一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種管縫式錨桿拉拔力測(cè)量裝置，應(yīng)用于地下礦山支護(hù)工程中的管縫式錨桿拉拔力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，主要由卡環(huán)(1)、U型卡槽(2)、支撐架(3)、穿心式千斤頂(4)、拉桿(5)和標(biāo)尺(6)等部分組成。進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，依次將各部件進(jìn)行安裝，并檢查整個(gè)裝置與管縫式錨桿(0)是否保持同軸狀態(tài)；操作穿心式千斤頂(4)注油、加載，使得穿心式千斤頂(4)帶動(dòng)拉桿(5)及與其連接的U型卡槽(2)、卡環(huán)(1)等部件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管縫式錨桿(0)的拉拔動(dòng)作。此裝置能保證拉拔過程中所施加的拉拔力始終與管縫式錨桿處于同心狀態(tài)，從而獲得準(zhǔn)確的拉拔力測(cè)量結(jié)果，攜帶方便，不需要使用電力設(shè)備，不受動(dòng)力源及使用地點(diǎn)的限制。
【專利說明】
一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種管縫式錨桿拉拔力測(cè)量裝置，特別是礦山井下支護(hù)工程中管縫式錨桿拉拔力的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，通過該測(cè)量裝置，可獲得管縫式錨桿的拉拔力和對(duì)應(yīng)的位移值，從而檢驗(yàn)管縫錨桿的安裝質(zhì)量，評(píng)估管縫錨桿的錨固力及錨固效果。
技術(shù)背景
[0002]管縫式錨桿是采用高強(qiáng)度金屬板卷壓成沿全長(zhǎng)縱向開縫的長(zhǎng)鋼管狀桿體，屬全長(zhǎng)摩擦類型錨桿，主要靠管壁與鉆孔壁之間的摩擦力起錨固作用。采用外力將錨桿安裝入較其直徑小的鉆孔時(shí)，鋼管的彈性使其外壁擠壓鉆孔壁，產(chǎn)生沿鋼管全長(zhǎng)分布的徑向力。同時(shí)，錨桿外端金屬托盤產(chǎn)生的即時(shí)預(yù)應(yīng)力使被支護(hù)圍巖處于三向應(yīng)力狀態(tài)，最終起到加固圍巖、柔性抑制圍巖移動(dòng)和實(shí)現(xiàn)圍巖自支撐效應(yīng)的作用。管縫式錨桿作為一種支護(hù)方式，被廣泛應(yīng)用于地下工程的支護(hù)實(shí)踐中，較其他支護(hù)方式而言，具有及時(shí)施加主動(dòng)預(yù)應(yīng)力以及安裝效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。但管縫錨桿也有其明顯的不足，比如其錨固力受安裝工藝的影響非常顯著，鉆孔直徑、巖體質(zhì)量等會(huì)對(duì)其錨固力產(chǎn)生非常大的影響?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，同樣的管縫錨桿采用不同的安裝工藝或安裝于不同巖體，其錨固力可能相差數(shù)倍。
