本實(shí)用新型涉及煤礦井下或隧道支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型耐久磁化錨桿，該新型耐久磁化錨桿用于穩(wěn)固巖層，防止其斷裂或坍塌。

背景技術(shù)：

目前，錨桿支護(hù)技術(shù)已在國內(nèi)外礦井巷道及鐵路、水電、邊坡等各類工程的隧道支護(hù)中得到普遍應(yīng)用，是施工工程實(shí)現(xiàn)安全、高產(chǎn)和高效必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著錨桿穩(wěn)固巖層技術(shù)的日趨成熟，在礦井巷道或隧道支護(hù)中的應(yīng)用也日漸重要。傳統(tǒng)錨桿的種類有很多，通過不同類型錨桿在工程中的使用發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的錨桿在支護(hù)過程中存在耐久性差，難以施加較大預(yù)緊力，錨固性能不穩(wěn)定，支護(hù)強(qiáng)度低等主要缺點(diǎn)。如發(fā)明專利(CN101839143A)公開了一種錨桿能夠減小錨桿腐蝕損壞，延長錨桿壽命，如發(fā)明專利(CN103422872A)公開了一種錨桿裝置，能夠直觀的檢驗(yàn)錨桿的預(yù)緊力是否足夠，如發(fā)明專利 （CN104895104A）公開了一種充氣錨桿基礎(chǔ)，能搞提高充氣錨桿的極限承載力，都沒有有效延長錨桿預(yù)緊力作用時(shí)間，使錨桿長期對(duì)圍巖鉆孔孔壁施加徑向壓力，提高錨桿的耐久性，增強(qiáng)錨桿穩(wěn)固巖層的能力。管縫式錨桿在支護(hù)過程中，錨固力對(duì)孔徑差變化很敏感，錨桿錨固力受鉆孔因素影響較大，錨固性能不穩(wěn)定；水力膨脹式錨桿在支護(hù)中直接與外界接觸，容易受潮腐蝕，造成錨桿失效；螺紋鋼錨桿由于螺紋螺距大及螺紋與螺母的配合控制難度大，使其很難施加較大預(yù)緊力，現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)常發(fā)生退扣造成預(yù)緊力下降；導(dǎo)致錨桿不能長期控制圍巖處于三向受力狀態(tài)，造成錨桿支護(hù)強(qiáng)度降低。本實(shí)用新型的一個(gè)目的是克服或至少減少與現(xiàn)有技術(shù)的錨桿構(gòu)造相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供的一種新型耐久磁化錨桿，所述的新型耐久磁化錨桿用于鉆入圍巖鉆孔，與鉆孔孔壁擠緊可立即在全長范圍內(nèi)對(duì)孔壁施加徑向壓力和阻止圍巖下滑的摩擦力，加上錨桿拱形托盤的承托力，從而使圍巖處于三向受力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)巖層穩(wěn)固。用于全長錨固，屬于主動(dòng)支護(hù)，而且錨固力隨圍巖變形的加大而逐漸增強(qiáng)，安裝在錨桿桿體上的凹形彈簧圈及錨桿桿體與彈性磁化開縫鋼管之間相斥的磁力，再配合若干個(gè)楔形塊組成的楔形徑向擴(kuò)張結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)彈性磁化開縫鋼管膨脹擴(kuò)張，保證其外壁與鉆孔孔壁擠緊，同時(shí)，安裝在錨桿桿體上的凹形彈簧圈沿錨桿桿體軸向壓縮，可延長預(yù)緊力作用時(shí)間，彈力與磁力可長期作用于彈性磁化開縫鋼管，增強(qiáng)了錨桿的耐久性，提高其錨固性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

提供一種新型耐久磁化錨桿，主要包括錨桿桿體19，錐形端套2，錐形止動(dòng)螺母3，爪形彈性防脹外襯套4，彈性磁化開縫鋼管18，凹形彈簧圈7，楔形擴(kuò)張塊17，拱形托盤14，橡膠襯套15，減磨墊圈9，加厚緊固螺母(右旋)13，加厚自鎖螺母(左旋)10。

