孔、緊固錨桿等功能無法自動實現(xiàn)。
[0005]由于沒有實現(xiàn)錨鉆過程的全自動化，工人需要一直關注錨桿鉆機的工作過程，并經常手動完成一些操作:鉆孔以前需要手動取鉆桿裝入鉆箱，鉆孔完成需要手動將鉆桿取出，裝錨桿時需要手動取錨桿并裝入鉆箱，然后一手操作進給一手扶著錨桿進入鉆孔，緊錨桿時需要一邊操作進給一邊操作旋轉才能完成?？梢?，工人勞動強度較大，容易造成疲勞，難以長時間維持高效率工作。
[0006]機載錨桿鉆機需要人工參與，故需要設置專門的防護裝置，通常設置有臨時支護和頂棚，臨時支護用于支撐頂板防止頂板垮落，頂棚用于防止頂板凋落小碎石塊砸傷工人。這些裝置在行走時需要收回，頻繁收回、伸出降，低了工作效率。
[0007]機載錨桿鉆機鉆孔和緊固錨桿用同一個鉆箱，所以這一個鉆箱既要與鉆桿連接也要與錨桿連接，每次錨桿支護循環(huán)都要進行兩次更換。鉆孔時需要通過鉆箱向鉆桿中注入壓力水，將鉆孔產生的灰塵、煤粉等帶出去才能繼續(xù)鉆孔，同時這些灰塵、煤粉混合到水中達到除塵的目的。由于需要同時適應鉆桿和錨桿，加之需要頻繁拆裝錨桿、鉆桿，只設置了一道比較松簡單密封，使用中發(fā)現(xiàn)密封效果不好，且損壞頻繁。密封不好會導致如下不良后果:1)密封不好導致鉆孔底部水壓不足，產生的粉塵無法及時排出，降低鉆孔效率甚至堵轉；2)水壓不足還容易導致鉆桿堵桿，處理故障費時費力，降低了工作效率；3)鉆箱與鉆桿連接處漏水，把操作工人淋濕，工作環(huán)境惡劣；4)水排到地上后會造成地面泥化，加之后續(xù)大型設備碾壓容易破壞底板；5)造成水資源浪費。
[0008]機載錨桿機雖然具有臨時支護和頂棚防護裝置保護工人安全，但工人在沒有可靠錨桿支護的區(qū)域工作，還是存在安全隱患。
[0009]工人在機載錨桿機上的工作環(huán)境很惡劣，如前所述，鉆箱與鉆桿連接處密封問題不好解決，工人常被淋濕。由于工人需要在鉆機跟前操作，鉆孔排出的水與粉塵的混合泥漿也會噴灑到工人身上。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有錨桿支護方式存在的自動化程度低、錨護效率低、工人勞動強度大、工作環(huán)境惡劣、安全性差等問題，提供了一種一種雙鉆箱切換式全自動錨桿鉆機。
[0011]本發(fā)明采用如下技術方案:
一種雙鉆箱切換式全自動錨桿鉆機，包括機架、大容量錨桿倉和進給機構，大容量錨桿倉的底部設有錨桿倉驅動馬達，所述的大容量錨桿倉包括與機架連接的倉體，倉體內設有傳送鏈條，傳送鏈條上安裝有彈簧卡子，傳送鏈條由錨桿倉驅動馬達驅動，所述的進給機構包括進給油缸、導向輪、進給鏈條和導向連接板，進給油缸的兩端活塞桿固定于機架上，進給油缸的缸筒驅動導向輪，進給鏈條跨過導向輪后驅動導向連接板；
所述大容量錨桿倉頂部設有夾釬機構，夾釬機構包括夾釬油缸和兩個夾釬爪子，兩個夾釬爪子之間的環(huán)形區(qū)域為定位孔，夾釬爪子由夾釬油缸驅動；
所述機架上安裝有鉆孔鉆箱、錨桿鉆箱以及兩個鉆箱的鉆箱切換機構，鉆孔鉆箱和錨桿鉆箱分別由鉆孔鉆箱馬達、錨桿鉆箱馬達驅動，所述鉆箱切換機構包括固定于機架上的鉆箱切換油缸、兩個等待位固定板以及對應設于鉆孔鉆箱和錨桿鉆箱上的兩個鉆箱連接板，鉆箱切換油缸通過兩個定位卡與兩個鉆箱連接板對應連接，兩個鉆箱連接板順序與進給機構上的導向連接板連接。
[0012]所述的箱切換機構上還設有鉆箱精確定位機構，鉆箱精確定位機構包括設于鉆箱連接板上的四個鉆箱定位油缸，四個鉆箱定位油缸與導向連接板上的定位孔對應連接，定位孔設于導向連接板上下兩端的矩形導向槽上。
[0013]所述鉆箱定位油缸的活塞桿端頭為錐形。
[0014]所述鉆箱連接板的兩端設有矩形導向塊，兩個矩形導向塊之間的寬度小于兩個矩形導向槽之間的寬度。
[0015]所述大容量錨桿倉頂部還設有鉆桿定位機構，包括鉆桿定位油缸和鉆桿夾持機構，鉆桿夾持機構包括彈簧片和兩個輥子。
[0016]所述的大容量錨桿倉中段設有機械手，機械手包括伸出油缸、抓緊油缸和連桿機構，連桿機構安裝于大容量錨桿倉的倉體內。
[0017]所示的鉆孔鉆箱為濕式除塵鉆孔鉆箱。
[0018]所述錨桿鉆箱馬達為大排量大扭矩馬達，馬達排量不小于140cm3/reV，緊固力矩不小于400Nm。
[0019]所述鉆孔鉆箱馬達為小排量大轉速馬達，馬達轉速不低于600rpm，排量為100cm3/revo
