一种锚杆梁及锚杆扳手的制作方法

1.本发明属于隧道施工设备技术领域，尤其涉及一种锚杆梁及锚杆扳手。


背景技术：

2.在矿山、铁路、公路、水电、煤炭等工程施工中，锚杆台车设备是不可缺少的主要支护设备。目前，锚杆的种类很多，但锚杆台车主要还是以实心锚杆和空心锚杆为主，对于实心锚杆和空心锚杆，两者的支护作业流程还是有区别的，实心锚杆的支护作业流程为：钻锚杆孔
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向锚杆孔中注浆
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在锚杆孔中插锚杆；中空锚杆的支护作业流程为：钻锚杆孔
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在锚杆孔中插锚杆
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由锚杆向锚杆孔注浆。由于中空锚杆的综合力学性能好，且便于顶部支护作业，因此，该作业流程应用较为广泛。
3.申请公布号为cn112627870a的中国发明专利申请公开了一种中空注浆锚杆回转头，包括推进梁和滑动座，滑动座上滑动装配在推进梁上，滑动座上设置有支撑架，第一支撑架上设有第一轴套，第一轴套连接有第二轴套，支撑架上安装有驱动马达，第一轴套内安装有回转主轴，第二轴套（即壳体）内安装有回转钎尾（即注浆传动轴），回转钎尾的端部连接有用于安装中空锚杆的连接套；回转主轴与回转钎尾同轴布置且连接在一起，驱动马达的输出轴延伸至第一轴套内且与回转主轴传动连接，进而驱动回转钎尾转动；回转钎尾内具有轴向延伸的泥浆通道和径向延伸的进浆孔，第二轴套与回转钎尾之间形成泥浆腔，泥浆腔通过进浆孔与泥浆通道连通，第二轴套外侧设有注浆接头，注浆接头与泥浆腔连通。在注浆工作时，泥浆通过注浆接头进入泥浆腔，之后进入泥浆通道，以向中空锚杆输送泥浆。
4.现有技术中，用于锚固的泥浆水灰比一般较低（浓稠度大），在泥浆经过通道变径（泥浆腔）处时，因为节流效应导致流速改变而产生离析，从而造成堵管问题，导致泥浆不能经过注浆接头进入注浆腔或不能通过注浆腔挤入进浆孔，影响注浆作业。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种锚杆扳手，以解决现有技术中在泥浆经过通道变径处时，因为节流效应导致流速改变而产生离析，从而造成堵管的技术问题；本发明的目的还在于提供一种锚杆梁。
6.为实现上述目的，本发明锚杆扳手的技术方案是：锚杆扳手，包括：滑动座，用于滑动装配在推进梁上；扳手体，设置在滑动座上，扳手体包括壳体和注浆传动轴，注浆传动轴转动装配在壳体上，且注浆传动轴的两端均伸出壳体，壳体与注浆传动轴之间设有泥浆腔，注浆传动轴具有泥浆通道和进浆孔，泥浆腔通过进浆孔与泥浆通道连通；所述注浆传动轴上设有螺旋叶片，在注浆传动轴转动时，以搅拌泥浆和保证进入进浆孔内泥浆的压力。
7.有益效果是：通过在注浆传动轴上设置螺旋叶片，在注浆传动轴转动时，在螺旋叶
片的搅动及推动下，泥浆会挤向进浆孔，这样不仅通过对泥浆二次加压以弥补泥浆输送过程中的压损，保证泥浆均匀密实和注浆可靠，还通过对泥浆二次搅拌减轻泥浆输送过程中的离析，避免堵管问题，提高施工效率和施工质量。
8.作为进一步的改进，在注浆传动轴的轴向上于进浆孔的两侧分别设有所述的螺旋叶片，进浆孔两侧的螺旋叶片的旋向相反。
9.有益效果是：通过在进浆孔两侧均设置螺旋叶片，以进一步保证泥浆输送的压力和泥浆充分搅动。
10.作为进一步的改进，所述注浆传动轴上还设有环形板，所述螺旋叶片和环形板在注浆传动轴的轴向上分别处于进浆孔的两侧。