所述的新型耐久磁化錨桿，錨桿桿體19具有前端螺紋段20和尾部螺紋段8，前端螺紋段20端部配套安裝開有對(duì)稱裂口的錐形端套2；錐形止動(dòng)螺母3與爪形彈性防脹外襯套4通過螺紋安裝在錨桿桿體的前端螺紋段20上；前部錐形圈5、尾部錐形圈16及若干個(gè)楔形擴(kuò)張塊17-2均通過焊接方式安裝在錨桿桿體19的中間段；凹形彈簧圈通過其中間圓孔直接套在錨桿桿體19中間段，且其軸向移動(dòng)受到前部錐形圈5、尾部錐形圈16及若干個(gè)楔形擴(kuò)張塊17共同限制；彈性磁化開縫鋼管18套裝在錨桿桿體19中間段，彈性磁化開縫鋼管內(nèi)圈限制凹形彈簧圈徑向擴(kuò)張，在錨桿鉆入圍巖鉆孔前，彈性磁化開縫鋼管外圈的徑向膨脹受到爪形彈性防脹外襯套4的限制；橡膠襯套15通過螺紋安裝在錨桿桿體尾部螺紋段8上，橡膠襯套15具有一定的厚度和彈性，且可以沿錨桿桿體尾部螺紋段8移動(dòng)；拱形托盤14與橡膠襯 套15相配合安裝在錨桿桿體尾部螺紋段8上；減磨墊圈9套在錨桿桿體尾部螺紋段8上；加厚緊固螺母(右旋)13與加厚自鎖螺母(左旋)10通過螺紋安裝在錨桿桿體尾部螺紋段8上。

所述的新型耐久磁化錨桿，錨桿桿體19由左旋無縱筋螺紋鋼加工制成，并對(duì)其進(jìn)行磁化處理，使其具備一定的磁性，彈性磁化開縫鋼管18為擴(kuò)張?jiān)杀′摪寰碇贫?，?duì)其進(jìn)行磁化處理后使其與錨桿桿體19具備相同的磁性，二者之間的相斥磁力可以通過控制磁化過程中線圈的圈數(shù)、直徑及施加電壓等來改變；凹形彈簧圈7存在凹形彎曲面7-1，安裝在錨桿桿體19的中間段之前凹形彎曲面7-1預(yù)先處于彈性壓縮狀態(tài)，其徑向擴(kuò)張依次受到彈性磁化開縫鋼管18、爪形彈性防脹外襯套4的限制，彈性磁化開縫鋼管的縱向管縫6處于壓縮狀態(tài)。

所述的新型耐久磁化錨桿，開有對(duì)稱裂口的錐形端套2套接在錨桿桿體前端螺紋段20的端頭部，錐形端套2的內(nèi)表面與錨桿桿體前端螺紋段20的外表面保持接合，錐形端套2結(jié)構(gòu)形狀為錐形或類似于錐形，其窄端部留有對(duì)稱裂口1，在錨桿鉆入圍巖鉆孔時(shí)錐形端套2可以起導(dǎo)引作用，并且可以根據(jù)鉆孔孔徑大小來調(diào)節(jié)其對(duì)稱裂口1的尺寸，增強(qiáng)錨桿對(duì)孔徑差的適應(yīng)性；當(dāng)錨桿鉆入鉆孔后，在錨桿軸向推力的擠壓作用下，對(duì)稱裂口1插入鉆孔深部圍巖發(fā)生變形膨脹，與鉆孔深部孔底圍巖擠緊貼合，固定錨桿前端部，使其不易松動(dòng)，提高錨桿穩(wěn)定性，增強(qiáng)錨固性能。

所述的新型耐久磁化錨桿，錐形止動(dòng)螺母3與錨桿桿體前端螺紋段20組成螺旋副來實(shí)現(xiàn)螺旋傳動(dòng)，將錨桿桿體的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檠劂@孔軸線方向的直線推進(jìn)，同時(shí)將錨桿桿體的軸向推力傳遞給錐形端套2；錐形止動(dòng)螺母3寬端部外圈尺寸稍大于爪形彈性防脹外襯套4張開時(shí)的外圈尺寸，但稍小于鉆孔孔徑，錨桿鉆入鉆孔后，錐形止動(dòng)螺母3嵌入鉆孔深部粗糙孔壁，與孔壁圍巖配合成為螺旋傳動(dòng)的自鎖構(gòu)件；錨桿桿體前端螺紋段20的材料可選用40Cr、65Mn、T12、40WMn、20CrMnTi等鋼性材料，需經(jīng)熱處理，以提高其耐磨性，適用于錨桿重載要求；錐形止動(dòng)螺母3可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金，使其耐磨性好，強(qiáng)度高，滿足重載傳動(dòng)；錐形止動(dòng)螺母3的內(nèi)螺紋采用最常用的梯形傳動(dòng)螺紋，內(nèi)、外螺紋以錐面貼近，不易松動(dòng)，工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好，有利于錨桿進(jìn)行支護(hù)。

