一种煤矿井下全自动锚索钻机制造技术

本发明专利技术属于锚索支护设备技术领域，具体是一种煤矿井下全自动锚索钻机。解决了现有锚索支护方式存在自动化程度低、支护效率低、工人劳动强度大、工作环境恶劣、安全性差等问题，包括机架、进给机构、钻杆仓、钻箱和锚索安装装置，进给机构、钻杆仓和锚索安装装置安装在机架上，进给机构为钻箱的升降提供进给动力，进给机构通过键加螺栓紧固在机架的中部，钻杆仓为钻杆提供临时存储空间，安装在机架的侧面，锚索安装装置作为喷药卷、输送锚索以及拆剪锚索的装置，整体安放于机架的后方。本发明专利技术能实现储存钻杆、接钻杆、钻孔、拆钻杆、喷射药卷、安装锚索、紧固锚索等支护过程的全部自动化，从而提高了锚护施工设备的自动化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下全自动锚索钻机
本专利技术属于锚索支护设备
，具体是一种煤矿井下全自动锚索钻机。
技术介绍
锚索支护是一种重要的支护方式，锚索支护技术已在我国煤矿得到广泛推广应用，传统的锚索支护工艺流程通常是人工操作的方式完成的：人工操作取钻杆装入钻箱，人工操作接钻杆钻孔，钻孔作业完成后人工操作取杆、卸杆，人工装填锚固药卷，锚索紧固等工序。整个工艺流程需要多人配合完成，自动化程度低、工人劳动强度大、作业环境差，整个作业锚护效率低。传统的锚索支护工艺工人在没有可靠支护的区域作业，整个过程存在安全隐患。传统的锚索支护工艺作业环境差，工人在钻孔作业时，压力水通过钻箱、钻杆进入钻孔中，将钻孔作业产生的煤粉、灰尘等带走，达到除尘的目的。夹有煤粉、灰尘的泥浆喷洒到操作工人身上。而且，锚索设备紧邻掘进工作面，粉尘、淋水、掉顶等严重危害工人的身体健康（如矽肺病），甚至生命安全。传统的锚索支护工艺单根锚索支护时间长，工人需要守护在设备旁边，长时间高强度反复进行钻杆的装、拆作业，极易产生疲劳，工作效率降低，甚至引发安全事故。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有锚索支护方式存在自动化程度低、支护效率低、工人劳动强度大、工作环境恶劣、安全性差等问题，提供一种煤矿井下全自动锚索钻机。本专利技术采取以下技术方案：一种煤矿井下全自动锚索钻机，包括机架、进给机构、钻杆仓、钻箱和锚索安装装置，进给机构、钻杆仓和锚索安装装置安装在机架上，进给机构为钻箱的升降提供进给动力，进给机构通过键加螺栓紧固在机架的中部，钻杆仓为钻杆提供临时存储空间，安装在机架的侧面，锚索安装装置作为喷药卷、输送锚索以及拆剪锚索的装置，整体安放于机架的后方。机架包括底框架、链条悬挂杆机构、喷药机构、润滑顶板和中转块，链条悬挂杆机构固定在底框架顶部，链条悬挂杆机构上从下至上依次固定有中转块和喷药机构，链条悬挂杆机构顶部为润滑顶板，润滑顶板上装有夹钎机构和钻杆辅助对孔机构。进给机构包括进给油缸、进给导向杆、导向轮、传动链条、编码器固定架、编码器、导向连接板和钻箱，进给油缸的活塞杆固定在润滑顶板的安装孔中，导向轮安装在进给油缸缸筒上，进给导向杆上下端分别安装在润滑顶板和底框架上，进给油缸驱动导向轮，传动链条一端固定在链条悬挂杆上，另一端固定在导向连接板上，钻箱固定在导向连接板上，钻箱的下端安装钻箱马达，钻箱上装有卸杆油缸、拔叉、限位套和卡套，其中卸杆油缸一端通过销轴与钻箱固定，另一端与拨叉通过销轴固定，拨叉整体由四条螺栓紧固与钻箱上，限位套和卡套两者通过键槽与钻箱连接。机构中的编码器是通过统计传动链条的运动，对钻箱进给高度进行统计，即钻孔深度的记录。编码器通过编码器固定架中的定位销与进给油缸的驱动导向轮连接，保证导向轮与编码器的运动同步。锚索安装装置包括卷筒、卷筒马达、钢绞线、液压剪、管道和锚索安装器，钢绞线一端缠绕在卷筒上，钢绞线另一端与穿过管道进入锚索安装器，卷筒与锚索安装器之间的管道上安装有用于剪断钢绞线的液压剪，卷筒的侧面安装有卷筒马达，用于往锚索安装器中输送卷筒中缠绕的钢绞线。当钢绞线的长度到达设计长度时，液压剪剪断钢绞线，紧固在进给导向杆上的锚索安装器托住钢绞线的尾端，在进给机构的驱动下，将锚索推送至钻孔中，在即将完成全部推送时，钻箱马达旋转搅拌，将锚索与药卷搅拌紧固，完成整个锚索的安装。钻杆仓包括主体架、转盘机构、机械手、棘轮机构、旋转机构、防转机构。