專利名稱：用于滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)的簧膠式二級(jí)受力緩沖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)的緩沖裝置，尤其是一種簧 膠式二級(jí)受力緩沖器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，滾石災(zāi)害的頻繁發(fā)生，其危害越來(lái)越受到地質(zhì)災(zāi)害防治部門的 重視。在眾多防治滾石災(zāi)害的方法中，滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)能夠通過(guò)自身的位 移、變形和振動(dòng)等方式有效地消減滾石撞擊該系統(tǒng)時(shí)所攜帶的能量，并以較 高的滾石防護(hù)效率而著稱。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，國(guó)內(nèi)外有多種滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)被
研制出來(lái)，其中最為著名的有瑞士布魯克(GE0BRUGG)公司研制出來(lái)的鋼繩 欄石網(wǎng)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于歐美各國(guó)，并在全世界范圍內(nèi)有很多成 功的應(yīng)用實(shí)例。為了使攔石網(wǎng)具有較強(qiáng)的消能效果，該技術(shù)考慮了以下4項(xiàng) 專門的設(shè)計(jì)第一，用于支撐網(wǎng)片的斜柱有一個(gè)具有單向鉸的柱腳，即斜柱 可以順著坡向轉(zhuǎn)動(dòng)；第二，將事先設(shè)計(jì)好的網(wǎng)片懸掛在鋼繩上，并與相鄰的 斜柱相連接，以此形成具有很大允許變形的鋼繩攔石網(wǎng)；第三，每一根斜柱 的上端由一條拉索牽引著，而拉索的另一端與埋設(shè)在上方坡體內(nèi)的短錨桿相 連接；第四，在拉索中(有時(shí)也可在用于支撐攔石網(wǎng)的鋼繩中)的某一段接 有一個(gè)摩擦制動(dòng)環(huán)，摩擦制動(dòng)環(huán)用于整個(gè)防護(hù)系統(tǒng)，主要起到緩沖和消能的 作用。據(jù)分析，當(dāng)滾石砸向鋼繩攔石網(wǎng)時(shí)，攔石網(wǎng)本身的較大變形和斜柱的 轉(zhuǎn)動(dòng)可消減滾石所攜帶的部分機(jī)械能。很明顯，斜柱的轉(zhuǎn)動(dòng)允許的幅度大部 分取決于鋼繩拉索的柔性。雖然上述鋼繩攔石網(wǎng)系統(tǒng)有較好的滾石防治效果， 但其中的摩擦制動(dòng)環(huán)有多處不足，其表現(xiàn)為 (1)緩沖效果較差
瑞士布魯克公司所用的摩擦制動(dòng)環(huán)是一個(gè)單管環(huán)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)拉索承受的 拉力使管體與箍緊器之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)后，摩擦制動(dòng)環(huán)開(kāi)始收縮。在彈性范圍內(nèi)，摩擦制動(dòng)環(huán)可以發(fā)揮其防護(hù)功能；當(dāng)拉索中的拉力大到一定程度時(shí)，
管體將發(fā)生不可恢復(fù)的塑性變形，甚至被拉直。由于摩擦制動(dòng)環(huán)的設(shè)計(jì)受到 塑性變形的限制，致使可用于緩沖的彈性變形十分有限。當(dāng)管體發(fā)生了部分 不可恢復(fù)的變形后，摩擦制動(dòng)環(huán)的緩沖性能更是大大降低，進(jìn)而會(huì)使整個(gè)柔 性防護(hù)系統(tǒng)失去應(yīng)有的防護(hù)功能。
(2) 造價(jià)較高
由于僅靠管體環(huán)狀結(jié)構(gòu)難以達(dá)到理想的緩沖要求，布魯克公司曾不斷利 用改善材料質(zhì)量的途徑來(lái)提高摩擦制動(dòng)環(huán)的消能和制動(dòng)效果。結(jié)果必然導(dǎo)致 這一產(chǎn)品造價(jià)大幅度提高。
(3) 容易損壞
