一种树脂锚固剂自动喷射及装填装置的制作方法

本发明属于巷道支护技术领域，具体是一种树脂锚固剂自动喷射及装填装置。

背景技术：

锚杆支护是我国煤矿岩巷的主要支护形式。当前国内巷道支护安装树脂锚固剂的现状如下：无论是人工打孔还是自动打孔的锚杆钻机或锚杆钻车，都是采用人工进行树脂锚固剂的装填。钻孔区域处于靠近工作面的无支护的空顶危险区域，与安全区域之间距离较远。工人必须在空顶区手动完成取锚固剂，校正锚固剂进孔方向，装入锚固剂，锚杆入孔，搅拌，螺母预紧等多项工作。工人所处空间狭小，锚固剂的存放空间受限，存放数量少。随着锚护作业的展开，工人需要经常在钻机和锚固剂存放区往返，占用锚护作业时间。该种作业方式:工作区域危险性大，生产效率低。以上为现有技术的不足。

技术实现要素：

本发明为了解决煤矿井下锚钻作业工人作业环境恶劣，高粉尘高瓦斯，安全系数低，劳动强度大，生产效率低问题，提供一种树脂锚固剂自动喷射及装填装置。

本发明采取以下技术方案：一种树脂锚固剂自动喷射及装填装置，包括主体架、装料门、衔接导向喷管、输送链条系统和驱动马达，主体架上下左右设有四块框架箱板，主体架框架箱板上开有装料窗口以及导管口，装料窗口上设有装料门，导管口上设有衔接导向喷管，主体架内设有输送链条系统，输送链条系统由驱动马达驱动，输送链条系统上固定有若干个可与衔接导向喷管对接的导管。

还包括协调连杆、限位杆、升降连杆、升降油缸和限位杆调整机构，主体架上侧框架箱板上预留油缸安装孔和左右导向轴安装孔，油缸安装孔内设有固定在主体架上的升降油缸，升降油缸另一端铰接在升降连杆上，左右导向轴安装孔内分别设有左导向轴和右导向轴，升降连杆与左导向轴和右导向轴构成两个圆柱副，升降连杆两侧最外端有两个连杆安装耳座，两个连杆安装耳座各与一个协调连杆相连，协调连杆的另一端与连接在框架箱板上的衔接导向喷管相连，升降连杆上焊接有限位杆耳座，限位杆耳座上铰接有限位杆，限位杆调整机构包括设置在上侧框架箱板上的调节板，调节板与调节螺钉连接，调节板卡在限位杆一侧。

输送链条系统包括两条带特种附板的滚子链条和管箍，滚子链条与主动链轮和从动链轮构成完整的链传动系统，主动链轮与驱动马达连接，导管通过管箍固定在滚子链条上，导管上设有喷射管头。

限位杆包括限位杆杆体，限位杆杆体上设有限位杆弹簧座，主体架上设有主体架弹簧座，限位杆弹簧座与主体架弹簧座之间安装有拉伸弹簧。

还包括链条张紧机构，链条张紧机构包括链条张紧块、圆螺母、链条张紧螺钉和固定螺钉，链条张紧块通过固定螺钉固定在框架箱板上，从动链轮的从动轴与链条张紧块固定，链条张紧块上设有六角槽，张紧螺钉上部为六角头，张紧螺钉卡在链条张紧块内的六角槽内，张紧螺钉下端设有圆螺母。张紧过程如下：首先将主体架左右两侧下部的链条张紧机构的固定螺钉全部放松。张紧螺钉上部为六角头，卡在链条张紧块内的六角槽内，二者之间不能相对转动。通过旋紧圆螺母来使张紧螺钉拉紧。张紧螺钉带动张紧块下行。左右侧张紧螺钉交替张紧，达到预期的张紧力后，拧紧固定螺钉。最后将圆螺母放松，卸掉张紧螺钉的直接拉力。

1）该喷射装置的初始状态为：升降油缸（不限于该种动力驱动方式）收缩至最短，与此同时，两侧的衔接导向喷管同时处于最外侧伸展状态，限位杆被输送链条系统上的导管I压紧。保证与限位杆接触的导管I与衔接导向喷管同心。

2）驱动马达逆时针旋转，由于链条系统被限位杆卡死，马达继续输出动力，则系统压力持续升高。当马达输入油压到达设定值时，触发电气控制机制，马达停转，导管I保持对齐位置不变。

