煤矿顶板支护锚索辅助供送装置的制作方法

本发明属于煤矿安全生产技术领域，尤其涉及一种煤矿顶板支护锚索辅助供送装置。

背景技术：

随着我国煤炭行业的发展，对煤炭行业的产业政策要求，我国的煤炭行业掘进技术落后已经严重的影响了行业的发展，采掘失调已经成为制约煤炭生产的重要原因，而在巷道掘进作业中，掘进机的开机率只有30%左右，大部分时间都用于支护，支护效率低是影响掘进开采的最主要的因素。

锚索支护作为一种主动支护手段，具有承载能力大，安全可靠等特点，近年来在我国得到迅速发展，在矿山巷道支护、边坡治理、建筑基坑护壁等工程上得到广泛应用。

近年来我国在煤炭巷道掘进中已引进比较先进的带有锚索锚杆支护功能的掘进设备如掘锚机等，能够实现掘进和锚索锚杆的支护功能，但只能进行部分的顶部锚杆锚索的支护和帮锚杆锚索的支护，而大部分的锚杆锚索的支护都是由工人在锚杆钻机打好孔后，手持锚索锚杆往上传，锚索可达10余米长，且重量达到20余公斤，这样对于工人来说工作量大，费时费力，又需要工人成组作业，劳动强度大，工作环境恶劣，安全性差。

目前，煤矿井下未见代替人工的，技术成熟的锚索辅助供送装置，国家专利局已公开的专利中有类似用途的发明和发明专利，但均存在或无逆向防滑坠功能，或供送摩擦力不足，或夹持力过大导致相关部件承力不合理，或操作不便，或结构复杂笨重等的缺陷，普遍未被煤矿开掘工作现场推广应用，未被生产一线认可与接受。

国外发达国家井下巷道的锚索钻孔和供送普遍采用液压钻车钻臂上的专用钢索推进器完成，结构复杂，造价昂贵，多用于体积庞大的液压钻车，在我国多数煤矿井下无法应用。

中国专利 CN101936173A 公开了一种“顶部锚杆支护的锚索供送设备”，由壳体，一对间隔开的轮体，轮体的旋转机构，夹持机构和能够与钻机配合的固定机构组成。通过旋转机构提供机械力驱动与锚索接合的一组轮组，使锚索通过设备进入预凿的空中。夹持机构抓持住穿过机构的锚索并保持在设备中。但该机构需要配合钻机，操作有点复杂，维修不便，需要的工人数较多等。

比较先进的带有锚索锚杆支护功能的掘进设备如掘锚机等，能够同时实现掘进和锚索锚杆的支护功能，但只能进行部分的顶部锚杆锚索的支护和帮锚杆锚索的支护，而大部分的锚杆锚索的支护都是由工人在锚杆钻机打好孔后，手持锚索锚杆往上传，对于工人来说工作量大，费时费力，又需要工人成组作业，劳动强度大，工作环境恶劣，安全性差。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种体积小、重量轻、扭矩大、传动平稳、速度可控、操作简单、方便供送、也可与锚杆钻机相配合使用的煤矿顶板支护锚索辅助供送装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：煤矿顶板支护锚索辅助供送装置，煤矿顶板支护锚索辅助供送装置，包括支架、下夹持机构和上夹持机构；下夹持机构设置在支架上，上夹持机构设置在下夹持机构上；

下夹持机构包括下框架，下框架内由左向右依次转动连接有第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴的中心线均沿前后方向水平设置，第一转轴前端同轴固定设有第一齿轮，第二转轴前端同轴固定设有第二齿轮，第三转轴前端同轴固定设有第三齿轮，第四转轴前端同轴固定设有第四齿轮，第一齿轮右侧与第二齿轮左侧啮合，第二齿轮右侧与第三齿轮左侧啮合，第三齿轮右侧与第四齿轮左侧啮合，第一转轴和第四转轴上分别转动连接有上端向右倾斜的第一左斜撑杆和上端向左倾斜的第一右斜撑杆，第一左斜撑杆和第一右斜撑杆上端分别转动设有第一压铸橡胶轮和第二压铸橡胶轮，第一压铸橡胶轮、第二压铸橡胶轮和第一转轴的中心线平行，第一压铸橡胶轮的轮槽右侧和第二压铸橡胶轮的轮槽左侧相对应形成位于第二齿轮右上方的下夹持口，第一左斜撑杆和第一右斜撑杆上端之间连接有下拉伸弹簧；第一转轴后端同轴固定设有第一带轮，第四转轴后端同轴固定设有第二带轮，第一压铸橡胶轮后端同轴固定设有第三带轮，第二压铸橡胶轮后端同轴固定设有第四带轮，第一带轮与第三带轮之间带传动连接，第二带轮具有两个轮槽，第二带轮的一个轮槽与第四带轮之间带传动连接；