11.有益效果是：通过在进浆孔两侧分别设置螺旋叶片和环形板，以进一步保证泥浆输送的压力和泥浆充分搅动。
12.作为进一步的改进，所述锚杆扳手包括驱动装置，所述注浆传动轴的一端通过联轴器与驱动装置的驱动轴连接，滑动座上设有两个支架，驱动装置的驱动轴转动装配在其中一个支架上，壳体支撑在另一个支架上。
13.有益效果是：这样设计，保证锚杆扳手和驱动装置的稳定性。
14.作为进一步的改进，所述壳体上设有注浆接口，注浆接口的数量为两个。
15.有益效果是：这样设计，有利于向壳体内注浆以及清洗壳体。
16.作为进一步的改进，所述壳体上设有压力传感器。
17.有益效果是：压力传感器能够对进浆孔处的泥浆压力实时监测，并及时调整压力值，以保证注浆饱满密实，进而提高施工质量。
18.作为进一步的改进，所述进浆孔沿注浆传动轴的周向间隔布置有至少两个。
19.有益效果是：这样设计，保证泥浆能够快速进入泥浆通道内。
20.作为进一步的改进，所述进浆孔为沿注浆传动轴轴向延伸的腰圆孔。
21.作为进一步的改进，所述滑动座包括第一滑动板和第二滑动板，第二滑动板滑动装配在推进梁上，第一滑动板滑动装配在第二滑动板上，扳手体固设在第一滑动板上，第一滑动板和第二滑动板之间设有换向油缸。
22.有益效果是：通过换向油缸往复运动，以驱动扳手体往复运动，以使锚杆冲击锚杆孔，进而使锚杆顺利推进锚杆孔中。
23.为实现上述目的，本发明锚杆梁的技术方案是：锚杆梁，包括推进梁和锚杆扳手，所述锚杆扳手包括：滑动座，用于滑动装配在推进梁上；扳手体，设置在滑动座上，扳手体包括壳体和注浆传动轴，注浆传动轴转动装配在壳体上，且注浆传动轴的两端均伸出壳体，壳体与注浆传动轴之间设有泥浆腔，注浆传动轴具有泥浆通道和进浆孔，泥浆腔通过进浆孔与泥浆通道连通；所述注浆传动轴上设有螺旋叶片，在注浆传动轴转动时，以搅拌泥浆和保证进入进浆孔内泥浆的压力。
24.有益效果是：通过在注浆传动轴上设置螺旋叶片，在注浆传动轴转动时，在螺旋叶片的搅动及推动下，泥浆会挤向进浆孔，这样不仅通过对泥浆二次加压以弥补泥浆输送过程中的压损，保证泥浆均匀密实和注浆可靠，还通过对泥浆二次搅拌减轻泥浆输送过程中
的离析，避免堵管问题，提高施工效率和施工质量。
25.作为进一步的改进，在注浆传动轴的轴向上于进浆孔的两侧分别设有所述的螺旋叶片，进浆孔两侧的螺旋叶片的旋向相反。
26.有益效果是：通过在进浆孔两侧均设置螺旋叶片，以进一步保证泥浆输送的压力和泥浆充分搅动。
27.作为进一步的改进，所述注浆传动轴上还设有环形板，所述螺旋叶片和环形板在注浆传动轴的轴向上分别处于进浆孔的两侧。
28.有益效果是：通过在进浆孔两侧分别设置螺旋叶片和环形板，以进一步保证泥浆输送的压力和泥浆充分搅动。
29.作为进一步的改进，所述锚杆扳手包括驱动装置，所述注浆传动轴的一端通过联轴器与驱动装置的驱动轴连接，滑动座上设有两个支架，驱动装置的驱动轴转动装配在其中一个支架上，壳体支撑在另一个支架上。
30.有益效果是：这样设计，保证锚杆扳手和驱动装置的稳定性。
31.作为进一步的改进，所述壳体上设有注浆接口，注浆接口的数量为两个。
32.有益效果是：这样设计，有利于向壳体内注浆以及清洗壳体。
33.作为进一步的改进，所述壳体上设有压力传感器。
34.有益效果是：压力传感器能够对进浆孔处的泥浆压力实时监测，并及时调整压力值，以保证注浆饱满密实，进而提高施工质量。
35.作为进一步的改进，所述进浆孔沿注浆传动轴的周向间隔布置有至少两个。
36.有益效果是：这样设计，保证泥浆能够快速进入泥浆通道内。
37.作为进一步的改进，所述进浆孔为沿注浆传动轴轴向延伸的腰圆孔。
