專利名稱：氣動(dòng)錨桿安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及巖土工程及機(jī)械安裝領(lǐng)域，更具體涉及一種氣動(dòng)錨 桿安裝裝置，可廣泛應(yīng)用于扭矩要求較高的螺栓的緊卸工作，尤其適用 于礦山錨桿支護(hù)中錨桿尾部螺栓的緊卸工作。技術(shù)背景氣動(dòng)扳手是拆裝螺栓螺帽的高效機(jī)械手工工具，已廣泛應(yīng)用于石化 行業(yè)、電力行業(yè)、交通運(yùn)輸行業(yè)、船舶制造行業(yè)、冶煉行業(yè)機(jī)器制造、 機(jī)車、車輛、橋梁建筑及礦坑錨桿安裝中等，是緊卸螺栓的高效工具。金屬錨桿形式多樣，但經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)踐證實(shí)用來(lái)緊螺栓的扳 手若是機(jī)械的，則要提供比較高的反扭矩，在巖土工程中比較難實(shí)現(xiàn)； 若人工施加扭矩，手工預(yù)緊時(shí)螺母扭矩一般在150N.m以下，且各螺栓預(yù) 緊程度差異很大，這就造成了錨桿工作阻力低，導(dǎo)致巷道圍巖受力不均， 影響巷道的正常使用。同時(shí)因螺栓預(yù)緊程度差異大，易導(dǎo)致巷道圍巖的 局部破壞，不利于發(fā)揮錨桿的整體支護(hù)作用，錨桿的主動(dòng)支護(hù)作用也不 能得到充分的發(fā)揮。氣動(dòng)扳手是巖土工程錨桿安裝中很好的緊卸工具， 氣動(dòng)扳手是手工工具，重量小的提供的扭矩小， 一般在500N，m左右，提 供扭矩在1000N m左右的氣動(dòng)扳手，其重量均大于10kg。如BK20型礦用氣扳機(jī)，它是由配氣部(包括進(jìn)氣閥、變向閥等)、發(fā)動(dòng)機(jī)部(葉片式
氣馬達(dá))和沖擊部(保持架、沖擊塊、扳軸、沖擊銷)組成。其工作原 理為壓縮空氣由進(jìn)氣閥、變向閥進(jìn)入氣缸內(nèi)部，推動(dòng)葉片式馬達(dá)旋轉(zhuǎn)， 轉(zhuǎn)子通過(guò)花鍵帶動(dòng)保持架和兩個(gè)沖擊塊旋轉(zhuǎn)，空載或所受阻力矩較小時(shí)， 扳軸靠嚙合部位的摩擦力與沖擊塊一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)扳軸所受阻力矩逐漸增 大，摩擦力不足以帶動(dòng)扳軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，沖擊塊分別以各自圓弧側(cè)的沖擊銷 為軸心，并與扳軸脫開(kāi)。旋轉(zhuǎn)一周后，沖擊塊內(nèi)曲面凸臺(tái)沖擊扳軸凸臺(tái)。沖擊部對(duì)稱布置2個(gè)沖擊塊，形成沖擊力偶，撥動(dòng)扳軸，實(shí)現(xiàn)扭矩放大。 該氣扳機(jī)重量為4. 3kg，最大輸出扭矩496N m。BK20型礦用氣動(dòng)扳手主要應(yīng)用于U型鋼可縮性支架卡纜螺栓的預(yù)緊， 提高架棚效率，可顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但其輸出扭矩對(duì)于錨桿安 裝來(lái)說(shuō)還是偏小。其它類型的氣動(dòng)扳手，輸出扭矩稍大的重量也大，操 作不方便。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種氣動(dòng)錨桿安裝裝置，在該裝置中采 用轉(zhuǎn)子、沖擊塊和扳軸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，使用安全，對(duì)改善巷道 錨桿支護(hù)的工作狀態(tài)將起到了很大的促進(jìn)作用，該裝置還適于緊卸M16 M24螺栓的礦用防爆輕型氣動(dòng)錨桿安裝機(jī)。本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的大直徑偏心轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與氣缸的偏 心距增大。即轉(zhuǎn)子與氣缸的偏心距增大，保證了葉片可以把氣缸內(nèi)分割 出最大的空腔，同時(shí)增大了轉(zhuǎn)子的直徑，保障轉(zhuǎn)子做功增大。燕尾槽沖 擊結(jié)構(gòu)，單周循環(huán)沖擊式燕尾槽沖擊結(jié)構(gòu)，使輸出扭矩得到最大程度的放大。機(jī)體內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子、葉片、氣缸、前蓋、后蓋；葉片裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)，