[0003]在進(jìn)行井巷工程掘進(jìn)與采場(chǎng)回采過程中，地壓顯現(xiàn)是必然現(xiàn)象，受不同地質(zhì)條件、安裝工藝等因素的影響，管縫式錨桿起到的支護(hù)效果不盡相同。如果起不到支護(hù)效果，則可能出現(xiàn)井巷工程的垮塌、人員傷亡、設(shè)備受損等一系列問題。準(zhǔn)確測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)管縫式錨桿的拉拔力，掌握其安裝質(zhì)量及效果，是保障井巷工程穩(wěn)定性，避免人員受傷、設(shè)備受損的最直接有效的方式。因此，開展管縫錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。然而對(duì)管縫式錨桿的現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量一直是一個(gè)技術(shù)難題，無法直接拉拔管縫錨桿桿體，為開展管縫錨桿拉拔實(shí)驗(yàn)，一般情況下是在管縫式錨桿末端焊接一段金屬桿，通過對(duì)金屬桿進(jìn)行拉拔，以測(cè)定錨桿的拉拔力。但使用這種測(cè)量方式，存在如下幾個(gè)問題:
[0004]I)該測(cè)量方式不僅需要在地表加工合適的金屬桿，還需要使用電焊機(jī)、焊鉗等工具，需由專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行接電、焊接工作，然而礦山井下巷道并非各個(gè)地方都有電源，可能需要專門布置電源至擬測(cè)試管縫錨桿附近，可見焊接金屬桿這一測(cè)量方法對(duì)作業(yè)條件、作業(yè)地點(diǎn)及人員設(shè)備具有較高要求。
[0005]2)使用電焊會(huì)產(chǎn)生明火，易引發(fā)火災(zāi)事故，在某些存在易燃、易爆氣體的礦山(如煤礦)無法使用。
[0006]3)焊接工藝本身較為復(fù)雜，受礦山井下作業(yè)空間小、作業(yè)環(huán)境差、照明條件不良等因素的限制，使得焊接人員的作業(yè)難度提高，焊接質(zhì)量難以保證。
[0007]4)錨桿拉拔力的測(cè)量過程中，需要使施加的拉拔力與錨桿處于同軸位置，才能測(cè)出準(zhǔn)確的管縫錨桿的錨固力(如果非同軸，則測(cè)試結(jié)果一般會(huì)偏大)，然而在焊接過程中操作人員只能根據(jù)肉眼判斷，這就很難保證焊接的金屬桿和管縫錨桿處于同軸位置，從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0008]5)在進(jìn)行拉拔力測(cè)量的過程中，易出現(xiàn)因焊接的金屬桿焊點(diǎn)拉斷而造成的人員傷害事故。
[0009]6)該方式測(cè)量周期長(zhǎng)，測(cè)量工序復(fù)雜，測(cè)量成本較高。
[0010]另一種測(cè)量方式是在管縫式錨桿的空心管內(nèi)安裝兩個(gè)楔子，楔子內(nèi)側(cè)連接拉桿，通過兩個(gè)楔子疊合提供抓住管縫錨桿的力量，但這種測(cè)量方式最大的問題在于:錨桿壁還受到楔子施加的徑向力，從而增大了管縫錨桿與巖壁之間的摩擦力，使得所測(cè)得的錨固力高于實(shí)際錨固力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]為此，本實(shí)用新型的目的是提出一種用于管縫錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量的裝置，應(yīng)用于礦山井下支護(hù)工程中管縫錨桿拉拔力的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，主要組件為:卡環(huán)(I)，u型卡槽(2)，支撐架(3)，穿心式千斤頂(4)，拉桿(5)和標(biāo)尺(6)等。