一种掘进机用锚杆钻机机构的制作方法

本实用新型涉及煤矿采掘技术领域，具体地说是一种掘进机用锚杆钻机机构。

背景技术：

目前，煤矿采掘效率的失调日益严重，严重影响了煤矿开采的进度及产能。虽然掘进机的性能不断提高，然而影响综掘效率的最关键因素是锚固的效率提不上来，帮锚杆主要靠工人通过手持式锚杆钻机进行锚固，其转矩、转速较低，锚固效率低下，并且需要大量的人力物力，已严重影响了煤矿的掘进效率。另一方面，在传统的帮锚作业中，操作人员直接站在钻孔的位置进行锚固作业，煤泥水会直接流在操作人员身上，对工人的身体非常有害。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种掘进机用锚杆钻机机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种掘进机用锚杆钻机机构，其结构包括升降装置和锚杆钻机，升降装置底部连接于掘进机的本体部，锚杆钻机具有钻机固定座，钻机固定座通过回转减速器安装于升降装置的侧部并带动锚杆钻机随升降装置上升或下降。

在上述结构的基础上，所涉及的锚杆钻机包括进给装置、钻箱和夹钎装置。进给装置所在的平面平行于升降装置所在的平面，进给装置固定在钻机固定座，进给装置上滑动连接有钻箱连接板；钻箱固定在钻箱连接板上并沿着进给装置的进给方向滑动；夹钎装置固定在进给装置的端部，钻箱沿着进给装置的进给方向滑动时逐渐靠近夹钎装置。

锚杆钻机中，所涉及的进给装置包括长进给油缸、短进给油缸、滑轨、第一链条传动组件和配液板。长进给油缸、短进给油缸和滑轨三者平行设置。长进给油缸的缸筒固定安装在钻机固定座上，长进给油缸的伸缩杆端部固定连接在滑轨侧部；短进给油缸的缸筒固定连接在滑轨的相对侧部，且短进给油缸的伸缩杆伸出方向与长进给油缸的伸缩杆伸出方向相同。滑轨具有一个滑动面，滑轨内部中空，滑轨的滑动面开设有第一长方形滑槽，滑轨固定短进给油缸的侧部开设有第二长方形滑槽，第一长方形滑槽和第二长方形滑槽相平行，上述钻箱连接板滑动安装在滑轨的滑动面。第一链条传动组件沿着滑轨的延伸方向设置于滑轨内部，第一链条传动组件中第一链条的一端固定在滑轨内表面，第一链条的另一端绕过第一链条传动组件的两端并穿过第一长方形滑槽固定于钻箱连接板；上述短进给油缸的伸缩杆通过第一铰接轴连接于第一链条传动组件的一端，并在短进给油缸的伸缩杆向外伸出时使第一链条牵引钻箱连接板沿着滑轨滑动，且钻箱连接板滑动方向与短进给油缸的伸缩杆伸出方向相同。配液板固定在滑轨端部并向长进给油缸和短进给油缸分配油液。

进给装置中，所涉及的第一链条传动组件包括第一链条张紧杆、第一链条、铰接连接在第一链条张紧杆端部的第一主动辊筒和第一从动辊筒。第一链条张紧杆平行设置于滑轨内部；第一链条一端固定于滑轨，第一链条另一端依次绕过第一主动辊筒和第一从动辊筒并穿过第一长方形滑槽固定于钻箱连接板。第一从动辊筒的轴端轴承连接于滑轨并靠近短进给油缸的缸筒底部，第一主动辊筒相对远离短进给油缸的缸筒底部。