轉(zhuǎn)子上銑有長(zhǎng)槽，葉片裝在槽內(nèi)，可沿轉(zhuǎn)子徑向活動(dòng)，這樣由轉(zhuǎn)子的外表面，氣缸的內(nèi)表面，葉片及兩端密封蓋把氣缸分割成為5 7個(gè)密封的工 作間，在壓縮空氣的作用下葉片推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；前蓋和后蓋封閉氣缸和 固定轉(zhuǎn)子。柄體與機(jī)體相連，支撐機(jī)體并使攜帶方便和提供安裝扶手； 柄體內(nèi)安裝有扳機(jī)、換向閥、進(jìn)氣閥，形成壓縮空氣進(jìn)入氣缸的通路。 前體內(nèi)裝有保持架、沖擊塊、沖擊銷和扳軸；沖擊塊以沖擊銷為軸心， 并圍繞扳軸做圓周運(yùn)動(dòng)并沖擊扳軸。(1) 利用壓縮空氣作為動(dòng)力推動(dòng)葉片帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作高速旋轉(zhuǎn)，為了提 高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和增加作功，發(fā)明了偏心距更大的轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子與氣缸的偏 心距增大，保證了葉片可以把氣缸內(nèi)分割出最大的空腔，同時(shí)增大了轉(zhuǎn) 子的直徑，保障轉(zhuǎn)子做功增大。(2) 燕尾槽沖擊結(jié)構(gòu)空載或開(kāi)始擰緊螺栓時(shí)，扳軸所受阻力矩小， 沖擊塊直接帶動(dòng)扳軸旋轉(zhuǎn)，不沖擊，當(dāng)扳軸受到的阻力矩逐漸增大，沖 擊塊不能直接帶動(dòng)扳軸旋轉(zhuǎn)，扳軸不能及時(shí)旋轉(zhuǎn)，沖擊塊旋轉(zhuǎn)后則在扳 軸燕尾槽處形成一定沖擊力，沖擊并撥動(dòng)扳軸，同時(shí)沖擊塊因沖擊作用， 以銷為圓心，彈離燕尾槽，繼續(xù)作圓周運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)一周結(jié)束時(shí)又撞擊燕 尾槽形成第二次沖擊，再次沖擊并撥動(dòng)扳軸，實(shí)現(xiàn)扭矩放大，沖擊塊質(zhì) 量增大，旋轉(zhuǎn)一周沖擊一次扳軸，高速?zèng)_擊，沖擊動(dòng)能大，從而增大了 沖擊做功的能力，實(shí)現(xiàn)扳軸扭矩放大功能。這樣沖擊塊由帶動(dòng)扳軸旋轉(zhuǎn)， 變?yōu)轭l繁的沖擊扳軸旋轉(zhuǎn)，以得到最大扭矩。沖擊塊、沖擊銷裝入保持 架內(nèi)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)現(xiàn)了小的反扭矩下位靠沖擊旋 轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)大扭矩的錨桿安裝裝置，保證了錨桿的安裝質(zhì)量。本實(shí)用新型是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，用來(lái)緊卸扭矩要求較高的螺紋緊固件，具有重量輕(總重量8kg)，工作氣壓范圍大，輸出扭矩大(最 大輸出扭矩2600N m)，輸出最大扭矩穩(wěn)定，防火放爆，使用方便、成 本低，無(wú)污染，可在汽車、船舶礦山等各行業(yè)的裝配中得到廣泛應(yīng)用。


圖1為一種氣動(dòng)錨桿安裝裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為偏心轉(zhuǎn)子示意圖。圖3為沖擊過(guò)程實(shí)現(xiàn)示意圖。 其中1——柄體、2——機(jī)體、3——轉(zhuǎn)子、4——?dú)飧住?——換向閥、 6——保持架、7——沖擊塊、8——葉片、9——沖擊銷、10——扳軸、 11——進(jìn)氣閥、12——前蓋、13——后蓋、14——扳機(jī)、15——前體。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖l、圖2、圖3可知，機(jī)體2內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子3、葉片8、氣缸4、 前蓋12、后蓋13;葉片8裝在轉(zhuǎn)子3內(nèi)，轉(zhuǎn)子3上銑有長(zhǎng)槽，葉片8裝 在槽內(nèi)，可沿轉(zhuǎn)子3徑向活動(dòng)，這樣由轉(zhuǎn)子3的外表面，氣缸4的內(nèi)表 面，葉片8及前蓋12和后蓋13把氣缸4分割成為5~7個(gè)密封的工作間， 在壓縮空氣的作用下葉片8推動(dòng)轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)；前蓋12和后蓋13封閉氣 缸4和固定轉(zhuǎn)子3。柄體1與機(jī)體2相連，支撐機(jī)體2并使攜帶方便和提 供安裝扶手；柄體1內(nèi)安裝有扳機(jī)14、換向閥5、進(jìn)氣閥ll，形成壓縮 空氣進(jìn)入氣缸的通路。前體15內(nèi)裝有保持架6、沖擊塊7、沖擊銷9和