開展拉拔試驗(yàn)時(shí)，其各組件的安裝見圖1，各組件的核心功能如下:卡環(huán)(I)用于為U型卡槽(2)提供拉拔管縫錨桿(O)的著力點(diǎn)；支撐架(3)是為穿心式千斤頂(4)提供支撐力；穿心式千斤頂(4)用于提供測(cè)試錨固力的動(dòng)力；拉桿(5)可以將管縫錨桿(O)的錨固力通過卡環(huán)(I)、U型卡槽(2)傳遞至穿心式千斤頂(4)，即穿心式千斤頂(4)所提供的壓力值即為管縫錨桿(O)的錨固力值;標(biāo)尺(6)可用于測(cè)試錨固力與錨桿拉出位移的關(guān)系曲線。
[0012]所述卡環(huán)(I)右側(cè)圓環(huán)左端面與U型卡槽(2)內(nèi)的開口凹槽為非固定接觸。
[0013]所述U型卡槽(2)內(nèi)開大小兩個(gè)U型槽、一個(gè)圓形開口凹槽和一個(gè)螺紋孔，且其軸線與U型卡槽(2)—致;所述U型卡槽(2)右端螺紋孔與拉桿(5)左端為可拆卸式的螺紋連接。
[0014]所述支撐架(3)為倒圓桶型支架結(jié)構(gòu)，左端為三個(gè)支撐腳(11)，所述支撐腳(11)上設(shè)計(jì)了螺紋孔，與支撐螺栓(12)為可拆卸式連接;所述的萬(wàn)向爪(13)與支撐螺栓(12)為可拆卸式連接。
[0015]所述萬(wàn)向爪(13)與巖壁為接觸式連接，萬(wàn)向爪(13)可根據(jù)巖壁起伏進(jìn)行方向調(diào)整，使其爪面與巖壁的接觸為面接觸，而非點(diǎn)接觸，避免由于點(diǎn)接觸造成的應(yīng)力集中過大導(dǎo)致巖面破壞影響拉拔力與錨桿桿體的同軸性;所述的萬(wàn)向爪(13)頭部為齒狀，從而增加支撐架(3)與巖壁間的摩擦力。
[0016]所述穿孔千斤頂(4)右上端機(jī)架部位上有一帶螺紋的圓形孔，孔深足以自由調(diào)節(jié)安裝于其內(nèi)的標(biāo)尺(6)插入深度，以確保安裝于拉桿(5)上的指示器指針(7)初始位置位于標(biāo)尺的零點(diǎn)。
[0017]所述拉桿(5)左右兩端開有等長(zhǎng)螺紋，且螺紋長(zhǎng)度大于所述U型卡槽(2)右端螺紋孔深度，可自由調(diào)節(jié)其旋入深度。
[0018]所述指針(7)與拉桿(5)為可拆卸式，指針(7)末端與標(biāo)尺(6)為非固定式接觸，指針(7)可在標(biāo)尺(6)上滑移。
[0019]該拉拔裝置的安裝方法如圖1所示。卡環(huán)(I)的安裝方法為:安裝管縫錨桿(O)時(shí)，將卡環(huán)(I)事先套在管縫錨桿(O)桿體上，置于錨桿的焊接環(huán)與錨桿托盤(14)之間，并將錨桿安裝于巷道等被支護(hù)區(qū)域的指定部位。測(cè)試該管縫錨桿(O)的錨固力方法如下:(I)首先將U型卡槽(2)與拉桿(5)連接，并將U型卡槽(2)安裝于卡環(huán)(I)上，之后將支撐架(3)穿于U型卡槽(2)及其所連的拉桿(5)上，再將穿心式千斤頂(4)安裝于支撐架(3)上，并在穿過穿心式千斤頂(4)中心的拉桿(5)端頭上安裝螺母(8); (2)調(diào)節(jié)萬(wàn)向爪(13)上的三個(gè)支撐螺栓(12)的高度，使穿心式千斤頂(4)的軸向與拉桿(5)的軸向(即管縫錨桿(O)的軸向)一致，之后擰緊拉桿(5)的螺母(8)，并將指針(7)旋入拉桿(5)左端螺紋，使指針(7)箭頭朝上，再將標(biāo)尺(6)安裝于穿心式千斤頂(4)右上方的螺紋孔上，并調(diào)節(jié)標(biāo)尺(6)的位置，使指針(7)初始位置指于標(biāo)尺(6)的零點(diǎn)；(3)關(guān)閉油壓栗的出油閥門，向穿心式千斤頂(4)注油、加載，則穿心式千斤頂(4)將力作用于拉桿(5)，進(jìn)一步傳遞