锚杆钻机中，所涉及的钻箱包括钻体、驱动轴、液压马达、端套、嵌套和配液板。钻体内侧壁上形成有三道密封沟槽、两个轴承安装孔和一个进水槽，三道密封沟槽内装配有机械密封；轴承安装孔分布在密封沟槽及进水槽的两侧，轴承安装孔用于收容轴承。驱动轴布置于钻体内并与所述机械密封和轴承相配合，驱动轴一端与钻体一侧的液压马达连接，驱动轴另一端与端套、嵌套连接，且驱动轴沿其轴向开设有与进水槽相贯通的进水通道。液压马达靠近液压马达端轴承的一侧开设泄油孔，上述钻体内侧壁的进水槽与液压马达端轴承之间置两道机械密封，该两道机械密封之间开设有泄流孔，上述钻体内侧壁的进水槽与嵌套端轴承之间布置一道机械密封。端套固定于驱动轴端部，端套外侧布置有防溅套，防溅套与钻体相连，且防溅套与端套之间设有防尘密封。嵌套布置于端套外侧并与驱动轴连接，嵌套端轴承与嵌套端轴承侧的机械密封之间布置有注油孔。配液板上布置有进水孔及进油孔，并分别与钻体及液压马达连接。

锚杆钻机中，所涉及的夹钎装置包括顶板、支撑板和夹钎杆。顶板垂直固定于滑轨端部，且顶板所在的平面与钻箱的滑动方向相垂直。支撑板的数量为两根，两根支撑板对称设置并垂直连接于顶板的左右两侧，且支撑板远离顶板和钻箱的端部开设有通孔，该通孔的中心轴线平行于顶板。夹钎杆的其中一个端部开设有通孔，夹钎杆的另一个端部开设有半圆通孔，且通孔的中心轴线垂直于半圆通孔的中心轴线。夹钎杆的数量为两根，两根夹钎杆的通孔分别正对上述两根支撑板开设的通孔，固定螺栓穿过夹钎杆的通孔和支撑板的通孔并紧固有螺母，夹钎杆绕着固定螺栓自由旋转。穿过同一根固定螺栓的夹钎杆和支撑板之间设置有使该夹钎杆平行于顶板的扭簧，扭簧的一端固定连接于支撑板，扭簧的另一端固定连接于夹钎杆；当两根夹钎杆分别平行于顶板时，两根夹钎杆远离支撑板的端部对接，使两根夹钎杆端部开设的半圆通孔形成圆形通孔。顶板边缘开设有正对钻箱的U型孔， U型孔还正对两根夹钎杆平行于顶板时形成的圆形通孔。为方便手动操控夹钎杆，夹钎杆表面一体连接有扳头。

本实用新型的锚杆钻机机构中，所涉及的升降装置包括第一油缸、第二油缸、升降滑轨、第二链条传动组件和配液板。第一油缸、第二油缸和升降滑轨三者平行设置。第一油缸的缸筒底部向下安装在掘进机的本体部，第一油缸的伸缩杆端部固定连接在升降滑轨侧部；第二油缸的缸筒固定连接在升降滑轨的相对侧部，且第二油缸的伸缩杆伸出方向与第一油缸的伸缩杆伸出方向相反。升降滑轨具有一个滑动面，升降滑轨内部中空，升降滑轨的滑动面开设有第一滑槽，升降滑轨固定第二油缸的侧部开设有第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽相平行，回转减速器通过安装底座滑动连接在升降滑轨的滑动面上。第二链条传动组件沿着升降滑轨的延伸方向设置于升降滑轨内部，第二链条传动组件中第二链条的一端固定在升降滑轨内表面，第二链条的另一端绕过第二链条传动组件的两端并穿过第一滑槽固定于回转减速器的安装底座。第二油缸的伸缩杆通过第二铰接轴连接于第二链条传动组件的一端，并在第二油缸的伸缩杆向外伸出时使第二链条牵引回转减速器的安装底座沿着升降滑轨滑动。配液板固定在升降滑轨并向第一油缸和第二油缸分配油液。

升降装置中，所涉及的第二链条传动组件包括第二链条张紧杆、第二链条、铰接连接在第二链条张紧杆端部的第二主动辊筒和第二从动辊筒。第二链条张紧杆平行设置于升降滑轨内部。第二链条一端固定于升降滑轨，第二链条另一端依次绕过第二主动辊筒和第二从动辊筒并穿过第一滑槽固定于回转减速器的安装底座。第二从动辊筒的轴端轴承连接于升降滑轨并靠近短进给油缸的缸筒底部，第二主动辊筒相对远离短进给油缸的缸筒底部。

