一種摩擦式恒阻大變形錨桿的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出了一種摩擦式恒阻大變形錨桿，包括桿體、托盤(pán)和外螺母，桿體尾端設(shè)置有恒阻承力套管，恒阻承力套管外部套裝有摩擦套筒，托盤(pán)及外螺母依次套裝在摩擦套筒尾端。本實(shí)用新型可以在巷道圍巖發(fā)生大變形時(shí)自動(dòng)延伸，保持恒定的工作阻力，因此本實(shí)用新型能夠通過(guò)恒阻大變形吸收圍巖能量，以在圍巖大變形條件下仍然具有很好的支護(hù)作用以保證巷道的穩(wěn)定。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，使用方便。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種摩擦式恒阻大變形錨桿
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種巷道或隧道用支護(hù)設(shè)備，特別是指一種摩擦式恒阻大變形錨桿。
【背景技術(shù)】
[0002]在礦山工程、水利水電工程或隧道工程等地下工程施工時(shí),地下巷道的開(kāi)挖會(huì)使圍巖產(chǎn)生的變形能向自由空間釋放。隨著開(kāi)采深度的不斷增大，巷道圍巖常常表現(xiàn)出大變形的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)為軟巖大變形、巖爆大變形、沖擊大變形或瓦斯突出大變形等。
[0003]錨桿或錨索作為一種地下工程中應(yīng)用最廣、用量最多的支護(hù)設(shè)備，可以有效的調(diào)控圍巖自身的承載能力。但是現(xiàn)有的錨桿由于自身延伸率低，無(wú)法滿(mǎn)足圍巖大變形的特點(diǎn)。當(dāng)圍巖出現(xiàn)較大變形時(shí)，由于變形初期能量較大，巷道圍巖的變形超出錨桿所能承受的范圍，將導(dǎo)致錨桿等支護(hù)設(shè)備失效，進(jìn)而造成巷道冒頂、塌方等事故。為解決圍巖大變形情形下的支護(hù)問(wèn)題，需要錨桿在支護(hù)初期受拉產(chǎn)生較大的延伸變形以適應(yīng)圍巖的變形，開(kāi)發(fā)一種高強(qiáng)度、高延伸率的錨桿。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提出一種摩擦式恒阻大變形錨桿，以解決現(xiàn)有錨桿存在的延伸率低、不能滿(mǎn)足巷道圍巖大變形需要的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種摩擦式恒阻大變形錨桿，包括桿體、托盤(pán)和外螺母，桿體尾端設(shè)置有恒阻承力套管，恒阻承力套管外部套裝有摩擦套筒，托盤(pán)及外螺母依次套裝在摩擦套筒尾端。
[0006]優(yōu)選地，桿體尾端設(shè)有鎖定裝置，摩擦套筒尾端設(shè)有用于安裝外螺母的絲扣。
[0007]優(yōu)選地，恒阻承力套管及鎖定裝置依次套裝于桿體尾端；鎖定裝置具體為內(nèi)螺母擋塊或鎖具。
[0008]優(yōu)選地，恒阻承力套管外表面設(shè)有螺紋，螺紋具體為連續(xù)梯形螺旋螺紋或雙螺旋螺紋。
[0009]優(yōu)選地，內(nèi)螺母擋塊外表面設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凹槽，所述摩擦套筒內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起。
[0010]優(yōu)選地，桿體具體為錨索，鎖具通過(guò)鎖瓣與錨索鎖緊連接，摩擦套筒的尾端設(shè)有供錨索通過(guò)的孔，鎖具于恒阻承力套管后端通過(guò)螺紋連接于摩擦套筒內(nèi)部，鎖具外表面設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起，摩擦套筒內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凹槽。
[0011]優(yōu)選地，摩擦套筒的內(nèi)部前端設(shè)有摩擦阻擋塊，摩擦阻擋塊與摩擦套筒通過(guò)螺紋連接。
[0012]優(yōu)選地，摩擦阻擋塊開(kāi)有倒角。
