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大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
錨桿鉆機(jī)
文件類型和號碼:
美國專利權(quán) 4201270
摘要:
操作者控制錨桿鉆機(jī)通過一個揉性軸帶動鉆頭和一個為實現(xiàn)鉆進(jìn)的錨桿鉆機(jī)桅桿的相互移動插入一根錨桿在無支護(hù)的礦井頂部，這時操作者站在被支護(hù)的巷道下面的車體旁邊。因為揉性軸轉(zhuǎn)動同時在一個靜止位置和一個工作位置之間的運動，錨桿鉆機(jī)的桅桿被固定在巷道頂部，錨桿鉆機(jī)鉆頭安裝在可作線性移動的滑道上并且在收縮位置和擴(kuò)展位置之間轉(zhuǎn)動，用以通過錨桿鉆機(jī)在巷道頂部鉆孔，并且通過螺栓將錨桿緊固在所鉆的孔處。
發(fā)明家:
瑞比斯,威廉一. (勒克星敦、文學(xué)碩士, 美國)
哈戈,漢斯一. (費斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池、文學(xué)碩士, 美國)
布魯斯,艾佛烈 H. (貝爾蒙、文學(xué)碩士, 美國)
申請編號: 906237
文件日期: 05/15/1978
出版日期: 05/06/1980
主要種類: 173/193
其他種類: 81/57.25, 81/57.41, 173/46, 173/52, 405/259.1, 405/303
發(fā)明的背景：
1、發(fā)明的領(lǐng)域
現(xiàn)在的發(fā)明領(lǐng)域涉及到地下的礦井巷道頂部的支護(hù)，并且更特別是，這種趨勢正向著依靠機(jī)械裝置在礦井頂部鉆孔并將錨桿插入孔中的方向發(fā)展。
2、之前的技術(shù)描述
在地下礦井中，巷道頂部支護(hù)是通過插入戶頂土層鉆孔中的錨桿來實現(xiàn)的。機(jī)械裝置能夠鉆孔的足夠深度，要比機(jī)械裝置所在的礦井出口處的高度大，這時有美國的一項專利所描述的，專利號. 4,057,115。在美國專利號為4，003，233的專利中描述到機(jī)械裝置能夠?qū)㈠^桿插入鉆孔中。
雖然進(jìn)步已經(jīng)在錨桿鉆機(jī)裝置中表現(xiàn), 但是仍然有一些理由被認(rèn)為錨桿支護(hù)采礦職業(yè)中最危險的。插入戶頂錨桿的操作者站在沒有護(hù)頂支護(hù)的區(qū)有附近。它是操作者在這鉆孔而且插入錨桿不支護(hù)的區(qū)域.。結(jié)果, 操作者有遭受被不支護(hù)的護(hù)頂砸在身上甚至送命的危險.。我本人就受過傷，是由飛來的鉆鋼和用于緊固錨桿的工具所造成的，工人也遭受過危險而且滑進(jìn)了采礦裝置的旋轉(zhuǎn)部分。
發(fā)展很有前景且具有安裝功能的錨桿鉆機(jī)的嘗試已經(jīng)在簡單的情形下取得了有限制的成功，這是當(dāng)錨桿的長度短于礦井出口的高度的時候。這些嘗試已經(jīng)導(dǎo)致那些昂貴并且復(fù)雜的系統(tǒng)可靠性低，這些系統(tǒng)的可靠性低大多是由于移動部分和聯(lián)系的再次調(diào)整。需要有為改進(jìn)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)不受前面所提到的不利因素的影響的興起。
設(shè)計要求：
1、操作者控制錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)在礦井的護(hù)頂土層處進(jìn)行鉆孔并且將錨桿插入所鉆的孔，這時操作者站在安全區(qū)域，上述系統(tǒng)包含；
（1）具有遠(yuǎn)距離操作位置的結(jié)構(gòu)；
（2）錨桿鉆機(jī)要實現(xiàn)在護(hù)頂土層鉆孔，上述鉆機(jī)意味著要有固定的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)靜止位置和工作位置之間關(guān)于軸向的樞軸運動；
（3）首先要實現(xiàn)錨桿鉆頭和上述結(jié)構(gòu)的有效的連接來實現(xiàn)鉆機(jī)靜止位置和工作位置之間沿軸線方向的樞軸運動；
（4）錨桿鉆機(jī)插錨作業(yè)就是要實現(xiàn)在護(hù)頂土層中通過錨桿鉆機(jī)所鉆的孔中插入錨桿，上述錨桿的插入過程是通過該結(jié)構(gòu)在收縮位置和擴(kuò)展 位置之間的運動來實現(xiàn)的，錨桿插入過程也包括上述機(jī)構(gòu)的滑動和沿軸線方向的樞軸運動；
（5）其次要實現(xiàn)收縮位置和擴(kuò)展位置之間的錨桿鉆機(jī)的隔板和錨桿插入機(jī)構(gòu)運送的有效連接，當(dāng)在縮回位置時錨桿鉆機(jī)的隔板離操作者的工作位置最近，這就是當(dāng)時操作者為何能夠?qū)㈠^桿插入其所要插入的孔中。