本实用新型的一种掘进机用锚杆钻机机构与现有技术相比所产生的有益效果是：

1）本实用新型设计简单，结构合理，无需对掘进机进行改造即可安装在掘进机的本体部，改变原有手工帮锚工作，实现机械化作业，提高了帮锚工作的效率，降低工人劳动强度；

2）本实用新型的升降装置结构紧凑，集成化高，垂直向下安装在掘进机的本体部，并尽可能小的占用掘进机行走在煤矿巷道时的空间，给锚杆钻机提供长行程，扩大锚杆钻机的工作范围；

3）对本实用新型中锚杆钻机的进给装置、钻箱和夹钎装置的结构改进，有效降低锚杆钻机的重量，并在进给装置上合理布局钻箱和夹钎装置，有效节约液压锚杆钻机的占用空间，提高锚杆钻机的运行可靠性，保证锚杆钻机的钻孔稳定性和精确性。

附图说明

附图1是本实用新型的结构主视图；

附图2是本实用新型中进给装置的结构主视图；

附图3是图2的结构右视图；

附图4是图2中第一链条传动组件的结构主视图；

附图5是图4去掉链条后的结构右视图；

附图6是图1中钻箱的结构主视图；

附图7是图1中夹钎装置的结构立体图；

附图8是本实用新型中升降装置的结构主视图；

附图9是图8的结构右视图；

附图10是图8中第二链条传动组件的结构主视图；

附图11是图10去掉链条后的结构右视图。

图中各标号表示：

A1、升降装置，A2、锚杆钻机，A3、回转减速器，A4、钻机固定座，

A5、安装底座；

100、进给装置，200、钻箱，300、夹钎装置，

400、钻箱连接板；

101、长进给油缸，102、短进给油缸，103、滑轨，

104、第一长方形滑槽，105、第二长方形滑槽，106、第一链条，

107、第一链条张紧杆，108、第一主动辊筒，109、第一从动辊筒，

110、第一铰接轴；

201、钻体，202、驱动轴，203、液压马达，204、端套，205、嵌套，

206、防溅套，207、轴承一，208、注油孔，209、泄流孔，210、轴承二，

211、防尘密封，212、骨架密封，213、进水槽，214、机械密封，

215、机械密封，216、泄油孔；

301、顶板，302、第一支撑板，303、第二支撑板，304、第一夹钎杆，

305、第二夹钎杆，306、第一扭簧，307、第二扭簧，308、半圆通孔，

309、固定螺栓，310、U型孔，311、扳头；

501、第一油缸，502、第二油缸，503、升降滑轨，504、第一滑槽，

505、第二滑槽，506、第二链条，507、第二链条张紧杆，

508、第二主动辊筒，509、第二从动辊筒，510、第二铰接轴。

具体实施方式

下面结合附图1-11，对本实用新型的一种掘进机用锚杆钻机机构作以下详细说明。

如附图1所示，本实用新型的一种掘进机用锚杆钻机机构，其结构包括升降装置A1和锚杆钻机A2，升降装置A1底部连接于掘进机的本体部，锚杆钻机A2具有钻机固定座A4，钻机固定座A4通过回转减速器A3安装于升降装置A1的侧部并带动锚杆钻机A2随升降装置A1上升或下降。

在锚杆钻机机构中，锚杆钻机A2包括进给装置100、钻箱200和夹钎装置300。进给装置100所在的平面平行于升降装置A1所在的平面，进给装置100固定在钻机固定座A4，进给装置100上滑动连接有钻箱连接板400；钻箱200固定在钻箱连接板400上并沿着进给装置100的进给方向滑动；夹钎装置300固定在进给装置100的端部，钻箱200沿着进给装置100的进给方向滑动时逐渐靠近夹钎装置300。

