夹紧装置及打锚杆机械的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种夹紧装置及打锚杆机械。

背景技术：

在机械暗挖法隧道施工中，打锚杆机械将锚杆打入土层后，需使锚杆与打锚杆机械分离，并将锚杆留在土层内以便进行后续施工。

目前锚杆与打锚杆机械之间的分离工作，部分是通过人力使用管钳进行，部分是通过双油缸横向夹紧锚杆，再使使打锚杆机械反转使打锚杆机械与锚杆分离。

通过人力将锚杆与打锚杆机械分离的方法工作效率低且劳动强度大，特别是在锚杆位置较高时，缺点更加明显。通过双油缸进行横向夹紧的装置中，由于需要两个油缸，故整体横向尺寸较大，当锚杆设置的密度较大时，由于夹紧油缸与土层干涉致使打锚杆工序不能完成。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种夹紧装置及打锚杆机械，能够对工件进行上下夹紧，并占用较小的水平空间。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种夹紧装置，包括：具有中空结构的安装体、油缸6、用于对工件进行上下夹紧的第一夹紧套3和第二夹紧套4，所述第一夹紧套3和所述第二夹紧套4位于所述油缸6同侧，所述油缸6设在所述中空结构内，所述油缸6的两端分别与所述第一夹紧套3和所述第二夹紧套4连接，能够通过所述油缸6的运动带动所述第一夹紧套3和所述第二夹紧套4对所述工件 进行夹紧或松开。

进一步地，所述油缸6为单向出杆油缸，所述油缸6可上下浮动地设在所述中空结构内，所述油缸6的缸筒61和活塞组件62分别与所述第一夹紧套3和所述第二夹紧套4之一连接，能够通过所述活塞组件62的运动带动所述第一夹紧套3和所述第二夹紧套4对所述工件进行夹紧或松开。

进一步地，所述油缸为双向出杆油缸，所述油缸的缸筒固定设置在所述中空结构内，所述油缸的两个活塞组件分别与所述第一夹紧套3和所述第二夹紧套4连接，能够通过两个所述活塞组件的运动带动所述第一夹紧套3和所述第二夹紧套4对所述工件进行夹紧或松开。

进一步地，所述油缸6竖直设在所述中空结构内，且缸筒61位于上侧。

进一步地，还包括安装板8和螺杆12，所述安装板8设在所述油缸6远离所述第一夹紧套3的一侧，所述活塞组件62与所述安装板8连接，所述安装板8通过位于所述油缸6侧面的螺杆12与所述第一夹紧套3连接，所述第二夹紧套4与所述缸筒61的底端连接。

进一步地，所述第一夹紧套3、所述第二夹紧套4和所述安装板8在水平截面内的尺寸大于所述缸筒61，所述螺杆12依次穿设所述第一夹紧套3、所述第二夹紧套4和所述安装板8，并能相对于所述第二夹紧套4滑动。

进一步地，所述螺杆12穿设所述安装板8的上下两端均设有第一螺母9，用于调整所述第一夹紧套3和所述第二夹紧套4在松开状态下与所述工件的距离。

进一步地，所述安装体包括：挡板1、固定板7和具有所述中空结构的油缸固定座5，所述油缸固定座5设在所述挡板1和所述固定板7之间。

进一步地，还包括设在所述安装体外部的防护罩14，所述防护罩14、所述挡板1与所述固定板7之间通过第二螺栓15和第三螺栓16相互固定。

进一步地，所述缸筒61依次包括相互连接的第一止推部L1、滑动部L2和第二止推部L3，所述滑动部L2穿设在所述中空结构内并能够进行上下浮动，所述第一止推部L1和所述第二止推部L3的横截面积大于所述滑动部L2，所述第一止推部L1和所述第二止推部L3分别用于对所述油缸6浮动的下极限位置和上极限位置进行限定。

进一步地，所述安装体的侧面设有三爪结构，用于在夹紧装置工作时插入或顶靠在外界基体上保持自身稳定。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种打锚杆机械，包括上述实施例所述的夹紧装置，所述工件为锚杆或钻杆。

