施加錨桿預(yù)緊力裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種施加錨桿預(yù)緊力裝置，具體是一種適合于巖土工程、煤礦井下、隧道工程等使用錨桿支護(hù)的錨桿用施加錨桿預(yù)緊力裝置，屬于圍巖支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]錨桿支護(hù)是在邊坡、巖土深基坑等地表工程及隧道、采場等地下硐室施工中采用的一種加固支護(hù)方式，是用金屬件、木件、聚合物件或其他材料制成桿柱，打入地表巖體或硐室周圍巖體預(yù)先鉆好的孔中，利用其頭部、桿體的特殊構(gòu)造和尾部托板，或依賴于黏結(jié)作用將圍巖與穩(wěn)定巖體結(jié)合在一起而產(chǎn)生懸吊效果、組合梁效果、補(bǔ)強(qiáng)效果，以達(dá)到支護(hù)的目的，具有成本低、支護(hù)效果好、操作簡便、使用靈活、占用施工凈空少等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]由于巷道周圍不同深度巖體的自身特性及所處應(yīng)力環(huán)境的不同，圍巖容易產(chǎn)生不協(xié)調(diào)變形，所以錨桿在使用時需要對錨桿進(jìn)行預(yù)緊，防止因圍巖變形致使錨桿松動進(jìn)而導(dǎo)致支護(hù)失效，合理的錨桿預(yù)緊力可以增加巖體的圍壓，有效改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，改善被錨固巖體的力學(xué)性能，增大被錨固巖體的強(qiáng)度，發(fā)揮圍巖自身的承載能力，從而有利于保持巷道圍巖的穩(wěn)定，因此錨桿預(yù)緊力大小是錨桿支護(hù)的主要參數(shù)，也是錨桿材料能否發(fā)揮作用的重要指標(biāo)。
[0004]目前增加錨桿預(yù)緊力一般采用螺母緊固的施工方法，即錨桿尾部設(shè)置滾絲段外螺紋，通過扭矩扳手或錨桿鉆機(jī)施加給螺母的扭矩而返算施加的預(yù)緊力，扭矩越大錨桿的預(yù)緊力越大，但當(dāng)對錨桿施加300Nm以上螺母扭矩時施工機(jī)具很難達(dá)到要求，要想獲得300Nm以上較大的扭矩主要依靠人力，因此施工人員勞動強(qiáng)度大，且由于施工人員身體素質(zhì)的不同及操作時間長短的不同，很難確保每根錨桿的螺母扭矩都能達(dá)到要求，實(shí)際施工中要達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力主要靠管理手段來保證，而且預(yù)緊力與螺母扭矩對應(yīng)的關(guān)系因錨桿、螺母的材料、施工方法的不同而不同，對于不同的安裝條件相同的扭矩可能現(xiàn)不同的預(yù)緊力，預(yù)緊力出現(xiàn)了可變和不可控性；此外，使用螺母緊固錨桿的預(yù)緊力檢測較困難，由于預(yù)緊力與螺母扭矩對應(yīng)的關(guān)系是因材料、施工方法不同而不同，要想檢測預(yù)緊力必須通過其他輔助手段才能得到結(jié)果，因此操作繁復(fù)，且當(dāng)扭矩過大超過設(shè)定值時對錨桿的桿體也會造成損傷；另外，由于井下空氣較潮濕，緊固錨桿的螺母很容易銹蝕，當(dāng)螺母與錨桿尾部銹蝕后，再進(jìn)行緊固或拆卸均很困難，容易在回采工作面上下隅角形成瓦斯積聚，且更易損害錨桿，螺紋銹蝕后錨桿即報廢，無法再次使用。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中還出現(xiàn)有采用張拉設(shè)備對錨桿施加預(yù)緊力，如采用拉爪式結(jié)構(gòu)卡接在錨桿外露端的螺母上進(jìn)行對錨桿的拉拔，最后仍然采用螺母進(jìn)行緊固、保持錨桿預(yù)緊力，但這種拉爪式結(jié)構(gòu)容易對螺母及與之配合的錨桿外露端螺紋造成損傷，且不能實(shí)現(xiàn)錨桿拆除功能，拆除時依然采用拆卸螺母的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種施加錨桿預(yù)緊力裝置，能夠滿足高強(qiáng)度的預(yù)緊力錨固要求、且預(yù)緊力容易檢測、易于拆裝及回收利用，在保證錨桿充分發(fā)揮其支護(hù)性能的前提下實(shí)現(xiàn)簡便操作、降低施工人員勞動強(qiáng)度。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本施加錨桿預(yù)緊力裝置包括錨桿張拉機(jī)具和錨桿鎖具；
