一种用于回收式锚杆锁具的上下锁工具的制作方法

本发明属于锚杆支护技术领域，特别是涉及一种用于回收式锚杆锁具的上下锁工具。

背景技术：

锚杆支护对巷道围岩强度的加固作用十分明显，且成本低、成巷速度快，可有效地提高巷道围岩的稳定性，提高巷道断面利用率，简化回采工作面端头支护和超前支护工艺、改善工作面环境和生产作业条件，为采煤工作面的快速推进和大幅提高煤炭产量奠定了良好的基础。而锚杆支护一般采用螺母作为锚杆锁具，但螺母作为锚杆锁具在上锁时不仅费时、费力，而且螺母不可回收，不能重复利用，造成大量的资源浪费。现有专利申请号为201410568250.5的一种回收式锚杆锁具的发明专利，该发明专利提供了一种可回收的锚杆锁具，但由于该发明的回收式锚杆锁具在使用过程中可靠性差，且锁具易锈蚀，使其使用寿命较短。因此针对上述问题对现有的回收式锚杆锁具进行了改进，由于改进后的回收式锚杆锁具没有与其相应的上下锁工具，使得上下锁的过程比较繁杂，直接影响了锚杆的安装进度。因此，需要一种与改进后的回收式锚杆锁具相配合的上下锁工具来解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于回收式锚杆锁具的上下锁工具，该上下锁工具可实现回收式锚杆锁具的快速锁定与解锁。

为回收式锚杆锁具的配套工具，使其上下锁的过程

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于回收式锚杆锁具的上下锁工具，包括上层机构、下层机构和连接柱，所述上层机构与下层机构之间通过连接柱进行连接；所述上层机构分为外环机构和内环机构，所述内环机构位于外环机构内部，所述外环机构由顶板支架、上工作台、夹具、夹具支撑及夹具液压缸组成，所述上工作台的上表面固定有顶板支架，连接柱的顶端及夹具支撑均固定于上工作台的下表面，所述夹具支撑至少为两个，每个夹具支撑通过夹具液压缸连接有一个夹具，所述夹具内侧加工有螺纹，当所述夹具液压缸伸出使夹具向中心聚拢时，所述夹具内侧可组成一个完整的螺纹孔；所述内环机构由锁具升降台、升降台液压缸及控制机构组成，所述锁具升降台可相对上工作台上下移动，锁具升降台的上表面设置有上凹槽，所述上凹槽底面开有第一通孔和若干第二通孔，所述第一通孔位于上凹槽中心，所述第二通孔位于第一通孔的周边，并与配合使用的回收式锚杆锁具的左销孔和右销孔相对应，所述升降台液压缸的顶端固定于锁具升降台的下表面；所述控制机构由插销、上支撑杆、第三连杆、下支撑杆、连接板、第四连杆及支撑柱组成，所述支撑柱固定于锁具升降台下表面，支撑柱远离锁具升降台端固定连接有下支撑杆，支撑柱靠近锁具升降台端活动连接有上支撑杆，所述上支撑杆可绕其轴线转动，上支撑杆上设置有第三通孔，所述第三连杆穿过第三通孔，第三连杆靠近锁具升降台端连接于插销的下端，所述插销的上端穿过第二通孔插入配合使用的回收式锚杆锁具的左销孔和右销孔内，第三连杆远离锁具升降台端与第四连杆固定连接，所述第四连杆的一端与下支撑杆的悬空端均铰接于连接板；所述下层机构由下工作台及解锁机构组成，所述连接柱及升降台液压缸的底端均固定于下工作台的上表面，所述解锁机构的一端固定于下工作台的上表面，另一端贯穿锁具升降台且可相对锁具升降台上下移动，解锁机构向上移动时，可推动配合使用的回收式锚杆锁具两侧的摇把实现解锁。

所述顶板支架至少为两个，且沿上工作台周边均布设置。

所述夹具支撑沿上工作台周边均布设置。

所述升降台液压缸数量为四个，且相对锁具升降台中心对称分布。

所述解锁机构及顶板支架均采用的是伸缩式液压缸。

与插入配合使用的回收式锚杆锁具左销孔的插销相对应控制机构的第四连杆固连在一起，与插入配合使用的回收式锚杆锁具右销孔的插销相对应控制机构的第四连杆固连在一起。

所述上工作台为圆环形结构，锁具升降台为圆形结构，锁具升降台位于上工作台的环形通孔内。

所述解锁机构穿透锁具升降台端设有弧形板，所述弧形板与配合使用的回收式锚杆锁具的摇把相重合。

本发明的有益效果：

本发明供了一种用于回收式锚杆锁具的上下锁工具，该上下锁工具可实现回收式锚杆锁具的快速锁定与解锁，且使用简单，操作方便，可最大限度的节省使用回收式锚杆锁具进行锚杆支护所需的安装与拆卸时间，为生产工作节省了大量的时间成本，具有良好的经济效益和发展前景。