所述的新型耐久磁化錨桿，爪形彈性防脹外襯套4通過螺紋安裝在錨桿桿體前端螺紋段20上，主要包括由高強(qiáng)度、高彈性的薄鋼片或其它具有一定強(qiáng)度柔性金屬制成的彈性爪齒4-1和薄形連接螺紋圈4-2，彈性爪齒4-1沿薄形連接螺紋圈4-2鏡像對(duì)稱布置，可以通過焊接方式相連接，且沿徑向可以彈性收縮，實(shí)現(xiàn)徑向收口，在彈性磁化開縫鋼管18鉆入鉆孔前，通過彈性爪齒4-1徑向收口的彈力限制彈性磁化開縫鋼管18的徑向膨脹擴(kuò)張，進(jìn)一步限制凹形彈簧圈7發(fā)生徑向擴(kuò)張，彈性磁化開縫鋼管18被壓縮，以便錨桿鉆入鉆孔，薄形連接螺紋圈4-2通過內(nèi)螺紋安裝在錨桿桿體前端螺紋段20上，通過螺旋傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)爪形彈性防脹外襯套4沿錨桿桿體前端螺紋段20軸向移動(dòng)，薄形連接螺紋圈4-2的外圈尺寸要略小于錐形止動(dòng)螺母3寬端部外圈尺寸，以便錨桿鉆入鉆孔后爪形彈性防脹外襯套4與錨桿桿體前端螺紋段20共同沿軸向推進(jìn)鉆孔深部，從而釋放彈性磁化開縫鋼管18，彈性爪齒4-1收縮抱緊錨桿桿體前端螺紋段20，在凹形彈簧7的徑向力、磁力及若干楔形塊徑向擴(kuò)張的作用下，彈性磁化開封鋼管18徑向膨脹擴(kuò)張，與鉆孔孔壁擠緊。

所述的新型耐久磁化錨桿，前部錐形圈5與尾部錐形圈16焊接在錨桿桿體19上，前部錐形圈5焊接在錨桿桿體前部螺紋段20的后部(下部)，尾部錐形圈16焊接在錨桿桿體尾部螺紋段8的前部(上部)，用以限制凹形彈簧圈7沿錨桿桿件19軸向滑動(dòng)，并且隨著錨桿桿體19的軸向推進(jìn)，前部錐形圈5可以實(shí)現(xiàn)凹形彈簧圈7沿錨桿桿件19軸向壓縮，在錨桿對(duì)圍巖鉆孔施加預(yù)緊力后，處于軸向壓縮狀態(tài)的凹形彈簧圈7可以延長錨桿預(yù)緊力對(duì)圍巖的作用時(shí)間，提高錨桿的耐久性。

所述的新型耐久磁化錨桿，凹形彈簧圈7選用硅錳彈簧鋼(如60Si2MnA或60Si2Mn)加工制成，在軸向方向類似于普通高強(qiáng)度、高彈性的減震彈簧，在徑向設(shè)計(jì)有凹形彎曲面7-1，徑向、軸向均可被壓縮用以儲(chǔ)存彈性能，在錨桿鉆入鉆孔前，凹形彈簧圈7軸向處于原始狀態(tài)，凹形彎曲面7-1預(yù)先處于壓縮狀態(tài)，凹形彈簧圈7的初始直徑稍大于錨桿桿體19的直徑， 穿過凹形彈簧圈7的中間孔直接安裝在錨桿桿體19上，凹形彈簧圈7外側(cè)緊貼彈性磁化開縫鋼管18的內(nèi)圈，其它若干個(gè)凹形彈簧圈安裝及作用機(jī)理類似。

所述的新型耐久磁化錨桿，楔形擴(kuò)張塊17包括焊接在錨桿桿體19上的上楔形塊17-2和焊接在彈性磁化開縫鋼管內(nèi)圈的下楔形塊17-1兩組楔形元件，錨桿鉆入鉆孔后，彈性磁化開縫鋼管18在磁力與凹形彈簧圈7的徑向彈力作用下膨脹擴(kuò)張，與鉆孔孔壁擠緊，焊接在彈性磁化開縫鋼管內(nèi)圈的下楔形塊17-1不動(dòng)，焊接在錨桿桿體19上的上楔形塊17-2隨錨桿桿體19沿鉆孔深部推進(jìn)與下楔形塊17-1貼合擠緊，對(duì)彈性磁化開縫鋼管18施加額外更加穩(wěn)定的徑向擴(kuò)張力，其它若干個(gè)楔形擴(kuò)張塊安裝及作用機(jī)理相同。