[0008]所述的錨桿張拉機(jī)具包括缸體、活塞、穿心套、錐形環(huán)和頂頭外套,缸體上設(shè)有進(jìn)油口與回油口；
[0009]活塞是空心套結(jié)構(gòu)，配合設(shè)置在缸體內(nèi)部；
[0010]穿心套同心配合設(shè)置在活塞內(nèi)部，其后端通過端蓋與缸體固定連接，其前端設(shè)有容納腔I，容納腔I內(nèi)設(shè)置夾片彈簧，夾片彈簧一端頂接容納腔I的底部，另一端頂接錨桿夾片，錨桿夾片具有可伸縮內(nèi)徑結(jié)構(gòu)，其外部是錐形套結(jié)構(gòu)、內(nèi)部是通孔結(jié)構(gòu)，其錐形小徑端面向前方設(shè)置；
[0011]錐形環(huán)固定連接于穿心套的前部、且與穿心套同心設(shè)置，錐形環(huán)的外徑尺寸與活塞的內(nèi)徑尺寸配合，錐形環(huán)的內(nèi)部錐形孔的錐度與錨桿夾片的錐度尺寸配合，錨桿夾片前部配合頂接在錐形環(huán)的錐形孔內(nèi)；
[0012]頂頭外套包括外套體、階梯連接套、頂頭內(nèi)彈簧和退鎖止退環(huán)，外套體具有腔型結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)擋板分隔為后端的大腔和前段的小腔，內(nèi)擋板中間設(shè)有通孔；階梯連接套套接安裝于外套體的大腔內(nèi)部后端、錐形環(huán)的前端，階梯連接套與活塞的前端固定連接；階梯連接套的前端面上沿圓周方向均布有容納腔II ;頂頭內(nèi)彈簧設(shè)置于階梯連接套的容納腔II內(nèi)，一端頂接容納腔II的底部，另一端頂接退鎖止退環(huán)；退鎖止退環(huán)中間的通孔尺寸小于錨桿夾片的內(nèi)部通孔尺寸，其后端面頂接于錨桿夾片的前端面，退鎖止退環(huán)前部設(shè)有階梯套結(jié)構(gòu)，階梯套結(jié)構(gòu)套接在外套體的內(nèi)擋板通孔上；
[0013]所述的錨桿鎖具包括鎖具錨環(huán)和鎖具夾片，鎖具錨環(huán)是環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中間的通孔為錐形孔，錐形孔的大徑端的外徑尺寸大于退鎖止退環(huán)中間通孔的外徑尺寸，鎖具錨環(huán)軸向方向上的厚度尺寸與外套體內(nèi)擋板前端面至外套體前端面的距離尺寸配合；
[0014]鎖具夾片設(shè)置為多片，其外壁弧度尺寸與鎖具錨環(huán)的錐形孔的錐度配合、內(nèi)壁弧度尺寸與錨桿的外徑尺寸配合，鎖具夾片設(shè)置在鎖具錨環(huán)的錐形孔內(nèi)壁與錨桿桿體之間。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的階梯連接套的內(nèi)徑前段尺寸與活塞的內(nèi)徑尺寸相同，內(nèi)徑后段設(shè)有安裝臺階，階梯連接套通過安裝臺階與活塞的前端固定連接。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的錨桿夾片的外部的錐度設(shè)置為1:5?1:20。
[0017]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的鎖具錨環(huán)的錐形孔的錐度設(shè)置為1:10 ?1:50。
[0018]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的鎖具夾片設(shè)置為三片、且中心對稱設(shè)置于鎖具錨環(huán)的錐度孔內(nèi)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本施加錨桿預(yù)緊力裝置可適用于多種規(guī)格錨桿預(yù)緊力安裝加固巷道圍巖的支護(hù)方式，錨桿安裝時不需要塑料墊圈及配套的螺母，錨桿攪拌錨固劑后，可直接用錨桿鉆機(jī)將錨桿鎖具沿錨桿推至圍巖表面，待錨固劑凝固后即可撤掉錨桿鉆機(jī)，并形成一定的初始護(hù)頂能力，施工人員和錨桿機(jī)具立即可施工其他錨桿，既可起到及時保護(hù)頂板的作用，又可實(shí)現(xiàn)錨桿的快速安裝；預(yù)緊力可在錨桿張拉機(jī)具壓力表中直接讀取，預(yù)緊力大小可通過調(diào)節(jié)錨桿張拉機(jī)具卸壓閥或供動力時間長短來獲得，可避免因人為因素造成錨桿扭矩力不夠，也可避免因扭矩力過大而扭壞錨桿，同時可以降低施工人員的勞動強(qiáng)度；在巷道修復(fù)時，對失效錨桿再進(jìn)行張拉錨桿鎖具即可又恢復(fù)錨桿預(yù)緊力，報廢錨桿又行成了支護(hù)能力，可節(jié)約大量錨桿費(fèi)用，且在回采時只需張拉即可回收錨桿鎖具和托板，回收的錨桿鎖具可重復(fù)使用，可節(jié)省費(fèi)用，更有利于上下出口采空區(qū)側(cè)頂板及時垮落，減少工作面的瓦斯積聚，減少事故。