3）升降油缸开始推出，推力通过升降连杆和协调连杆传递给两端的衔接导向喷管。限位杆随升降连杆升高，当限位杆下端离开导管后，在弹簧拉力左右下，限位杆将摆动至最大行程。与此同时，两根衔接导向喷管同时向内收缩，直至与链条输送系统上的导管I两端的对接管头接触。当油缸压力达到设定值时，反馈给喷射动力源一个信号，高压气体释放，高压气由气源到管道，到衔接导向喷管，到链条导管内的树脂锚固剂尾端，推动树脂锚固剂运动，喷出。完成一次喷射任务。

4）随后，油缸反向开始收缩运动，两根衔接导向喷管同时向外伸出，与导管I上的对接管头脱开，输送链条脱离约束。当油缸杆收缩至最短时，衔接导向喷管外甚至最大行程。油缸压力增大，反馈给驱动马达一个信号，马达开始带动输送链条系统旋转。输送链条系统上的导管II将和限位杆接触，导管II克服弹簧的拉力推动限位杆转动。多次重复步骤2，3，4，则实现多次自动喷射。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：本发明实现了树脂锚固剂的大容量快速装填，自动精准定位，自动喷射，自动再装填。将其应用到自动锚钻系统中，可实现远程控制喷射。将其应用到自动锚钻系统中，锚固剂容量大，不同规格锚固剂兼容性好，提高井下连续化作业安全系数，提高巷道支护机械化程度和支护工作效率，降低劳动强度和生产成本。

附图说明

图1为本发明总装整体结构示意图I；

图2为本发明总装整体结构示意图II；

图3为主体架的结构功能示意图；

图4为链条张紧系统结构构成及原理示意图；

图5为链条输送系统结构示意图；

图6为自动喷射装置的无盖装配图

图7为本发明各机构协调运动原理图a；

图8为本发明各机构协调运动原理图b；

图9为本发明各机构协调运动原理图c；

图10为双油缸驱动密封开闭机构；

图中，1-主体架，2-装料门，3-衔接导向喷管，4-协调连杆，5-限位杆，6-升降连杆，7-升降油缸，8-链条张紧机构，9-输送链条系统，10-驱动马达，11-限位杆调整机构，12-左导向轴，13-限位弹簧，14-右导向轴，15-连杆安装耳座，16-长板，17-导向套、18-油缸耳座，19-限位杆耳座，20-滚子链条、21-导管，22-对接管头，23-管箍，24-树脂锚固剂，25-限位杆弹簧座，26-限位杆杆体，27-调节板，28-调节螺钉，29-导管I，30-导管II，31-链条张紧块，32-圆螺母，33-链条张紧螺钉，34-固定螺钉，35-伸缩油缸。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明的树脂锚固剂自动喷射及装填装置由主体架1，装料门2，衔接导向喷管3，协调连杆4，限位杆5，升降连杆6，升降油缸7，链条张紧机构8，输送链条系统9，驱动马达10和限位杆调整机构11构成。

如图3所示，所述的主体架1为框架结构，构成框架主体，起承重支撑作用。前后方向盖板起外饰防尘作用。下侧框架箱板开有长槽孔，便于落灰落煤。左右两侧框架箱板开有装料窗口和链轮轴安装孔。上侧框架箱板上预留油缸、导向轴安装孔。

图4为链条张紧机构构造图，所述的链条张紧机构8包括链条张紧块31、圆螺母32、链条张紧螺钉33和固定螺钉34，链条张紧块31通过固定螺钉34固定在框架箱板上，从动链轮的从动轴与链条张紧块31固定，链条张紧块31上设有六角槽，张紧螺钉33上部为六角头，张紧螺钉33卡在链条张紧块31内的六角槽内，张紧螺钉33下端设有圆螺母32。张紧过程如下：首先将主体架左右两侧下部的链条张紧机构的固定螺钉34全部放松。张紧螺钉33上部为六角头，卡在链条张紧块31内的六角槽内，二者之间不能相对转动。通过旋紧圆螺母32来使张紧螺钉33拉紧。张紧螺钉33带动张紧块31下行。左右侧张紧螺钉交替张紧，达到预期的张紧力后，拧紧固定螺钉34。最后将圆螺母放松，卸掉张紧螺钉33的直接拉力。

如图5所示为输送链条系统，所述的输送链条系统由两条带特种附板的滚子链条20、导管21、喷射管头22及附属件构成。滚子链条和主、从动链轮构成完整的链传动系统，管箍23将导管21固定在两条滚子链条上。