至U型卡槽(2)、卡環(huán)(I)及管縫錨桿(O)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管縫錨桿(O)的拉拔動(dòng)作，根據(jù)拉拔實(shí)驗(yàn)的要求，記錄拉拔力及管縫錨桿(O)拉出的位移值；(4)當(dāng)管縫錨桿(O)的拉拔力不在增加的時(shí)候，停止加載，打開油壓栗出油閥門，則穿心式千斤頂(4)回縮，拆卸標(biāo)尺(6)、指針(7)與螺母(8)，取下穿心式千斤頂(4)、支撐架(3)、拉桿(5)及U型卡槽(2)和卡環(huán)(I)，完成拉拔試驗(yàn)。
[0020]該拉拔力測(cè)量裝置的優(yōu)勢(shì)在于:
[0021]I)通過將卡環(huán)(I)與管縫式錨桿(O)—同安裝，使卡環(huán)(I)與管縫式錨桿形成一體，取代了電焊金屬桿，用以直接傳遞對(duì)錨桿施加的拉拔力，簡(jiǎn)單而方便；同時(shí)由于，兩者之間能保證很好的同軸性，可以最大限度提高管縫錨桿拉拔力的精度。
[0022]2)通過一系列措施，包括:卡環(huán)(I)內(nèi)徑與管縫式錨桿(O)外徑差值很小，確保了兩者之間的同軸安裝;U型卡槽(2)上開口凹槽對(duì)卡環(huán)(I)右圓環(huán)的限位作用，使U型卡槽(2)與卡環(huán)(I)連接后不產(chǎn)生相對(duì)位移;支撐架(3)上的支撐螺栓(12)可以任意調(diào)節(jié)其高度，以適應(yīng)凹凸不平的井下巖面，確保穿心式千斤頂(4)施加于管縫錨桿(O)的載荷與管縫錨桿(O)的軸向同方向；萬(wàn)向爪(13)可任意調(diào)節(jié)其角度，使其爪面與巖壁的接觸為面接觸，避免由于點(diǎn)接觸造成的應(yīng)力集中過大導(dǎo)致巖面破壞影響拉拔力與錨桿桿體的同軸性;所述的萬(wàn)向爪
(13)頭部為齒狀，從而增加支撐架(3)與巖壁間的摩擦力。上述設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了測(cè)量裝置與管縫錨桿(O)在安裝、測(cè)量過程中始終保持同軸位置，從而提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0023]3)測(cè)量裝置攜帶方便，安裝及拆卸工序簡(jiǎn)單，不需要其他輔助設(shè)施，可以在礦山井下任意地點(diǎn)、任意時(shí)間進(jìn)行管縫式錨桿的拉拔力測(cè)量，提高了測(cè)量效率。
[0024]4)測(cè)量裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，各組成部分均為礦山常用備件或?yàn)槌墒斓呐浼a(chǎn)品，且加工方便，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管縫式錨桿的不同規(guī)格尺寸，加工對(duì)應(yīng)的測(cè)量裝置。
[0025]5)測(cè)量裝置無需用電源，也無需焊接工序，避免出現(xiàn)火災(zāi)隱患，可用于煤礦等有特殊測(cè)量要求的作業(yè)面；同時(shí)，各設(shè)備間連接穩(wěn)固，保證了測(cè)量拉拔力過程中測(cè)量人員的人身安全。
[0026]本發(fā)明成功的解決了電焊金屬桿的傳統(tǒng)管縫錨桿拉拔力測(cè)量裝置測(cè)量工序復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且難以保證測(cè)量安全與測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的缺點(diǎn)，有效的提高了測(cè)量效率，保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的同時(shí)保障了測(cè)量人員的安全，降低了測(cè)量成本。