主体架是钻杆仓的整体框架，有用于储存钻杆的转盘机构，并设置有将转到工作位置的钻杆取出的机械手，机械手固定在旋转机构上，转盘机构由单方向间歇性运动分度的棘轮机构驱动，转盘机构上设置有防止反转的防转机构。转盘机构包括旋转轴，旋转轴上下端分别安装在主体架上的上下端，旋转轴上固定有两组转盘；转盘上安装有均匀分布的若干组橡胶弹簧，每两个橡胶弹簧为一组，橡胶弹簧安装在销轴上，销轴固定在转盘上，每组橡胶弹簧之间留有空间用于储存钻杆，旋转轴下部设置有用来承载钻杆的托盘。橡胶弹簧为圆柱形。棘轮机构包括油缸耳座、转盘旋转油缸、箱体、棘爪和棘轮，油缸耳座安装在主体架的下部，转盘旋转油缸分别与油缸耳座和箱体连接，棘爪和棘轮安装在箱体的内部，棘轮与转盘机构上的旋转轴固定，棘爪一端固定，另一端与棘轮接触连接。防转机构包括固定块、回转销轴、阻尼板、力杆和拉伸弹簧，固定块上通过回转销轴分别与两个力杆的一端铰接，两个力杆另一端之间安装拉伸弹簧，阻尼板固定在力杆内侧，阻尼板内侧为弧形，阻尼板夹紧在旋转轴两侧。旋转机构包括油缸耳座、旋转盘、旋转油缸和旋转油缸，油缸耳座安装在主体架的下部，油缸耳座通过旋转油缸与旋转盘铰接，旋转盘固定在旋转轴上，旋转盘另一侧与旋转油缸的一端铰接，旋转油缸的另一端固定机械手。机械手通过固定卡块固定在立轴上，立轴的下端设置机械手连杆，机械手连杆与机械手旋转油缸连接，机械手包括活动爪、固定爪、机械手臂和机械手爪手油缸，机械手臂一端固定在卡块上，机械手臂另一端设有固定爪，所述的活动爪安装在机械手爪手油缸上，机械手爪手油缸一端固定在机械手臂上。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术提供了一种煤矿用井下全自动锚索钻机，能实现储存钻杆、接钻杆、钻孔、拆钻杆、喷射药卷、安装锚索、紧固锚索等支护过程的全部自动化，从而提高了锚护施工设备的自动化程度。2、与传统锚索安装设备相比，本专利技术提高了煤巷锚索支护的作业效率。整个支护过程无需人工操作，降低了因人为因素造成的作业中断、终止；工人在恶劣环境下长期高强度作业必然产生身体疲劳、心理懈怠等影响效率的现实问题，而新型锚索钻机避免了上述问题，提高了工作效率。3、全自动锚索钻机具有远距监控功能，即对支护全过程的控制只需要在具有防护功能的驾驶室内操作控制按钮即可，工人的劳动强度大大降低，自身安全也得到了保障。4、整个作业流程不需要工人在钻机旁完成，工人不需要在具有粉尘、淋水、噪音、掉顶等恶劣环境下工作，改善了劳动条件，工人的劳动积极性得到提高。5、全自动锚索钻机可以作为锚护模块与各种支护设备进行匹配，具有很强的适应性，也拓宽了它的应用范围和领域。6、本专利技术采用大排量大扭矩的锚索钻箱马达，用于锚索的安装和紧固，可有效满足小转速大扭矩的锚索紧固要求。附图说明图1为本专利技术立体结构图；图2为进给机构结构图；图3为机架结构示意图；图4为钻箱结构示意图；图5为锚索安装装置示意图；图6为机械手位置示意图；图7为本专利技术的钻杆仓示意图；图8为装满钻杆后的结构示意图；图9为钻杆仓转盘机构示意图；图10为钻杆仓棘轮机构示意图；图11为钻杆仓旋转机构示意图；图12为钻杆仓防转机构示意图；图13为钻杆仓机械手结构示意图；图中1-机架，2-底框架，3-进给机构，4-中转块，5-喷药机构，6-链条悬挂杆机构，7-润滑顶板，8-钻杆辅助对孔机构，9-夹钎机构，10-钻杆仓，11-转盘，12-圆柱弹簧，13-机械手，14-钻杆，15-钻箱，16-进给油缸，17-进给导向杆，18-编码器，19-编码器固定架，20-导向轮，21-传动链条，22-导向连接板，23-钻箱马达，24-卸杆油缸，25-拔叉，26-卡套，27-限位套，28-锚索安装装置，29-卷筒，30-钢绞线，31-卷筒马达，32-液压剪，33-管道，34-锚索安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下全自动锚索钻机，其特征在于：包括机架（1）、进给机构（3）、钻杆仓（10）、钻箱（15）和锚索安装装置（28），进给机构（3）、钻杆仓（10）和锚索安装装置（28）安装在机架（1）上，进给机构（3）为钻箱（15）的升降提供进给动力，进给机构（3）通过键加螺栓紧固在机架（1）的中部，钻杆仓（10）为钻杆提供临时存储空间，安装在机架（1）的侧面，锚索安装装置（28）作为喷药卷、输送锚索以及拆剪锚索的装置，整体安放于机架（1）的后方；所述的机架（1）包括底框架（2）、链条悬挂杆机构（6）、喷药机构（5）、润滑顶板（7）和中转块（4），链条悬挂杆机构（6）固定在底框架（2）顶部，链条悬挂杆机构（6）上从下至上依次固定有中转块（4）和喷药机构（5），链条悬挂杆机构（6）顶部为润滑顶板（7），润滑顶板（7）上装有夹钎机构（9）和钻杆辅助对孔机构（8）。