2、錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)在上述的要求1的基礎(chǔ)上還要有柔性軸驅(qū)動鉆頭的鉆進(jìn)。
3、錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)在上述的要求1的基礎(chǔ)上也要有長接合高度鉆桿的鉆進(jìn)。
4、錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)在上述要求1的基礎(chǔ)上要求錨桿鉆機(jī)隔板計劃包括一個能夠達(dá)到上述滑動要求的動力頭，上述滑動要求達(dá)到樞軸性的設(shè)計，再次要求運轉(zhuǎn)的連接到滑槽和該設(shè)計，這因為樞軸性的運動是沿滑槽作軸線運動。
5、錨桿鉆機(jī)在系統(tǒng)１中要求，包括一個隔板為了推進(jìn)錨桿插入鉆孔中并且滑板按指定的軌跡移動并與頂板錨桿接合，上述隔板要求連接到上述結(jié)構(gòu)和滑板上。
6、操作者控制錨桿鉆機(jī)是現(xiàn)在礦井頂部土層鉆孔并且將錨桿插入到鉆孔中，這時操作者處于一個安全區(qū)域或是一支護(hù)區(qū)域，上述系統(tǒng)包括：
（1）一個結(jié)構(gòu)框架；
（2）鉆機(jī)鉆頭在礦井頂部土層的指定位置鉆孔，上述鉆機(jī)鉆頭計劃對具有一定深度鉆孔進(jìn)行組態(tài)，該深度大于礦井出口的高度，上述鉆機(jī)鉆頭應(yīng)達(dá)到隔板在靜止位置和工作位置之間的關(guān)于軸線方向的樞軸運動；
（3）首先執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照要求有效的連接到錨桿鉆機(jī)鉆頭和鉆機(jī)鉆頭計劃關(guān)于軸線方向的樞軸運動的機(jī)構(gòu)上；
（4）錨桿鉆機(jī)隔板按指定的要求將一根錨桿插入在礦井頂部土層由錨桿鉆機(jī)鉆頭工具所鉆的孔中，上述錨桿鉆機(jī)隔板工具包括滑道工具和一個動力頭，上述滑道工具要達(dá)到按照關(guān)于軸線方向的樞軸性運動的機(jī)架上，該滑道的線性運動是在收縮位置和擴(kuò)展位置之間進(jìn)行的，上述動力頭是經(jīng)過滑道工具和在收縮位置和擴(kuò)展位置之間的線性運動被運送的，該動力頭對一組具有一定長度的錨桿進(jìn)行組態(tài)，該長度是不再比進(jìn)入并在其內(nèi)由上述錨桿鉆機(jī)鉆頭鉆孔的礦井出口的高度長的長度，上述的鉆頭工具和錨桿鉆機(jī)隔板工具是關(guān)于軸線方向獨立運動的；
（5）其次鉆機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效的連接到具有指定的線性運動的滑道上，該滑道是在上述的收縮位置和擴(kuò)展位置之間；
（6）第三執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效的連接到上述滑道工具和上述動力頭關(guān)于軸線方向的樞軸運動的機(jī)架上；
（7）當(dāng)在收縮位置是上述錨桿鉆機(jī)隔板距離上述操作位置最近，憑此操作者站在上述的操作位置就可以控制錨桿鉆機(jī)隔板將錨桿裝入。
7、錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)在要求６的基礎(chǔ)上要求上述鉆機(jī)鉆頭包括一個鉆頭和一個主臂，該鉆頭通過主臂運送，第四執(zhí)行機(jī)構(gòu)要有效的連接到上述鉆頭和用以實現(xiàn)其移動的主臂上，該移動是鉆頭相對于主臂的，實質(zhì)上鉆頭被驅(qū)動在主臂上作垂直移動，上述主臂關(guān)鍵要在軸線方向上運動并且達(dá)到上述機(jī)架位置。
8、錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)在要求７的基礎(chǔ)上包括連接到上述動力頭的扭矩裝置，該扭矩裝置對接合插入的錨桿和緊固該錨桿所需的預(yù)定扭矩進(jìn)行組態(tài)。
9、操作者控制錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)在礦井頂部土層進(jìn)行鉆孔和在所鉆的孔中插入錨桿，這時操作者處于安全區(qū)域，該系統(tǒng)包括：
（1）一個帶有遠(yuǎn)離的操作站的機(jī)架；
（2）錨桿鉆機(jī)鉆頭在頂部土層鉆孔，上述錨桿鉆機(jī)鉆頭要有效的連接到機(jī)架上，該機(jī)架實現(xiàn)在靜止位置和工作位置之間關(guān)于軸線方向的樞軸運動；
（3）首先工具有效的連接到上述鉆機(jī)鉆頭和實現(xiàn)樞軸運動的機(jī)架上，該運動是鉆頭在靜止位置和工作位置之間的關(guān)于最初軸方向的移動；