【附圖說明】
[0027]圖1為管縫式錨桿拉拔力測(cè)量裝置的安裝圖，為便于理解其中支撐腳(3)按圖4中B-B視角作圖。
[0028]圖2為卡環(huán)結(jié)構(gòu)圖，圖2-1、圖2-2和圖2-3分別為卡環(huán)的正視圖、側(cè)視圖和俯視圖。
[0029]圖3為U型卡槽結(jié)構(gòu)圖，圖3-1為U型卡槽正面局部剖面圖，圖3-2為U型卡槽側(cè)視圖，A-A為U型卡槽剖視圖(沿A-A剖視圖)，301為小U型槽，302為開口凹槽，303為大U型槽。
[0030]圖4為支撐架結(jié)構(gòu)圖，其中圖4-1、圖4-2分別為支撐架的正視圖及俯視圖，C-C為支撐架沿正視圖中C-C面所作剖視圖，B-B為支撐架俯視圖沿B-B面所作剖視圖。
[0031]圖5為支撐架上支撐螺栓及萬(wàn)向爪結(jié)構(gòu)圖，其中圖5-1、圖5-2為支撐螺栓示意圖與半剖圖，圖5-3、圖5-4為支撐螺栓示意圖，分別為正視圖與側(cè)視圖。
[0032]圖6為穿心式千斤頂示意圖，其中圖6-1、圖6-2分別為穿心式千斤頂?shù)恼晥D與側(cè)視圖。
[0033]圖7為拉桿正視圖及左視圖。
[0034]圖8為標(biāo)尺。
[0035]圖9為指針，其中圖94、圖9-2、圖9_3分別為指針的正視圖、側(cè)視圖和俯視圖，圖
9-4為指針正剖面圖。
[0036]圖10為U型卡槽與卡環(huán)連接步驟圖，圖10-1為安裝時(shí)U型卡槽從上而下將卡環(huán)嵌入其中；圖10-2為卡環(huán)嵌入U(xiǎn)型卡槽后，向左移動(dòng)U型卡槽使卡環(huán)右端圓環(huán)嵌入開口凹槽；圖
10-3為兩者連接完成后狀態(tài)視圖。
[0037]圖11為卡環(huán)右端圓環(huán)嵌入U(xiǎn)型卡槽上開口凹槽示意圖。
[0038]圖12為卡環(huán)正視圖與側(cè)視圖尺寸標(biāo)注示例圖。
[0039]圖13為U型卡槽正視圖與側(cè)視圖尺寸標(biāo)注示例圖。
[0040]圖14為支撐架俯視圖與沿B-B面剖視圖尺寸標(biāo)注示例圖。
[0041 ]圖中:O-管縫式錨桿；1-卡環(huán);2-U型卡槽;3-支撐架;4-穿心式千斤頂;5_拉桿;6_標(biāo)尺;7-指針;8-螺母;9-止動(dòng)墊圈；10-進(jìn)出油管；11-支撐腳;12-螺栓;13-萬(wàn)向爪；14-銷桿托盤;15-安全拉環(huán);16-底座;17-滾珠;18-球形爪。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0043]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的管縫式錨桿拉拔力測(cè)量裝置的裝配圖，為便于理解，其中支撐架(3)以圖4中B-B剖面圖進(jìn)行繪制，詳細(xì)支撐架(3)結(jié)構(gòu)見圖4。
[0044]本實(shí)施中管縫式錨桿拉拔力測(cè)量裝置主要由卡環(huán)(1)、U型卡槽(2)、支撐架(3)、穿心式千斤頂(4)、拉桿(5)和標(biāo)尺(6)等部件組成。
[0045](I)卡環(huán)(I)為工字形軸套構(gòu)造，沿軸開有軸套孔(見圖2)，通過軸套孔可將卡環(huán)