38.作为进一步的改进，所述滑动座包括第一滑动板和第二滑动板，第二滑动板滑动装配在推进梁上，第一滑动板滑动装配在第二滑动板上，扳手体固设在第一滑动板上，第一滑动板和第二滑动板之间设有换向油缸。
39.有益效果是：通过换向油缸往复运动，以驱动扳手体往复运动，以使锚杆冲击锚杆孔，进而使锚杆顺利推进锚杆孔中。
40.作为进一步的改进，所述推进梁的两侧分别设有机械手和锚杆库，机械手用于将锚杆库中的锚杆抓取到推进梁的上方。
41.有益效果是：这样设计，能够实现自动输送锚杆，有利于实现自动化，降低劳动强度。
42.作为进一步的改进，所述锚杆扳手的注浆传动轴上设有锚杆安装工装。
43.作为进一步的改进，所述推进梁上还设有夹杆装置。
44.有益效果是：夹杆装置能够实现接杆功能，以便于长锚杆施工作业。
附图说明
45.图1为本发明锚杆梁的实施例1的结构示意图；图2为图1中锚杆扳手的结构示意图；图3为图2中注浆传动轴的结构示意图；图4为图1中锚杆安装工装的结构示意图；
图5为图1中夹杆装置的结构示意图；图中：101、推进梁；102、锚杆扳手；103、锚杆安装工装；104、夹杆装置；105、第一驱动马达；106、机械手传动轴；107、机械手；108、锚杆库；11、第二驱动马达；12、输出轴；13、联轴器；14、压力传感器；15、注浆接口；16、壳体；17、注浆传动轴；18、第一支架；19、第一滑动板；20、第二滑动板；21、换向阀；22、换向油缸；23、第二支架；24、进浆孔；25、第一螺旋叶片；26、第二螺旋叶片；27、固定孔；28、第一耳板；29、第二耳板；30、避让孔；31、拉线板；32、工装体；33、夹板拉线；34、喇叭口；35、注浆密封；36、扭簧；37、夹板；41、支撑架；42、护板；43、夹爪；44、夹紧油缸；45、衬套座；46、衬套。
具体实施方式
46.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
47.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
49.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
50.本发明锚杆梁的实施例1：如图1所示，锚杆梁包括推进梁101、锚杆扳手102、锚杆安装工装103、夹杆装置104、机械手107以及锚杆库108，以推进梁101的延伸方向为前后方向，锚杆扳手102由推进油缸（未显示）驱动，以使其沿前后方向滑动装配在推进梁101上，锚杆安装工装103安装在锚杆扳手102的前端；夹杆装置104安装在推进梁101的后端；机械手107和锚杆库108分别设置在推进梁101的左右两侧。
51.本实施例中，机械手107止转装配在机械手传动轴106上，机械手传动轴106由第一驱动马达105驱动转动，以带动机械手107左右摆动，其中，第一驱动马达105为液压马达；机械手107用于从锚杆库108抓取锚杆，抓取锚杆后将锚杆放置在推进梁101的上方。其中，机械手107和锚杆库108为现有成熟产品，能够自动供给和抓取锚杆，机械手107和锚杆库108的结构和工作原理在此不再赘述。
52.本实施例中，机械手107具有轻抓紧和重抓紧两个功能，在锚杆插入锚杆安装工装
103时，采用重抓紧功能，有利于锚杆插入锚杆安装工装103内；在锚杆往锚杆孔力推送时，采用轻抓紧功能，有利于将锚杆插入并顺利送入锚杆孔。