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型錨桿張拉機(jī)具初始狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1、錨桿張拉機(jī)具，11、缸體，12、活塞，13、穿心套，131、容納腔I，132、夾片彈簧，133、錨桿夾片，14、錐形環(huán)，15、頂頭外套，151、外套體，152、階梯連接套，153、頂頭內(nèi)彈簧，154、退鎖止退環(huán),2、錨桿鎖具,21、鎖具錨環(huán),22、鎖具夾片，3、錨桿,4、錨桿托板。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0024]如圖1、圖2所示，本施加錨桿預(yù)緊力裝置包括錨桿張拉機(jī)具I和錨桿鎖具2 (以下描述以錨桿鎖具2的安裝方向?yàn)榍胺?。
[0025]所述的錨桿張拉機(jī)具I包括缸體11、活塞12、穿心套13、錐形環(huán)14和頂頭外套15，
[0026]缸體11上設(shè)有進(jìn)油口與回油口；
[0027]活塞12是空心套結(jié)構(gòu)，配合設(shè)置在缸體11內(nèi)部，在壓力油的作用下活塞12可沿缸體11內(nèi)壁前后移動；
[0028]穿心套13同心配合設(shè)置在活塞12內(nèi)部，其后端通過端蓋與缸體11固定連接，其前端設(shè)有容納腔I 131，容納腔I 131內(nèi)設(shè)置夾片彈簧132，夾片彈簧132 —端頂接容納腔
I131的底部，另一端頂接錨桿夾片133，錨桿夾片133具有可伸縮內(nèi)徑結(jié)構(gòu)，其外部是錐形套結(jié)構(gòu)、內(nèi)部是通孔結(jié)構(gòu)，其錐形小徑端面向前方設(shè)置；
[0029]錐形環(huán)14固定連接于穿心套13的前部、且與穿心套13同心設(shè)置，錐形環(huán)14的外徑尺寸與活塞12的內(nèi)徑尺寸配合，錐形環(huán)14的內(nèi)部錐形孔的錐度與錨桿夾片133的錐度尺寸配合，錨桿夾片133前部配合頂接在錐形環(huán)14的錐形孔內(nèi)；
[0030]頂頭外套15包括外套體151、階梯連接套152、頂頭內(nèi)彈簧153和退鎖止退環(huán)154，外套體151具有腔型結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)擋板分隔為后端的大腔和前段的小腔，內(nèi)擋板中間設(shè)有通孔；階梯連接套152套接安裝于外套體151的大腔內(nèi)部后端、錐形環(huán)14的前端，階梯連接套152與活塞12的前端固定連接；階梯連接套152的前端面上沿圓周方向均布有容納腔
II;頂頭內(nèi)彈簧153設(shè)置于階梯連接套152的容納腔II內(nèi)，一端頂接容納腔II的底部，另一端頂接退鎖止退環(huán)154 ;退鎖止退環(huán)154中間的通孔尺寸小于錨桿夾片133的內(nèi)部通孔尺寸，其后端面頂接于錨桿夾片133的前端面，退鎖止退環(huán)154前部設(shè)有階梯套結(jié)構(gòu)，階梯套結(jié)構(gòu)套接在外套體151的內(nèi)擋板通孔上。
[0031]所述的錨桿鎖具2包括鎖具錨環(huán)21和鎖具夾片22，鎖具錨環(huán)21是環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中間的通孔為錐形孔，錐形孔的大徑端的外徑尺寸大于退鎖止退環(huán)154中間通孔的外徑尺寸，鎖具錨環(huán)21軸向方向上的厚度尺寸與外套體151內(nèi)擋板前端面至外套體151前端面的距離尺寸配合；
[0032]鎖具夾片22設(shè)置為多片，其外壁弧度尺寸與鎖具錨環(huán)21的錐形孔的錐度配合、內(nèi)壁弧度尺寸與錨桿3的外徑尺寸配合，鎖具夾片22設(shè)置在鎖具錨環(huán)21的錐形孔內(nèi)壁與錨桿3桿體之間。
[0033]本施加錨桿預(yù)緊力裝置使用前的初始狀態(tài)時錨桿張拉機(jī)具