盡管摩擦制動(dòng)環(huán)的造價(jià)較高，但它所處的受力特點(diǎn)并沒(méi)有使其發(fā)揮出應(yīng)有 的材料性能。當(dāng)拉索中的拉力過(guò)大時(shí)，管體將發(fā)生部分不可恢復(fù)的塑性變形， 進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)失去應(yīng)有的防護(hù)功能。甚至在有的情況下整個(gè)管體被拉直而 必須馬上更換。關(guān)于摩擦制動(dòng)環(huán)易于損壞的問(wèn)題，許多有關(guān)論文都有論述， 在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中摩擦制動(dòng)環(huán)易于損壞也表現(xiàn)出來(lái)，其中較多提到的是布魯克
公司鋼繩攔石網(wǎng)系統(tǒng)中的摩擦制動(dòng)環(huán)相對(duì)于其它部件來(lái)說(shuō)更容易損壞，需要 較為頻繁的更換。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有的滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)中鋼繩攔石網(wǎng)中存在著摩擦制動(dòng)環(huán)消能效 果差、造價(jià)高和容易損壞等技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型的目的旨在提供一種用于 滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)的簧膠式二級(jí)受力緩沖器,它以其獨(dú)具的結(jié)構(gòu)特征用于滾 石災(zāi)害防治的柔性防護(hù)系統(tǒng)，以效能好、造價(jià)低、不易損壞的特點(diǎn)來(lái)替代現(xiàn) 有的摩擦制動(dòng)環(huán)。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種用于滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)的簧膠式二級(jí)受力緩沖裝置，是由彈簧、彈簧 倉(cāng)、設(shè)有拉環(huán)、擋體的金屬桿、橡膠緩沖墊片組成。彈簧倉(cāng)為兩個(gè)半圓柱空 殼體，端部為凸臺(tái)，側(cè)面開(kāi)有半孔。兩橡膠墊片各位于彈簧倉(cāng)端部，彈簧置 于彈簧倉(cāng)中部，彈簧兩端與設(shè)有拉環(huán)、擋體的金屬桿連接，兩個(gè)半圓柱空殼 體閉合，用螺釘擰緊而組成一倉(cāng)體，金屬桿穿過(guò)橡膠緩沖墊片從彈簧倉(cāng)端孔伸出倉(cāng)外。
上述的金屬桿兩端設(shè)有的拉環(huán)為一端封閉、 一端半封閉。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是
(1)較好的消能作用
當(dāng)滾石砸在攔石網(wǎng)上或斜柱上時(shí)，拉索通過(guò)兩端的金屬拉桿使彈簧受到拉 伸。若所選彈簧的彈性系數(shù)為K，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則在初始拉伸過(guò)程中施加于彈
簧上的拉力F為K與拉伸量的乘積。隨著拉索所承受拉力的加大，彈簧的拉 伸量將加大。當(dāng)彈簧欲達(dá)到最大拉伸量a時(shí)，此時(shí)金屬拉桿上的金屬擋體已 經(jīng)開(kāi)始?jí)嚎s彈簧倉(cāng)內(nèi)兩端的橡膠墊片，當(dāng)拉索的拉力繼續(xù)增大，金屬擋體、 橡膠墊片與彈簧倉(cāng)兩端的封閉金屬擋體緊貼在一起。在彈簧受拉并達(dá)到最大 的拉伸量a后，拉索的拉力仍可繼續(xù)通過(guò)金屬擋體、橡膠墊片與彈簧倉(cāng)兩端 封閉金屬擋體擠壓而使彈簧的金屬倉(cāng)體承受更大的拉力F。 一旦當(dāng)拉索承受 的拉力在數(shù)值上小于Ka時(shí)，彈簧將回拉。上述這種恢復(fù)趨勢(shì)可使彈簧產(chǎn)生振 動(dòng)，并在振動(dòng)過(guò)程中可逐漸消減滾石攜帶的機(jī)械能。
(2)造價(jià)較低
用于此二級(jí)緩沖裝置的主要部件彈簧可根據(jù)滾石防治的要求來(lái)選擇它的 基本參數(shù)(如彈性模量K、彈簧長(zhǎng)度L、彈簧最大拉伸量a等)，并據(jù)此選定 彈簧標(biāo)準(zhǔn)件。顯然，此簧膠式二級(jí)受力緩沖器的主要標(biāo)準(zhǔn)部件是經(jīng)濟(jì)的。另 外，在一般條件下還可以采用上油等方法進(jìn)行防銹而毋需較貴的不銹鋼制造。
(3)不易損壞
當(dāng)彈簧受到?jīng)_擊而拉伸時(shí)，彈簧不僅可承受一部分拉力，而且此裝置中 的橡膠墊片同時(shí)也會(huì)起到緩沖效能的作用，同時(shí)可以將更大的拉力轉(zhuǎn)移到彈 簧倉(cāng)金屬擋體上，從而起到制動(dòng)的作用，彈簧也不會(huì)受到任何損壞。


