锚杆支护施工设备的制作方法

1.本发明涉及巷道支护装置的技术领域，具体地，涉及一种锚杆支护施工设备。


背景技术：

2.在国内外煤矿、金属矿山等领域，通过锚杆支护可以有效控制围岩的变形，因此锚杆支护的应用较为广泛。以煤矿巷道支护为例，现有锚杆支护工艺流程为：使用钻杆在煤巷围岩钻孔，人工将树脂锚固剂塞进钻设的孔内，放入锚杆搅拌，待锚固剂固化后预紧锚杆。
3.但是现有锚杆支护施工工艺存在主要问题有：1、钻设完孔之后，围岩在采动应力作用下容易出现塌孔现象，人工将锚固剂塞入钻孔这一步骤难度高，尤其是在煤岩体较为破碎或钻孔壁凹凸不平时，需要耗费一定的时间才能完成锚固剂的安装，降低了支护效率。2、钻孔、安装锚固剂和预紧需要借助不同的机具完成，拆卸钻杆、不同机具的切换消耗时间较长。另外，现有锚杆施工工艺机具种类繁多，耗时长，效率低，工人劳动强度大，已经无法满足煤矿巷道快速支护的需求。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本发明的实施例提出一种使用方便、且支护效率高且成本低的锚杆支护施工设备。
6.根据本发明的实施例的锚杆支护施工设备，包括：基座；转动组件，所述转动组件包括转轴和第一驱动部件，所述转轴内贯穿有第一通道，所述转轴和所述驱动部件均设于所述基座上，所述第一驱动部件与所述转轴相连，以用于驱动所述转轴转动；锚杆组件，所述锚杆组件包括预紧螺母和锚杆，所述锚杆内设有通孔，所述预紧螺母配合在所述锚杆上，所述预紧螺母止转地配合在所述第一通道的前端，所述转轴可以带动所述锚杆沿所述第一通道的长度方向移动；伸缩组件，所述伸缩组件包括柱塞轴和第二驱动部件，所述柱塞轴和所述第二驱动部件均设于所述基座上，所述柱塞轴的前端滑动配合在所述第一通道内，所述第二驱动件与所述柱塞轴相连，以用于驱动所述柱塞轴沿所述第一通道的长度方向移动，所述柱塞轴内贯穿有第二通道，所述第二通道通过所述第一通道与所述通孔连通；止回组件，所述止回组件设于所述第二通道内，所述止回组件可以使液体仅沿所述第二通道朝向所述通孔的方向流动，所述止回组件包括阀体、磁性阀芯和磁性件，所述磁性阀芯和所述磁性件设于所述阀体内，所述磁性阀芯在第一位置和第二位置可变化，所述磁性阀芯位于第一位置时，所述磁性阀芯吸附在所述磁性件上，以封堵所述第二通道；所述磁性阀芯位于第二位置时，所述磁性阀芯与所述磁性件分离，以导通所述第二通道。
7.根据本发明的实施例的锚杆支护施工设备，在锚杆钻进施工时，可以通过第二通道向钻孔内注入液体，以对锚杆端部的钻头进行冷却，且便于钻孔内渣屑的排出；当钻孔结束后，可以通过第二通道向钻孔内注入锚固剂，然后通过转轴对锚杆组件进行预紧，从而本发明的锚杆支护施工设备可以实现巷道锚杆支护工艺中多个步骤，降低了工人劳动强度，
提高了巷道支护效率，成本低，结构简单，便于安装和维护。另外，本发明的锚杆支护施工设备通过将止回组件设于第二通道内以避免液体的回流，从而进一步地提高了锚杆支护施工设备的支护效率。另外，由于磁性阀芯和磁性件的密封作用可以避免锚杆支护施工设备工作时液体回流现象，从而进一步地提高了锚杆支护施工设备的工作效率。
8.在一些实施例中，所述阀体的内周壁具有环形的固定部，所述磁性件设于所述固定部上，所述磁性阀体穿过所述固定部，所述磁性阀体具有封堵部和限位部，所述封堵部与所述限位部相连，所述限位部用于限制所述磁性阀体与所述阀体脱离，所述磁性阀芯位于第一位置时，所述封堵部吸附在所述磁性件上。
9.在一些实施例中，所述第二通道为多个，所述止回组件为多个，多个所述止回组件与多个所述第二通道一一对应。
10.在一些实施例中，所述第二通道为三个。
11.在一些实施例中，所述锚杆支护施工设备还包括密封组件，所述密封组件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件设于所述预紧螺母和所述第一通道之间，所述第二密封件设于所述柱塞轴和所述第一通道之间。