所述的新型耐久磁化錨桿，由橡膠制成的橡膠襯套15安裝在錨桿桿體尾部螺紋上，橡膠襯套的內(nèi)螺紋與錨桿桿體尾部螺紋段8相配合，使橡膠襯套15可以沿著錨桿桿體尾部螺紋段8軸向移動(dòng)，橡膠襯套安裝好后，其外圈與拱形托盤14及鉆孔孔壁擠緊，內(nèi)側(cè)包緊貼合錨桿桿體尾部螺紋段8，既能夠?qū)@孔、拱形托盤14及錨桿桿體尾部螺紋段8通過橡膠襯套15連接以來，又可以有效緩和三者之間載荷的傳遞，防止錨桿桿體支護(hù)過程中晃動(dòng)劇烈，弱化圍巖變形后的壓力對(duì)拱形托盤14、對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)13、12及錨桿桿體19的影響，對(duì)與其相連接的元件起到保護(hù)作用，且還可以將鉆孔孔口密封，有效減少錨桿暴露面積，避免錨桿疲勞損傷及腐蝕，延長錨桿壽命，增強(qiáng)錨桿強(qiáng)度。

所述的新型耐久磁化錨桿，由鋼板加工制成的拱形托盤14與橡膠襯套15配合安裝在錨桿桿體尾部螺紋段8上，通過對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)13、12施加扭矩，壓緊拱形托盤14給錨桿提供預(yù)緊力，拱形托盤14具有一定的面積，有利于錨桿預(yù)應(yīng)力的擴(kuò)散，擴(kuò)大錨桿作用范圍，圍巖變形后載荷作用于拱形托盤14，通過拱形托盤14將載荷傳遞到錨桿桿體19，增大錨桿支護(hù)阻力，實(shí)現(xiàn)圍巖穩(wěn)固。

所述的新型耐久磁化錨桿，在加厚緊固螺母(右旋)13與拱形托盤14中間安裝有扁平形呈環(huán)狀的減磨墊圈9，用來保護(hù)拱形托盤14的表面不受加厚緊固螺母(右旋)13的擦傷，分散加厚緊固螺母(右旋)13對(duì)拱形托盤14的壓力，又可以使元件之間接觸更緊密。

所述的新型耐久磁化錨桿，對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)由加厚緊固螺母(右旋)13與加厚自鎖螺母(左旋)10組成，均通過螺紋安裝在錨桿桿體尾部螺紋段8上，加厚緊固螺母(右旋)13與加厚自鎖螺母(左旋)10對(duì)頂安裝擰緊后，使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力作用，即使錨桿支護(hù)過程中載荷有變動(dòng)，該摩擦力仍然存在，能更好滿足錨桿支護(hù)重載的要求，為了防止螺母松動(dòng)引起錨桿失效，將加厚自鎖螺母(左旋)10一端制成非圓形收口或開縫后徑向收口12，當(dāng)加厚自鎖螺母(左旋)10擰緊后，收口12脹開，利用收口12的彈力使旋合螺紋間壓緊，結(jié)構(gòu)簡單且防松可靠，為了便于通過對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)給錨桿施加較大的預(yù)緊力且避免圍巖變形后的壓力造成螺母破壞，螺母均采用加厚螺母。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本實(shí)用新型的新型耐久磁化錨桿，通過凹形彈簧圈施加徑向彈力、錨桿桿體的磁力及楔形擴(kuò)張機(jī)構(gòu)共同作用使得彈性磁化開縫鋼管膨脹擴(kuò)張，彈性磁化開縫鋼管外壁與圍巖鉆孔孔壁擠緊，可立即在全長范圍內(nèi)對(duì)孔壁施加較大的徑向壓力和阻止圍巖下滑的摩擦力，加上錨桿拱形托盤的承拖力，更好的使圍巖處于三向受力狀態(tài)，從而進(jìn)一步提高錨桿穩(wěn)固巖層的能力。

2.本實(shí)用新型的新型耐久磁化錨桿，設(shè)計(jì)有錐形止動(dòng)螺母，與錨桿桿體前端螺紋段組成螺旋副實(shí)現(xiàn)錨桿桿體軸向直線推進(jìn)，與前部、尾部錐形圈及若干個(gè)楔形擴(kuò)張塊相配合，共同實(shí)現(xiàn)凹形彈簧圈沿錨桿桿體軸向壓縮，當(dāng)錨桿安裝支護(hù)后，凹形彈簧圈沿錨桿桿體的軸向彈力可以延長錨桿預(yù)應(yīng)力對(duì)圍巖作用時(shí)間，增強(qiáng)錨桿的耐久性。

3.本實(shí)用新型的新型耐久磁化錨桿，在錨桿桿體前端螺紋段端頭安裝開有對(duì)稱裂口的錐形端套，可以根據(jù)鉆孔孔徑大小來調(diào)節(jié)其對(duì)稱裂口的尺寸，增強(qiáng)錨桿對(duì)孔徑差的適應(yīng)性，當(dāng)錨桿鉆入鉆孔后，在錨桿軸向推力的作用下，對(duì)稱裂口插入鉆孔深部圍巖發(fā)生變形膨脹，與鉆孔深部孔底圍巖擠緊貼合，與錨桿桿體尾部螺紋段安裝的橡膠襯套共同固定錨桿桿體，防止錨桿桿體支護(hù)過程中晃動(dòng)劇烈，降低錨桿疲勞損傷，提高錨桿穩(wěn)定性，增強(qiáng)錨固性能。