在锚杆钻机A2中，结合附图2、3，所涉及的进给装置100包括长进给油缸101、短进给油缸102、滑轨103、第一链条传动组件和配液板。

其中，长进给油缸101、短进给油缸102和滑轨103三者平行设置。

长进给油缸101的缸筒固定安装在钻机固定座A4上，长进给油缸101的伸缩杆端部固定连接在滑轨103侧部；短进给油缸102的缸筒固定连接在滑轨103的相对侧部，且短进给油缸102的伸缩杆伸出方向与长进给油缸101的伸缩杆伸出方向相同。

滑轨103具有一个滑动面，滑轨103内部中空，滑轨103的滑动面开设有第一长方形滑槽104，滑轨103固定短进给油缸102的侧部开设有第二长方形滑槽105，第一长方形滑槽104和第二长方形滑槽105相平行，上述钻箱连接板400滑动安装在滑轨103的滑动面。

结合附图4、5，第一链条传动组件沿着滑轨103的延伸方向设置于滑轨103内部，其结构包括第一链条张紧杆107、第一链条106、铰接连接在第一链条张紧杆107端部的第一主动辊筒108和第一从动辊筒109。第一链条张紧杆107平行设置于滑轨103内部；第一链条106一端固定于滑轨103，第一链条106另一端依次绕过第一主动辊筒108和第一从动辊筒109并穿过第一长方形滑槽104固定于钻箱连接板400，第一从动辊筒109的轴端轴承连接于滑轨103并靠近短进给油缸102的缸筒底部，第一主动辊筒108相对远离短进给油缸102的缸筒底部。上述短进给油缸102的伸缩杆通过第一铰接轴110连接于第一主动辊筒108，并在短进给油缸102的伸缩杆向外伸出时使第一链条106牵引钻箱连接板400沿着滑轨103滑动，且钻箱连接板400滑动方向与短进给油缸102的伸缩杆伸出方向相同。

配液板固定在滑轨103端部并向长进给油缸101和短进给油缸102分配油液。

在锚杆钻机A2中，通过调节长进给油缸101的伸缩杆改变滑轨103的位置，即实现钻箱200给进长度的改变，同时也改变了固定在滑轨103侧部的短进给油缸102位置，随后通过调节短进给油缸102的伸缩杆长度改变第一主动辊筒108的位置，从而使第一链条106带动钻箱连接板400在滑轨103上滑动，即实现了钻箱200安装钻杆进行钻孔的深度调节。需要强调的一点是，通过调节长进给油缸101和短进给油缸102的伸缩杆，钻箱200的给进长度和钻孔深度均发生了改变，从空间布局上来讲，减小了锚杆钻机A2在掘进机的占用空间，同时，扩大了锚杆钻机A2的工作范围。

在锚杆钻机A2中，结合附图6，所涉及的钻箱200包括钻体201、驱动轴202、液压马达203、端套204、嵌套205和配液板，嵌套205用来安装钻杆标准件。钻体201内侧壁上形成有三道密封沟槽、两个轴承安装孔和一个进水槽213，三道密封沟槽内装配有机械密封；轴承安装孔分布在密封沟槽及进水槽213的两侧，两个轴承安装孔用于收容轴承一207和轴承二210。驱动轴202布置于钻体201内并与所述机械密封相配合，驱动轴202的两端通过轴承一207和轴承二210安装在钻体201内，驱动轴202一端与钻体201一侧的液压马达203连接，驱动轴202另一端与端套204、嵌套205连接，且驱动轴202沿其轴向开设有与进水槽213相贯通的进水通道，便于在液压锚杆钻机A2钻孔时进行注水，使水由径向进入，从端头流出。靠近轴承二210的液压马达203一侧开设泄油孔216，用于润滑液压马达203端轴承二210，利用开设在液压马达203上的泄油孔216实现自润滑。上述钻体201内侧壁的进水槽213与轴承二210之间置两道机械密封214、215，可防止水进入液压油污染液压系统，该两道机械密封214、215之间开设有泄流孔209，当密封失效时，有油液或水从泄流孔209流出，便于进行漏水、漏油检测，方便及时更换机械密封；上述钻体201内侧壁的进水槽213与靠近嵌套205的轴承一207之间布置一道机械密封，可防止润滑油泄露。端套204固定于驱动轴202端部，端套204外侧布置有防溅套206，防溅套206与钻体201相连，且防溅套206与端套204之间设有防尘密封211。嵌套205布置于端套204外侧并与驱动轴202连接，靠近嵌套205的轴承一207与靠近轴承一207的机械密封之间布置有注油孔208。配液板上布置有进水孔及进油孔，并分别与钻体201及液压马达203连接。