上夹持机构包括上框架，上框架右侧固定设有气马达，气马达的动力输出端设有驱动带轮，上框架内转动设有第五转轴和位于第五转轴右侧的第六转轴，第五转轴和第六转轴的中心线均沿前后方向水平设置，第五转轴后端同轴固定设有第五带轮，第六转轴前端同轴固定设有第六带轮，第六转轴后端同轴固定设有第七带轮；第五转轴和第六转轴上分别转动连接有上端向右倾斜的第二左斜撑杆和上端向左倾斜的第二右斜撑杆，第二左斜撑杆和第二右斜撑杆上端分别转动设有第三压铸橡胶轮和第四压铸橡胶轮，第三压铸橡胶轮、第四压铸橡胶轮和第五转轴的中心线平行，第三压铸橡胶轮的轮槽右侧和第四压铸橡胶轮的轮槽左侧相对应形成位于下夹持口正上方的上夹持口，第二左斜撑杆和第二右斜撑杆上端之间连接有上拉伸弹簧；第三压铸橡胶轮后端同轴固定设有第八带轮，第四压铸橡胶轮后端同轴固定设有第九带轮，第五带轮和第七带轮均具有两个轮槽，驱动带轮与第六带轮之间带传动连接，第七带轮的一个轮槽和第五带轮的一个轮槽之间带传动连接，第七带轮的另一个轮槽和第九带轮之间带传动连接，第五带轮的另一个轮槽和第八带轮之间带传动连接。

上框架内沿垂直方向设有导向筒，导向筒上端邻近并位于上夹持口下方，导向筒下端邻近并位于下夹持口上方。

支架包括水平设置的支撑板，支撑板上设有位于下夹持口正下方的穿索孔，支撑板下表面左侧和右侧分别设有左套管和右套管，左套管和右套管的中心线均沿前后方向水平设置，左套管内转动连接有左转轴，右套管内转动连接有右转轴，左转轴前后两端分别垂直连接有一根左支杆，两根左支杆下端之间水平设有左连接支撑杆，右套管中部向下开设有缺口，右转轴上垂直连接有穿过缺口的右支杆，右支杆下端水平设有右连接支撑杆，左支杆和右支杆的中部之间设有长短可调节的限位拉绳；左套管与左转轴之间的侧部对应设有一排左插孔，左插孔内插设有左插销，右套管与右转轴之间的侧部对应设有一排右插孔，右插孔内插设有右插销；

下框架下部与支撑板以及上框架下部与下框架上部之间均通过螺栓固定连接。

第一压铸橡胶轮的中心轴两端通过第一单向轴承转动连接在第一左斜撑杆上端，第二压铸橡胶轮的中心轴两端通过第二单向轴承转动连接在第一右斜撑杆上端，第三压铸橡胶轮的中心轴两端通过第三单向轴承转动连接在第二左斜撑杆上端，第四压铸橡胶轮的中心轴两端通过第四单向轴承转动连接在第二右斜撑杆上端。

采用上述技术方案，气马达提供的动力传递到各转轴上，通过带传动机构带动两个第三压铸橡胶轮和第四压铸橡胶轮转动，并通过带传动机构和齿轮传动机构带动第一压铸橡胶轮和第二压铸橡胶轮转动。齿轮传动机构由第二齿轮和第三齿轮传递动力和转向，各个齿轮通过键连接固定在个转轴上，各转轴上的轴肩和卡簧对各齿轮定位，实现两第一转轴和第四转轴的反向转动。上拉伸弹簧两端分别连接第二左斜撑杆和第二右斜撑杆，这样可使第三压铸橡胶轮和第四压铸橡胶轮之间的上夹持口穿过不同粗细的锚索，同样，下拉伸弹簧两端分别连接第一左斜撑杆和第一右斜撑杆，这样可使第一压铸橡胶轮和第二压铸橡胶轮之间的上夹持口穿过不同粗细的锚索。

