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大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
錨桿鉆機(jī)
文件類(lèi)型和號(hào)碼:
美國(guó)專(zhuān)利權(quán) 4201270
摘要:
操作者控制錨桿鉆機(jī)通過(guò)一個(gè)揉性軸帶動(dòng)鉆頭和一個(gè)為實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)的錨桿鉆機(jī)桅桿的相互移動(dòng)插入一根錨桿在無(wú)支護(hù)的礦井頂部，這時(shí)操作者站在被支護(hù)的巷道下面的車(chē)體旁邊。因?yàn)槿嘈暂S轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)在一個(gè)靜止位置和一個(gè)工作位置之間的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)的滑道上并且在收縮位置和擴(kuò)展位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，用以通過(guò)錨桿鉆機(jī)在巷道頂部鉆孔，并且通過(guò)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(guó))
哈戈,漢斯一. (費(fèi)斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池、文學(xué)碩士, 美國(guó))
布魯斯,艾佛烈 H. (貝爾蒙、文學(xué)碩士, 美國(guó))
申請(qǐng)編號(hào): 906237
文件日期: 05/15/1978
出版日期: 05/06/1980
主要種類(lèi): 173/193
其他種類(lèi): 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(shì)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(guò)插入戶頂土層鉆孔中的錨桿來(lái)實(shí)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(shí)有美國(guó)的一項(xiàng)專(zhuān)利所描述的，專(zhuān)利號(hào). 4,057,115。在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)為4，003，233的專(zhuān)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(xiǎn)的。插入戶頂錨桿的操作者站在沒(méi)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(xiǎn).。我本人就受過(guò)傷，是由飛來(lái)的鉆鋼和用于緊固錨桿的工具所造成的，工人也遭受過(guò)危險(xiǎn)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(jiǎn)單的情形下取得了有限制的成功，這是當(dāng)錨桿的長(zhǎng)度短于礦井出口的高度的時(shí)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(dòng)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(jì)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(shí)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(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)靜止位置和工作位置之間關(guān)于軸向的樞軸運(yùn)動(dòng)；
（3）首先要實(shí)現(xiàn)錨桿鉆頭和上述結(jié)構(gòu)的有效的連接來(lái)實(shí)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(yùn)動(dòng)；
（4）錨桿鉆機(jī)插錨作業(yè)就是要實(shí)現(xiàn)在護(hù)頂土層中通過(guò)錨桿鉆機(jī)所鉆的孔中插入錨桿，上述錨桿的插入過(guò)程是通過(guò)該結(jié)構(gòu)在收縮位置和擴(kuò)展 位置之間的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，錨桿插入過(guò)程也包括上述機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)和沿軸線方向的樞軸運(yùn)動(dòng)；
（5）其次要實(shí)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(yùn)送的有效連接，當(dāng)在縮回位置時(shí)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(shí)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(dòng)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(zhǎng)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(jì)劃包括一個(gè)能夠達(dá)到上述滑動(dòng)要求的動(dòng)力頭，上述滑動(dòng)要求達(dá)到樞軸性的設(shè)計(jì)，再次要求運(yùn)轉(zhuǎn)的連接到滑槽和該設(shè)計(jì)，這因?yàn)闃休S性的運(yùn)動(dòng)是沿滑槽作軸線運(yùn)動(dòng)。
5、錨桿鉆機(jī)在系統(tǒng)１中要求，包括一個(gè)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(dòng)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(shí)操作者處于一個(gè)安全區(qū)域或是一支護(hù)區(qū)域，上述系統(tǒng)包括：
（1）一個(gè)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(jì)劃對(duì)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(yùn)動(dòng)；