[0013]優(yōu)選地，摩擦套筒具體為設(shè)置有防腐保護(hù)結(jié)構(gòu)的摩擦套筒；托盤(pán)和外螺母之間設(shè)有墊圈。[0014]本實(shí)用新型的內(nèi)螺母擋塊或鎖具是恒阻承力套管形變完畢后的鎖定裝置；內(nèi)螺母擋塊或者鎖具外表面設(shè)置有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凹槽或凸起，摩擦套筒內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起或凹槽則組成限位旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。恒阻承力套管和摩擦阻擋塊咬合組成恒阻形變結(jié)構(gòu)，摩擦阻擋塊裝置于摩擦套筒的前端，在錨桿恒阻變形過(guò)程中用于對(duì)恒阻承力套管進(jìn)行摩擦阻擋以達(dá)到錨桿變形的恒阻效果。摩擦阻擋塊設(shè)有倒角，引導(dǎo)恒阻承力套管同軸摩擦的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
[0015]本實(shí)用新型的恒阻承力套管在錨桿受拉應(yīng)力后向外變形延伸，其最大伸長(zhǎng)量為桿體達(dá)到屈服強(qiáng)度之前的延伸量。恒阻承力套管外設(shè)置的螺紋與摩擦阻擋塊咬合摩擦受力，即為錨桿或錨索恒阻力的大小。
[0016]本實(shí)用新型的恒阻承力套管、摩擦阻擋塊、內(nèi)螺母擋塊或鎖具為非等強(qiáng)度形變材料加工，摩擦阻擋塊、內(nèi)螺母擋塊和鎖具的材質(zhì)硬度均高于恒阻承力套管外設(shè)置的螺紋材質(zhì)的硬度。摩擦套筒所使用的材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度高于桿體的抗拉強(qiáng)度。
[0017]基于巷道支護(hù)理論,適用于頂板表層破碎和上部穩(wěn)定的頂板的懸吊理論和適用于軟弱破碎頂板的壓縮拱理論，本實(shí)用新型隨巷道圍巖變形產(chǎn)生自動(dòng)拉伸而本身不發(fā)生破壞且釋放圍巖變形能，同時(shí)維持恒定的工作阻力以保障支護(hù)強(qiáng)度的可靠性，允許的延伸范圍較大。恒阻承力套管受?chē)鷰r移動(dòng)發(fā)生變形時(shí)，受拉變形的恒定工作阻力根據(jù)套管選用材質(zhì)的不同可控范圍在110?130KN、120?140KN、130?150KN等不同區(qū)間，具體可根據(jù)巷道支護(hù)條件、圍巖允許的變形大小及圍巖應(yīng)力情況等因素確定。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0019]I)當(dāng)巷道圍巖受地應(yīng)力及采動(dòng)影響發(fā)生巷道收斂、圍巖大變形時(shí)，本實(shí)用新型隨之產(chǎn)生拉伸，圍巖中的變形能得到有效釋放，在恒阻承力套管拉伸之后仍然能夠保持恒定的工作阻力，實(shí)現(xiàn)了桿體恒阻變形的功能，對(duì)圍巖提供持續(xù)的支護(hù)力，從而保證了巷道圍巖的穩(wěn)定，消除了錨桿支護(hù)失效導(dǎo)致的突發(fā)性冒頂、片幫、塌方等安全隱患。
[0020]2)本實(shí)用新型恒阻承力套管的長(zhǎng)度范圍為30cm?60cm，其抗拉強(qiáng)度小于錨桿桿體部分。恒阻承力套管受?chē)鷰r移動(dòng)發(fā)生變形時(shí)，受拉變形的恒定工作阻力在錨桿支護(hù)預(yù)緊力合格的前提下，錨桿恒阻力的可控范圍為一個(gè)固定區(qū)間(如110?130kN)，以適應(yīng)大變形圍巖的支護(hù)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1所示的摩擦阻擋塊的局部放大圖；
[0024]圖3為圖1所示的凹槽的局部放大圖；
[0025]圖4為圖1所示的凸起的局部放大圖；
[0026]圖5為本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為圖5所示凸起的局部放大圖；[0028]圖7為圖5所示凹槽的局部放大圖；
[0029]圖中:
[0030]1、桿體；1-1、錨索；2、摩擦套筒；21、摩擦阻擋塊；22、凸起；22_1、凹槽；3、恒阻承力套管；31、螺紋；4、托盤(pán)；5、外螺母；6、內(nèi)螺母擋塊；61、凹槽；61-1、凸起；6_1、鎖具；7、墊圈。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0032]實(shí)施例1