4.本實(shí)用新型的新型耐久磁化錨桿，錨桿桿體尾部螺紋段安裝的橡膠襯套，既能將鉆孔、拱形托盤及錨桿桿體通過彈性橡膠襯套相連接，又可以有效緩鉆孔、拱形托盤及錨桿桿體之間載荷的傳遞，弱化圍巖變形后的壓力對(duì)拱形托盤、對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)及錨桿桿體的影響，可以保護(hù)與其相連接的元件，且有效減少錨桿暴露面積，降低錨桿腐蝕，延長錨桿壽命。

5.本實(shí)用新型的新型耐久磁化錨桿，錨桿桿體尾部螺紋段安裝有對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)，加厚緊固螺母(右旋)與加厚自鎖螺母(左旋)對(duì)頂安裝擰緊，可以有效防止錨桿支護(hù)過程中載荷變動(dòng)造成的螺母松動(dòng)，能更好滿足錨桿支護(hù)重載的要求，將加厚自鎖螺母(左旋)一端制成非圓形收口或開縫后徑向收口，當(dāng)加厚自鎖螺母(左旋)擰緊后，收口脹開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊，結(jié)構(gòu)簡單且防松可靠，螺母均采用加厚螺母，更有利于通過對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)給錨桿施加較大的預(yù)緊力且避免圍巖變形后的壓力造成螺母破壞，使錨桿支護(hù)更加可靠。

6.本實(shí)用新型的新型耐久磁化錨桿，制造工藝簡單，安裝方便，支護(hù)可靠，成本低廉。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型的新型耐久磁化錨桿整體裝配剖視圖

圖2本實(shí)用新型的新型耐久磁化錨桿安裝在鉆孔內(nèi)時(shí)的剖視圖

圖3本實(shí)用新型的楔形擴(kuò)張塊局部放大圖

圖4本實(shí)用新型的尾部螺紋段部件安裝局部放大圖

圖5本實(shí)用新型的對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)防松原理圖

圖6本實(shí)用新型的爪形彈性防脹外襯套圖

圖7本實(shí)用新型的爪形彈性防脹外襯套防脹安裝原理圖

圖8本實(shí)用新型的凹形彈簧圈安裝剖視圖

圖9本實(shí)用新型的彈性磁化開縫鋼管受力擴(kuò)張?jiān)韴D

在圖中，1－對(duì)稱裂口 2－錐形端套 3－錐形止動(dòng)螺母 4－爪形彈性防脹外襯套 5－前部錐形圈 6－縱向管縫 7－凹形彈簧圈 8－錨桿桿體尾部螺紋段 9－減磨墊圈 10－加厚自鎖螺母(左旋) 11－螺母加厚區(qū) 12－自鎖螺母徑向收口 13－加厚緊固螺母(右旋) 14－拱形托盤 15－橡膠襯套 16－尾部錐形圈 17－楔形擴(kuò)張塊 18－彈性磁化開縫鋼管 19－錨桿桿體 20－錨桿桿體前端螺紋段

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明：

工作原理：開有對(duì)稱裂口的錐形端套2作為導(dǎo)引元件將錨桿桿體鉆入鉆孔中，當(dāng)錐形止動(dòng)螺母3的寬端部嵌入鉆孔深處圍巖中，與錨桿桿體前端螺紋段20構(gòu)成螺旋副，將錨桿桿體19的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殂@孔軸向推進(jìn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)爪形彈性防脹外襯套4一起與錨桿桿體前端螺紋段20向鉆孔深部推進(jìn)，對(duì)稱分布的彈性爪齒4-1脫離、釋放彈性磁化開縫鋼管18，同時(shí)彈性爪齒4-1徑向收縮抱緊貼合錨桿桿體前端螺紋段20，在錨桿桿體19的磁力、凹形彈簧圈7的凹形彎曲面7-1徑向彈力的作用下彈性磁化開縫鋼管18的縱向管縫6開始擴(kuò)張，使得彈性磁化開縫鋼管18與鉆孔孔壁擠緊，隨著錨桿桿體19的軸向推進(jìn)，上楔形塊17-2和下楔形塊17-1相互貼合擠緊，若干個(gè)楔形擴(kuò)張塊17徑向貼合擠緊，為彈性磁化開縫鋼管18施加額外更加穩(wěn)定的徑向擴(kuò)張力，使得彈性磁化開縫鋼管18與鉆孔孔壁擠緊更加可靠，旋轉(zhuǎn)通過螺紋安裝在錨桿桿體尾部螺紋段8上的橡膠襯套15來密封鉆孔，穿過錨桿桿體尾部螺紋段8安裝拱形托盤14、減磨墊圈9，通過螺紋連接依次安裝加厚緊固螺母(右旋)13、加厚自鎖螺母(左旋)10，并通過擰緊加厚緊固螺母(右旋)13、加厚自鎖螺母(左旋)10壓緊拱形托盤14來給錨桿桿體19施加預(yù)緊力，自鎖螺母徑向收口12脹開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊，實(shí)現(xiàn)螺母防松，錨桿桿體19的軸向推進(jìn)，在前部錐形圈5、尾部錐形圈16作用下，凹形彈簧圈7沿錨桿桿體19的軸向處于壓縮狀態(tài)，利用其軸向彈力可以延長錨桿預(yù) 緊力對(duì)圍巖支護(hù)時(shí)間，提高錨桿耐久性。

