專利名稱：氣動錨桿安裝裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及巖土工程及機械安裝領域，更具體涉及一種氣動錨 桿安裝裝置，可廣泛應用于扭矩要求較高的螺栓的緊卸工作，尤其適用 于礦山錨桿支護中錨桿尾部螺栓的緊卸工作。技術背景氣動扳手是拆裝螺栓螺帽的高效機械手工工具，已廣泛應用于石化 行業、電力行業、交通運輸行業、船舶制造行業、冶煉行業機器制造、 機車、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，但經過多年的研究和實踐證實用來緊螺栓的扳 手若是機械的，則要提供比較高的反扭矩，在巖土工程中比較難實現； 若人工施加扭矩，手工預緊時螺母扭矩一般在150N.m以下，且各螺栓預 緊程度差異很大，這就造成了錨桿工作阻力低，導致巷道圍巖受力不均， 影響巷道的正常使用。同時因螺栓預緊程度差異大，易導致巷道圍巖的 局部破壞，不利于發揮錨桿的整體支護作用，錨桿的主動支護作用也不 能得到充分的發揮。氣動扳手是巖土工程錨桿安裝中很好的緊卸工具， 氣動扳手是手工工具，重量小的提供的扭矩小， 一般在500N，m左右，提 供扭矩在1000N m左右的氣動扳手，其重量均大于10kg。如BK20型礦用氣扳機，它是由配氣部(包括進氣閥、變向閥等)、發動機部(葉片式
氣馬達)和沖擊部(保持架、沖擊塊、扳軸、沖擊銷)組成。其工作原 理為壓縮空氣由進氣閥、變向閥進入氣缸內部，推動葉片式馬達旋轉， 轉子通過花鍵帶動保持架和兩個沖擊塊旋轉，空載或所受阻力矩較小時， 扳軸靠嚙合部位的摩擦力與沖擊塊一起旋轉。當扳軸所受阻力矩逐漸增 大，摩擦力不足以帶動扳軸旋轉時，沖擊塊分別以各自圓弧側的沖擊銷 為軸心，并與扳軸脫開。旋轉一周后，沖擊塊內曲面凸臺沖擊扳軸凸臺。沖擊部對稱布置2個沖擊塊，形成沖擊力偶，撥動扳軸，實現扭矩放大。 該氣扳機重量為4. 3kg，最大輸出扭矩496N m。BK20型礦用氣動扳手主要應用于U型鋼可縮性支架卡纜螺栓的預緊， 提高架棚效率，可顯著減輕工人的勞動強度。但其輸出扭矩對于錨桿安 裝來說還是偏小。其它類型的氣動扳手，輸出扭矩稍大的重量也大，操 作不方便。發明內容本實用新型的目的在于提供一種氣動錨桿安裝裝置，在該裝置中采 用轉子、沖擊塊和扳軸，結構簡單，操作方便，使用安全，對改善巷道 錨桿支護的工作狀態將起到了很大的促進作用，該裝置還適于緊卸M16 M24螺栓的礦用防爆輕型氣動錨桿安裝機。本實用新型目的是這樣實現的大直徑偏心轉子，轉子與氣缸的偏 心距增大。即轉子與氣缸的偏心距增大，保證了葉片可以把氣缸內分割 出最大的空腔，同時增大了轉子的直徑，保障轉子做功增大。燕尾槽沖 擊結構，單周循環沖擊式燕尾槽沖擊結構，使輸出扭矩得到最大程度的放大。機體內裝有轉子、葉片、氣缸、前蓋、后蓋；葉片裝在轉子內，
轉子上銑有長槽，葉片裝在槽內，可沿轉子徑向活動，這樣由轉子的外表面，氣缸的內表面，葉片及兩端密封蓋把氣缸分割成為5 7個密封的工 作間，在壓縮空氣的作用下葉片推動轉子旋轉；前蓋和后蓋封閉氣缸和 固定轉子。柄體與機體相連，支撐機體并使攜帶方便和提供安裝扶手； 柄體內安裝有扳機、換向閥、進氣閥，形成壓縮空氣進入氣缸的通路。 前體內裝有保持架、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動并沖擊扳軸。(1) 利用壓縮空氣作為動力推動葉片帶動轉子作高速旋轉，為了提 高轉子轉速和增加作功，發明了偏心距更大的轉子，即轉子與氣缸的偏 心距增大，保證了葉片可以把氣缸內分割出最大的空腔，同時增大了轉 子的直徑，保障轉子做功增大。(2) 燕尾槽沖擊結構空載或開始擰緊螺栓時，扳軸所受阻力矩小， 沖擊塊直接帶動扳軸旋轉，不沖擊，當扳軸受到的阻力矩逐漸增大，沖 擊塊不能直接帶動扳軸旋轉，扳軸不能及時旋轉，沖擊塊旋轉后則在扳 軸燕尾槽處形成一定沖擊力，沖擊并撥動扳軸，同時沖擊塊因沖擊作用， 以銷為圓心，彈離燕尾槽，繼續作圓周運動，旋轉一周結束時又撞擊燕 尾槽形成第二次沖擊，再次沖擊并撥動扳軸，實現扭矩放大，沖擊塊質 量增大，旋轉一周沖擊一次扳軸，高速沖擊，沖擊動能大，從而增大了 沖擊做功的能力，實現扳軸扭矩放大功能。這樣沖擊塊由帶動扳軸旋轉， 變為頻繁的沖擊扳軸旋轉，以得到最大扭矩。沖擊塊、沖擊銷裝入保持 架內。本實用新型結構簡單，操作方便，實現了小的反扭矩下位靠沖擊旋 轉實現大扭矩的錨桿安裝裝置，保證了錨桿的安裝質量。本實用新型是以壓縮空氣為工作介質，用來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)，輸出最大扭矩穩定，防火放爆，使用方便、成 本低，無污染，可在汽車、船舶礦山等各行業的裝配中得到廣泛應用。
