一种用于矿用锚杆的可增大预紧力装置的制作方法

本发明涉及锚杆预紧力的施工工具技术领域，特别涉及一种用于矿用锚杆的可增大预紧力装置。

背景技术：

煤矿锚杆预紧力主要是通过锚杆机旋转拧紧锚杆尾部螺母，通过压紧托盘板来实现预紧力。但是在巷道空间狭小的地方施展不开，而且锚杆机不能提供较大的扭矩，致使锚杆的预紧力偏低，不能满足所需要的预紧力。对于深矿井锚杆的预紧力的大小对顶板稳定性具有决定性的作用，当预紧力增大一定值时，能够使顶板岩层处于横向压缩状态，形成预应力承载结构，通过顶板预紧力结构可提高深矿井顶板整体的抗剪强度。

现有的扳手在使用时产生的扭矩是由力臂长度和施加的外力决定，其力臂长度是固定的，即使加套管来增长力臂，其长度也不可能太长，最多为扳手力臂长度的一倍。在使用时，容易出现扭矩不够，无法拧紧螺母，造成事故。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的扳手容易出现扭矩不够、无法拧紧螺母、不能在狭小空间施加高强预应力等技术问题，本发明提供了一种用于矿用锚杆的可增大预紧力装置，结构简单紧凑、手工操作便捷，不对环境产生污染，尤其适用于煤矿作业空间狭小的施工场合。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于矿用锚杆的可增大预紧力装置，包括依次连接的双向扳手、扭矩倍增器和输出套筒；

所述双向扳手包括棘轮体，所述棘轮体的两侧对称设置有加力手柄，所述棘轮体包括棘轮和棘爪，棘轮与输出轴一固连；

所述扭矩倍增器包括轴向依次设置的若干组行星齿轮机构，所述若干组行星齿轮机构的输入轴与输出轴一连接，所述若干组行星齿轮机构的输出轴二与输出套筒连接，输出套筒可采用不同的规格以适用各种大直径螺栓螺母，所述扭矩倍增器靠近输出套筒的一侧外设有锁紧装置。

所述行星齿轮机构设置有三组，分别为行星齿轮机构一、行星齿轮机构二和行星齿轮机构三，所述行星齿轮机构一包括太阳轮一、齿圈一和若干个行星轮一，所述行星齿轮机构二包括太阳轮二、齿圈二和若干个行星轮二，所述行星齿轮机构三包括太阳轮三、齿圈三和若干个行星轮三，所述齿圈一、齿圈二和齿圈三共同构成内齿圈体，使扭矩倍增器为一个整体，并且防止扭矩倍增器工作时进入灰尘。

所述太阳轮一与输入轴固连，所述行星轮一分别与太阳轮一和内齿圈体啮合，所述行星轮一与行星架一通过销轴一连接，所述行星架一与太阳轮二固连，所述行星轮二分别与太阳轮二和内齿圈体啮合，所述行星轮二与行星架二通过销轴二连接，所述行星架二与太阳轮三固连，所述行星轮三分别与太阳轮三和内齿圈体啮合，所述行星轮三与行星架三通过销轴三连接，所述行星架三与输出轴二固连。

所述行星轮一、行星轮二和行星轮三均分别设置有三个，三个行星轮一、三个行星轮二和三个行星轮三均分别沿对应的太阳轮的周向均匀分布。

所述内齿圈体靠近双向扳手的一端设置有端盖，用于防止扭矩倍增器工作时进入灰尘。

所述锁紧装置采用反作用力臂或者反力握把，用于防止内齿圈体的旋转，使行星轮绕太阳轮旋转来带动输出轴二旋转，从而输出扭矩，由于巷道内的土体环境不同，当反作用力臂能够找到合适的支撑点的时候用反作用力臂，如果反作用力臂找不到合适的支撑点，就采用反力握把。

所述反作用力臂设有支架调节器，可360°任意调整反作用力臂的位置，改变力臂的角度，以找到合适的位置锁紧内齿圈体。

本发明的有益效果：

本发明的增大矿用锚杆施加预紧力装置结构简单紧凑、手工操作轻巧便捷，不需要任何能源，不对环境产生污染，尤其适用于煤矿作业空间狭小的施工场合。

所述扭矩倍增器包括轴向依次设置的若干组行星齿轮机构，所述若干组行星齿轮机构的输入轴与输出轴一连接，所述若干组行星齿轮机构的输出轴二与输出套筒连接，齿轮内啮合能提高空间利用率，可在较小的空间里实现较大的传动比，施加很小的力就产生成倍数的扭矩，能够保护螺母在安装时不被破坏。

附图说明

图1是本发明提供的扭矩倍增器的结构示意图；

图2是本发明提供的双向扳手的俯视图；

图3是本发明提供的双向扳手的主视图；

图4是本发明提供的输出套筒的结构示意图；

图5是本发明提供的反力握把的结构示意图。

图中，1-双向扳手，2-输入轴，3-端盖，4-太阳轮一，5-销轴一，6-行星轮一，7-行星架一，8-太阳轮二，9-销轴二，10-行星轮二，11-行星架二，12-太阳轮三，13-销轴三，14-行星轮三，15-行星架三，16-内齿圈体，17-输出轴二，18-支架调节器，19-反作用力臂，20-输出套筒，21-棘轮，22-棘爪，23-输出轴一，24-加力手柄，25-棘轮体，26-闷盖，27-闷头，28-反力握把。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。术语“一”、“二”、“三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图5所示，本发明提供了一种用于矿用锚杆的可增大预紧力装置，包括依次连接的双向扳手1、扭矩倍增器和输出套筒20。