（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(jì)劃關(guān)于軸線方向的樞軸運(yùn)動(dòng)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(gè)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的機(jī)架上，該滑道的線性運(yùn)動(dòng)是在收縮位置和擴(kuò)展位置之間進(jìn)行的，上述動(dòng)力頭是經(jīng)過(guò)滑道工具和在收縮位置和擴(kuò)展位置之間的線性運(yùn)動(dòng)被運(yùn)送的，該動(dòng)力頭對(duì)一組具有一定長(zhǎng)度的錨桿進(jìn)行組態(tài)，該長(zhǎng)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(zhǎng)的長(zhǎng)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(dú)立運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)力頭關(guān)于軸線方向的樞軸運(yùn)動(dòng)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(gè)鉆頭和一個(gè)主臂，該鉆頭通過(guò)主臂運(yùn)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(shí)現(xiàn)其移動(dòng)的主臂上，該移動(dòng)是鉆頭相對(duì)于主臂的，實(shí)質(zhì)上鉆頭被驅(qū)動(dòng)在主臂上作垂直移動(dòng)，上述主臂關(guān)鍵要在軸線方向上運(yùn)動(dòng)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(dòng)力頭的扭矩裝置，該扭矩裝置對(duì)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(shí)操作者處于安全區(qū)域，該系統(tǒng)包括：
（1）一個(gè)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(shí)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(yùn)動(dòng)；
（3）首先工具有效的連接到上述鉆機(jī)鉆頭和實(shí)現(xiàn)樞軸運(yùn)動(dòng)的機(jī)架上，該運(yùn)動(dòng)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(dòng)；
（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(dòng)到實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)的機(jī)架上，在這收縮位置和擴(kuò)展位置之間運(yùn)動(dòng)被取消；上述錨桿鉆機(jī)隔板包括一個(gè)動(dòng)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(shí)現(xiàn)隔板在收縮位置和擴(kuò)展位置之間滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)；
（7）當(dāng)在收縮位置時(shí)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(shí)操作者處于安全區(qū)域，該系統(tǒng)包括：
（1）一個(gè)帶有遠(yuǎn)離的操作站的機(jī)架；
一個(gè)為了實(shí)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(shí)現(xiàn)在靜止位置和工作位置之間的運(yùn)動(dòng)；
首先工作機(jī)構(gòu)有效的連接到鉆頭和機(jī)架上，為了實(shí)現(xiàn)鉆頭在上述靜止位置和工作位置之間的移動(dòng)；
（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(shí)現(xiàn)其在收縮位置和擴(kuò)展位置之間的運(yùn)動(dòng)；
（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(shí)現(xiàn)隔板在上述收縮位置和擴(kuò)展位置之間的移動(dòng)，當(dāng)在收縮位置時(shí)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(gè)滑板連接到上述的第三工作機(jī)構(gòu)上，該滑板對(duì)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(dòng)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(jiǎn)單而且可靠鉆進(jìn)和插入錨桿的系統(tǒng)，特別是錨桿的長(zhǎng)度長(zhǎng)于礦井出口的高度的情況。
發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一套簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的鉆進(jìn)和插入錨桿，在這個(gè)過(guò)程中隔板移動(dòng)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(gè)移動(dòng)隔板，該粗糙的機(jī)械裝置要比以前錨桿插入系統(tǒng)簡(jiǎn)單而且更可靠。
然而發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是為操作者提供可以通過(guò)柔性軸鉆頭控制錨桿鉆機(jī)或是控制另一個(gè)比縫合線高度鉆孔機(jī)和一個(gè)錨桿隔板長(zhǎng)，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(shí)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(gè)休息位置和一個(gè)工作位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，錨桿鉆機(jī)隔板配置成彎曲而且進(jìn)給錨桿有一個(gè)能夠順利通過(guò)礦井出口高度的長(zhǎng)度。錨桿鉆機(jī)隔板的頭部固定在可作線性移動(dòng)的滑道上，用以限制一個(gè)被撤回的位置和一個(gè)擴(kuò)大的位置之間的回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)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(gè)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(kāi)從一被支護(hù)的位置，它來(lái)自一個(gè)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(shí)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(dòng)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(gè)控制器為排列錨桿和鉆孔而提供。 一個(gè)液壓動(dòng)力盤(pán)推動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)。
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