[0020]本發(fā)明具有如下有益效果:
1、本發(fā)明提供了一種雙鉆箱切換式全自動錨桿鉆機，能實現(xiàn)鉆孔、安裝錨桿、儲存錨桿、緊固錨桿等錨桿支護過程的全自動化，提高了錨護設備的自動化程度。
[0021]2、與傳統(tǒng)錨桿支護設備相比，本發(fā)明從以下方面提高了工作效率:不用人工參與，減小了人為因素造成的停產，提高了開機率；避免工人長期大強度工作造成的工作效率下降；解決了鉆桿密封問題，提高了工作鉆孔效率；密封解決后，減少了堵桿造成的故障。
[0022]3、發(fā)明所述的錨桿鉆機通過鉆箱精確定位機構實現(xiàn)兩個鉆箱的精確定位，且大容量錨桿倉頂部設有夾釬機構和鉆桿定位機構，保證鉆桿能準確定位鉆孔位置，錨桿能在機械手的帶動下精確定位到鉆孔，自動化對孔精度高。
[0023]4、實現(xiàn)錨護過程的全自動化，工人不用再手動操作，而只需要在駕駛室里操作一些按鈕就可以，勞動強度降低。
[0024]5、錨護過程不需要工人在鉆機前操作，機器可在沒有支護的區(qū)域進行作業(yè)且不用額外的防護設備，需要的空間小，對設備具有很強的適用性，可配備到任何需要錨桿支護的設備上。
[0025]6、實現(xiàn)錨護全過程自動化后，工人不需要再在噪聲、水、呼吸性粉塵的危害下工作，改善了工人工作環(huán)境。
[0026]7、工人可在具有可靠防護的駕駛室內操作，工作環(huán)境好，安全性高。
[0027]8、本發(fā)明采用濕式除塵鉆孔鉆箱，鉆孔鉆箱始終與鉆桿連接，不用考慮頻繁拆裝，可以采取用多道密封、采用其他更有效的密封形式等方法，實現(xiàn)濕式鉆箱的可靠密封、防止?jié)B漏，有效保證了鉆箱的除塵效果。
[0028]9、本發(fā)明采用大排量大扭矩的錨桿鉆箱馬達，專門用于錨桿安裝與緊固，可有效滿足小轉速大扭矩的緊固錨桿要求。
【附圖說明】
[0029]圖1、2為本發(fā)明的立體結構圖；
圖3為圖1、圖2的俯視圖；
圖4為鉆箱切換裝置的結構示意圖；
圖5為錨桿鉆箱馬達、鉆孔鉆箱馬達與鉆箱切換裝置的連接示意圖；
圖6為鉆箱精確定位機構的結構不意圖；
圖中-機架，2 -錨桿倉驅動馬達，3 -大容量錨桿倉，4 -鉆桿定位機構，5 -鉆桿，6 -夾釬機構，7 -錨桿，8 -機械手，9 -進給機構，10 -鉆孔鉆箱，11 -錨桿鉆箱，12 -鉆箱精確定位機構，13-鉆箱切換機構，14-導向連接板，15-進給鏈條，16-導向輪，17-進給油缸，18 -夾釬油缸，19 -夾釬爪子，20 -錨桿傳送鏈條，21 -彈簧卡子，22 -連桿機構，23-抓緊油缸，24-伸出油缸，25-鉆桿定位油缸，26-鉆桿夾持機構，27-彈簧片，28-輥子，29-鉆箱切換油缸，30-等待位固定板，31-錨桿鉆箱馬達，32-鉆孔鉆箱馬達，33 -鉆箱連接板，34 -定位卡，35 -矩形導向槽，36 -定位孔，37-鉆箱定位油缸，38 -矩形導向塊，①-鉆孔鉆箱等待位，②-工作位，③-錨桿鉆箱等待位，L-鉆桿最大變形量。
【具體實施方式】
[0030]結合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明:
如圖1、2所示的雙鉆箱切換式全自動錨桿鉆機，包括機架1、大容量錨桿倉3和進給機構9，大容量錨桿倉3底部設有錨桿倉驅動馬達2，所述的大容量錨桿倉3包括與機架1連接的倉體，倉體內設有傳送鏈條20，傳送鏈條20上安裝有彈簧卡子21，傳送鏈條20由錨桿倉驅動馬達2驅動。
[0031]所述大容量錨桿倉3是全自動錨桿鉆機的主要裝置，實現(xiàn)了錨桿的儲存和運送。人工將錨桿7固定在錨桿傳送鏈條20上的彈簧卡子21中，大容量錨桿倉一次可攜帶一定數(shù)量的錨桿，能滿足掘進設備一個班次掘進進尺的要求。
[0032]為了實現(xiàn)對錨桿的進給，在大容量錨桿倉3中段設有機械手8，機械手8包括伸出油缸24、抓緊油缸23和連桿機構22，連桿機構22安裝于大容量錨桿倉3的倉體內。機械手通過內置抓緊油缸實現(xiàn)機械手的打開和抓緊，在不同階段具有不同功能:鉆孔時，機械手處于半打開狀態(tài)限制鉆桿，防止鉆桿甩桿，而傳統(tǒng)錨桿機在開始鉆孔時，由于鉆桿長、旋轉速度快，鉆桿中間會在離心力的作用下出現(xiàn)大范圍擺動，容易傷人。安裝錨桿時，機械手將錨桿夾緊從大容量錨桿倉中將錨桿取出，通過大容量錨桿倉中的連桿機構將錨桿送至錨桿鉆箱位置，