自适应反力臂锚杆安装增扭器的制作方法

本实用新型涉及矿井下施工领域，具体涉及一种用于巷道支护的自适应反力臂锚杆安装增扭器。

背景技术：

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）为解决锚杆钻机核定扭矩不足的问题，需要使用增扭器进行锚杆紧固。增扭器有一个把手作为反力臂。在锚杆紧固过程中，增扭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增扭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。（2）增扭器把手的反力作用于钻机上可以在一定程度上解决把手失控伤人，但是等同于加大了锚杆钻机操作人员的把持力，更加容易发生将人甩出的事故。（3）锚杆紧固时，增扭器需要工人用手或者钎杆阻止把手旋转，浪费人力，降低了生产效率。

技术实现要素：

为了解决锚杆支护中锚杆钻机达到最大扭矩时增扭器把手易失控伤人、且浪费人力资源的问题，本实用新型提出了一种自适应反力臂锚杆安装增扭器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种自适应反力臂锚杆安装增扭器，包括输入轴、减速增扭器、输出轴，所述减速增扭器的输入端与输入轴固定连接，输出端与所述输出轴固定连接，还包括均匀分布在减速增扭器圆周方向上的多个反力臂，所述反力臂包括限制转向结构和伸缩适应结构，所述限制转向结构固定设置在减速增扭器上，其上设置有用于限制所述伸缩适应结构的转动角度的弧形孔；所述伸缩适应结构包括台阶轴和弹簧，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，所述台阶轴通过所述弧形孔与限制转向结构转动连接，并通过弹簧与所述限制转向结构弹性连接。

所述反力臂还包括台阶套杆，台阶套杆一端的内部设置有用于容纳所述弹簧的粗孔部以及用于容纳所述台阶轴的细杆部端部的细孔部；所述弧形孔为不等径外弧形孔，所述台阶套杆另一端插入所述不等径外弧形孔内，并通过第一限位盖固定在限制转向结构上。

所述反力臂还包括台阶套杆，台阶套杆一端的内部设置有用于容纳所述弹簧的粗孔部以及用于容纳所述台阶轴的第一细杆部端部的细孔部；

所述弧形孔为不等径弧形孔，所述限制转向结构还包括设置在所述不等径弧形孔内的球形万向环，所述台阶套杆另一端穿过球形万向环中心后通过阻挡螺母与所述球形万向环固定连接。

所述台阶轴上设置有长条槽，所述台阶套杆上设置有限位孔，限位螺栓通过限位孔插入台阶套杆并设置在台阶轴上的长条槽内，进而限制所述台阶轴在台阶套杆内的伸缩范围。

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台阶轴上的第二细杆部杆直径并小于台阶轴主体直径的通孔。

所述弧形孔为不等径弧形孔，所述限制转向结构还包括设置在所述不等径弧形孔内的球形万向环，所述台阶轴另一端的第一细杆部穿过球形万向环中心后通过阻挡螺母与所述球形万向环固定连接。

所述弧形孔为不等径外弧形孔，所述台阶轴另一端的第一细杆部穿过所述不等径外弧形孔后通过第一限位盖固定在限制转向结构上。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：（1）采用自适应反力臂，可以将反力通过顶尖传递到围岩上，代替了工人用手或者钎杆提供反力的方式，杜绝了增扭器把手失控伤人事件发生，提高了安全性。

（2）解决了当前部分增扭器把手将反力作用于钻机上加大锚杆钻机操作人员的把持力，杜绝了因把手反力叠加，造成的钻机骤停，将人甩出的事故，保证了安全。

（3）不需要另外一个人用手或者钎杆阻止把手旋转，减少了人力资源浪费，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种自适应反力臂锚杆安装增扭器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中反力臂的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的一种自适应反力臂锚杆安装增扭器的应用示意图；

图4为本实用新型实施例二中反力臂的结构示意图；

图5为本实用新型实施例三中反力臂的结构示意图；

图中：1输入轴、2减速增扭器、3输出轴、4反力臂、5锚杆、6围岩、41伸缩适应结构、42限制性转向结构、411台阶套杆、412弹簧、413顶尖部、414台阶轴、415长条槽、416限位孔、417限位螺栓、418第一限位盖、419第二限位盖、423不等径外弧形孔、424不等径弧形孔、425球形万向环、51锚杆螺母。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1~3所示，本实用新型实施例一提供了一种自适应反力臂锚杆安装增扭器，包括输入轴1、减速增扭器2、输出轴3和均匀分布在减速增扭器2圆周方向上的多个反力臂4，所述减速增扭器2的输入端与输入轴1固定连接，输出端与所述输出轴3固定连接。

如图3所示，所述反力臂4包括限制转向结构42和伸缩适应结构41，所述限制转向结构42的一端固定设置在减速增扭器2上，其上设置有用于限制所述伸缩适应结构41的转动角度的弧形孔，伸缩适应结构41通过弧形孔与限制转向结构42插接。

具体地，如图2所示，本实施例中，伸缩适应结构41包括台阶轴414、弹簧412和台阶套杆411，所述台阶轴414一端设置有用于与顶板围岩6配合的顶尖部413，所述弹簧412套设在所述台阶轴414另一端的第一细杆部上。台阶套杆411一端的内部设置有用于容纳所述弹簧412的粗孔部以及用于容纳所述台阶轴414的第一细杆部端部的细孔部；所述弧形孔为不等径外弧形孔423，其中，不等径外弧形孔423指的是两端粗中间细的不等径弧形孔。所述台阶套杆411另一端插入所述不等径外弧形孔423内，并通过第一限位盖418固定在限制转向结构42上。具体地，台阶套杆411的另一端较细，并且设置有螺纹，则将台阶套杆411穿过不等径外弧形孔423后，通过螺纹连接第一限位盖418，即可以将套接套杆411转动设置在限制转向结构42上。