针对钻箱200结构，需要补充的是，轴承一207和轴承二210可以选用圆锥滚子轴承；机械密封的形式可以为拉杆密封、O型密封或Y型密封，其中优选材质为聚四氟乙烯的拉杆密封。当然，为保证钻箱200的密封性能，钻体201靠近嵌套205的一端与驱动轴202之间设有骨架密封212也是本领域技术人员常采用的技术手段。还需要补充的是，进水槽213与嵌套205端轴承一207之间密封沟槽的数量不限于一道，也可以为两道或三道，进水槽213与液压马达203端轴承二210之间密封沟槽的数量不限于两道，也可以为三道或四道。

在锚杆钻机A2中，结合附图7，所涉及的夹钎装置300包括顶板301、支撑板和夹钎杆。顶板301安装在滑轨103端部，钻箱200工作时通过钻箱连接板400沿着滑轨103滑动并逐渐靠近顶板301。

支撑板的数量为两根，分别称为第一支撑板302和第二支撑板303。

第一支撑板302和第二支撑板303对称设置并垂直焊接于顶板301的左右两侧，且第一支撑板302和第二支撑板303远离顶板301的端部分别开设有通孔，两个通孔的中心轴线分别平行于顶板301。

夹钎杆的其中一个端部开设有通孔，夹钎杆的另一个端部开设有半圆通孔308，且通孔的中心轴线垂直于半圆通孔308的中心轴线。

夹钎杆的数量为两根，分别称为第一夹钎杆304和第二夹钎杆305。

第一夹钎杆304的通孔正对第一支撑板302开设的通孔，固定螺栓309穿过第一夹钎杆304的通孔和第一支撑板302的通孔并紧固有螺母。第二夹钎杆305的通孔正对第二支撑板303开设的通孔，另一个固定螺栓309穿过第二夹钎杆3057的通孔和第二支撑板303的通孔并紧固有螺母。

穿过同一根固定螺栓309的夹钎杆和支撑板之间设置有使该夹钎杆平行于顶板301的复位结构，复位结构选用扭簧，扭簧套设在固定螺栓309外侧。

为方便区分，我们将设置于第一夹钎杆304和第一支撑板302之间的复位结构称为第一扭簧306，第一扭簧306的一端固定连接于第一支撑板302，第一扭簧306的另一端固定连接于第一夹钎杆304；将设置于第二夹钎杆305和第二支撑板303之间的复位结构称为第二扭簧307，第二扭簧307的一端固定连接于第二支撑板303，第二扭簧307的另一端固定连接于第二夹钎杆305；利用扭簧特性完成夹钎杆的自动复位，使第一夹钎杆304和第二夹钎杆305自动复位至平行于顶板301的位置。

且当第一夹钎杆304和第二夹钎杆305分别平行于顶板301时，第一夹钎杆304远离第一支撑板302的端部和第二夹钎杆305远离第二支撑板303的端部对接，使第一夹钎杆304和第二夹钎杆305端部开设的半圆通孔308形成圆形通孔。