图6为自动喷射装置的无盖装配图。所述的主体架1上部侧面安装有驱动马达10，直接驱动输送链条系统9旋转运输树脂锚固剂。所述的主体架1上侧中间位置处安装有升降油缸7，升降油缸一端铰接在主体架上，另一端铰接在升降连杆6上。升降连杆6与左导向轴12、右导向轴14构成两个圆柱副，只可以产生上下移动。升降连杆两侧最外端有两个外伸耳座，各与一个协调连杆4相连。协调连杆的另一端与衔接导向喷管3相连。通过这一系列的运动转换，升降油缸7的竖直升降运动将转化为衔接导向喷管3的水平伸缩运动。升降连杆中间的长板16另一面焊接有一个耳座，将限位杆5铰接到升降连杆6上。限位杆5由限位杆弹簧座25和限位杆杆体26构成。在弹簧座25与主体架弹簧座之间安装有一拉伸弹簧13，该弹簧将限制限位杆的摆动自由度。当带有树脂锚固剂的某个导管21与衔接导向喷管3对齐后，马达停转，保持对齐状态不变。升降油缸7升高，则两端的衔接导向喷管3同时收缩，直至与导管21两端的对接管头（22）压紧。喷射系统启动，高压气体推动树脂锚固剂高速飞出，完成喷射任务。

图7、8和9为自动喷射装置的原理实现图。所述的原理实现图说明了输送链条系统中携带有树脂锚固剂的导管如何与可伸缩变动的衔接导向喷管3之间的对齐、定位及再装填功能。图7为限位杆的初始状态：此时所有导管内均装满树脂锚固剂24。升降油缸7收缩至最短，与此同时，两侧的衔接导向喷管3同时处于最外侧伸展状态，限位杆5处于最低姿态。驱动马达10逆时针旋转，带动输送链条系统中与限位杆5接触的导管I29旋转。导管I克服弹簧的拉力推动限位杆5转动，直到限位杆5与调节板27接触后为止。此时，通过调整调节板27的位置，令导管I恰好与衔接导向喷管3同轴对齐。然后锁死调节板27不动。初始状态调节完毕。由于链条系统9卡死，马达10继续输出动力，则系统压力持续升高。当马达输入油压到达设定值时，触发电气控制机制，马达10停转锁死，则输送链条系统9保持不动。

图8为升降油缸升起过程。升降油缸7开始推出，推力通过升降连杆6和协调连杆4传递给两端的衔接导向喷管3。限位杆5随升降连杆6升高，当限位杆5下端离开导管后，在弹簧拉力左右下，限位杆将摆动至最大行程。与此同时，两根衔接导向喷管同时向内收缩，直至与链条输送系统上的导管I两端的对接管头接触。油缸压力继续升高。当油缸压力达到设定值时，反馈给喷射动力源一个信号，高压气体释放，高压气由气源到管道，经衔接导向喷管作用到链条导管内的树脂锚固剂尾端，推动树脂锚固剂运动，喷出。完成一次喷射任务。

图9为升降油缸收缩过程。随后，油缸反向开始收缩运动，两根衔接导向喷管3同时向外伸出，与导管I29上的对接管头22脱开，输送链条9旋转的障碍物消失。当油缸杆收缩至最短时，衔接导向喷管3外伸至最大行程。油缸开始憋压，反馈给驱动马达10一个信号，马达开始带动输送链条系统旋转。输送链条系统上的导管II30将和限位杆5接触，导管II30克服弹簧13的拉力推动限位杆5转动，直到限位杆5与调节板27接触后为止。多次重复各动作，则实现多次自动喷射。

本发明的具体实施方式作进一步说明，根据需要，执行元件的控制系统和动力源既可以高度集成到全自动锚杆钻机上，成为全自动锚杆钻机的一个组成部分，使其结构更加紧凑，也可以设置独立的控制及动力系统。

本发明的具体实施方式作进一步说明，喷管密封开闭的驱动力可以是但不限于是液压油缸推动，链条系统的旋转驱动可以是但不限于是液压马达驱动。本实施例采用液压缸和液压马达是用来说明本发明的，而不是对其做任何限制。

本发明的具体实施方式作进一步说明，实现两侧衔接导向喷管同步动作的机构有很多，可以是但不限于是单液压缸驱动。本实例采用单油缸及升降连杆实现左右两侧衔接导向喷管同步动作，是用来说明本发明，而不是对其做任何限制。举例说明：图7为单升降油缸的一种替代方案，在主体架两端分别放置一个伸缩油缸35，各自连接一个衔接导向喷管3，通过液压或电磁控制来实现两个伸缩油缸的同步运动，实现链条输送系统上导管同时与两侧的衔接导向喷管3之间的密封开闭。双伸缩油缸方案也属于本实施例的保护范围。