本实用新型专利技术涉及矿井锚杆安装领域，公开了一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，包括输入轴、随检及力矩脱离装置、减速增扭器、输出轴和均匀分布在减速增扭器圆周方向上的多个反力臂；随检及力矩脱离装置包括中心套、外圆套和设置在中心套外周的轴承、中心环、压环、定位盘和刻度盘；中心环设置在中心套外周并通过轴承与中心套连接；压环位于中心环另一侧，压环与中心环之间设置有滚动体；反力臂包括限制转向结构和伸缩适应结构，限制转向结构一端通过固定设置在减速增扭器上的固定轴与减速增扭器转动连接，另一端通过球头万向节与伸缩适应结构连接。本实用新型专利技术可以实现巷道锚杆安装扭矩的定量控制，并且提高了锚杆安装的安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置
本技术涉及矿井锚杆安装领域，具体涉及一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置。
技术介绍
锚杆作为主动支护，是矿山巷道支护当前最有效的支护形式之一。每年我国煤矿巷道的锚杆用量就达到10亿根以上，新掘进进巷道数千公里。锚杆主动支护的最重要的指标就是预应力，而这一指标很难直观的观察到，只能通过事后抽检确定施工质量。因此，对于锚杆支护来说，定量控制锚杆预应力并实现安装即合格，对提高巷道锚杆支护效果和巷道支护质量至关重要。现有的锚杆预应力施加主要有以下三个方面的问题：（1）锚杆钻机输出的实际扭矩未知。采用锚杆钻机等施工机具施工时，我们仅仅知道钻机型号及核定扭矩，但是并不知道实际输出扭矩，这导致无法控制安装质量，全凭施工人员的经验安装，再通过事后抽检的方式，检验预应力的安装是否合格。（2）锚杆钻机额定扭矩不足，但是不能通过增加其额定扭矩。考虑到施工安全，我国锚杆钻机的输出扭矩一般不超过150N.m，超过该值后，一旦卡钻容易伤人。因此，施工人员不敢使用额定扭矩施加预应力，因为一旦停转，容易发生扭伤胳膊，甚至发生将人甩出的事故，这都造成安装扭矩无法满足锚杆支护设计的预应力，使得巷道支护质量难以保证。（3）现有锚杆预紧力需要二次紧固。一旦发生抽检不合格的情况，需要对工期内的所有锚杆进行人工二次紧固，费时费力且增加工人劳动强度。另外在实际生产过程中，锚杆预应力损失，会造成预应力降低。如果存在定量化控制预应力的装置即可解决上述问题，并可通过施加富余量的方式，解决预应力损失和二次紧固问题。（4）现有安装器有一个把手作为反力臂。在锚杆紧固过程中，安装器的把手会反向旋转，需要工人用手或者钎杆阻止把手旋转。但是在实际过程中经常存在因为安装器把手控制不住的伤人事件，因此，急需解决把手失控伤人问题。因此，需要提出一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，以经济、有效的解决锚杆支护预应力无法定量控制、只能通过事后抽检检验安装质量、钻机骤停伤人问题。在现有公开的文献中，还未能获得相关支护技术的报道。
技术实现思路
为了解决锚杆支护中紧固扭矩不足、紧固扭矩无法定量控制、不同巷道安装扭矩调节和锚杆钻机达到最大扭矩伤人问题，本技术提供了一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，包括依次连接的输入轴、随检及力矩脱离装置、减速增扭器、输出轴和均匀分布在减速增扭器圆周方向上的多个反力臂；所述随检及力矩脱离装置包括中心套、外圆套和设置在中心套外周的轴承、中心环、压环、定位盘和刻度盘；所述中心套和外圆套分别用于连接输入轴和减速增扭器；所述中心套为外周设置有多台阶的空心轴；所述中心环设置在中心套外周并通过轴承与中心套连接；所述外圆套通过螺栓与所述中心环一侧固定连接；所述压环位于所述中心环另一侧，所述压环与所述中心环之间设置有滚动体，所述中心环上与所述滚动体对应位置设置有滚动体槽，所述压环上与所述滚动体对应位置设置有环形的浅凹槽，所述浅凹槽内均匀分布有多个与滚动体外形匹配的深凹槽；所述定位盘固定设置在中心套外侧；所述压环与定位盘之间设置有弹簧组，所述刻度盘设置在所述定位盘外侧并与其固定连接；所述反力臂包括限制转向结构和伸缩适应结构，所述限制转向结构一端通过固定设置在减速增扭器上的固定轴与减速增扭器转动连接，另一端通过球头万向节与伸缩适应结构连接；所述伸缩适应结构包括台阶轴、弹簧和台阶套杆，台阶轴一端设置有用于与顶板围岩配合的顶尖部，所述弹簧套设在所述台阶轴另一端的第一细杆部上，台阶套杆一端的内部设置有用于容纳所述台阶轴和弹簧的粗孔部以及用于容纳所述台阶轴的第一细杆部的细孔部；台阶套杆的另一端与限制转向结构连接。所述定位盘上均布有多个定位孔，所述刻度盘外部盘面上设置有固定孔，所述固定孔两侧设置有扣爪抓孔，调节螺栓的一端穿过所述固定孔设置在所述定位孔内，调节螺栓另一端的端部为椭圆形，且沿椭圆形短轴方向开销孔，防松扣爪两侧的爪部分别设置在所述扣爪抓孔内，防松扣爪中心设置有与调节螺栓位置对应的长条孔，锁紧螺母设置在调节螺栓上并位于所述防松扣爪外侧，所述开销孔内设置有销钉。