如图1所示，扭矩倍增器包括轴向依次设置的三组行星齿轮机构，分别为行星齿轮机构一、行星齿轮机构二和行星齿轮机构三，行星齿轮机构一包括太阳轮一4、齿圈一和三个行星轮一6，行星齿轮机构二包括太阳轮二8、齿圈二和三个行星轮二10，行星齿轮机构三包括太阳轮三12、齿圈三和三个行星轮三14，齿圈一、齿圈二和齿圈三共同构成内齿圈体16，采用筒状结构的内齿圈体16代替齿圈一、齿圈二和齿圈三，使扭矩倍增器为一个整体，并且内齿圈体16靠近双向扳手1的一端设置有端盖3，用于防止扭矩倍增器工作时进入灰尘。三个行星轮一6、三个行星轮二10和三个行星轮三14均分别沿对应的太阳轮的周向均匀分布。太阳轮一4与输入轴2固连，行星轮一6分别与太阳轮一4和内齿圈体16啮合，行星轮一6与行星架一7通过销轴一5连接，行星架一7与太阳轮二8固连，行星轮二10分别与太阳轮二8和内齿圈体16啮合，行星轮二10与行星架二11通过销轴二9连接，行星架二11与太阳轮三12固连，行星轮三14分别与太阳轮三12和内齿圈体16啮合，行星轮三14与行星架三15通过销轴三13连接，行星架三15与输出轴二17固连，从输入轴2到输出轴二17的连接是为了使输入轴2的扭矩从输出轴二17输出，所以上述从输入轴2到输出轴二17的连接可采用现有技术中的连接方式，以实现扭矩的增大输出。扭矩倍增器靠近输出套筒20的一侧外设有锁紧装置，锁紧装置采用反作用力臂19或者反力握把28，用于防止内齿圈体16的旋转，使行星轮绕太阳轮旋转来带动输出轴二17旋转，从而输出扭矩，由于巷道内的土体环境不同，当反作用力臂19能够找到合适的支撑点的时候用反作用力臂19，反作用力臂19设有支架调节器18，可360°任意调整反作用力臂19的位置，改变力臂的角度，以找到合适的位置锁紧内齿圈体16。如图5所示，如果反作用力臂19找不到合适的支撑点，就采用反力握把28，将内齿圈体16的外部与反力握把28的中间的槽固定，人工握住两侧的握把，用于防止防止内齿圈体16的旋转。

如图2和图3所示，双向扳手1包括棘轮体25，棘轮体25的两侧对称设置有加力手柄24，每个加力手柄24远离棘轮体25的一端设置有闷头27，便于操作人员操作，棘轮体25包括棘轮21和棘爪22，棘轮21与输出轴一23固连，棘轮体25远离输出轴一23的一侧设置有闷盖26，用于防止灰尘进入双向扳手1，输出轴一23与输入轴2连接，输出轴一23与输入轴2设置有配套的六棱柱和六棱槽，输出轴一23的六棱柱插入输入轴2端部的六棱槽中，以传输力矩，设置双向扳手1是由于矿用锚杆为高强锚杆，其安装扭矩较大，使双向扳手1比单向扳手更省力，并且可更换不同长度的双头扳手，双向扳手1的输出轴一23输出动力与扭矩倍增器的输入轴2连接，扭矩倍增器的输出轴二17与输出套筒20连接产生扭矩，在使用时，双向扳手1可采用现有技术中的扭矩扳手，或者通过在现有技术中扭矩扳手的基础上增加一个手柄来实现。

如图4所示，输出套筒20与输出轴二17连接，输出轴二17与输出套筒20设置有配套的六棱柱和六棱槽，输出轴二17的六棱柱插入输出套筒20端部的六棱槽中以传输力矩，输出套筒20可采用不同的规格以适用各种大直径螺栓螺母。

上述用于矿用锚杆可增大预紧力装置的使用方法：

根据矿用锚杆的螺母规格选择配套的输出套筒20，将扭矩倍增器的输出轴二17与输出套筒20连接，再将双向扳手1的输出轴一23与扭矩倍增器的输入轴2连接，将输出套筒20套在已锚固好的矿用锚杆的螺母上；通过支架调节器18调节反作用力臂19的位置后拧紧固定，保证内齿圈体16锁紧，不会旋转；通过双向扳手1向输入轴2输出力矩使输入轴2旋转，输入轴2依次通过太阳轮一4、行星轮一6、行星架一7、太阳轮二8、行星轮二10、行星架二11、太阳轮三12、行星轮三14、行星架三15和输出轴二17将力矩输出到输出套筒20，通过输出套筒20将螺母拧紧。

现有技术中的锚杆扳手，输入扭矩为100-150n·m，得到的预紧力仅为18kn左右，不能满足矿用锚杆的安装扭矩要求，在实际中采用本发明中的用于矿用锚杆可增大预紧力装置，输入180n·m扭矩，使到达输出套筒20的扭矩扩大了四倍，为720n·m，矿用锚杆得到的预紧力为110kn，实现了在不增加力臂长度的情况下增大力矩，拧紧螺母，并且能够适应煤矿巷道在狭小空间施加高强预应力的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。