进一步地，所述安装体与所述打锚杆机械之间的安装面垂直于所述锚杆的方向。

基于上述技术方案，本发明实施例的夹紧装置，通过在油缸的同侧设置第一夹紧套和第二夹紧套，能够在不同的工况下通过油缸的运动带动第一夹紧套和第二夹紧套对工件进行夹紧或松开，从而在保证夹紧需求和夹紧效果的前提下，占用较小的水平空间。

在另一实施例中，在机械暗挖隧道施工中，锚杆打入土层后，需要使锚杆和打锚杆机械分离，这时就需要采用夹紧装置将锚杆夹紧，再使打锚杆机械反转使打锚杆机械与锚杆分离，本发明的夹紧装置在夹紧锚杆时，无需像现有技术中通过在锚杆两侧设置夹紧油缸来实现，能够在锚杆的上下方通过单独的油缸控制即可实现夹紧，在水平方向上占用空间较小，可以在保证夹紧的前提下，适应各种大密度的打锚杆作业。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明夹紧装置的一个实施例在夹紧状态下的剖视图；

图2为本发明夹紧装置的一个实施例在夹紧状态下的侧视图；

图3为本发明夹紧装置的一个实施例在松开状态下的剖视图；

图4为本发明夹紧装置的一个实施例在松开状态下的侧视图。

附图标记说明

1－挡板；2－第一螺钉；3－第一夹紧套；4－第二夹紧套；5－油缸固定座；6－油缸；61－缸筒；62－活塞组件；7－固定板；8－安装板；9－第一螺母；10－第二螺母；11－第一螺栓；12－螺杆；13－第二螺钉；14－防护罩；15－第二螺栓；16－第三螺栓。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”和“水平”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，而不是指示或暗示所指的装置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保护范围的限制。

在图1至图4所示的实施例中，本发明提供了一种夹紧装置，包括：具有中空结构的安装体、油缸6、用于对工件进行上下夹紧的第一夹紧套3和第二夹紧套4，第一夹紧套3和第二夹紧套4位于油缸6同侧，油缸6设在中空结构内，油缸6的两端分别与第一夹紧套3和第二夹紧套4连接，能够通过油缸6的运动带动第一夹紧套3和第二夹紧套4对工件进行夹紧或松开，在需要对工件夹紧时，通过控制油缸6使得第一夹紧套3和第二夹紧套4相向运动，在需要对工件松开时，通过控制油缸6使得第一夹紧套3和第二夹紧套4背向运动。

本发明实施例的夹紧装置，通过在油缸的同侧设置第一夹紧套和第二夹紧套，能够在不同的工况下通过油缸的运动带动第一夹紧套和第二夹紧套对工件进行夹紧或松开，从而在保证夹紧需求和夹紧效果的前提下，占用较小的水平空间。

对于上一实施例中的油缸6，可以有至少两种不同的可供选择的形式，但目的是油缸6的两端可以带动第一夹紧套3和第二夹紧套4同时运动。

在一个实施例中，油缸6为单向出杆油缸，油缸6可上下浮动地设在中空结构内，即油缸6的缸筒61可在中空结构内上下浮动，油缸6的缸筒61和活塞组件62分别与第一夹紧套3和第二夹紧套4之一连接，能够通过活塞组件62的运动带动第一夹紧套3和第二夹紧套4对工件进行夹紧或松开。该实施例中，缸筒61与活塞组件62之间可以联动，在使用过程中只需直接控制活塞组件62即可实现缸筒61的运动。此处提到的活塞组件62包括活塞和活塞杆，第二夹紧套4与活塞杆之间相互连接。其中，对于油缸6与两个夹紧套的连接有两种可选择的方式，在第一种连接形式中，如图1至图4所示，缸筒61与第二夹紧套4固定连接，活塞组件62与第一夹紧套3固定连接；在第二种连接形式中，缸筒61与第一夹紧套3固定连接，活塞组件62与第二夹紧套4固定连接，比如类似于剪刀或者液压钳的结构。

在另一个实施例中，油缸为双向出杆油缸，油缸的缸筒固定设置在中空结构内，油缸的两个活塞组件分别与第一夹紧套3和第二夹紧套4连接，能够通过两个活塞组件的运动带动第一夹紧套3和第二夹紧套4对工件进行夹紧或松开。在该实施例中，油缸的一个活塞组件与第一夹紧套3连接，另一个活塞组件与第二夹紧套4连接，这两个活塞组件的控制相互独立。