(I)套在管縫錨桿(O)桿體上;安裝管縫式錨桿(O)時(shí)，卡環(huán)(I)被置于錨桿的焊接環(huán)與錨桿托盤(14)之間；如圖2，以錨桿的焊接環(huán)所在一側(cè)為右，錨桿托盤(14)所在一側(cè)為左，卡環(huán)
(I)右圓環(huán)左端面與U型卡槽(2)連接(即為卡環(huán)(I)和U型卡槽(2)卡接)，起到傳力作用(見圖1)，同時(shí)也使管縫式錨桿(0)、卡環(huán)(I)與U型卡槽(2)同軸。
[0046](2)如圖3所示，U型卡槽(2)是在底部為圓柱體，頂部為截頂圓錐體所構(gòu)成的組合體上開槽、打孔而成。圓柱體部分沿軸從左至右(如圖3所示，以U型卡槽底部為左，頂部為右)依次開有小U型槽(301)、開口凹槽(302)和大U型槽(303)，其中小U型槽半圓直徑匹配于卡環(huán)(I)軸套外徑;開口凹槽(302)直徑匹配卡環(huán)(I)右端大圓環(huán)直徑，開口寬度匹配于卡環(huán)
(I)軸套外徑;大U型槽(303)半圓直徑匹配卡環(huán)(I)右端大圓環(huán)直徑。截頂圓錐體部分沿軸有一螺紋孔，其內(nèi)螺紋匹配拉桿(5)左端外螺紋。上述卡環(huán)(I)右圓環(huán)左端面與U型卡槽(2)連接的具體方式為，通過U型卡槽(2)將卡環(huán)(I)嵌入槽內(nèi)，其中卡環(huán)中間軸部嵌入到小U型槽(301)部分，卡環(huán)右端圓環(huán)嵌入到大U型槽(303)部分，并沿軸將U型卡槽(2)右拉，使卡環(huán)
(1)右端圓環(huán)嵌入開口凹槽(302)，從而使卡環(huán)(I)與U型卡槽(2)間不產(chǎn)生相對(duì)位移(見圖11);截頂圓錐體頂端螺紋孔與拉桿(5)左端連接，使施加于拉桿(5)上的力傳遞至U型卡槽
(2)及卡環(huán)(I)。
[0047](3)支撐架(3)為帶3個(gè)支撐腳(11)的倒圓桶形支架構(gòu)造(見圖4)，扣于卡環(huán)(I)與U型卡槽(2)外側(cè)，在支撐架(3)頂部有一沿軸向貫穿的通孔，其孔徑略大于拉桿(5)直徑，可將拉桿(5)穿過通孔;三個(gè)沿圓周均勻分布的支撐腳(11)上開有螺紋孔，用于連接支撐螺栓
(12)，兩者為可拆卸式連接，支撐螺栓(12)結(jié)構(gòu)見圖5中(圖5-3)、(圖5-4);支撐螺栓(12)與支撐腳(11)上螺紋孔連接好后，末端用于連接萬(wàn)向爪(13)。
[0048](4)萬(wàn)向爪(13)主要由底座(16)、滾珠(17)和球形爪(18)組成，球形爪包括球形部分和爪面部分，底座(16)下端車有一螺紋孔用于連接支撐螺栓(12)，上端呈杯狀用于嵌入球形爪球形部分，為了降低摩擦，以便球形爪的球形部分可以在底座(16)上沿一定角度自由調(diào)整方向，在球形爪球形部分與底座上端的杯狀內(nèi)壁之間夾有若干滾珠(17)，由于底座
(16)上部的杯狀設(shè)計(jì)，使得球形爪(18)球形部分不會(huì)脫離;球形爪(17)爪面部分與巖壁為面接觸，增大了測(cè)量裝置與巖壁的接觸面積，且爪面呈齒狀，增加了萬(wàn)向爪(13)與巖壁間的摩擦力。通過調(diào)節(jié)支撐螺栓(12)的旋入深度及萬(wàn)向爪(13)與巖壁的接觸面，實(shí)現(xiàn)支撐架(3)上螺紋孔與錨桿(0)、卡環(huán)(1)、U型卡槽(2)處于同軸位置。