所述中心套外周与所述刻度盘对应的位置设置有外螺纹，所述刻度盘与所述中心套通过螺纹连接，所述定位盘与所述中心套通过键连接。所述滚动体为滚珠、滚柱、或者滚针，所述弹簧组为碟型簧组、螺旋弹簧或压簧。所述外圆套通过连接螺栓与输出轴固定连接，所述中心套内部空心部外周设置有内螺纹，所述中心套通过内螺纹和键与输入轴固定连接，所述刻度盘外周侧面设置有外U型槽，所述外U型槽内设置有用于与所述外圆套配合的密封圈。所述的一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，还包括包括数据监控系统，所述数据监控系统包括压力传感器、数据记录及传输模块、上位机、逻辑判断模块和现场指示报警模块；压力传感器设置在弹簧组与定位盘之间，用于监测弹簧组与定位盘之间的压力值，数据记录及传输模块用于实时记录测量值并通过有线或者无线方式传输到逻辑判断模块，逻辑判断模块用于判断测量值是否达到设定值，如果未达到设定值，判定锚杆安装扭矩不合格，并通过现场指示报警模块进行声光报警，同时将不合格信息传输到上位机上。所述刻度盘外部盘面上设置有两个调节孔以及沿径向均匀分布的刻度线。所述球头万向节包括球头、限制套、柔性保护套和设置在限制转向结构上的球座；所述球头设置在球座内，所述限制套通过螺纹与所述球座连接，进而将所述球头固定在球座内；球头另一端穿过所述限制套后通过螺纹与台阶套杆的另一端连接；柔性保护套的一端紧固在台阶套杆的另一端端部，另一端紧固在限制套上。所述台阶轴靠近所述顶尖部的一端设置有第二细杆部，所述台阶套杆靠近顶尖部的一端设置有第二限位盖，所述第二限位盖的中心设置有孔径大于所述第二细杆部杆和顶尖部的直径并小于所述台阶轴主体直径的通孔。所述台阶轴靠近所述顶尖部的一端设置有第二细杆部，所述台阶套杆靠近顶尖部的一端设置有第二限位盖，所述第二限位盖的中心设置有孔径大于所述第二细杆部杆和顶尖部的直径并小于所述台阶轴主体直径的通孔。本技术与现有技术相比具有以下有益效果：（1）本技术提供了一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，采用机械方式紧固，当监测到安装扭矩达到设计扭矩时，钻机与锚杆间的力矩传递切断，并且以低扭矩运转，实现随检-力矩脱离，因此，本技术不仅可以减少工人操作难度和所受冲击力，提高了施工安全；而且可检验达标，无需人工二次预紧，降低了工人劳动强度。（2）本技术提供的一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，通过设置定位盘和刻度盘，利用刻度盘转动带动定位盘移动来控制弹簧组的弹力，实现了巷道锚杆安装扭矩的定量控制，解决了锚杆安装经验化难题，提高了锚杆支护质量，保证了施工安全；（3）本技术提供的一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，通过设置定位盘和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，其特征在于，包括依次连接的输入轴（1）、随检及力矩脱离装置（2）、减速增扭器（3）、输出轴（4）和均匀分布在减速增扭器（3）圆周方向上的多个反力臂（5）；/n所述随检及力矩脱离装置（2）包括中心套（21）、外圆套（22）和设置在中心套（21）外周的轴承（24）、中心环（25）、压环（27）、定位盘（29）和刻度盘（210）；所述中心套（21）和外圆套（22）分别用于连接输入轴（1）和减速增扭器（3）；所述中心套（21）为外周设置有多台阶的空心轴；所述中心环（25）设置在中心套（21）外周并通过轴承（24）与中心套（21）连接；所述外圆套（22）通过螺栓与所述中心环（25）一侧固定连接；所述压环（27）位于所述中心环（25）另一侧并通过键与所述中心套（21）连接，所述压环（27）与所述中心环（25）之间设置有滚动体，所述中心环（25）上与所述滚动体对应位置设置有滚动体槽（251），所述压环（27）上与所述滚动体对应位置设置有环形的浅凹槽（271），所述浅凹槽（271）内均匀分布有多个与滚动体外形匹配的深凹槽（272）；所述定位盘（29）固定设置在中心套（21）外侧；所述压环（27）与定位盘（29）之间设置有弹簧组，所述刻度盘（210）设置在所述定位盘（29）外侧并与其固定连接；/n所述反力臂（5）包括限制转向结构（51）和伸缩适应结构（52），所述限制转向结构（51）一端通过固定设置在减速增扭器（3）上的固定轴（31）与减速增扭器（3）转动连接，另一端通过球头万向节与伸缩适应结构（52）连接；所述伸缩适应结构（52）包括台阶轴（524）、弹簧（522）和台阶套杆（521），台阶轴（524）一端设置有用于与顶板围岩（7）配合的顶尖部（523），所述弹簧（522）套设在所述台阶轴（524）另一端的第一细杆部上，台阶套杆（521）一端的内部设置有用于容纳所述台阶轴（524）和弹簧（522）的粗孔部（527）以及用于容纳所述台阶轴（524）的第一细杆部的细孔部（529）；台阶套杆（521）的另一端与限制转向结构（51）连接。/n...