12.在一些实施例中，所述第一密封件为o型密封圈、v型密封圈、j型无骨架防尘圈和y型密封圈中的至少一种，和/或，所述第二密封件为o型密封圈、v型密封圈、j型无骨架防尘圈和y型密封圈中的至少一种。
13.在一些实施例中，所述伸缩组件还包括支架和调节套，所述支架设于所述基座上，所述柱塞轴与所述支架和所述调节套滑动配合，所述调节套与所述支架相连，且所述调节套沿所述柱塞轴的长度方向位置可调。
14.在一些实施例中，所述调节套与所述支架螺纹连接。
15.在一些实施例中，所述第一驱动部件包括第一传动件、第二传动件和第一驱动器，所述第一传动件与所述第一驱动器同轴连接，所述第一传动件与所述第二传动件传动配合，所述第二传动件与所述转轴同轴相连。
16.在一些实施例中，所述第一驱动器为电机、液压马达、气缸和内燃机中的至少一种。所述第二驱动部件包括第二驱动器，所述第二驱动器为电缸、气缸、线性液压马达中的至少一种。
附图说明
17.图1是本发明实施例的锚杆支护施工设备的示意图。
18.图2是本发明实施例的锚杆支护施工设备的剖视图。
19.图3是本发明实施例的锚杆支护施工设备的主视图。
20.图4是本发明实施例的锚杆支护施工设备的锚杆组件的半剖图。
21.图5是本发明实施例的锚杆支护施工设备的柱塞轴的侧视图。
22.图6是本发明实施例的锚杆支护施工设备的止回组件的剖视图。
23.附图标记：
24.1、基座；
25.2、转动组件；21、转轴；211、第一通道；22、第一驱动部件；221、第一传动件；222、第二传动件；223、第一驱动器；
26.3、锚杆组件；31、预紧螺母；32、锚杆；321、通孔；33、调心球垫；34、托盘；35、锚杆尾部限位块；
27.4、伸缩组件；41、柱塞轴；411、第二通道；4111、一号第二通道；4112、二号第二通道；4113、三号第二通道；42、第二驱动部件；421、第二驱动器；422、第三传动件；43、支架；44、调节套；
28.5、止回组件；51、阀体；511、固定部；52、磁性阀芯；521、封堵部；522、限位部；53、磁性件；531、磁铁安装座；532、磁铁；
29.6、密封组件；61、第一密封件；62、第二密封件。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.下面参考附图描述根据本发明实施例的锚杆支护施工设备。
32.如图1至图6所示，根据本发明实施例的锚杆支护施工设备，包括：基座1、转动组件2、锚杆组件3、伸缩组件4和止回组件5。
33.如图1至图3所示，转动组件2包括转轴21和第一驱动部件22，转轴21内贯穿有第一通道211，转轴21和第一驱动部件22均设于基座1上，第一驱动部件22与转轴21相连，第一驱动部件22用于驱动转轴21转动。锚杆组件3包括预紧螺母31和锚杆32，锚杆32内设有通孔321，预紧螺母31配合在锚杆32上，预紧螺母31止转地配合在第一通道211的前端，转轴21可以带动预紧螺母31转动，以使锚杆32沿第一通道211的长度方向(如图2中的前后方向)移动。伸缩组件4包括柱塞轴41和第二驱动部件42，柱塞轴41和第二驱动部件42均设于基座1上，柱塞轴41的前端滑动配合在第一通道211内，第二驱动件与柱塞轴41相连，第二驱动件用于驱动柱塞轴41沿第一通道211的长度方向移动，柱塞轴41内贯穿有第二通道411，第二通道411通过第一通道211与通孔321连通，止回组件5设于第二通道411内，止回组件5可以使液体仅沿第二通道411朝向通孔321的方向(如图2中从后至前的方向)单向流动。
34.如图6所示，止回组件5包括阀体51、磁性阀芯52和磁性件53，磁性阀芯52和磁性件53设于阀体51内，磁性阀芯52在第一位置和第二位置可变化，磁性阀芯52位于第一位置时，磁性阀芯52吸附在磁性件53上，以封堵第二通道411；磁性阀芯52位于第二位置时，磁性阀芯52与磁性件53分离，以导通第二通道411。