扳軸10;沖擊塊7、沖擊銷9裝入保持架6內(nèi)，沖擊塊7以沖擊銷9為 軸心，并圍繞扳軸10做圓周運(yùn)動(dòng)并沖擊扳軸10。壓縮空氣進(jìn)入控制閥，再入換向閥5，分成兩路 一路經(jīng)氣缸4兩端 的前蓋12、后蓋13的小孔進(jìn)入弧形槽并進(jìn)入葉片8底部，將葉片8頂出， 葉片8就是靠此氣壓頂力及轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力的綜合作用而較緊 密地抵在氣缸4內(nèi)壁上。另一路壓縮空氣由氣缸4的一側(cè)進(jìn)入由偏心轉(zhuǎn)子 3、葉片8和氣缸4分割的相應(yīng)的密封工作間，由于轉(zhuǎn)子3質(zhì)量和偏心距增 大，分割出了最大的工作間，當(dāng)壓縮空氣推動(dòng)葉片8做功，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子3高 速旋轉(zhuǎn)，隨著葉片8的伸長(zhǎng)，壓縮空氣的接觸面能夠達(dá)到最大，做功也達(dá) 到峰值。做完功后的氣體由排氣口排出。高速旋轉(zhuǎn)的由內(nèi)齒套將轉(zhuǎn)速傳 給保持架6和沖擊塊7，并帶著扳軸10旋轉(zhuǎn)?？蛰d或開(kāi)始擰緊螺栓時(shí)，扳 軸10所受阻力矩小，沖擊塊7直接帶動(dòng)扳軸10旋轉(zhuǎn)，不沖擊，當(dāng)扳軸10受 到的阻力矩逐漸增大，沖擊塊7不能直接帶動(dòng)扳軸10旋轉(zhuǎn)，扳軸10不能及 時(shí)旋轉(zhuǎn)，沖擊塊7旋轉(zhuǎn)后則在扳軸10燕尾槽處形成一定沖擊力，撥動(dòng)扳軸 10，同時(shí)沖擊塊7因沖擊作用，以沖擊銷9為圓心，彈離燕尾槽，繼續(xù)作 圓周運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)一周結(jié)束時(shí)又撞擊燕尾槽形成第二次沖擊，再次撥動(dòng)扳 軸IO，實(shí)現(xiàn)扭矩放大，沖擊塊7質(zhì)量增大，旋轉(zhuǎn)速度高，從而增大了沖擊 做功的能力，實(shí)現(xiàn)扳軸10扭矩放大功能。這樣沖擊塊7由帶動(dòng)扳軸10旋轉(zhuǎn)， 變?yōu)轭l繁的沖擊扳軸10旋轉(zhuǎn)，以得到最大扭矩。
權(quán)利要求1、一種氣動(dòng)錨桿安裝裝置，它包括機(jī)體(3)、葉片(8)，沖擊塊(7)，其特征在于機(jī)體(2)內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子(3)、葉片(8)、氣缸(4)、前蓋(12)、后蓋(13)；葉片(8)裝在轉(zhuǎn)子(3)內(nèi)，轉(zhuǎn)子(3)上銑有長(zhǎng)槽，葉片(8)裝在槽內(nèi)，由轉(zhuǎn)子(3)的外表面，氣缸(4)的內(nèi)表面，葉片(8)和兩端密封蓋把氣缸分割成密封的工作間，前蓋(12)和后蓋(13)封閉氣缸(4)和固定轉(zhuǎn)子(3)，柄體(1)與機(jī)體(2)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種氣動(dòng)錨桿安裝裝置，其特征在于柄 體(1)內(nèi)安裝有扳機(jī)(14)、換向閥(5)、進(jìn)氣閥(11)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)錨桿安裝裝置，其特征在于前 體(15)內(nèi)裝有保持架(6)、沖擊塊(7)、沖擊銷(9)和扳軸(10)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣動(dòng)錨桿安裝裝置，它包括機(jī)體、葉片，沖擊塊，機(jī)體內(nèi)裝有轉(zhuǎn)子、葉片、氣缸、前蓋、后蓋；葉片裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)，轉(zhuǎn)子上銑有長(zhǎng)槽，葉片裝在槽內(nèi)，由轉(zhuǎn)子的外表面，氣缸的內(nèi)表面，葉片和兩端密封蓋把氣缸分割成密封的工作間，前蓋和后蓋封閉氣缸和固定轉(zhuǎn)子，柄體與機(jī)體相連，柄體內(nèi)安裝有扳機(jī)、換向閥、進(jìn)氣閥，前體內(nèi)裝有保持架、沖擊塊、沖擊銷和扳軸。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)現(xiàn)了小的反扭矩下依靠沖擊旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)大扭矩的錨桿安裝裝置，保證了錨桿的安裝質(zhì)量。
文檔編號(hào)E21D20/00GK201031707SQ20072008500
公開(kāi)日2008年3月5日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者劉泉聲, 華 張, 柳建華, 薛俊華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所