53.如图2和图3所示，锚杆扳手102包括滑动座、扳手体以及第二驱动马达11，其中，第二驱动马达11构成驱动装置，且其为液压马达。滑动座包括第一滑动板19和第二滑动板20，第一滑动板19和第二滑动板20可沿前后方向相对滑动。具体的，第一滑动板19上设有第一耳板28，第二滑动板20上设有第二耳板29，第一耳板28和第二耳板29之间设有换向油缸22，换向油缸22的一端铰接在第一耳板28上，换向油缸22的另一端铰接在第二耳板29上，通过换向油缸22的伸缩实现第一滑动板19和第二滑动板20在前后方向上的相对往复滑动。其中，换向油缸22通过油管连接有换向阀21，换向阀21为高频换向阀。
54.本实施例中，第一滑动板19的下侧面设有燕尾槽，燕尾槽沿前后方向延伸，第二滑动板20的上侧面设有与燕尾槽适配的凸起，第一滑动板19和第二滑动板20通过燕尾槽和凸起导向配合实现相对滑动。
55.本实施例中，第二滑动板20上设有固定孔27，第二滑动板20通过固定孔27固定有滑块，滑块处于第二滑动板20的下方，第二滑动板20在推进梁101上沿前后方向滑动。
56.本实施例中，第一滑动板19上设有第一支架18和第二支架23，第一支架18和第二支架23分别设置在第一滑动板19的前后两端，其中，第二支架23上设有避让孔30，避让孔30用于避让换向油缸22。
57.如图2所示，扳手体和第二驱动马达11传动连接，扳手体和第二驱动马达11通过第一支架18和第二支架23支撑，以设置在第一滑动板19的上方，而且扳手体和第二驱动马达11能够随着第一滑动板19运动。其中，换向油缸22处于扳手体的正下方。
58.如图2和图3所示，扳手体包括壳体16和注浆传动轴17，注浆传动轴17转动装配在壳体16上，且注浆传动轴17的前后两端均伸出壳体16；壳体16与注浆传动轴17之间设有泥浆腔，注浆传动轴17为中空结构，注浆传动轴17具有泥浆通道和进浆孔24，泥浆通道沿前后方向延伸，泥浆腔通过进浆孔24与泥浆通道连通。
59.本实施例中，壳体16上设有注浆接口15，注浆接口15的数量为两个，以便于注浆和清洗壳体16。
60.本实施例中，注浆传动轴17的后端通过联轴器13与第二驱动马达11的输出轴12连接，注浆传动轴17的前端用于连接锚杆安装工装103；第一支架18支撑在壳体16的下部，第二驱动马达11的输出轴12转动装配在第二支架23上。
61.本实施例中，注浆传动轴17上设有螺旋叶片，在注浆传动轴17转动时，以搅拌泥浆和保证进入进浆孔24内泥浆的压力。具体的，如图3所示，在进浆孔24的前后两侧分别设有第一螺旋叶片25和第二螺旋叶片26，第一螺旋叶片25和第二螺旋叶片26的旋向相反，在注浆传动轴17转动时，第一螺旋叶片25和第二螺旋叶片26共同将泥浆挤向进浆孔24，以搅拌泥浆和保证进入进浆孔24内泥浆的压力。其中，壳体16上设有压力传感器14，压力传感器14在前方方向上处于第一螺旋叶片25和第二螺旋叶片26之间，以检测进浆孔24处的压力。
62.本实施例中，进浆孔24沿注浆传动轴17的周向间隔布置有四个，且进浆孔24为沿注浆传动轴17轴向延伸的腰圆孔，以保证泥浆能够快速进入泥浆通道内。
63.如图4所示，锚杆安装工装103包括拉线板31、工装体32、夹板拉线33、喇叭口34、注浆密封35、扭簧36以及夹板37，其中，锚杆安装工装103为现有成熟产品，其工作原理与授权
公告号为cn212867601u中公开的锚杆安装装置的工作原理相同。如图5所示，夹杆装置104包括支撑架41、护板42、夹爪43、夹紧油缸44、衬套座45以及衬套46，其中，夹杆装置104为现有成熟产品，其工作原理与授权公告号为cn209556955u中公开的自动夹持钻杆装置的工作原理相同。
64.在工作时，机械手107抓取锚杆并送至推进梁101上方，锚杆扳手102向前滑动，锚杆安装工装103的注浆密封35包裹锚杆杆体，且夹板37夹紧锚杆杆体。由于锚杆安装工装103的前端为喇叭口34，便于锚杆进入锚杆安装工装103内。