35.如图6所示，在锚杆支护施工设备的工作过程中，当液体沿第二通道411朝向通孔321的方向流动时，液体的压力克服磁性阀芯52和磁性件53的磁性力后会冲开磁性阀芯52和磁性件53，从而使得第二通道411导通。当第二通道411内没有液体流过，或者液体反向流动时，由于磁性阀芯52和磁性件53的限位作用可以使得第二通道411封闭，以避免液体的回流。
36.根据本发明的实施例的锚杆支护施工设备，在锚杆32钻进施工时，可以通过第二通道411向钻孔内注入液体，以对锚杆32进行冷却，且便于钻孔内渣屑的排出；当钻孔结束后，可以通过第二通道411向钻孔内注入锚固剂，然后通过转轴21对锚杆组件3进行预紧，从而本发明的锚杆支护施工设备可以实现巷道锚杆支护工艺中多个步骤，降低了工人劳动强度，提高了巷道支护效率，成本低，结构简单，便于安装和维护，另外，本发明的锚杆支护施
工设备通过将止回组件5设于第二通道411内以避免液体的回流，从而进一步地提高了锚杆支护施工设备的支护效率，另外，由于磁性阀芯52和磁性件53的密封作用可以避免锚杆支护施工设备工作时液体回流现象，从而进一步地提高了锚杆支护施工设备的工作效率。
37.具体地，如图6所示，阀体51的内周壁具有环形的固定部511，磁性件53设于固定部511上，磁性阀体51穿过固定部511，可选地，磁性件53包括磁铁安装座531和磁铁532，磁铁安装座531和磁铁532均为环形结构，磁铁安装座531设于固定部511，磁铁532设于磁铁安装座531上。磁性阀体51具有封堵部521和限位部522，封堵部521与限位部522相连，限位部522用于限制磁性阀体51与阀体51脱离，换言之，限位部522可以限制磁性阀体51沿阀体51轴向的移动范围。磁性阀芯52位于第一位置时，封堵部521吸附在磁性件53上，以使磁性阀体51与磁性件53构成环形线密封，从而进一步地避免锚杆支护施工设备工作时液体回流现象。
38.可选地，如图2和图5所示，第二通道411为多个，止回组件5为多个，多个止回组件5与多个第二通道411一一对应，例如，第二通道411为三个，其中一号第二通道4111与泵送水的管路相连，二号第二通道4112与泵送双组分锚固剂a组分的管路相连，三号第二通道4113与泵送双组分锚固剂b组分的管路相连。
39.进一步地，如图2所示，锚杆支护施工设备还包括密封组件6，密封组件6包括第一密封件61和第二密封件62，例如，第一密封件61和第二密封件62为o型密封圈、v型密封圈、j型无骨架防尘圈或y型密封圈。第一密封件61设于预紧螺母31和第一通道211之间，第二密封件62设于柱塞轴41和第一通道211之间，从而在本发明的实施例的锚杆支护施工设备进行钻孔时，可以确保高压水流全部进入锚杆32内的通孔321中从而避免液体的泄漏。
40.在一些实施例中，如图1至图3所示，伸缩组件4还包括支架43和调节套44，支架43设于基座1上，柱塞轴41与支架43和调节套44滑动配合，调节套44与支架43相连，且调节套44沿柱塞轴41的长度方向位置可调，可以理解的是，由于柱塞轴41与支架43滑动配合，所以柱塞轴41不会与转轴21发生相对转动，由于调节套44沿柱塞轴41的长度方向位置可调，因此，可以通过调节调节套44的位置以控制柱塞轴41的伸缩行程。例如，调节套44与支架43螺纹连接，因此可以通过旋转调节套44以调整柱塞轴41与支架43的相对位置。
41.在一些实施例中，如图1至图3所示，第一驱动部件22包括第一传动件221、第二传动件222和第一驱动器223，第一传动件221与第一驱动器223同轴连接，第一传动件221与第二传动件222传动配合，第二传动件222与转轴21同轴相连。例如，第一传动件221和第二传动件222均为齿轮。