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下全自动锚索钻机，其特征在于：包括机架（1）、进给机构（3）、钻杆仓（10）、钻箱（15）和锚索安装装置（28），进给机构（3）、钻杆仓（10）和锚索安装装置（28）安装在机架（1）上，进给机构（3）为钻箱（15）的升降提供进给动力，进给机构（3）通过键加螺栓紧固在机架（1）的中部，钻杆仓（10）为钻杆提供临时存储空间，安装在机架（1）的侧面，锚索安装装置（28）作为喷药卷、输送锚索以及拆剪锚索的装置，整体安放于机架（1）的后方；所述的机架（1）包括底框架（2）、链条悬挂杆机构（6）、喷药机构（5）、润滑顶板（7）和中转块（4），链条悬挂杆机构（6）固定在底框架（2）顶部，链条悬挂杆机构（6）上从下至上依次固定有中转块（4）和喷药机构（5），链条悬挂杆机构（6）顶部为润滑顶板（7），润滑顶板（7）上装有夹钎机构（9）和钻杆辅助对孔机构（8）。2.根据权利要求1所述的煤矿井下全自动锚索钻机，其特征在于：所述的进给机构（3）包括进给油缸（16）、进给导向杆(17)、导向轮(20)、传动链条(21)、编码器固定架(19)、编码器(18)、导向连接板(22)和钻箱(15)，进给油缸(16)的活塞杆固定在润滑顶板(7)的安装孔中，导向轮(20)安装在进给油缸(16)缸筒上，进给导向杆(17)上下端分别安装在润滑顶板(7)和底框架(2)上，进给油缸(16)驱动导向轮(20)，传动链条(21)一端固定在链条悬挂杆(6)上，另一端固定在导向连接板(22)上，钻箱(15)固定在导向连接板(22)上，钻箱(15)的下端安装钻箱马达（23），钻箱（15）上装有卸杆油缸（24）、拔叉（25）、限位套（27）和卡套（26），其中卸杆油缸（24）一端通过销轴与钻箱（15）固定，另一端与拨叉（25）通过销轴固定，拨叉（25）整体由四条螺栓紧固与钻箱（15）上，限位套（27）和卡套（26）两者通过键槽与钻箱（15）连接，所述的编码器（18）通过编码器固定架（19）中的定位销与进给油缸（16）的驱动导向轮（20）连接，保证导向轮（20）与编码器（18）的运动同步。3.根据权利要求1所述的煤矿井下全自动锚索钻机，其特征在于：所述的锚索安装装置(28)包括卷筒(29)、卷筒马达(31)、钢绞线(30)、液压剪(32)、管道(33)和锚索安装器(34)，钢绞线(30)一端缠绕在卷筒(29)上，钢绞线(30)另一端与穿过管道(33)进入锚索安装器(34)，卷筒（29）与锚索安装器（34）之间的管道（33）上安装有用于剪断钢绞线（30）的液压剪（32），卷筒马达（31）通过法兰加键槽固定于卷筒（29）的侧面。4.根据权利要求1所述的煤矿井下全自动锚索钻机，其特征在于：所述的钻杆仓（10）包括主体架（10.1），主体架（10.1）内设置有用于储存钻杆的转盘机构（10.2），主体架（10.1）上设置有将转到工作位置的钻杆取出的机械手（10.3），机械手（10.3）固定在旋转机构（10.5）上，转盘机构（10.2）由单方向间歇性运动分度的棘轮机构（10.4）驱动，转盘机构（10.2）上设置有防止反转的防转机构（10.6）。5.根据权利要求4所述的煤矿用旋转式大容量钻杆仓，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫金宝，王威，张东宝，王静，王富强，丁永成，周旭，左岗永，马强，郭治富，马凯，吕继双，马福文，张小峰，宋明江，张君，林广旭，贺克伟，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14