附图说明

图1是本发明用于回收式锚杆锁具的上下锁工具的立体结构示意图；

图2是本发明用于回收式锚杆锁具的上下锁工具另一视角的立体结构示意图；

图3是本发明用于回收式锚杆锁具的上下锁工去掉下工作台的仰视图；

图4是一种回收式锚杆锁具的结构示意图；

图5是一种左半锁体的立体结构示意图；

图6是一种右半锁体的立体结构示意图；

图7是一种右半锁体内部结构的立体示意图；

图8是本发明用于回收式锚杆锁具的上下锁工具使用状态示意图；

图中：1-左半锁体，2-右半锁体，3-左半螺纹孔，4-卡销，5-右半螺纹孔，6-卡槽，7-凹槽，8-上卡板，9-下卡板，10-弹簧，11-第一连杆，12-第二连杆，13-第一传动齿，14-转动部，15-第二传动齿，16-弧面凸起，17-左销孔，18-右销孔，19-摇把，20-上层机构，21-下层机构，22-连接柱，23-顶板支架，24-上工作台，25-夹具，26-夹具支撑，27-夹具液压缸，28-锁具升降台，29-升降台液压缸，30-控制机构，31-上凹槽，32-第一通孔，33-第二通孔，34-插销，35-上支撑杆，36-第三连杆，37-下支撑杆，38-连接板，39-第四连杆，40-支撑柱，41-第三通孔，42-下工作台，43-解锁机构，44-弧形板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1至图3所示，一种用于回收式锚杆锁具的上下锁工，属于锚杆支护设备，用于在锚杆支护作业中，实现对回收式锚杆锁具的快速锁定与解锁。

本发明的用于回收式锚杆锁具的上下锁工包括上层机构20、下层机构21和连接柱22，上层机构20与下层机构21之间通过连接柱22进行连接。上层机构20分为外环机构和内环机构，内环机构位于外环机构内部。外环机构由顶板支架23、上工作台24、夹具25、夹具支撑26及夹具液压缸27组成，上工作台24的上表面固定有顶板支架23，顶板支架23用于在上下锁过程中支撑巷道顶板，并对巷道顶板施加一定的预紧力，顶板支架23至少为两个，且沿上工作台24周边均布设置。在本实施例中，顶板支架23数量为两个，且顶板支架23采用的是伸缩式液压缸。连接柱22的顶端及夹具支撑26均固定于上工作台24的下表面，夹具支撑26至少为两个，且沿上工作台24周边均布设置，在本实施例中，夹具支撑数量为两个。每个夹具支撑26通过夹具液压缸27连接有一个夹具25，夹具25用于在上下锁过程中固定夹紧锚杆，防止其移动。夹具25内侧加工有螺纹，当夹具液压缸27伸出使夹具25向中心聚拢时，夹具25内侧可组成一个完整的螺纹孔，螺纹孔可增强夹具25对锚杆的固定效果。

内环机构由锁具升降台28、升降台液压缸29及控制机构30组成，锁具升降台28可相对上工作台24上下移动，用于将回收式锚杆锁具送到指定安装位置，或是将卸载后的回收式锚杆锁具从安装位置收回。在本实施例中，上工作台24为圆环形结构，锁具升降台28为圆形结构，锁具升降台28位于上工作台24的环形通孔内。锁具升降台28的上表面设置有上凹槽31，在本实施例中，上凹槽31形状与配合使用的回收式锚杆锁具外形一致，用于回收式锚杆锁具的准确定位。上凹槽31底面开有第一通孔32和若干第二通孔33，第一通孔32位于上凹槽31中心，用于在上下锁过程中使锚杆穿过，第二通孔33位于第一通孔32的周边，并与配合使用的回收式锚杆锁具的左销孔17和右销孔18相对应。升降台液压缸29的顶端固定于锁具升降台28的下表面，用于为锁具升降台28的升降提供动力源。在本实施例中，升降台液压缸29数量为四个，且相对锁具升降台28中心对称分布，以防止锁具升降台28在升降过程中受力不均。