圖1為一種氣動錨桿安裝裝置結構示意圖。圖2為偏心轉子示意圖。圖3為沖擊過程實現示意圖。 其中1——柄體、2——機體、3——轉子、4——氣缸、5——換向閥、 6——保持架、7——沖擊塊、8——葉片、9——沖擊銷、10——扳軸、 11——進氣閥、12——前蓋、13——后蓋、14——扳機、15——前體。
具體實施方式
根據圖l、圖2、圖3可知，機體2內裝有轉子3、葉片8、氣缸4、 前蓋12、后蓋13;葉片8裝在轉子3內，轉子3上銑有長槽，葉片8裝 在槽內，可沿轉子3徑向活動，這樣由轉子3的外表面，氣缸4的內表 面，葉片8及前蓋12和后蓋13把氣缸4分割成為5~7個密封的工作間， 在壓縮空氣的作用下葉片8推動轉子3旋轉；前蓋12和后蓋13封閉氣 缸4和固定轉子3。柄體1與機體2相連，支撐機體2并使攜帶方便和提 供安裝扶手；柄體1內安裝有扳機14、換向閥5、進氣閥ll，形成壓縮 空氣進入氣缸的通路。前體15內裝有保持架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，沖擊塊7以沖擊銷9為 軸心，并圍繞扳軸10做圓周運動并沖擊扳軸10。壓縮空氣進入控制閥，再入換向閥5，分成兩路 一路經氣缸4兩端 的前蓋12、后蓋13的小孔進入弧形槽并進入葉片8底部，將葉片8頂出， 葉片8就是靠此氣壓頂力及轉子3旋轉時產生的離心力的綜合作用而較緊 密地抵在氣缸4內壁上。另一路壓縮空氣由氣缸4的一側進入由偏心轉子 3、葉片8和氣缸4分割的相應的密封工作間，由于轉子3質量和偏心距增 大，分割出了最大的工作間，當壓縮空氣推動葉片8做功，帶動轉子3高 速旋轉，隨著葉片8的伸長，壓縮空氣的接觸面能夠達到最大，做功也達 到峰值。做完功后的氣體由排氣口排出。高速旋轉的由內齒套將轉速傳 給保持架6和沖擊塊7，并帶著扳軸10旋轉。空載或開始擰緊螺栓時，扳 軸10所受阻力矩小，沖擊塊7直接帶動扳軸10旋轉，不沖擊，當扳軸10受 到的阻力矩逐漸增大，沖擊塊7不能直接帶動扳軸10旋轉，扳軸10不能及 時旋轉，沖擊塊7旋轉后則在扳軸10燕尾槽處形成一定沖擊力，撥動扳軸 10，同時沖擊塊7因沖擊作用，以沖擊銷9為圓心，彈離燕尾槽，繼續作 圓周運動，旋轉一周結束時又撞擊燕尾槽形成第二次沖擊，再次撥動扳 軸IO，實現扭矩放大，沖擊塊7質量增大，旋轉速度高，從而增大了沖擊 做功的能力，實現扳軸10扭矩放大功能。這樣沖擊塊7由帶動扳軸10旋轉， 變為頻繁的沖擊扳軸10旋轉，以得到最大扭矩。
權利要求1、一種氣動錨桿安裝裝置，它包括機體(3)、葉片(8)，沖擊塊(7)，其特征在于機體(2)內裝有轉子(3)、葉片(8)、氣缸(4)、前蓋(12)、后蓋(13)；葉片(8)裝在轉子(3)內，轉子(3)上銑有長槽，葉片(8)裝在槽內，由轉子(3)的外表面，氣缸(4)的內表面，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)和固定轉子(3)，柄體(1)與機體(2)相連。
2、 根據權利要求l所述的一種氣動錨桿安裝裝置，其特征在于柄 體(1)內安裝有扳機(14)、換向閥(5)、進氣閥(11)。
3、 根據權利要求1所述的一種氣動錨桿安裝裝置，其特征在于前 體(15)內裝有保持架(6)、沖擊塊(7)、沖擊銷(9)和扳軸(10)。
專利摘要本實用新型公開了一種氣動錨桿安裝裝置，它包括機體、葉片，沖擊塊，機體內裝有轉子、葉片、氣缸、前蓋、后蓋；葉片裝在轉子內，轉子上銑有長槽，葉片裝在槽內，由轉子的外表面，氣缸的內表面，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子，柄體與機體相連，柄體內安裝有扳機、換向閥、進氣閥，前體內裝有保持架、沖擊塊、沖擊銷和扳軸。本實用新型結構簡單，操作方便，實現了小的反扭矩下依靠沖擊旋轉實現大扭矩的錨桿安裝裝置，保證了錨桿的安裝質量。
文檔編號E21D20/00GK201031707SQ20072008500
公開日2008年3月5日 申請日期2007年5月31日 優先權日2007年5月31日
發明者劉泉聲, 華 張, 柳建華, 薛俊華 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所