一种钻套组件及自动锚护作业用新型钻箱的制作方法

1.本发明属于巷道支护的技术领域，具体公开了一种钻套组件及自动锚护作业用新型钻箱。


背景技术：

2.井工开采方式是中国煤炭资源主要开采方式，支护工作面作为矿井作业人员分布较为密集的工作场所，伴之巷道掘进后随即进行支护工作，其作业环境也较为恶劣。传统支护工艺流程主要靠人工打钻、锚固，存在锚固设备功能单一、配套协调性差，作业效率低、用人多、安全性差等缺陷，因此容易造成采掘失衡严重。
3.目前，智能锚护机器开始被研制并逐步取代传统锚杆机，经试验发现，使用普通钻箱进行自动锚护作业时容易出现下列问题，导致钻箱发生故障。
4.（1）当前煤矿普遍使用的锚杆为阻尼式锚杆，其尾部装配有阻尼式零件，在锚杆紧固过程中通过阻尼件是否扭断判断锚杆扭矩是否紧固到位，扭断的阻尼件脱落至钻套内，随着作业次数的增多，累积的阻尼件会对钻箱的正常使用功能造成影响。
5.（2）根据锚杆支护技术规范标准，完成作业的锚杆托盘朝向须一致，普通钻箱在对锚杆进行搅拌、紧固过程中，托盘会随着锚杆进行旋转，朝向随机分布，工人需对托盘朝向进行逐一矫正，劳动作业量较大。
6.（3）普通钻箱依据锚杆的六方形状，其钻套内部与锚杆接触面设计为内六方以便对锚杆进行限位，但更换钻杆过程中，须对其限位面进行对正方可装入，因井下低照度环境，更换过程耗时较长。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种钻套组件及自动锚护作业用新型钻箱，以改善背景技术所述问题。
8.本发明提供一种钻套组件，用于连接马达传动轴和阻尼式锚杆，顶端设置有用于供阻尼式锚杆底端的螺母插入的限位孔，两侧对称设置有用于供阻尼件插入与阻尼式锚杆底端的螺母固定连接的阻尼件脱出孔；阻尼件脱出孔与限位孔连通，设置有向底端倾斜的阻尼件脱出斜面。
9.进一步地，上述钻套组件包括钻套和抵柱；限位孔和阻尼件脱出孔均设置在钻套上，钻套的底端还设置有与限位孔和阻尼件脱出孔均连通的抵柱安装孔；阻尼件脱出孔的顶面和底面均为斜面；抵柱的顶面对称设置有抵柱斜面，抵柱插设在抵柱安装孔中，抵柱斜面与阻尼件脱出孔的底面相接构成阻尼件脱出斜面。
10.进一步地，钻套上设置有抵柱装配孔，抵柱装配件穿过抵柱装配孔压紧抵柱。
11.进一步地，钻套的限位孔为锯齿孔，齿数为阻尼式锚杆上螺母齿数的两倍，锯齿角度与阻尼式锚杆上螺母锯齿角度相等。
12.本发明还提供一种自动锚护作业用新型钻箱，包括钻箱箱体、钻箱马达、马达传动
轴、阻尼件和阻尼式锚杆；钻箱马达和马达传动轴安装在钻箱箱体上，钻箱马达驱动马达传动轴旋转；马达传动轴和阻尼式锚杆通过上述钻套组件连接，阻尼式锚杆上螺母的锯齿嵌合在限位孔的锯齿中。
13.进一步地，阻尼式锚杆上的螺母为六方螺母，钻套的限位孔为十二面锯齿孔。
14.进一步地，阻尼式锚杆上转动安装有锚杆托盘；钻箱箱体的两侧对称设置有两个托盘夹持爪，两个托盘夹持爪的间距不小于托盘边长，不大于托盘对角线长度的一半。
15.进一步地，托盘夹持爪与钻箱箱体可拆卸连接。
16.进一步地，钻箱马达为液压马达，钻箱箱体上设置有配液板，配液板上设计有液压马达进出液口。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。
18.1、本发明匹配于自动锚护机器中，钻套上阻尼件脱出孔的设计，避免了阻尼件落入钻套中影响钻箱使用性能的问题，提升了钻箱在自动锚护作业过程中的可靠性。
19.2、钻套的限位孔采用两倍限位面对阻尼式锚杆进行限位，可实现阻尼式锚杆多角度装入，使得拆装钻杆更为便捷，提升了锚护作业的检修及正常工作效率，减轻了工人劳动作业量。
20.3、增设可拆卸式托盘夹持爪，可保证所安装的多个托盘朝向一致，并保证该结构可依据实际情况的更换匹配性，推动了锚护作业少人化、自动化进程，对矿井锚护作业标准化建设具有有益效果。
21.综上所述，上述钻套组件及自动锚护作业用新型钻箱能够较大提升煤矿井下锚护效率，较传统钻箱预计提升功效3-4倍，是目前实现国内巷道支护快速、安全、高效的一种理想装备。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为钻套组件的结构图；图2为钻套组件的爆炸图；图3为阻尼件脱出钻套组件的示意图；图4为自动锚护作业用新型钻箱的结构图；图5为自动锚护作业用新型钻箱的爆炸图；图6为托盘夹持爪未安装在钻箱箱体上的状态图；图7为托盘夹持爪安装在钻箱箱体上的状态图；图8为螺母与限位孔的配合图。