【技术特征摘要】
1.一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，其特征在于，包括依次连接的输入轴（1）、随检及力矩脱离装置（2）、减速增扭器（3）、输出轴（4）和均匀分布在减速增扭器（3）圆周方向上的多个反力臂（5）；
所述随检及力矩脱离装置（2）包括中心套（21）、外圆套（22）和设置在中心套（21）外周的轴承（24）、中心环（25）、压环（27）、定位盘（29）和刻度盘（210）；所述中心套（21）和外圆套（22）分别用于连接输入轴（1）和减速增扭器（3）；所述中心套（21）为外周设置有多台阶的空心轴；所述中心环（25）设置在中心套（21）外周并通过轴承（24）与中心套（21）连接；所述外圆套（22）通过螺栓与所述中心环（25）一侧固定连接；所述压环（27）位于所述中心环（25）另一侧并通过键与所述中心套（21）连接，所述压环（27）与所述中心环（25）之间设置有滚动体，所述中心环（25）上与所述滚动体对应位置设置有滚动体槽（251），所述压环（27）上与所述滚动体对应位置设置有环形的浅凹槽（271），所述浅凹槽（271）内均匀分布有多个与滚动体外形匹配的深凹槽（272）；所述定位盘（29）固定设置在中心套（21）外侧；所述压环（27）与定位盘（29）之间设置有弹簧组，所述刻度盘（210）设置在所述定位盘（29）外侧并与其固定连接；
所述反力臂（5）包括限制转向结构（51）和伸缩适应结构（52），所述限制转向结构（51）一端通过固定设置在减速增扭器（3）上的固定轴（31）与减速增扭器（3）转动连接，另一端通过球头万向节与伸缩适应结构（52）连接；所述伸缩适应结构（52）包括台阶轴（524）、弹簧（522）和台阶套杆（521），台阶轴（524）一端设置有用于与顶板围岩（7）配合的顶尖部（523），所述弹簧（522）套设在所述台阶轴（524）另一端的第一细杆部上，台阶套杆（521）一端的内部设置有用于容纳所述台阶轴（524）和弹簧（522）的粗孔部（527）以及用于容纳所述台阶轴（524）的第一细杆部的细孔部（529）；台阶套杆（521）的另一端与限制转向结构（51）连接。
2.根据权利要求1所述的一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，其特征在于，所述定位盘（29）上均布有多个定位孔（229），所述刻度盘（210）外部盘面上设置有固定孔（220），所述固定孔（220）两侧设置有扣爪抓孔（224），调节螺栓（213）的一端穿过所述固定孔（220）设置在所述定位孔（229）内，调节螺栓（213）另一端的端部为椭圆形，且沿椭圆形短轴方向开销孔（227），防松扣爪（225）两侧的爪部分别设置在所述扣爪抓孔（224）内，防松扣爪（225）中心设置有与调节螺栓（213）位置对应的长条孔（226），锁紧螺母（214）设置在调节螺栓（213）上并位于所述防松扣爪（225）外侧，所述开销孔（227）内设置有销钉。
3.根据权利要求1所述的一种可力矩定量控制及随检的自适应锚杆安装装置，其特征在于，所述中心套（21）外周与所述刻度盘（210）对应的位置设置有外螺纹（218），所述刻度盘（210）与所述中心套（21）通过螺纹连接，所述定位盘（29）与所述中心...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉江，尹生会，
申请(专利权)人：张玉江，
类型：新型
国别省市：山西;14
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