气动冲击式锚杆钻机.pdf

本实用新型气动冲击式锚杆钻机的技术方案如下：它包括气动锚杆钻机的动力机构、连接座(2)、操作机构(3)、推进机构(4)四个部分；动力机构、连接座(2)与推进机构(4)从上到下依次采取刚性连接，操作机构(3)为长形操纵臂，其一端铰接在连接座(2)上，其特征为所述动力机构是一种气动冲击式机头机构(1)。由于采用冲击式的机头机构，以冲击回转破岩方式代替原来的纯旋转切削破岩方式，使钻机能够在抗压强度大于60MPa高磨蚀性岩石上胜任锚杆安装工作，有效弥补了原气动回转式锚杆钻机的缺陷与不足。保证了机体中机头机构与推进机构为刚性连接，以及操作机构与其他部分的柔性连接，优化了操作机构的位置，也对钎头固定套与钎杆以及推进机构进行优化，使钻机整体更符合锚杆安装工艺。

权利要求书
1.  一种气动冲击式锚杆钻机，包括气动锚杆钻机的动力机构、连接座、操作机构、推进机构四个部分；动力机构、连接套与推进机构从上到下依次采取刚性连接，操作机构为长形操纵臂，其一端铰接在连接座上；其特征为所述动力机构是一种气动冲击式机头机构。

2.  根据权利要求1所述的一种气动冲击式锚杆钻机，其特征是所述的推进机构可以是玻璃钢支腿。

3.  根据权利要求2所述的一种气动冲击式锚杆钻机，其特征是玻璃钢支腿的气路上安装气体压力控制阀。

4.  根据权利要求1或3所述的一种气动冲击式锚杆钻机，其特征是所述的气动冲击式机头机构结构包括外壳、转钎机构和钎头固定机构；转钎机构固定在外壳中，转钎机构其构成为转动套、活塞、螺旋棒、棘轮机构：转动套一端内部铣有花键槽，与活塞小端上的花键相配合，另一端内固定有钎尾套；活塞大端内装有螺旋母，与活塞紧固成一体，螺旋棒小端的螺旋形齿插入螺旋母中，螺旋棒大端连接棘轮机构，棘轮机构固定在连接套上，钎头固定机构连接钎尾套。

5.  根据权利要求4所述的一种气动冲击式锚杆钻机，其特征是所述的螺旋棒小端的螺旋形齿为右旋。

6.  根据权利要求4所述的一种气动冲击式锚杆钻机，其特征是所述的钎头固定机构是一种弹簧卡槽机构：钎尾套接近套口部分同一高度打有贯穿内外壁的一圈孔，内壁孔小于外壁孔；从外壁孔嵌入钢球，钢球有部分凸出内壁孔，但不可穿过；钎尾套外壁有一个环形套，环形套内壁与钎尾套外壁间有空腔，空腔下部通过弹簧连接机头机构外壳；弹簧自然状态下，空腔位置高于钢球，弹簧挡住钢球，防治它脱出外壁孔；装钎杆时，压下环形套，弹簧压缩，空腔下降，钢球落入。