組成部件：

一種新型耐久磁化錨桿包括：2－錐形端套，3－錐形止動(dòng)螺母，4－爪形彈性防脹外襯套5－前部錐形圈，7－凹形彈簧圈，9－減磨墊圈，10－加厚自鎖螺母(左旋)，13－加厚緊固螺母(右旋)，14－拱形托盤，15－橡膠襯套，16－尾部錐形圈，17－楔形擴(kuò)張塊，18－彈性磁化開縫鋼管，19－錨桿桿體。

工作過程：如圖1、圖2所示，錨桿在圍巖支護(hù)安裝過程中，通過開有對(duì)稱裂口的錐形端套2作為導(dǎo)引元件將錨桿桿體鉆入鉆孔中，對(duì)稱裂口1在鉆孔孔底圍巖作用下脹開，利用對(duì)稱裂口1的彈力與鉆孔深部孔底圍巖擠緊貼合，當(dāng)錐形止動(dòng)螺母3的寬端部嵌入鉆孔深處圍巖中，與錨桿桿體前端螺紋段20構(gòu)成螺旋副，將錨桿桿體19的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殂@孔軸向推進(jìn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)爪形彈性防脹外襯套4一起與錨桿桿體前端螺紋段20向鉆孔深部運(yùn)動(dòng)，對(duì)稱分布的彈性爪齒4-1脫離、釋放彈性磁化開縫鋼管18，同時(shí)彈性爪齒4-1徑向收縮抱緊錨桿桿體前端螺紋段20，在錨桿桿體19的磁力、凹形彈簧圈7的凹形彎曲面7-1徑向彈力的作用下彈性磁化開縫鋼管18的縱向管縫6開始擴(kuò)張，使得彈性磁化開縫鋼管18與鉆孔孔壁擠緊，隨著錨桿桿體19的軸向推進(jìn)，上楔形塊17-2和下楔形塊17-1相互貼合擠緊，若干個(gè)楔形擴(kuò)張塊17發(fā)生徑向膨脹擴(kuò)張，為彈性磁化開縫鋼管18施加額外更加穩(wěn)定的徑向擴(kuò)張力，使得彈性磁化開縫鋼管18與鉆孔孔壁擠緊更加可靠，旋轉(zhuǎn)橡膠襯套15來密封鉆孔，穿過錨桿桿體尾部螺紋段8安裝拱形托盤14、減磨墊圈9，通過螺紋連接依次安裝加厚緊固螺母(右旋)13、加厚自鎖螺母(左旋)10，并通過擰緊加厚緊固螺母(右旋)13、加厚自鎖螺母(左旋)10壓緊拱形托盤14來給錨桿桿體19施加預(yù)緊力，自鎖螺母徑向收口12脹開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊，實(shí)現(xiàn)螺母防松，錨桿桿體19的軸向推進(jìn)，在前部錐形圈5、尾部錐形圈16作用下，凹形彈簧圈7沿錨桿桿體19的軸向處于壓縮狀態(tài)，利用其軸向彈力可以延長錨桿預(yù)緊力對(duì)圍巖支護(hù)時(shí)間，提高錨桿耐久性。

錐形端套的結(jié)構(gòu)和功能：如圖1所示，錐形端套2結(jié)構(gòu)形狀為錐形或類似于錐形，其窄端部留有對(duì)稱裂口1，套接在錨桿桿體前端螺紋段20的端頭部，錐形端套2可以根據(jù)鉆孔孔徑大小來調(diào)節(jié)其對(duì)稱裂口1的尺寸，增強(qiáng)錨桿對(duì)孔徑差的適應(yīng)性，以便導(dǎo)引錨桿鉆入圍巖鉆孔；如圖2所示，當(dāng)錨桿鉆入鉆孔后，在錨桿軸向推力的作用下，對(duì)稱裂口1插入鉆孔深部圍巖發(fā)生變形膨脹，與鉆孔深部孔底圍巖擠緊貼合，固定錨桿前端部，使其不易松動(dòng)，提高錨桿穩(wěn)定性，增強(qiáng)錨桿的錨固性能。