[0033]如圖1?4所示，本實(shí)用新型包括桿體1、摩擦套筒2、恒阻承力套管3、托盤(pán)4、外螺母5和內(nèi)螺母擋塊6，恒阻承力套管3、內(nèi)螺母擋塊6依次套裝于桿體I尾端，內(nèi)螺母擋塊6通過(guò)桿體I尾端螺紋與桿體I連接，摩擦套筒2套裝于恒阻承力套管3外部，托盤(pán)4及外螺母5依次套裝在摩擦套筒2尾端。摩擦套筒2內(nèi)部分呈光滑狀，外部分呈粗糙狀；摩擦套筒2的內(nèi)部前端位置設(shè)有摩擦阻擋塊21，摩擦阻擋塊21與摩擦套筒2通過(guò)螺紋連接。恒阻承力套管3外表面設(shè)有螺紋31。
[0034]初始狀態(tài)時(shí)，恒阻承力套管3通過(guò)內(nèi)螺母擋塊6緊緊套裝于桿體I外部，錨桿整體受拉時(shí)，螺紋31與摩擦阻擋塊21咬合摩擦受力。當(dāng)外部軸向拉力大于螺紋31與摩擦阻擋塊21之間的摩擦力時(shí)，摩擦阻擋塊21摩擦螺紋31向外移動(dòng)，則桿體I與摩擦套筒2之間以恒定的摩擦阻力發(fā)生相對(duì)位移；當(dāng)外部軸向拉力小于或與螺紋31與摩擦阻擋塊21之間的摩擦力持平時(shí)，桿體I與摩擦套筒2之間相對(duì)靜止；當(dāng)摩擦阻擋塊21運(yùn)動(dòng)至桿體I端頭，內(nèi)螺母擋塊6與摩擦阻擋塊21抱死卡住，恒阻大變形錨桿達(dá)到最大行程。隨著圍巖的變形，當(dāng)恒阻承力套管3達(dá)到拉伸極限時(shí)，摩擦套筒2摩擦恒阻承力套管3向巷道內(nèi)延伸，具有良好的恒阻大變形效果，能夠保證巷道支護(hù)的穩(wěn)定。
[0035]為了實(shí)現(xiàn)給本實(shí)用新型錨桿施加預(yù)應(yīng)力的功能，內(nèi)螺母擋塊6外表面設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凹槽61，摩擦套筒2內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起22，安裝時(shí)凹槽61卡住凸起22，在套筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，錨桿隨套筒同步轉(zhuǎn)動(dòng)，以便對(duì)錨桿整體預(yù)緊力的施加。摩擦阻擋塊21開(kāi)有倒角。摩擦阻擋塊21和內(nèi)螺母擋塊6的材質(zhì)硬度均高于螺紋31材質(zhì)的硬度。摩擦套筒2所使用的材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度高于桿體I的抗拉強(qiáng)度。螺紋31具體為連續(xù)梯形螺旋螺紋或雙螺旋螺紋。摩擦套筒2具體為設(shè)置有防腐保護(hù)結(jié)構(gòu)的摩擦套筒；托盤(pán)4和外螺母5之間設(shè)有墊圈7。
[0036]實(shí)施例2
[0037]如圖5?7所示，本實(shí)用新型包括錨索1-1、摩擦套筒2、恒阻承力套管3、托盤(pán)4、外螺母5和鎖具6-1。恒阻承力套管3與鎖具6-1套裝于錨索1-1尾端，鎖具6-1通過(guò)鎖瓣與錨索1-1鎖緊連接，摩擦套筒2套裝于恒阻承力套管3外部，其中摩擦套筒2尾端有通透的孔可供錨索1-1穿出，摩擦套筒2的內(nèi)部前端設(shè)有摩擦阻擋塊21，摩擦阻擋塊21與摩擦套筒2通過(guò)螺紋連接，托盤(pán)4和外螺母5依次連接在摩擦套筒2的尾端。恒阻承力套管3外表面設(shè)有螺紋31。
[0038]初始狀態(tài)時(shí)，恒阻承力套管3通過(guò)鎖具6-1緊緊套裝于錨索1-1外部，錨索1-1整體受拉時(shí)，螺紋31與摩擦阻擋塊21咬合摩擦受力。當(dāng)外部軸向拉力大于螺紋31與摩擦阻擋塊21之間的摩擦力時(shí)，摩擦阻擋塊21摩擦螺紋31向外移動(dòng)，則錨索1-1與摩擦套筒2之間以恒定的摩擦阻力發(fā)生相對(duì)位移；當(dāng)外部軸向拉力小于或與螺紋31與摩擦阻擋塊21之間的摩擦力持平時(shí)，錨索1-1與摩擦套筒2之間相對(duì)靜止；當(dāng)摩擦阻擋塊21運(yùn)動(dòng)至錨索I端頭，鎖具6-1與摩擦阻擋塊21抱死卡住，恒阻大變形錨索達(dá)到最大行程。
[0039]本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)對(duì)樹(shù)脂藥卷進(jìn)行攪拌的功能，如圖7所示摩擦套筒2的尾端設(shè)有供錨索1-1通過(guò)的孔，鎖具6-1安裝在摩擦套筒2內(nèi)部，位于恒阻承力套管3后端，摩擦套筒2尾端外表面刻有螺紋，以供托盤(pán)4和外螺母5的安裝，安裝時(shí)錨索1-1轉(zhuǎn)動(dòng)，以便對(duì)樹(shù)脂藥卷進(jìn)行攪拌。