7.  根据权利要求6所述的一种气动冲击式锚杆钻机，其特征是与所述弹簧卡槽机构配合的钎杆上与钎尾套中钢球所在位置同一高度铣有与钢球凸出部分配合的矩形槽。

说明书气动冲击式锚杆钻机
技术领域
本实用新型涉及一种锚杆钻机，尤其是一种气动冲击式锚杆钻机。
背景技术
目前针对煤矿企业经济状况以及煤岩、半煤岩巷道锚杆支护的具体特点，多使用单体气动回转式锚杆钻机，该种钻机的动力机构是一种高速旋转式的机头，其由马达和减速装置通过输出轴输出动力，带动钻头以旋转切削方式进行破岩钻孔，具有钻进速度高、能量消耗少、机械结构简单、工作噪声低等优点。然而这种以纯旋转切削方式为破岩钻孔动力的气动锚杆钻机，尚不能满足抗压强度大于60MPa高磨蚀性岩石的锚杆孔钻进工作：因为在这类坚硬的岩石上钻机的旋转切削性能往往丧失，而对自身钻头的磨损极大。当然针对这种情况人们往往使用单体气动冲击式凿岩机进行锚杆孔的钻进工作。
现有单体气动冲击式凿岩机整体各部分的连接，尤其是气动冲击式机头机构与下面推进机构的连接采用的是一种铰接形式的柔性连接，因此在具体的锚杆安装施工中使用它打迎头或水平炮眼效果很好；然而在打顶板锚杆孔过程中往往存在机头与顶板不垂直，锚杆孔打不直的问题。同时该种凿岩机的操作机构往往设置在机头机构上，这就导致实际打孔作业中，操作机构只能跟随机头机构走；同样是在打顶板锚杆孔过程中，机头机构在推进机构的推动下不断升高，这就给施工人员操纵操作机构带来困难。因此这类气动冲击式凿岩机不适应整个锚杆安装工艺。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种气动冲击式锚杆钻机，解决上面提到的现有气动回转式锚杆钻机与气动冲击式凿岩机在进行锚杆孔钻进作业时的不足与缺陷。
为了达到上述目的，本实用新型气动冲击式锚杆钻机的技术方案如下：它包括气动锚杆钻机的动力机构、连接座、操作机构、推进机构四个部分；动力机构、连接座与推进机构从上到下依次采取刚性连接，操作机构为长形操纵臂，其一端铰接在连接座上，其特征为所述动力机构是一种气动冲击式机头机构。
该气动冲击式锚杆钻机的气动冲击式机头机构可以是现有的气动冲击式凿岩机的机头机构，包括外壳、转钎机构和钎杆固定机构。转钎机构其构成为转动套、活塞、螺旋棒、棘轮机构：转动套一端内部铣有花键槽，与活塞小端上的花键相配合，另一端内固定有钎尾套；活塞大端内装有螺旋母，与活塞紧固成一体，螺旋棒小端的螺旋形齿插入螺旋母中，螺旋棒大端连接棘轮机构，棘轮机构固定在连接座上。钎杆固定机构连接在钎尾套上。
作为现有气动冲击式凿岩机的内置机构，这类转钎机构中的螺旋棒小端上的螺旋形齿为左旋，在活塞回程过程中，由于棘轮机构的单方向回转特性阻止了螺旋棒的转动，因此活塞会随螺旋棒上的左旋形齿作顺时针旋转。而在锚杆安装工艺中有时需要上紧螺母，现有的螺母均为右旋螺母，活塞的顺时针旋转自然不利于螺母的上紧。
其次，现在的钎杆固定机构是一种钩套机构，其一端紧箍钎尾套外壳，另一端为双钩形结构，径向夹住钎杆，而纵向能让其前后串动。这种机构相对加长了机头高度，也增加了机头重量，往往会给打顶板锚杆孔的实际操作中对机头的操控带来一定影响。
针对上述的两个问题，本实用新型气动冲击式锚杆钻机的机头机构改进是：首先将螺旋棒上的左旋形齿改为右旋，致使活塞回程中随右旋形齿逆时针旋转，从而在锚杆安装工艺中起到上紧螺母的作用。