錐形止動(dòng)螺母的結(jié)構(gòu)、功能及材質(zhì)：如圖2所示，錐形止動(dòng)螺母3與錨桿桿體前端螺紋段20組成螺旋副來將錨桿桿體的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檠劂@孔軸線方向直線推進(jìn)，傳遞推力給錐形端套2；其寬端部外圈尺寸稍大于爪形彈性防脹外襯套4張開時(shí)的外圈尺寸，但稍小于鉆孔孔徑，錨桿鉆入鉆孔后，錐形止動(dòng)螺母3嵌入鉆孔深部粗糙孔壁，成為螺旋傳動(dòng)的自鎖構(gòu)件；錨桿桿體前端螺紋段20的材料可選用40Cr、65Mn、T12、40WMn、20CrMnTi等鋼性材料，需經(jīng)熱處理，以提高其耐磨性，適用于錨桿重載要求；錐形止動(dòng)螺母3可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金，使其耐磨性好，強(qiáng)度高，滿足重載傳動(dòng)；錐形止動(dòng)螺母3的內(nèi)螺紋采用最常用的梯形傳動(dòng)螺紋，內(nèi)、外螺紋以錐面貼近，不易松動(dòng)，工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好，有利于錨桿進(jìn)行支護(hù)。

爪形彈性防脹外襯套的結(jié)構(gòu)和功能：如圖6所示，爪形彈性防脹外襯套4主要包括由高強(qiáng)度、高彈性的薄鋼片或其它具有一定強(qiáng)度柔性金屬制成的彈性爪齒4-1和薄形連接螺紋圈4-2，彈性爪齒4-1沿薄形連接螺紋圈4-2鏡像對(duì)稱布置，可以通過焊接方式相連接，且沿徑向可以彈性收縮，實(shí)現(xiàn)徑向收口；如圖7所示，在彈性磁化開縫鋼管18鉆入鉆孔前，通過彈性爪齒4-1徑向收口的彈力限制彈性磁化開縫鋼管18的徑向膨脹擴(kuò)張，以便錨桿鉆入鉆孔，薄形連接螺紋圈4-2通過內(nèi)螺紋安裝在錨桿桿體前端螺紋段20上，如圖2所示，薄形連接螺紋圈4-2的外圈尺寸要略小于錐形止動(dòng)螺母3寬端部外圈尺寸，以便爪形彈性防脹外襯套4與錨桿桿體共同沿軸向推進(jìn)鉆孔深部，從而釋放彈性磁化開縫鋼管18，彈性爪齒4-1收縮抱 緊錨桿桿體；如圖9所示，在徑向擴(kuò)張力的作用下，彈性磁化開封鋼管18膨脹擴(kuò)張，與鉆孔孔壁擠緊。

前部錐形圈、尾部錐形圈的結(jié)構(gòu)和功能：如圖2、圖7所示，前部錐形圈5與尾部錐形圈16焊接在錨桿桿體19上，前部錐形圈5焊接在錨桿桿體前部螺紋段20的后部(下部)，尾部錐形圈16焊接在錨桿桿體尾部螺紋段8的前部(上部)，用以限制凹形彈簧圈7沿錨桿桿件19軸向滑動(dòng)，并且隨著錨桿桿體19的軸向推進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)凹形彈簧圈7沿錨桿桿件19軸向壓縮，在錨桿對(duì)圍巖鉆孔施加預(yù)緊力后，處于軸向壓縮狀態(tài)的凹形彈簧圈7可以延長錨桿預(yù)緊力對(duì)圍巖的作用時(shí)間，提高錨桿的耐久性。

凹形彈簧圈的結(jié)構(gòu)、功能及材質(zhì)：如圖8所示，凹形彈簧圈7選用硅錳彈簧鋼(如60Si2MnA或60Si2Mn)加工制成，在軸向方向類似于普通高強(qiáng)度、高彈性的減震彈簧，在徑向設(shè)計(jì)有凹形彎曲面7-1，徑向、軸向均可被壓縮用以儲(chǔ)存彈性能；如圖3、圖7所示，在錨桿鉆入鉆孔前，凹形彈簧圈7軸向處于原始狀態(tài)，凹形彎曲面7-1預(yù)先處于壓縮狀態(tài)，其初始直徑稍大于錨桿桿體19的直徑，穿過中間孔直接安裝在錨桿桿體19上，凹形彈簧圈7外側(cè)緊貼彈性磁化開縫鋼管18的內(nèi)圈，以便使彈性磁化開縫鋼管18發(fā)生膨脹擴(kuò)張。