24.图标：1-钻箱箱体、2-钻箱马达、3-配液板、4-托盘夹持爪、5-马达传动轴、6-抵柱、7-钻套、7.1-限位孔、7.2-阻尼件脱出孔、7.3-抵柱装配孔、8-锚杆托盘、9-阻尼式锚杆、9.1-螺母、10-阻尼件、11-抵柱装配件、12-托盘夹持爪装配孔、13-阻尼件脱出路径。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
26.实施例1本实施例提供一种钻套组件，用于连接马达传动轴5和阻尼式锚杆9，顶端设置有用于供阻尼式锚杆9底端的螺母9.1插入的限位孔7.1，两侧对称设置有用于供阻尼件10插入与阻尼式锚杆9底端的螺母9.1固定连接的阻尼件脱出孔7.2；阻尼件脱出孔7.2与限位孔7.1连通，设置有向底端倾斜的阻尼件脱出斜面。
27.进一步地，上述钻套组件包括钻套7和抵柱6；限位孔7.1和阻尼件脱出孔7.2均设置在钻套7上，钻套7的底端还设置有与限位孔7.1和阻尼件脱出孔7.2均连通的抵柱安装孔；阻尼件脱出孔7.2的顶面和底面均为斜面；抵柱6的顶面对称设置有抵柱斜面，抵柱6插设在抵柱安装孔中，抵柱斜面与阻尼件脱出孔7.2的底面相接构成阻尼件脱出斜面。
28.进一步地，钻套7上设置有抵柱装配孔7.3，运用顶丝将抵柱6装配于抵柱装配孔7.3位置，抵柱装配件11（比如销、螺栓）穿过抵柱装配孔7.3压紧抵柱6。
29.进一步地，钻套7的限位孔7.1为锯齿孔，齿数为阻尼式锚杆上螺母9.1齿数的两倍，锯齿角度与阻尼式锚杆上螺母9.1锯齿角度相等。
30.实施例2本实施例提供一种自动锚护作业用新型钻箱，包括钻箱箱体1、钻箱马达2、马达传动轴5、阻尼件10和阻尼式锚杆9；钻箱马达2和马达传动轴5安装在钻箱箱体1上，钻箱马达2驱动马达传动轴5旋转；马达传动轴5和阻尼式锚杆9通过上述钻套组件连接，阻尼式锚杆上螺母9.1的锯齿嵌合在限位孔7.1的锯齿中。
31.进一步地，阻尼式锚杆9上的螺母9.1为六方螺母，钻套7的限位孔7.1为十二面锯齿孔。
32.进一步地，阻尼式锚杆9上转动安装有锚杆托盘8；钻箱箱体1的两侧对称设置有两个托盘夹持爪4，两个托盘夹持爪4的间距不小于托盘边长，不大于托盘对角线长度的一半，设计公式依据式（1）进行，以保证在锚杆托盘8可进入两个托盘夹持爪4之间的同时，相对阻尼式锚杆9不发生相对转动。
33.l≤s ≤d/2
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（1）式中：l——托盘长边，单位为毫米（mm）；s——夹持间距，单位为毫米（mm）；d——托盘对角线长度，单位为毫米（mm）。
34.考虑应对不同工况的普遍适用性，托盘夹持爪4与钻箱箱体1可拆卸连接。托盘夹持爪4与钻箱箱体1上均设置有托盘夹持爪装配孔12，通过螺栓进行紧固，保证的拆装的简易、快捷性。
35.进一步地，钻箱马达2为液压马达，钻箱箱体1上设置有配液板3，配液板3上设计有液压马达进出液口。
36.上述自动锚护作业用新型钻箱的工作原理如下。
37.现矿井锚固普遍使用的锚杆为阻尼式锚杆9，阻尼式锚杆9外部套有锚杆托盘8，内部装有阻尼件14。锚杆托盘8的作用是把螺母锁紧力矩所产生的推力传递给顶帮，产生初锚力。阻尼件10的作用是保证螺母锁紧力矩达到规定要求。因此在锚固作业过程中，多个锚杆托盘8安装后各边需保持平行，同时阻尼件10在阻尼式锚杆9紧固到位是必须脱出，避免对多次作业后的所述钻箱1使用性能造成影响。
38.托盘夹持爪4左右对称安装于钻箱箱体1，其间距s介于对应锚杆托盘8边长于对角线长度一半之间，钻箱马达2提供的回转动力通过马达传动轴5传递给钻套7，钻套7带动阻尼式锚杆9进行旋转运动，使阻尼式锚杆9进行孔内搅拌，在此过程中，托盘夹持爪4可保证锚杆托盘8相对于锚杆9不发生相对运动，保证了锚杆托盘8成排安装后的规范性。
39.钻套7与阻尼式锚杆9以面限位形式传递扭矩动力，在对阻尼式锚杆9紧固完成后，钻套7带动螺母9.1继续旋转的同时螺母9.1沿着阻尼式锚杆9向上移动，阻尼件10被阻尼件脱出孔7.2扭断，阻尼件10在离心力的作用下，可轻松沿着阻尼件脱出斜面被甩出，保证了钻箱的使用性能。
40.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。