锚索自上而下依次穿过穿梭孔、下夹持口、导向筒和上夹持口，在上拉伸弹簧和下拉伸弹簧的作用下，第一压铸橡胶轮和第二压铸橡胶轮紧紧夹持住锚索，同时第三压铸橡胶轮和第四压铸橡胶轮也紧紧夹持住锚索，在气马达提供动力的作用下，可将锚索源源不断地向上输送，导向筒起到有效保证锚索从下夹持口到上夹持口顺利快捷穿过。

左插销和右插销用于确保左支杆和右支杆保持固定垂直状态。当需要调整锚索供送的斜度或倾角时，可将左插销和/或右插销抽出，转动左支杆和/或右支杆，并调整限位拉绳的长短，使限位拉绳起到限定左支杆和右支杆之间位置的作用，从而起到良好的稳定性。

综上所述，本发明设计新颖，易于操作，自动化程度高，用人少，劳动强度小，造价低廉，安全可靠，市场前景好，易于推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中上夹持机构的放大图；

图3是图1中下夹持机构的放大图；

图4是图1中支架的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的煤矿顶板支护锚索辅助供送装置，包括支架、下夹持机构2和上夹持机构3；下夹持机构2设置在支架上，上夹持机构3设置在下夹持机构2上。

下夹持机构2包括下框架4，下框架4内由左向右依次转动连接有第一转轴5、第二转轴6、第三转轴7和第四转轴8，第一转轴5、第二转轴6、第三转轴7和第四转轴8的中心线均沿前后方向水平设置，第一转轴5前端同轴固定设有第一齿轮9，第二转轴6前端同轴固定设有第二齿轮10，第三转轴7前端同轴固定设有第三齿轮11，第四转轴8前端同轴固定设有第四齿轮12，第一齿轮9右侧与第二齿轮10左侧啮合，第二齿轮10右侧与第三齿轮11左侧啮合，第三齿轮11右侧与第四齿轮12左侧啮合，第一转轴5和第四转轴8上分别转动连接有上端向右倾斜的第一左斜撑杆13和上端向左倾斜的第一右斜撑杆14，第一左斜撑杆13和第一右斜撑杆14上端分别转动设有第一压铸橡胶轮15和第二压铸橡胶轮16，第一压铸橡胶轮15、第二压铸橡胶轮16和第一转轴5的中心线平行，第一压铸橡胶轮15的轮槽右侧和第二压铸橡胶轮16的轮槽左侧相对应形成位于第二齿轮10右上方的下夹持口，第一左斜撑杆13和第一右斜撑杆14上端之间连接有下拉伸弹簧17；第一转轴5后端同轴固定设有第一带轮，第四转轴8后端同轴固定设有第二带轮，第一压铸橡胶轮15后端同轴固定设有第三带轮18，第二压铸橡胶轮16后端同轴固定设有第四带轮19，第一带轮与第三带轮18之间带传动连接，第二带轮具有两个轮槽，第二带轮的一个轮槽与第四带轮19之间带传动连接；

上夹持机构3包括上框架20，上框架20右侧固定设有气马达21，气马达21的动力输出端设有驱动带轮22，上框架20内转动设有第五转轴23和位于第五转轴23右侧的第六转轴24，第五转轴23和第六转轴24的中心线均沿前后方向水平设置，第五转轴23后端同轴固定设有第五带轮，第六转轴24前端同轴固定设有第六带轮25，第六转轴24后端同轴固定设有第七带轮；第五转轴23和第六转轴24上分别转动连接有上端向右倾斜的第二左斜撑杆26和上端向左倾斜的第二右斜撑杆27，第二左斜撑杆26和第二右斜撑杆27上端分别转动设有第三压铸橡胶轮28和第四压铸橡胶轮29，第三压铸橡胶轮28、第四压铸橡胶轮29和第五转轴23的中心线平行，第三压铸橡胶轮28的轮槽右侧和第四压铸橡胶轮29的轮槽左侧相对应形成位于下夹持口正上方的上夹持口，第二左斜撑杆26和第二右斜撑杆27上端之间连接有上拉伸弹簧30；第三压铸橡胶轮28后端同轴固定设有第八带轮43，第四压铸橡胶轮29后端同轴固定设有第九带轮44，第五带轮和第七带轮均具有两个轮槽，驱动带轮22与第六带轮25之间带传动连接，第七带轮的一个轮槽和第五带轮的一个轮槽之间带传动连接，第七带轮的另一个轮槽和第九带轮44之间带传动连接，第五带轮的另一个轮槽和第八带轮43之间带传动连接。