（4）錨桿鉆機(jī)隔板指定的將錨桿插入在頂部土層有鉆機(jī)鉆頭所鉆的孔中，該錨桿鉆機(jī)隔板移動到實現(xiàn)滑動的機(jī)架上，在這收縮位置和擴(kuò)展位置之間運動被取消；上述錨桿鉆機(jī)隔板包括一個動力頭和滑道，滑道樞軸的達(dá)到機(jī)架上；
（5）其次工作機(jī)構(gòu)有效的連接到錨桿鉆機(jī)隔板和為了實現(xiàn)隔板在收縮位置和擴(kuò)展位置之間滑動的機(jī)架上；
（6）第三工作機(jī)構(gòu)有效的連接到滑道和機(jī)架上，該機(jī)架能夠?qū)崿F(xiàn)滑道關(guān)于最初軸的樞軸運動；
（7）當(dāng)在收縮位置時上述錨桿鉆機(jī)隔板距離操作者的位置最近，憑此操作者可以在當(dāng)其處在上述操作位置是在隔板上插入錨桿。
10、操作者控制錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)在礦井頂部土層進(jìn)行鉆孔和在所鉆的孔中插入錨桿，這時操作者處于安全區(qū)域，該系統(tǒng)包括：
（1）一個帶有遠(yuǎn)離的操作站的機(jī)架；
一個為了實現(xiàn)在頂部土層鉆孔的揉性軸鉆機(jī)鉆頭，該鉆頭連接到機(jī)架上為了實現(xiàn)在靜止位置和工作位置之間的運動；
首先工作機(jī)構(gòu)有效的連接到鉆頭和機(jī)架上，為了實現(xiàn)鉆頭在上述靜止位置和工作位置之間的移動；
（2）錨桿鉆機(jī)隔板指定的將錨桿插入早頂部土層有鉆頭所鉆的孔，上述隔板連接到機(jī)架上為了實現(xiàn)其在收縮位置和擴(kuò)展位置之間的運動；
（3）其次工作機(jī)構(gòu)有效的連接到上述錨桿鉆機(jī)隔板和機(jī)架上為了實現(xiàn)隔板在上述收縮位置和擴(kuò)展位置之間的移動，當(dāng)在收縮位置時上述錨桿鉆機(jī)隔板距離操作者的位置最近，憑此操作者可以在當(dāng)其處在上述操作位置是在隔板上插入錨桿；
（4）第三工作機(jī)構(gòu)連接到機(jī)架上；
（5）一個滑板連接到上述的第三工作機(jī)構(gòu)上，該滑板對推進(jìn)錨桿插入所鉆的孔進(jìn)行組態(tài)，該工作機(jī)構(gòu)移動滑板進(jìn)入鉆孔并同錨桿接合?！ ?
發(fā)明的摘要：
本發(fā)明是預(yù)防錨桿鉆機(jī)不受前面所提到的不利因素和限制的目標(biāo)。發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是將提供一套簡單而且可靠鉆進(jìn)和插入錨桿的系統(tǒng)，特別是錨桿的長度長于礦井出口的高度的情況。
發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一套簡單而且可靠的錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使操作者可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的鉆進(jìn)和插入錨桿，在這個過程中隔板移動到操作者的后方緊固錨桿，這要比錨桿在操作者的前方插入安全。這樣的一套系統(tǒng)包括一個移動隔板，該粗糙的機(jī)械裝置要比以前錨桿插入系統(tǒng)簡單而且更可靠。
然而發(fā)明的另一個目標(biāo)是為操作者提供可以通過柔性軸鉆頭控制錨桿鉆機(jī)或是控制另一個比縫合線高度鉆孔機(jī)和一個錨桿隔板長，為鉆進(jìn)和插入錨桿進(jìn)入礦井的不支護(hù)的護(hù)頂土層，這時操作者遠(yuǎn)離而且置于有支護(hù)的護(hù)頂下面。揉性軸鉆頭安放在錨桿鉆機(jī)的框架上而且被限制在一個休息位置和一個工作位置之間轉(zhuǎn)動，錨桿鉆機(jī)隔板配置成彎曲而且進(jìn)給錨桿有一個能夠順利通過礦井出口高度的長度。錨桿鉆機(jī)隔板的頭部固定在可作線性移動的滑道上，用以限制一個被撤回的位置和一個擴(kuò)大的位置之間的回轉(zhuǎn)的運動為了要用被有柔性鉆頭在礦井的護(hù)頂土層鉆孔并且在每個孔中插入錨桿。在被撤回的位置中，隔板不需要操作者直接參與適當(dāng)?shù)貙㈠^桿移開從一被支護(hù)的位置，它來自一個操作員的錨桿鉆機(jī)或安全的區(qū)域.。當(dāng)鉆機(jī)鉆頭在它的工作位置時錨桿孔被鉆進(jìn)。在完成鉆進(jìn)步驟的基礎(chǔ)上，鉆機(jī)鉆頭轉(zhuǎn)動到它的休息位置，而且鉆機(jī)隔板被搬到它的廣大位置。 一個控制器為排列錨桿和鉆孔而提供。 一個液壓動力盤推動錨桿插入更深的錨桿孔中。錨桿鉆機(jī)隔板預(yù)定的轉(zhuǎn)矩和鉆機(jī)夾緊力來實現(xiàn)錨桿支護(hù)。
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