(5)穿心式千斤頂(4)是一較為成熟的產(chǎn)品(見圖6)，其為圓柱體結(jié)構(gòu)，包括機(jī)架(固定件)和動(dòng)力組件，沿軸方向有一穿心通孔，可將拉桿(5)穿過其中；上端加工有安全拉環(huán)(15)用于連接掛鉤或繩索，下端為進(jìn)出油管(10)，給壓時(shí)，穿心式千斤頂(4)上活塞可向右端運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)拉桿(5)運(yùn)動(dòng)；穿心式千斤頂(4)左端與支撐架(3)右端面接觸，右端與安裝在拉桿(5)上的止動(dòng)墊片(9)接觸;在穿心式千斤頂(4)右上方機(jī)架部位處開一螺紋孔用于連接標(biāo)尺(6);在注油、加載情況下，穿心式千斤頂(4)通過活塞外伸將力作用于拉桿(5)右端固定的止動(dòng)墊圈(9)與螺帽(8)，從而帶動(dòng)拉桿(5)向右運(yùn)動(dòng)。
[0049](6)支撐架(3)與穿心式千斤頂(4)上均設(shè)有安全拉環(huán)(15)，可在其上固定掛鉤或繩子，另一端固定在巖壁或其他可支撐的地方，以防止在試驗(yàn)過程中或者結(jié)束后測(cè)量?jī)x器在重力作用下掉落，起到保護(hù)儀器和防止傷人的作用。
[0050](7)拉桿(5)為左右兩端車削等長(zhǎng)外螺紋的圓柱形直桿(見圖7)，左端與U型卡槽(2)為可拆卸式連接，右端通過止動(dòng)墊圈(9)、螺帽(8)間接與穿心式千斤頂(4)右端連接，通過拉桿(5)的上述連接方式使U型卡槽(2)和穿心式千斤頂(4)間接相連，起到傳力作用，以便通過拉桿(5)將穿心式千斤頂?shù)牧髦罸形卡槽(2);拉桿(5)主體部分穿過支撐架(3)和穿心式千斤頂(4)，但不接觸(如圖1)。
[0051](8)標(biāo)尺(6)為圓柱體，左端車有一定長(zhǎng)度的外螺紋，用于與穿心式千斤頂(4)上的小螺紋孔連接;主體部分上標(biāo)有刻度(見圖8)。
[0052](9)指針(7)由下方圓環(huán)與上方箭頭共同組成，圓環(huán)部分車有與拉桿(5)相匹配的內(nèi)螺紋，用于與拉桿(5)連接;指針(7)箭頭指向標(biāo)尺(6)上的刻度，測(cè)量過程中指針(7)末端可在標(biāo)尺上滑移。
[0053]根據(jù)本發(fā)明管縫式錨桿拉拔力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置，卡環(huán)(I)套在管縫錨桿(O)桿體上，置于錨桿的焊接環(huán)與錨桿托盤(14)之間，安裝后兩者處于同軸位置；同時(shí)U型卡槽(2)對(duì)卡環(huán)(I)起到了限制位移的作用，可確保與U型卡槽(2)連接的拉桿(5)同管縫式錨桿(O)處于同軸位置;進(jìn)一步的，通過支撐架(3)三個(gè)支撐腳(11)上的支撐螺栓(12)與萬(wàn)向爪(13)的高低調(diào)節(jié)作用，以適應(yīng)管縫錨桿所安裝巷道表面凸凹不平，確保穿心式千斤頂(4)施加于管縫錨桿(O)的載荷與管縫錨桿(O)的軸向同方向(見圖1)。上述設(shè)計(jì)確保了拉拔力測(cè)量裝置與管縫式錨桿(O)處于同軸位置，避免拉拔過程中出現(xiàn)拉拔力施加方向偏斜的問題，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0054]進(jìn)行管縫式錨桿拉拔力測(cè)量裝置的安裝時(shí)，首先將卡環(huán)(I)套入管縫式錨桿(O)末端，依據(jù)管縫式錨桿(O)的現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝進(jìn)行安裝，此時(shí)卡環(huán)(I)左右兩端分別卡在錨桿托盤(14)和管縫式錨桿(O)末端焊接環(huán)之間，并與錨桿托盤(14)和管縫式錨桿(O)末端焊接環(huán)無縫接觸，避免卡環(huán)(I)的左右位移。開展管縫錨桿拉拔試驗(yàn)時(shí)，先將拉桿(5)旋入U(xiǎn)型卡槽(2)右端螺紋孔，再進(jìn)行U型卡槽(2)與卡環(huán)(I)的連接，其具體安裝步驟如下:先將U型卡槽