[0040]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型施加預(yù)應(yīng)力的功能，鎖具6-1外表面設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起61-1，摩擦套筒2內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凹槽22-1 ;鎖具6-1與摩擦套筒2通過(guò)螺紋連接。螺紋31具體為連續(xù)梯形螺旋螺紋或雙螺旋螺紋。摩擦套筒2具體為設(shè)置有防腐保護(hù)結(jié)構(gòu)的摩擦套筒；托盤(pán)4和外螺母5之間設(shè)有墊圈7。
[0041]本實(shí)用新型同樣適用于套在錨索外部進(jìn)行軟巖大變形支護(hù)，類(lèi)似結(jié)構(gòu)類(lèi)型的套在錨索外部的恒阻變形裝置同樣屬于本專(zhuān)利保護(hù)范疇領(lǐng)域內(nèi)。
[0042]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種摩擦式恒阻大變形錨桿，包括桿體(I)、托盤(pán)(4)和外螺母(5)，其特征在于，所述桿體(I)尾端設(shè)置有恒阻承力套管(3)，所述恒阻承力套管(3)外部套裝有摩擦套筒(2)，所述托盤(pán)(4 )及外螺母(5 )依次套裝在所述摩擦套筒(2 )尾端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式恒阻大變形錨桿，其特征在于，所述桿體(I)尾端設(shè)有鎖定裝置，所述摩擦套筒(2 )尾端設(shè)有用于安裝所述外螺母(5 )的絲扣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種摩擦式恒阻大變形錨桿，其特征在于，所述恒阻承力套管(3 )及所述鎖定裝置依次套裝于所述桿體(I)尾端；所述鎖定裝置具體為內(nèi)螺母擋塊(6 )或鎖具(6-1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種摩擦式恒阻大變形錨桿，其特征在于，所述恒阻承力套管(3)外表面設(shè)有螺紋(31)，所述螺紋(31)具體為連續(xù)梯形螺旋螺紋或雙螺旋螺紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種摩擦式恒阻大變形錨桿，其特征在于，所述內(nèi)螺母擋塊(6)外表面設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凹槽(61)，所述摩擦套筒(2)內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種摩擦式恒阻大變形錨桿，其特征在于，所述桿體(I)具體為錨索(1-1 )，所述鎖具(6-1)通過(guò)鎖瓣與所述錨索(1-1)鎖緊連接，所述摩擦套筒(2)的尾端設(shè)有供所述錨索(1-1)通過(guò)的孔，所述鎖具(6-1)于所述恒阻承力套管(3 )后端通過(guò)螺紋連接于所述摩擦套筒(2)內(nèi)部，所述鎖具(6-1)外表面設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凸起(61-1)，摩擦套筒(2)內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的凹槽(22-1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的一種摩擦式恒阻大變形錨桿，其特征在于，所述摩擦套筒(2)的內(nèi)部前端設(shè)有摩擦阻擋塊(21)，所述摩擦阻擋塊(21)與所述摩擦套筒(2)通過(guò)螺紋連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種摩擦式恒阻大變形錨桿，其特征在于，所述摩擦阻擋塊(21)開(kāi)有倒角。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種摩擦式恒阻大變形錨桿，其特征在于，所述摩擦套筒(2)具體為設(shè)置有防腐保護(hù)結(jié)構(gòu)的摩擦套筒(2);所述托盤(pán)(4)和所述外螺母(5)之間設(shè)有墊圈(7)。
【文檔編號(hào)】E21D21/00GK203515628SQ201320617954
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】黃屹峰, 林超, 連小勇, 周建偉 申請(qǐng)人:尤洛卡礦業(yè)安全工程股份有限公司