下面给出的各实施例均以单向出杆油缸对应方案为基础进行拓展。优选地，油缸6竖直设在中空结构内，且缸筒61位于上侧，活塞组件62位于缸筒内且自由端向下。油缸6竖直设置的目的在于可以利用重力的作用使缸筒6向下滑动以使夹紧装置松开。

对于油缸6与第一夹紧套3和第二夹紧套4的连接方式，下面将给出具体的结构形式。在一种结构中，夹紧装置还包括安装板8和螺杆12，安装板8设在油缸6远离第一夹紧套3的一侧，活塞组件62通过第一螺钉2与安装板8连接，而且安装板8通过位于油缸6侧面的螺杆12与第一夹紧套3连接，第二夹紧套4通过第二螺钉13与缸筒61的底端连接。

进一步地，第一夹紧套3、第二夹紧套4和安装板8在水平截面内的尺寸大于缸筒61，螺杆12依次穿设第一夹紧套3、第二夹紧套4和安装板8，螺杆12的两端通过第一螺母9进行固定，而且由于螺杆12穿过第二夹紧套4且两者之间不能固定，因而可以在第二夹紧套4上与螺杆12相对应的位置开设有直径大于螺杆12的孔，以使得螺杆12在上下运动时能够相对于第二夹紧套4上下滑动。对于螺杆12的设置数量，本领域技术人员可以在第一夹紧套3上均布连接有偶数个螺杆12，这样在活塞组件62运动从而推动第一夹紧套3运动时，受力较为平稳，从而使得对工件的夹紧力也较为均匀，当然也可以根据需要设置其它数量的螺杆12，这里不作具体限制。

优选地，螺杆12穿设安装板8的上下两端均设有第一螺母9，用于调整第一夹紧套3和第二夹紧套4在松开状态下与工件的距离。在实际使用时，最好能保证夹紧装置松开后，第一夹紧套3和第二夹紧套4相对于工件的位置相对称，以保证在需要夹紧时，第一夹紧套3和第二夹紧套4运动相同的距离就可以实现均匀的夹紧效果。更加优选地，安装板8的下方可以设置两个第一螺母9，除了能够起到调整位置的作用，还能实现自锁功能。

对于一种具体的油缸6，缸筒61依次包括相互连接的第一止推部L1、滑动部L2和第二止推部L3，滑动部L2穿设在中空结构内并能够进行上下浮动，第一止推部L1和第二止推部L3的横截面积大于滑动部L2，第一止推部L1和第二止推部L3分别用于对油缸6浮动的下极限位置和上极限位置进行限定，以对油缸6和工件进行保护，例如：上极限位置的设定可以防止夹紧装置对工件夹紧过度，从而造成 油缸6内压力急剧升高而破坏油缸6，或者对工件的表面造成破坏。而对于采用双向出杆油缸的实施例，就需要在油缸对应的位置设置压力传感器或者位移传感器，一旦检测到活塞组件运动的行程已经满足对工件的夹紧要求，就可以控制油缸停止运动。

在一些扩展的实施例中，也可以使缸筒61位于下侧，活塞组件62位于缸筒内且自由端向上，这种夹紧装置中就需要将第一夹紧套3和第二夹紧套4设在油缸6的下方，即将图1所示的结构示意图上下对调。缸筒61的截面可以是圆形或者方形，并将中空结构设计为与缸筒61相适应的形状，第一夹紧套3和第二夹紧套4也可以设计为方形或者圆形的结构。

对于上述实施例夹紧装置中的安装体，主要起到对油缸6进行支撑固定，或者还可以起到与其它机械设备配合使用时进行安装的作用。在一种实施例中，安装体包括：挡板1、固定板7和具有中空结构的油缸固定座5，油缸固定座5设在挡板1和固定板7之间，油缸固定座5与固定板7通过第三螺栓16进行固定，挡板1与固定板7通过第二螺栓15固定。优选地，对于设置机械限位的实施例，可以将油缸固定座5的中空结构设计为与缸筒61相适配的尺寸，以保证缸筒6在中空结构内平稳滑动，并将油缸固定座5的上下两端分别作为对缸筒61的第一止推部L1和第二止推部L3进行限位的台阶。