控制机构30由插销34、上支撑杆35、第三连杆36、下支撑杆37、连接板38、第四连杆39及支撑柱40组成，支撑柱40固定于锁具升降台28下表面，用于为控制机构30提供支撑。支撑柱40远离锁具升降台28端固定连接有下支撑杆37，支撑柱40靠近锁具升降台28端活动连接有上支撑杆35，上支撑杆35可绕其轴线转动。上支撑杆35上设置有第三通孔41，第三连杆36穿过第三通孔41，且可相对第三通孔41移动。第三连杆36靠近锁具升降台28端连接于插销34的下端，插销34的上端穿过第二通孔33插入配合使用的回收式锚杆锁具的左销孔17和右销孔18内，且可在左销孔17和右销孔18内移动。第三连杆36远离锁具升降台28端与第四连杆39固定连接，第四连杆39的一端与下支撑杆37的悬空端均铰接于连接板38。其中，上支撑杆35、下支撑杆37及第四连杆39均水平设置，且轴线相互平行，第三连杆36与第四连杆39的轴线相互垂直。在本实施例中，与插入配合使用的回收式锚杆锁具左销孔17的插销34相对应控制机构30的第四连杆39固连在一起，与插入配合使用的回收式锚杆锁具右销孔18的插销34相对应控制机构30的第四连杆39固连在一起，从而可确保共同控制左半锁体1的控制机构30动作的一致性和共同控制右半锁体2的控制机构30动作的一致性。

下层机构21由下工作台42及解锁机构43组成，连接柱22及升降台液压缸29的底端均固定于下工作台42的上表面。解锁机构43的一端固定于下工作台42的上表面，另一端贯穿锁具升降台28且可相对锁具升降台28上下移动，解锁机构43向上移动时，可推动配合使用的回收式锚杆锁具两侧的摇把19实现解锁。解锁机构43穿透锁具升降台28端设有弧形板44，弧形板44与配合使用的回收式锚杆锁具的摇把19相重合。在本实施例中，解锁机构43采用的是伸缩式液压缸。

如图4至图7所示，与本发明用于回收式锚杆锁具的上下锁工具配合使用的一种回收式锚杆锁具包括左半锁体1和右半锁体2，在左半锁体1与右半锁体2相对的侧面上设置有左半螺纹孔3和若干卡销4，左半螺纹孔3竖直设置，卡销4位于左半螺纹孔3的两侧，左半锁体1上还设置有若干个竖直贯穿的左销孔17。在本实施例中，卡销4的数目为四个，对称设置于左半螺纹孔3的两侧，左销孔17的数量为两个。在右半锁体2与左半锁体1相对的侧面上设置有右半螺纹孔5、若干卡槽6和若干凹槽7，右半螺纹孔5竖直设置且与左半螺纹孔3相对形成完整的螺纹孔，螺纹孔用于对贯穿的锚杆进行锁紧固定。卡槽6位于右半螺纹孔5的两侧，每个卡槽6均设置在一个凹槽7内，且卡槽6与卡销4一一对应，用以将左半锁体1与右半锁体2组合在一起。每个卡槽6均由凹槽7内的上卡板8和下卡板9组成，上卡板8与所在凹槽7的上壁之间、下卡板9与所在凹槽7的下壁之间均通过竖直的弹簧10进行连接，弹簧10可在上锁时通过回弹使张开的上卡板8与下卡板9复位。

位于右半螺纹孔5同侧卡槽6的上卡板8均与同一竖直设置的第一连杆11固定连接，位于右半螺纹孔5同侧卡槽6的下卡板9均与同一竖直设置的第二连杆12固定连接，以此来保证上卡板8与下卡板9张开或闭合动作的一致性，第一连杆11与第二连杆12相互平行且均可相对右半锁体2上下移动。第二连杆12与第一连杆11相对的侧面设有第一传动齿13，在本实施例中，第一传动齿13沿第二连杆12侧面竖直设置，且第一传动齿13与第二连杆12为一体加工成型，从而增大第一传动齿13的强度，延长使用寿命。第一连杆11与第二连杆12底部所在的凹槽7内转动连接有转动部14，转动部14的一端设有第二传动齿15，第二传动齿15与第一传动齿13相互啮合。在本实施例中，第二传动齿15于转动部14一端圆形分布，其圆心与转动部14的转轴重合，且转动部14与第二传动齿15和弧面凸起16为一体加工成型。转动部14另一端设有光滑的弧面凸起16，弧面凸起16抵于第一连杆11底部，在本实施例中，第一连杆11底部为光滑弧面。当转动部14转动时，可带动第一连杆11与第二连杆12沿相反方向移动，而第一连杆11与第二连杆12会带动上卡板8与下卡板9一起移动，当上卡板8与下卡板9将弹簧10压缩至最短状态后，将无法继续移动，从而起到了弹簧10的限位作用，可防止第一传动齿13与第二传动齿15脱齿，也能防止第一连杆11与弧面凸起16脱位而脱离转动部14。转动部14连接有摇把19，摇把19的一端与转动部14连接，另一端置于右半锁体2外侧，右半锁体2上还设置有若干个竖直贯穿的右销孔18。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程。