本实施例中，通过调节不等径弧形孔422与台阶套杆411细段的直径关系，可以给伸缩适应结构42留足摆动空间。

进一步地，本实施例中，所述台阶轴414靠近所述顶尖部413的一端设置有第二细杆部，所述台阶套杆411靠近顶尖部413的一端设置有第二限位盖419，所述第二限位盖419的中心设置有孔径大于所述第二细杆部杆的直径并小于所述台阶轴414主体直径的通孔。则通过第二限位盖419，可以对台阶轴起到限位作用，使其即可以在台阶套杆411中自由伸缩滑动，又可以避免台阶轴414从台阶套杆411中滑出。

具体地，本实施例中，所述的具有自适应特点的反力臂4的数量1~4个，当只有1个自适应反力臂4时，其随机分布在在减速增扭器2的圆周方向上，若有多个时，则其均匀分布在减速增扭器2圆周方向上。

具体地，如图3所示，本实施例的自适应反力臂锚杆安装增扭器使用时，自适应反力臂4的顶尖部413首先接触锚杆5附近的顶板围岩6，通过伸缩适应结构41，调节输出轴3的位置，使之与锚杆5对准；钻机推动本实施例的自适应反力臂锚杆安装增扭器向锚杆方向运动，自适应反力臂4的弹簧412被压缩，直到输出端3与锚杆螺母51连接。进一步，锚杆螺母51上紧的过程中，自适应反力臂4的弹簧412进一步被压缩，通过增加顶尖部413与顶板围岩6之间的接触力，给自适应反力臂4提供稳定的支点，防止输入端1输入扭矩引起的减速增扭器2和自适应反力臂4的反向旋转，直到锚杆安装完成。

实施例二

本实用新型实施例二提供了一种自适应反力臂锚杆安装增扭器，与实施例一相同的是，本实施例包括输入轴1、减速增扭器2、输出轴3和均匀分布在减速增扭器2圆周方向上的多个反力臂4，减速增扭器2的输入端与输入轴1固定连接，输出端与所述输出轴3固定连接。所述反力臂4包括限制转向结构42和伸缩适应结构41，所述限制转向结构42的一端固定设置在减速增扭器2上，其上设置有用于限制所述伸缩适应结构41的转动角度的不等径外弧形孔423，伸缩适应结构41通过不等径外弧形孔423与限制转向结构42插接。伸缩适应结构41包括台阶轴414、弹簧412和台阶套杆411。

如图4所示，与实施例一不同的是，本实施例中，所述台阶轴414上设置有长条槽415，所述台阶套杆411上设置有限位孔416，限位螺栓417通过限位孔416插入台阶套杆411并设置在台阶轴414上的长条槽415内，进而限制所述台阶轴414在台阶套杆411内的伸缩范围。则通过限位螺栓，可以对台阶轴414起到限位作用，使其即可以在台阶套杆411中自由伸缩滑动，又可以避免台阶轴414从台阶套杆411中滑出。

实施例三

本实用新型实施例三提供了一种自适应反力臂锚杆安装增扭器，与实施例一和实施例二相同的是，本实施例包括输入轴1、减速增扭器2、输出轴3和均匀分布在减速增扭器2圆周方向上的多个反力臂4，减速增扭器2的输入端与输入轴1固定连接，输出端与所述输出轴2固定连接。所述反力臂4包括限制转向结构42和伸缩适应结构41，所述限制转向结构42的一端固定设置在减速增扭器2上，其上设置有用于限制所述伸缩适应结构41的转动角度的弧形孔；

与实施例一和实施例二不同的是，本实施例中对伸缩适应结构41做了简化处理，其不包括台阶套杆411，限制转向结构42上的弧形孔为不等径弧形孔424，其中，不等径弧形孔424指的是两端细中间粗的不等径弧形孔。所述限制转向结构42还包括设置在所述不等径弧形孔424内的球形万向环425，弹簧412套设在所述台阶轴414另一端的第一细杆部上，所述台阶轴414另一端的第一细杆部直接穿过球形万向环425中心后通过阻挡螺母426与所述球形万向环425固定连接。台阶轴414上的第一细杆部设置有螺纹段，阻挡螺母426通过螺纹与台阶轴414连接将台阶轴414固定，阻挡螺母426直径大于不等径外弧形孔424的最大直径。

本实施例通过内置球形万向环425，使得本实用新型的反力臂在使用时耐磨性强，不会因为磨损影响台阶套杆411或台阶轴与限制转向结构42连接处的强度。而且，通过简化伸缩适应结构41，使其结构简单，安装更加方便。

进一步地，本实施例中，伸缩适应结构41也可以如实施例一和实施例二一样，设置台阶套杆411，使台阶轴414通过弹簧设置在台阶套杆411内，然后将台阶套杆411通过球形万向环425与限制转向结构42连接。

进一步地，本实施例中，所述限制转向结构42上的弧形孔也可以如实施例一和实施例二一样，设置为不等径外弧形孔423，进而限制转向结构42上也不设置球形万向环425，台阶轴414的第一细杆部直接通过第一限位盖转动设置在限制转向结构上。

综上所述，本实用新型提供了一种自适应反力臂锚杆安装增扭器，采用自适应反力臂，可以将反力通过顶尖传递到围岩上，代替了工人用手或者钎杆提供反力的方式，杜绝了增扭器把手失控伤人事件发生，提高了安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。