顶板301边缘开设有U型孔310，且U型孔310正对第一夹钎杆304和第二夹钎杆305平行于顶板3011时形成的圆形通孔。

夹钎杆表面还一体连接有扳头311，实现手动旋转夹钎杆。

在锚杆钻机A2工作时，钻箱200的嵌套205上安装钻杆的标准件，钻杆正对顶板301边缘开设的U型孔310、以及第一夹钎杆304和第二夹钎杆305平行于顶板301时形成的圆形通孔。在锚杆钻机A2开始钻孔前，钻杆首先穿过顶板301边缘开设的U型孔310，然后穿过第一夹钎杆304和第二夹钎杆305平行于顶板301时形成的圆形通孔，由于第一夹钎杆304与第一支撑板302之间连接有第一扭簧306，第二夹钎杆305与第二支撑板303之间连接有第二扭簧307，在钻杆穿过第一夹钎杆304和第二夹钎杆305平行于顶板301时形成的圆形通孔过程中，第一夹钎杆304和第二夹钎杆305分别绕其通孔的中心轴线旋转，并最终在第一扭簧306和第二扭簧307的作用下复位至平行于顶板301的位置。在第一夹钎杆304和第二夹钎杆305形成圆形通孔的限位作用下，有效控制锚杆钻机A2钻孔时钻杆的旋转半径，提高钻杆的钻孔稳定性和钻孔精确性，杜绝锚护作业时手扶钎杆带来的安全隐患。

针对夹钎装置300，需要说明的是，根据所选择钻杆的直径，适当的选择夹钎杆开设的半圆孔大小，即钻杆的直径大小应始终小于半圆孔的孔径大小。例如，当锚杆钻机A2安装的钻杆直径为22mm时，夹钎杆的半圆孔孔径应该大于该钻杆直径，夹钎杆的半圆孔孔径可以为28mm。

本实用新型的锚杆钻机机构中，结合附图8、9，所涉及的升降装置A1包括第一油缸501、第二油缸502、升降滑轨503、第二链条传动组件和配液板。

第一油缸501、第二油缸502和升降滑轨503三者平行设置。

第一油缸501的缸筒底部向下安装在掘进机的本体部，第一油缸501的伸缩杆端部固定连接在升降滑轨503侧部；第二油缸502的缸筒固定连接在升降滑轨503的相对侧部，且第二油缸502的伸缩杆伸出方向与第一油缸501的伸缩杆伸出方向相反。

升降滑轨503具有一个滑动面，升降滑轨503内部中空，升降滑轨503的滑动面开设有第一滑槽504，升降滑轨503固定第二油缸502的侧部开设有第二滑槽505，第一滑槽504和第二滑槽505相平行，回转减速器A3通过安装底座A5滑动连接在升降滑轨503的滑动面上。

结合附图10、11，第二链条传动组件沿着升降滑轨503的延伸方向设置于升降滑轨503内部，其结构包括第二链条张紧杆507、第二链条506、铰接连接在第二链条张紧杆507端部的第二主动辊筒508和第二从动辊筒509。第二链条张紧杆507平行设置于升降滑轨503内部。第二链条506一端固定于升降滑轨503，第二链条506另一端依次绕过第二主动辊筒508和第二从动辊筒509并穿过第一滑槽504固定于回转减速器A3的安装底座A5。第二从动辊筒509的轴端轴承连接于升降滑轨503并靠近短进给油缸102的缸筒底部，第二主动辊筒508相对远离短进给油缸102的缸筒底部。上述第二油缸502的伸缩杆通过第二铰接轴510连接于第二主动辊筒508，并在第二油缸502的伸缩杆向外伸出时使第二链条506牵引回转减速器A3的安装底座A5沿着升降滑轨503滑动。

配液板固定在升降滑轨503并向第一油缸501和第二油缸502分配油液。

使用本实用新型时，将本实用新型安装在掘进机的本体部，其中，升降装置A1竖直设置，第一油缸501缸筒底部向下安装在掘进机的本体部，通过操作第一油缸501，使升降滑轨503上升，随后操作第二油缸502，通过第二链条传动组件带动安装底座A5在升降滑轨503的滑动面滑行，在第一油缸501和第二油缸502的工作作用下，改变了安装底座A5距离掘进机的高度，也就是说，改变了回转减速器A3以及锚杆钻机A2的高度。然后，在通过回转减速器A3调节锚杆钻机A2至合适的角度，再调节锚杆钻机A2中给进装置，实现钻箱200在滑轨103上的滑动，以在煤矿巷道的不同位置或不同高度进行钻孔，且所钻孔的深度由钻箱200在滑轨103上的给进量决定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组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实用新型的限制。

综上所述，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管该具体实施方式部分对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。