在一种应用实例中，该夹紧装置用于机械暗挖隧道施工中，锚杆打入土层后，需要使锚杆和打锚杆机械分离，这时就需要采用夹紧装置将锚杆夹紧，再使打锚杆机械反转使打锚杆机械与锚杆分离，在使用时需要将整个夹紧装置通过固定板7固定在打锚杆机械上。为了保证夹紧装置工作时的稳定性，该夹紧装置还可以在挡板1的侧面设置三爪结构，用于在夹紧装置工作时插入或顶靠在外界基体上保持自身稳定。具体地，在挡板1的侧面均匀设置三个第一螺栓11，再通过三个第二螺母10将第一螺栓11固定在挡板1上，以形成三爪结构。进一步地，考虑到机械暗挖隧道施工中环境较为恶劣，为了防止环境中的尘土或者碎石等杂物侵入夹紧装置，从而保护油管和接头等部件不 受损坏，该夹紧装置还在挡板1的外部设置了防护罩14，防护罩14、挡板1与固定板7之间通过第二螺栓15和第三螺栓16相互固定，防护罩14能够阻止杂物进入夹紧装置，从而影响油缸6工作的可靠性和寿命，进而提高夹紧装置的整体可靠性。

为了对本发明夹紧装置的工作原理有更深入的了解，下面将以对锚杆的夹紧为例，结合图1至图4，根据工况来说明该夹紧装置的工作过程。图1和图2为松开锚杆的状态示意图，打锚杆机械工作时，向油缸6下方的油口通油，使活塞组件62收回，从而通过螺杆12带动第一夹紧套3向上运动，同时缸筒61连同第二夹紧套4一起由于重力向下滑动，当活塞组件62完全收回时，第一夹紧套3和第二夹紧套4正好处于与锚杆等距离的上下方，这时不对锚杆进行夹紧。图3和图4为夹紧锚杆的状态示意图，当打锚杆机械将锚杆打入指定位置后，向油缸6上方的油口通油，活塞组件62伸出，从而通过螺杆12带动第一夹紧套3向下运动，当第一夹紧套3与锚杆接触后，由于活塞组件62继续伸出，使得油缸6的有杆腔内的压力会继续增大，而此时活塞组件62又不能继续向下运动，只能使得第二夹紧套4连同缸筒61开始向上滑动，直至第一夹紧套3和第二夹紧套4一同将锚杆夹紧，然后打锚杆装置开始反转，即可将锚杆与打锚杆装置分离。

其次，本发明提供了一种打锚杆机械，包括上述实施例所述的夹紧装置，工件可以是锚杆或者钻杆。该夹紧装置可以应用于凿岩台车、锚杆机等设备的夹紧。优选地，该夹紧装置可以通过固定板7安装在打锚杆机械的工作主体上，第一夹紧套3和第二夹紧套4相对的一侧分别设有齿状的半圆孔状结构，齿的形状与锚杆外部的齿相适配，目的是保证较好的夹紧效果。优选地，夹紧装置的安装体与所述打锚杆机械之间的安装面垂直于所述锚杆的方向，对于图1所示的结构示意图，锚杆处于水平状态，即图1中箭头A所在的方向)。

由于本发明的夹紧装置可以对锚杆实现上下夹紧，因而在机械暗挖隧道施工中，无需像现有技术中通过在锚杆两侧设置夹紧装置来实现，能够在锚杆的上下方通过单独的油缸控制即可实现夹紧，不仅可 以将人力从繁重的体力操作中解放出来，而且能极大地缩小夹紧装置在水平方向上占用的空间，图2和图4所示的结构图的宽度即为该夹紧装置所需要占据的空间，因而此种打锚杆机械能够适应各种水平方向上密度较大的打锚杆作业，不会发生夹紧装置与土层相互干涉而使大锚杆工序不能顺利完成的情况，从而增加了打锚杆机械的作业范围。

以上对本发明所提供的一种夹紧装置及打锚杆机械进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。