其次，将原有的钎杆固定机构改为一种弹簧卡槽机构，该机构的结构特征为，钎尾套接近套口部分同一高度打有贯穿内外壁的一圈孔，内壁孔小于外壁孔；从外壁孔嵌入钢球，钢球有部分凸出内壁孔，但不可穿过。钎尾套外壁有一个环形套，环形套内壁与钎尾套外壁间有空腔，空腔下部通过弹簧连接机头机构外壳；弹簧自然状态下，空腔位置高于钢球，弹簧挡住钢球，防治它脱出外壁孔。装钎杆时，压下环形套，弹簧压缩，空腔下降，钢球落入，此时插入钎杆，钎杆上与钎尾套中钢球所在位置同一高度铣有与钢球凸出部分配合的矩形槽，稍作调整，松开环形套，弹簧弹起将钢球推入孔中，钢球嵌入矩形槽中，使钎杆只能沿槽滑动。该结构相对缩短了机头高度，也减轻了机头重量，在实际打顶板锚杆孔过程中，使机头机构能更好地被操控。
同时本实用新型的推进机构采用玻璃钢支腿，相对铝合金支腿重量较轻，更加适应锚杆安装工艺中的打顶板锚杆孔工序。然而玻璃钢支腿的油缸较大，而实际设备中，支腿推力随油缸的增大而增大，过大的推力往往使设备失去冲击能力。因此，本实用新型还在玻璃钢支腿的气路上安装气体压力控制阀，在实际工作中为推进机构减压。
本实用新型气动冲击式锚杆钻机，由于采用冲击式的机头机构，与气动回转式锚杆钻机相比，以冲击回转破岩方式代替原来的纯旋转切削破岩方式，使钻机能够在抗压强度大于60MPa高磨蚀性岩石上胜任锚杆安装工作，有效弥补了原气动回转式锚杆钻机的缺陷与不足。同时本实用新型又是对原气动冲击式凿岩机的改进，保证了机体中机头机构与推进机构为刚性连接，以及操作机构与其他部分的柔性连接，优化了操作机构的位置，也对钎头固定套与钎杆以及推进机构进行优化，使钻机整体更符合锚杆安装工艺。
附图说明
图1为本实用新型气动冲击式锚杆钻机的结构示意图。
图2为本实用新型的气动式冲击式机头机构的一种具体实施例的结构示意图。
1、气动冲击式机头机构2、连接座3、操作机构4、推进机构5、外壳6、转动套7、活塞8、螺旋棒9、棘轮机构10、钎尾套11、孔12、环形套13、弹簧
具体实施方式
结合附图对本实用新型的结构作进一步解释，图1为本实用新型气动冲击式锚杆钻机的结构示意图，它包括气动冲击式机头机构1、连接座2、操作机构3、推进机构4四个部分；气动冲击式机头机构1、连接座2与推进机构4从上到下依次采取刚性连接，操作机构3为长形操纵臂，其一端铰接在连接座上，推进机构4为玻璃钢支腿，支腿气路上可安装气体压力控制阀。
图2是上述气动冲击式机头机构的具体结构示意图，包括外壳5、转钎机构和弹簧卡槽机构。转钎机构其构成为转动套6、活塞7、螺旋棒8、棘轮机构9：转动套6一端内部铣有花键槽，与活塞7小端上的花键相配合，另一端内固定有钎尾套10；活塞7大端内装有螺旋母，与活塞紧固成一体，螺旋棒8小端的螺旋形齿插入螺旋母中，螺旋棒8大端连接棘轮机构9，棘轮机构9固定在连接座2上。转钎机构中的螺旋棒8小端上的螺旋形齿为右旋，在活塞7回程过程中，由于棘轮机构9的单方向回转特性阻止了螺旋棒8的转动，因此活塞7会随螺旋棒8上的右旋形齿作逆时针旋转。而在锚杆安装工艺中有时需要上紧螺母，现有的螺母均为右旋螺母，活塞7的逆时针旋转利于上紧螺母。
弹簧卡槽机构结构是这样的：钎尾套10接近套口部分同一高度打有贯穿内外壁的一圈孔11，内壁孔小于外壁孔；从外壁孔嵌入钢球，钢球有部分凸出内壁孔，但不可穿过。钎尾套10外壁有一个环形套12，环形套12内壁与钎尾套10外壁间有空腔，空腔下部通过弹簧13连接机头机构外壳5；弹簧13自然状态下，空腔位置高于钢球，弹簧13挡住钢球，防治它脱出外壁孔。装钎杆时，压下环形套12，弹簧13压缩，空腔下降，钢球落入，此时插入钎杆，钎杆上与钎尾套10中钢球所在位置同一高度铣有与钢球凸出部分配合的矩形槽，稍作调整，松开环形套12，弹簧13弹起将钢球推入孔中，钢球嵌入矩形槽中，使钎杆只能沿槽滑动。该结构相对缩短了机头高度，也减轻了机头重量，在实际打顶板锚杆孔过程中，使机头机构能更好地被操控。