42.可选地，第一驱动器223为电机、液压马达、气缸和内燃机中的至少一种。例如，第一驱动器223为液压马达。可选地，第二驱动部件42包括第二驱动器421和第三传动件422，第三传动件422安装在柱塞轴41的侧壁，且第三传动件422与第二驱动器421相连。第二驱动器421为电缸、气缸、线性液压马达中的至少一种，例如，第二驱动器421为直线电机。
43.如图1至图6所示，根据本发明实施例的锚杆支护施工设备的工作原理如下：
44.(1)钻孔
45.锚杆支护作业循环开始，第一驱动器223正转，以带动第一传动件221正转，因为第一传动件221和第二传动件222相互啮合，因此在第一传动件221的带动下，第二传动件222反转。因第二传动件222同轴安装在转轴21上，因此转轴21反转。锚杆32后端的预紧螺母31与转轴21相连，锚杆尾部限位块35与锚杆32固定连接，且在锚杆尾部限位块35的作用下锚
杆32和转轴21一起转动，利用锚杆32头部的钻头进行钻孔。
46.钻孔过程中，由于第二密封件62的内外两侧分别接触转轴21和柱塞轴41，柱塞轴41受到摩擦力产生的扭矩，在支架43的作用下，柱塞轴41不发生旋转，从而使得柱塞轴41不随转轴21一起转动。柱塞轴41中的一号第二通道4111传递水至锚杆32的头部，以用于排除煤渣和冷却钻头，由于第一密封件61和第二密封件62的作用，可以确保高压水流进入锚杆32的通孔321内，而不外漏。具体地，如图4所示，锚杆组件3包括：锚杆32、锚杆尾部限位块35、预紧螺母31、调心球垫33和托盘34，其中锚杆尾部限位块35、预紧螺母31、调心球垫33和托盘34沿锚杆32的长度方向顺序布置。当钻孔至指定深度或者当锚杆尾部限位块35紧贴预紧螺母31，预紧螺母31紧贴着调心球垫33、调心球垫33紧贴着托盘34、托盘34紧贴围岩时，钻孔完成。
47.(2)锚注
48.钻孔完成后，第一驱动器223停止转动，柱塞轴41中的一号第二通道4111停止泵送水至锚杆32的通孔321内；柱塞轴41的二号第二通道4112和三号第二通道4113分别传递锚固剂的a组分和b组分，两种组分的锚固剂同时被传递到锚杆32的通孔321和锚杆32与围岩之间的间隙中，由于第一密封件61和第二密封件62的作用，可以确保锚固剂的a组分和b组分进入锚杆32的通孔321内，而不外漏，泵送锚固剂至预设量后，停止泵送，锚固剂的各个组分混合反应后，实现锚固功能。
49.(3)预紧
50.锚注完成且锚固剂凝固后，第一驱动器223反转，通过第一传动件221、第二传动件222带动预紧螺母31转动，此时预紧螺母31的转动方向与钻孔过程的转动方向相反，预紧螺母31不断挤压紧贴在围岩上的托盘34，实现对锚杆32的预紧，在预紧过程中，锚杆32相对转轴21向远离围岩方向平动；在第一驱动器223反转的同时，第二驱动器421开始工作，第二驱动器421驱动第三传动件422向远离围岩方向平动，由于第三传动件422安装在柱塞轴41的侧壁，因此第三传动件422带动柱塞轴41主动向远离围岩方向平动，为锚杆32预紧留出空间，直至预紧过程完成。当预紧结束后，锚杆32与转轴21分离，第二驱动器421反向工作，柱塞轴41相对转轴21平动，逐渐回复原始位置，且柱塞轴41向远离围岩方向运动的最大距离可以通过柱塞轴41伸缩行程调节块进行调整。
51.上面工艺步骤完成后，根据施工需求，进行下一个作业循环，每个作业循环中，本发明的实施例的锚杆支护施工设备的工作原理一致，因此不再赘述。
52.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
53.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
54.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
56.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
57.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。