65.之后，向前推送锚杆，如果在推送锚杆的过程中遇到锚杆孔塌孔或者锚杆孔不直，锚杆将难以推进锚杆孔，此时通过换向阀21驱动换向油缸22进行高频往复运动，以驱动扳手体往复运动，并经锚杆安装工装103带动锚杆往复运动，以使锚杆冲击锚杆孔，进而使锚杆顺利推进锚杆孔中。
66.完成锚杆推送后，第二驱动马达11经联轴器13带动注浆传动轴17转动，以旋紧锚杆安装工装103内锚杆上的螺母，第二驱动马达11的油管液压根据实际施工需求进行设定，保证螺母拧紧力矩满足施工需求，且在达到所需的扭矩后，第二驱动马达11会自动停止旋转。
67.最后进行注浆工序，泥浆经壳体16上的注浆接口15进入注浆腔，再经进浆孔24进入注浆传动轴17的泥浆通道，之后进入锚杆安装工装103内，最终进入锚杆和锚杆孔内实现锚杆锚固。
68.由于注浆传动轴17上设置旋向相反的第一螺旋叶片25和第二螺旋叶片26，在注浆传动轴17旋转时，两螺旋叶片均将泥浆送向进浆口24，这样不仅通过对泥浆二次加压以弥补泥浆输送过程中的压损，保证泥浆均匀密实和注浆可靠，还通过对泥浆二次搅拌减轻泥浆输送过程中的离析，避免堵管问题。同时，设置在壳体16上的压力传感器14，对进浆孔24处的泥浆压力实时监测，并及时调整，以保证注浆饱满密实，进而提高施工效率和施工质量。
69.在锚杆施工过程中，如果需要打长锚杆时，需要对锚杆进行接杆操作，以满足施工需求。接杆时，首先由夹杆装置104上的夹紧油缸44驱动夹爪43夹紧上一根锚杆的连接套，用机械手107从锚杆库108取一根锚杆放置在推进梁101的上方，锚杆扳手102向前推进，使锚杆安装工装103上的夹板37在扭簧36的作用下夹紧锚杆，然后打开锚杆扳手102的第二驱动马达11，带动锚杆旋转，以将该锚杆与上一根锚杆连接在一起，完成接杆动作，最后进行锚杆其他工序的施工。
70.为了防止在施工过程中对夹杆装置104产生破坏，在夹杆装置104上设置护板42，以对夹爪43、夹紧油缸44等结构进行保护。为了维护方便，将衬套座45做成可拆卸的，方便在衬套46磨损时进行更换。
71.本发明锚杆梁的实施例2：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，在注浆传动轴17的轴向上于进浆孔24的前后两侧分别设有第一螺旋叶片25和第二螺旋叶片26，第一螺旋叶片25和第二螺旋叶片26的旋向相反，以在注浆传动轴17转动时，增大进浆孔24处的泥浆压力。本实施例中，在注浆传动轴的轴向上于进浆孔的前后两侧分别设有螺旋叶片和环形板，以在注浆传动轴转动时，增大进浆孔处的泥浆压力。在其他实施例中，可以不设置环形板，仅在进浆孔的前侧
或后侧设置螺旋叶片，此时进浆孔距离壳体相应的端板较近。
72.本发明锚杆梁的实施例3：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，第一滑动板19上设有第一支架18和第二支架23，第二驱动马达11的输出轴12转动装配在第二支架23上，壳体16支撑在第一支架18上。本实施例中，基于壳体支撑在第一支架上的情况下，第二驱动马达支撑在第二支架上。
73.本发明锚杆梁的实施例4：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，壳体16上设有注浆接口15，注浆接口15的数量为两个。本实施例中，壳体上仅设置一个注浆接口。
74.本发明锚杆扳手的实施例，该锚杆扳手与上述锚杆梁的实施例1至4中任一个所述的锚杆扳手的结构相同，在此不再赘述。
75.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。