楔形擴(kuò)張塊的結(jié)構(gòu)和功能：如圖3所示，楔形擴(kuò)張塊17包括焊接在錨桿桿體19上的上楔形塊17-2和焊接在彈性磁化開縫鋼管內(nèi)圈的下楔形塊17-1兩組楔形元件；如圖2所示，錨桿鉆入鉆孔后，彈性磁化開縫鋼管18在磁力與凹形彈簧圈7的徑向彈力作用下膨脹擴(kuò)張，與鉆孔孔壁擠緊，焊接在彈性磁化開縫鋼管內(nèi)圈的下楔形塊17-1不動(dòng)，上楔形塊17-2隨錨桿桿體19沿鉆孔深部推進(jìn)與下楔形塊17-1貼合擠緊，對(duì)彈性磁化開縫鋼管18施加額外更加穩(wěn)定的徑向擴(kuò)張力。

彈性磁化開縫鋼管的結(jié)構(gòu)和功能：如圖3所示，彈性磁化開縫鋼管18為擴(kuò)張?jiān)杀′摪寰碇贫?，?duì)其進(jìn)行磁化處理后使其與錨桿桿體19具備相同的磁性，二者之間存在的相斥磁力；如圖7所示，彈性磁化開縫鋼管18擴(kuò)張前受到爪形彈性防脹外襯套4的限制，彈性磁化開縫鋼管的縱向管縫6處于壓縮狀態(tài)；如圖2、圖9所示，錨桿鉆入鉆孔后，彈性磁化開縫鋼管18膨脹擴(kuò)張，其外壁與鉆孔孔壁擠緊。

減磨墊圈的結(jié)構(gòu)和功能：如圖5所示，在加厚緊固螺母(右旋)13與拱形托盤14中間安裝有呈扁平形環(huán)狀的減磨墊圈9，用來保護(hù)拱形托盤14的表面不受加厚緊固螺母(右旋)13的擦傷，分散加厚緊固螺母(右旋)13對(duì)拱形托盤14的壓力，又可以使元件之間接觸更緊密。

拱形托盤的結(jié)構(gòu)和功能：如圖2所示，由鋼板加工制成的拱形托盤14安裝在錨桿桿體尾部螺紋段8上，通過對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)13、12施加扭矩，壓緊拱形托盤14給錨桿提供預(yù)緊力，拱形托盤14具有一定的面積，有利于錨桿預(yù)應(yīng)力的擴(kuò)散，擴(kuò)大錨桿作用范圍，圍巖變形后載荷作用于拱形托盤14，通過其將載荷傳遞到錨桿桿體19，增大錨桿支護(hù)阻力，實(shí)現(xiàn)圍巖穩(wěn)固。

橡膠襯套的結(jié)構(gòu)和功能：如圖2、圖5所示，由橡膠制成的橡膠襯套15安裝在錨桿桿體尾部螺紋上，其外圈與拱形托盤14及鉆孔孔壁擠緊，內(nèi)側(cè)包緊貼合錨桿桿體尾部螺紋段8，可以有效緩和三者之間載荷的傳遞，防止錨桿桿體支護(hù)過程中晃動(dòng)劇烈，弱化圍巖變形后的壓力對(duì)拱形托盤14、對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)13、12及錨桿桿體19的影響，對(duì)與其相連接的元件起到保護(hù)作用，且還可以將鉆孔孔口密封，有效減少錨桿暴露面積，避免錨桿疲勞損傷及腐蝕，延長錨桿壽命，增強(qiáng)錨桿強(qiáng)度。

對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和功能：如圖4所示，對(duì)頂加厚螺母緊固機(jī)構(gòu)由加厚緊固螺母(右旋)13與加厚自鎖螺母(左旋)10組成，均通過螺紋安裝在錨桿桿體尾部螺紋段8上，對(duì)頂安裝擰緊使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力作用，即使錨桿支護(hù)過程中載荷有變動(dòng)，該摩擦力仍然存在，能更好滿足錨桿支護(hù)重載的要求，如圖5所示，為了防止螺母松動(dòng)引起錨桿失效，將加厚自鎖螺母(左旋)10一端制成非圓形收口或開縫后徑向收口12，當(dāng)加厚自鎖螺母(左旋)10擰緊后，收口12脹開，利用收口12的彈力使旋合螺紋間壓緊， 結(jié)構(gòu)簡單且防松可靠，避免圍巖變形后的壓力造成螺母破壞，螺母均采用加厚螺母。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，任何熟悉本領(lǐng)域的工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，如錨桿桿體形式、構(gòu)件材質(zhì)和數(shù)量等等，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。