如图8所示，本发明的使用包括上锁与下锁(解锁)两个动作过程。

上锁过程：

首先，使用锚杆钻机在巷道顶板上进行钻孔，将锚杆放入钻好的孔内，使锚杆的底端露于钻孔外，之后在钻孔内填充速凝剂，使锚杆固定于巷道顶板的钻孔内，并在锚杆底端套装上垫板。与此同时，将回收式锚杆锁具的左半锁体1和右半锁体2放置于用于回收式锚杆锁具的上下锁工具的上凹槽31内，此时，左半锁体1与右半锁体2处于分离状态，分别位于锚杆的两侧、垫板的下方，且锚杆底端穿过第一通孔32，令夹具液压缸27伸出，使夹具25向内聚拢并夹紧锚杆的底端，再令顶板支架23的伸缩式液压缸伸出，顶住巷道顶板，以对巷道顶板施加一定的预紧力。之后，令升降台液压缸29伸出以调整锁具升降台28的高度位置，将上凹槽31内的回收式锚杆锁具送至预安装的锚杆处，并将插销34插入左销孔17和右销孔18内。此时，向锁具升降台28的外侧拉动控制机构30的第四连杆39，使第四连杆39以下支撑杆37为圆心进行转动，同时带动第三连杆36绕上支撑杆35转动，从而推动第三连杆36顶端连接的插销34对左半锁体1和右半锁体2施加向内的水平作用力，使左半锁体1和右半锁体2在上凹槽31内向锚杆处移动，并将卡销4插入卡槽6内，此时，锚杆位于左半锁体1和右半锁体2所形成的螺纹孔内。在卡销4插入卡槽6的过程中，卡销4沿上卡板8和下卡板9的内表面向内滑动，此时上卡板8在第一连杆11联动下一起做向上运动，下卡板9在第二连杆12联动下一起做向下运动，保持了动作一致性。在上卡板8与下卡板9运动的过程中会挤其连接的压弹簧10，使弹簧10被压缩，当卡销4进入卡槽6后，被压缩的弹簧10产生回弹，使上卡板8与下卡板9恢复到原位，从而锁住卡销4，防止其脱离。此时，令顶板支架23的液压缸缩回，使巷道顶板的来压施加于回收式锚杆锁具，之后，令夹具液压缸27缩回，使夹具25松开锚杆的底端，将锁具升降台28的第一通孔32从锚杆底端脱离，收回上下锁工具，上锁动作完成。

下锁(解锁)过程：

首先，使安装有回收式锚杆锁具的锚杆的底端穿过上下锁工具的第一通孔32，将回收式锚杆锁具的底部置于锁具升降台28的上凹槽31内，使摇把19置于解锁机构43的弧形板44上。之后，令夹具液压缸27伸出，使夹具25夹紧锚杆底端，再令顶板支架23的伸缩式液压缸伸出，顶住巷道顶板并对其施加支撑力，用以卸载巷道顶板施加于回收式锚杆锁具的来压。此时，令解锁机构43的伸缩式液压缸伸出，从而推动弧形板44上的摇把19向上运动，在摇把19向上运动过程中带动转动部14转动，转动部14转动时，通过齿啮合传动，带动第二连杆12向下运动，从而带动下卡板9向下运动，通过弧面凸起16将第一连杆11顶升，使第一连杆11向上运动，从而带动上卡板8向上运动，从而达到回收式锚杆锁具的解锁状态。之后，将插销34插入左销孔17和右销孔18内，并向锁具升降台28的内侧推动控制机构30的第四连杆39，使第四连杆39以下支撑杆37为圆心进行转动，同时带动第三连杆36绕上支撑杆35转动，从而拉动第三连杆36顶端连接的插销34对左半锁体1和右半锁体2施加向外的水平作用力，使左半锁体1和右半锁体2在上凹槽31内向相反方向移动，使得卡销4从卡槽6内脱出。此时，令解锁机构43的伸缩式液压缸缩回，上卡板8和下卡板9在弹簧10的作用下回弹至原位。之后，令顶板支架23的液压缸和夹具液压缸27缩回，使夹具25松开锚杆的底端，将锁具升降台28的第一通孔32从锚杆底端脱离，收回上下锁工具及回收式锚杆锁具，解锁动作完成。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。