用于锚杆安装的自适应反力臂增扭器的制作方法

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锚杆安装的自适应反力臂增扭器。

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用于锚杆安装的自适应反力臂增扭器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于锚杆安装的自适应反力臂增扭器，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，所述限制转向结构一端通过固定设置在减速增扭器上的固定轴与减速增扭器转动连接，另一端通过球头万向节与伸缩适应结构连接；

所述伸缩适应结构包括台阶轴、弹簧和台阶套杆，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，台阶套杆一端的内部设置有用于容纳所述台阶轴和弹簧的粗孔部以及用于容纳所述台阶轴的第一细杆部的细孔部；台阶套杆的另一端与限制转向结构连接。

所述球头万向节包括球头、限制套和设置在限制转向结构上的球座；所述球头设置在球座内，所述限制套通过螺纹与所述球座连接，进而将所述球头固定在球座内；球头另一端穿过所述限制套后通过螺纹与台阶套杆的另一端连接。

所述限制转向结构还包括柔性保护套，柔性保护套的一端紧固在台阶套杆的另一端端部，另一端紧固在限制套上。

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第二细杆部杆和顶尖部的直径并小于所述台阶轴主体直径的通孔。

所述限制转向结构的一端设置有用于使所述固定轴穿过的通孔，所述限制转向结构套设在所述固定轴上并通过销钉固定。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：（1）采用具有自适应特点的反力臂，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用于锚杆安装的自适应反力臂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用于锚杆安装的自适应反力臂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；

图中：1-输入轴、3-减速增扭器、4-输出轴、5-反力臂、6-锚杆、7-围岩、51-限制性转向结构、52-伸缩适应结构、61锚杆螺母、512-球座、513-限制套、514-球头、515-柔性保护套、521-台阶套杆、522-弹簧、523-顶尖部、524-台阶轴、525-长条槽、526-限位螺栓、527-粗孔部、528-限位盖、529-细孔部。

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用于锚杆安装的自适应反力臂增扭器，包括输入轴1、减速增扭器3、输出轴4和均匀分布在减速增扭器3圆周方向上的多个反力臂5，所述减速增扭器3的输入端与输入轴1固定连接，输出端与所述输出轴4固定连接。输入轴1、减速增扭器3、输出端4依次沿轴向依次采用螺纹和键组合连接、正丝螺纹连接；自适应反力臂5在减速增扭器3圆周方向上连接。

如图2所示，本实施例中，所述反力臂5包括限制转向结构51和伸缩适应结构52，所述限制转向结构51一端通过固定设置在减速增扭器3上的固定轴31与减速增扭器3转动连接，另一端通过球头万向节与伸缩适应结构52连接。

进一步地，如图2所示，所述伸缩适应结构52包括台阶轴524、弹簧522和台阶套杆521，台阶轴524一端设置有用于与顶板围岩6配合的顶尖部523，所述弹簧522套设在所述台阶轴524另一端的第一细杆部上，所述台阶轴524通过所述弧形孔与限制转向结构51转动连接，并通过弹簧522与所述限制转向结构51弹性连接，台阶套杆521一端的内部设置有用于容纳所述台阶轴524和弹簧522的粗孔部527以及用于容纳所述台阶轴524的第一细杆部的细孔部529；台阶套杆521的另一端与限制转向结构51连接。反力臂通过伸缩适应结构52，具有自适应的优点。

进一步地，如图2所示，所述球头万向节包括球头514、限制套513和设置在限制转向结构51上的球座512；所述球头514设置在球座512内，所述限制套513通过螺纹与所述球座512连接，进而将所述球头514固定在球座512内；球头另一端穿过所述限制套513后通过螺纹与台阶套杆521的另一端连接。

进一步地，如图2所示，本实施例中，所述限制转向结构51还包括柔性保护套515，柔性保护套515的一端紧固在台阶套杆521的另一端端部，另一端紧固在限制套513上。柔性保护套515可以防止杂物进入球头万向节中。

进一步地，本实施例中，所述台阶轴524上设置有长条槽525，所述台阶套杆521上设置有限位孔，限位螺栓527通过限位孔插入台阶套杆521并设置在台阶轴524上的长条槽525内，进而限制所述台阶轴524在台阶套杆521内的伸缩范围。则通过限位螺栓527，可以对台阶轴524起到限位作用，使其即可以在台阶套杆521中自由伸缩滑动，又可以避免台阶轴524从台阶套杆521中滑出。

进一步地，本实施例中，所述限制转向结构51的一端设置有用于使所述固定轴31穿过的通孔，所述限制转向结构51套设在所述固定轴31上并通过销钉32固定。限制转向结构51转动设置在减速增扭器3上，使其可以自由调节角度，增加反力臂自适应调节的维度。

具体地，具体地，本实施例中，所述的反力臂4的数量1~4个，当只有1个反力臂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，本实施例的一种用于锚杆安装的自适应反力臂增扭器在使用时，自适应反力臂4的顶尖部523首先接触锚杆5附近的顶板围岩6，通过伸缩适应结构52，调节输出轴4的位置，使之与锚杆6对准；钻机推动本实施例的用于锚杆安装的自适应反力臂增扭器向锚杆方向运动，自适应反力臂5的弹簧522被压缩，直到输出端4与锚杆螺母61连接。进一步，锚杆螺母61上紧的过程中，自适应反力臂5的弹簧522进一步被压缩，通过增加顶尖部523与顶板围岩7之间的接触力，给自适应反力臂5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3和自适应反力臂5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用于锚杆安装的自适应反力臂增扭器，与实施例一相同的是，本实施例包括输入轴1、减速增扭器3、输出轴4和均匀分布在减速增扭器3圆周方向上的多个反力臂5，减速增扭器3的输入端与输入轴1固定连接，输出端与所述输出轴4固定连接。所述反力臂5包括限制转向结构51和伸缩适应结构52，所述限制转向结构51一端通过固定设置在减速增扭器3上的固定轴31与减速增扭器3转动连接，另一端通过球头万向节与伸缩适应结构52连接。伸缩适应结构52包括台阶轴524、弹簧522和台阶套杆521。球头万向节包括包括球头514、限制套513和设置在限制转向结构51上的球座512。

如图4所示，与实施例一不同的是，本实施例中，所述台阶轴524靠近所述顶尖部523的一端设置有第二细杆部，所述台阶套杆521靠近顶尖部523的一端设置有第二限位盖528，所述第二限位盖528的中心设置有孔径大于所述第二细杆部杆和顶尖部523的直径并小于所述台阶轴524主体直径的通孔。则通过第二限位盖529，可以对台阶轴起到限位作用，使其即可以在台阶套杆521中自由伸缩滑动，又可以避免台阶轴524从台阶套杆521中滑出。

综上所述，本实用新型提供了一种用于锚杆安装的自适应反力臂增扭器，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。