圖l是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是安裝在鋼繩攔石網(wǎng)上的簧膠式二級(jí)受力緩沖器受力示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型再作進(jìn)一步的說(shuō)明
如圖1所示， 一種用于滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)的簧膠式二級(jí)受力緩沖裝置，由
彈簧3、彈簧倉(cāng)4、設(shè)有拉環(huán)5、擋體6的金屬桿2、橡膠緩沖墊片l組成。 彈簧倉(cāng)4為兩個(gè)半圓柱空殼體，端部為凸臺(tái)，側(cè)面開(kāi)有半孔。兩橡膠緩沖墊 片1各位于彈簧倉(cāng)4端部，彈簧3置于彈簧倉(cāng)4中部，彈簧3兩端與設(shè)有一 端封閉、 一端半封閉的拉環(huán)5、擋體6的金屬桿2固定連接。將兩個(gè)半圓柱 空殼體閉合，用螺釘7擰緊而組成一倉(cāng)體，封閉端側(cè)面各有一孔。金屬桿2 穿過(guò)橡膠緩沖墊片1從彈簧倉(cāng)4端孔伸出倉(cāng)外，
如圖2所示，實(shí)施的過(guò)程是將裝置與防護(hù)系統(tǒng)中的拉索相連。彈簧3的 拉伸長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求來(lái)選擇相應(yīng)的規(guī)格 和型號(hào)。彈簧倉(cāng)4應(yīng)能使彈簧3在倉(cāng)中自由變動(dòng)，要求彈簧倉(cāng)4內(nèi)徑不能過(guò) 大，要與彈簧3外徑相差不大。彈簧3兩端的封閉拉環(huán)5與金屬桿彈簧倉(cāng)內(nèi) 端的半封閉拉環(huán)相連(在安裝過(guò)程中當(dāng)彈簧拉環(huán)與金屬桿拉環(huán)連接后封閉金 屬桿端拉環(huán)，以避免在受力振蕩過(guò)程中拉環(huán)脫鉤)。彈簧倉(cāng)4外端兩側(cè)的金屬 拉桿2的封閉拉環(huán)5與防護(hù)系統(tǒng)中的拉索相連接，當(dāng)兩側(cè)的拉索相對(duì)拉伸時(shí)， 簧膠式二級(jí)受力緩沖器就進(jìn)入了壓縮狀態(tài)。
權(quán)利要求1、一種用于滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)的簧膠式二級(jí)受力緩沖裝置，由彈簧(3)、彈簧倉(cāng)(4)、設(shè)有拉環(huán)(5)、擋體(6)的金屬桿(2)、橡膠緩沖墊片(1)組成，其特征是彈簧倉(cāng)(4)為兩個(gè)半圓柱空殼體，端部為凸臺(tái)，側(cè)面開(kāi)有半孔，兩橡膠緩沖墊片(1)各位于彈簧倉(cāng)(4)端部，彈簧(3)置于彈簧倉(cāng)(4)中部，彈簧(3)兩端與設(shè)有拉環(huán)(5)、擋體(6)的金屬桿(2)連接，兩個(gè)半圓柱空殼體閉合，用螺釘(7)擰緊而組成一倉(cāng)體，金屬桿(2)穿過(guò)橡膠緩沖墊片(1)從彈簧倉(cāng)(4)端孔伸出倉(cāng)外，
2、如權(quán)利要求1所述的用于滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)的簧膠式二級(jí)受力緩沖裝 置，其特征是金屬桿(2)兩端設(shè)有的拉環(huán)(5) —端封閉、 一端半封閉。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于滾石柔性防護(hù)系統(tǒng)的簧膠式二級(jí)受力緩沖器。它是由彈簧、彈簧倉(cāng)、帶有拉環(huán)、擋體的金屬桿、橡膠緩沖墊片組成。彈簧倉(cāng)為兩個(gè)半圓柱空殼體，端部為凸臺(tái)，側(cè)面開(kāi)有半孔。兩橡膠墊片各位于彈簧倉(cāng)端部，彈簧置于彈簧倉(cāng)中部，彈簧兩端與設(shè)有拉環(huán)、擋體的金屬桿固定連接，兩個(gè)半圓柱空殼體閉合，用螺釘擰緊而組成一倉(cāng)體，金屬桿穿過(guò)橡膠墊片從彈簧倉(cāng)端孔伸出倉(cāng)外。本實(shí)用新型克服現(xiàn)有鋼繩攔石網(wǎng)中摩擦制動(dòng)環(huán)緩沖的彈性變形有限、消能效果差、造價(jià)高和容易損壞等技術(shù)缺陷，用于鋼繩攔石網(wǎng)系統(tǒng)中，發(fā)揮了很好的滾石防治效果。
文檔編號(hào)E01F7/00GK201074303SQ200720032748
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者于江華, 劉敬華, 石玉成, 秋仁東 申請(qǐng)人:秋仁東