上框架20内沿垂直方向设有导向筒31，导向筒31上端邻近并位于上夹持口下方，导向筒31下端邻近并位于下夹持口上方。

支架包括水平设置的支撑板32，支撑板32上设有位于下夹持口正下方的穿索孔33，支撑板32下表面左侧和右侧分别设有左套管34和右套管35，左套管34和右套管35的中心线均沿前后方向水平设置，左套管34内转动连接有左转轴，右套管35内转动连接有右转轴，左转轴前后两端分别垂直连接有一根左支杆36，两根左支杆36下端之间水平设有左连接支撑杆37，右套管35中部向下开设有缺口，右转轴上垂直连接有穿过缺口的右支杆38，右支杆38下端水平设有右连接支撑杆39，左支杆36和右支杆38的中部之间设有长短可调节的限位拉绳40；左套管34与左转轴之间的侧部对应设有一排左插孔，左插孔内插设有左插销41，右套管35与右转轴之间的侧部对应设有一排右插孔，右插孔内插设有右插销42。

下框架4下部与支撑板32以及上框架20下部与下框架4上部之间均通过螺栓固定连接。

第一压铸橡胶轮15的中心轴两端通过第一单向轴承转动连接在第一左斜撑杆13上端，第二压铸橡胶轮16的中心轴两端通过第二单向轴承转动连接在第一右斜撑杆14上端，第三压铸橡胶轮28的中心轴两端通过第三单向轴承转动连接在第二左斜撑杆26上端，第四压铸橡胶轮29的中心轴两端通过第四单向轴承转动连接在第二右斜撑杆27上端。

本发明的运行方式有两种：方式一，先穿锚索至下夹持口和下夹持口的夹持处，再启动气马达21；方式二，先启动气马达21，再穿锚索。

方式一：未启动前，锚索从支撑板32上的穿索孔33向上穿，先穿过下夹持口，再通过导向筒31，最后穿过上夹持口，完成锚索的穿入。

启动后，如图1所示，气马达2111提供的动力传递到各转轴上，通过带传动机构带动两个第三压铸橡胶轮28和第四压铸橡胶轮29转动，并通过带传动机构和齿轮传动机构带动第一压铸橡胶轮15和第二压铸橡胶轮16转动。在上拉伸弹簧30和下拉伸弹簧17的作用下，第一压铸橡胶轮15和第二压铸橡胶轮16紧紧夹持住锚索，同时第三压铸橡胶轮28和第四压铸橡胶轮29也紧紧夹持住锚索，锚索与压铸橡胶轮之间产生较大摩擦力，在气马达21提供动力的作用下，可将锚索源源不断地向上输送。如多次穿锚索不必关闭本发明，只需直接穿锚索便可连续工作。

方式二：先启动气马达21，再直接穿锚索，运行方式同方式一。

当需要调整锚索供送的斜度或倾角时，可将左插销41和/或右插销42抽出，转动左支杆36和/或右支杆38，并调整限位拉绳40的长短，使限位拉绳40起到限定左支杆36和右支杆38之间位置的作用，从而起到良好的稳定性。

另外，本发明关闭气马达21、断电或者维修时，锚索下坠，第一单向轴承、第二单向轴承、第三单向轴承和第四单向轴承的设置，可使锚索稳定在上夹持口和下夹持口处。另外，第一左斜撑杆13上端向右倾斜和第一右斜撑杆14上端向左倾斜、第二左斜撑杆26上端向右倾斜和第二右斜撑杆27上端向左倾斜，锚索在突然出现下坠时，也有锁紧锚索的作用。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。