(2)自上而下嵌入卡環(huán)(I)中(見圖10中圖10-1、圖10-2)，當(dāng)小U型槽與卡環(huán)(I)中間軸接觸后，將U型卡槽(2)沿軸向右拉，使得卡環(huán)(I)右端大圓環(huán)嵌入U(xiǎn)型卡槽(2)上的圓形開口凹槽內(nèi)(見圖10中圖10-3、圖11)。此時(shí)管縫式錨桿(0)、卡環(huán)(I)與U型卡槽(2)處于同軸位置;通過圓形開口凹槽的限制位移作用，使得卡環(huán)(I)與U型卡槽(2)的相對(duì)位置得以固定，避免了僅有兩個(gè)U型槽時(shí)，卡環(huán)(I)與U型卡槽(2)因錯(cuò)位而出現(xiàn)的不同軸情況。
[0055]將支撐架(3)沿其上的通孔穿過拉桿(5)扣于卡環(huán)(I)與U型卡槽(2)上，調(diào)整支撐腳(11)上支撐螺栓(12)的旋入深度以及萬(wàn)向爪(13)與巖壁的接觸面，使得支撐架(3)與卡環(huán)(I)、U型卡槽(2)等處于同軸狀態(tài)。
[0056]完成上述步驟后，將穿心式千斤頂(4)沿其上的通孔穿過拉桿(5)，使穿心式千斤頂(4)左端與支撐架(3)接觸，再在拉桿(5)右端露出的外螺紋部分上安裝止動(dòng)墊圈(9)并旋入螺母(8)，從而將拉桿(5)與穿心式千斤頂(4)右端連接，穿心式千斤頂施加力時(shí)，可帶動(dòng)拉桿向右運(yùn)動(dòng)。
[0057]最后，進(jìn)行標(biāo)尺(6)與指針(7)的安裝:先將指針(7)沿拉桿(5)右端的外螺紋旋至接近螺帽(8)位置，并保持指針(7)末端指向標(biāo)尺(6)方向，隨后將標(biāo)尺(6)旋入穿心式千斤頂(4)右端車削的小螺紋孔內(nèi)，調(diào)整旋入深度，使標(biāo)尺(6)上O刻度線與指針(7)末端對(duì)齊。
[0058]通過以上步驟完成整個(gè)管縫式錨桿拉拔力測(cè)量裝置的安裝(見圖1)。
[0059]以下為本發(fā)明管縫式錨桿拉拔力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置的一個(gè)示例規(guī)格參數(shù):
[0060](I)卡環(huán)(I)內(nèi)徑42mm(管縫式錨桿外徑40mm，可根據(jù)不同錨桿外徑對(duì)應(yīng)加工不同的卡環(huán)(I)內(nèi)徑);中間軸外徑50mm，長(zhǎng)30mm;左右兩圓環(huán)外徑分別為60mm和78mm，厚度均為10mm，采用Q345號(hào)鋼材，為便于理解卡環(huán)尺寸示例見圖12。
[0061](2)U型卡槽(2)底部圓柱體外徑100mm，小U型槽直徑52mm，開槽長(zhǎng)度為15mm;開口凹槽直徑80mm，長(zhǎng)10mm，開口處寬52mm;大U型槽直徑80mm，開槽長(zhǎng)度2 Imm(其長(zhǎng)度需大于卡環(huán)(I)右端圓環(huán)長(zhǎng)度與焊接環(huán)的長(zhǎng)度和)，所開螺紋孔為M32的通孔，為減輕U型卡槽重量，可沿軸往截頂圓錐方向挖空一定長(zhǎng)度，采用Q345號(hào)鋼材，為便于理解U型卡槽尺寸示例見圖13ο
[0062](3)支撐架(3)倒圓筒部分外徑為160mm，內(nèi)徑為120mm，支撐架(3)部分總長(zhǎng)度為230mm ；支撐腳(11)長(zhǎng)130mm，寬40mm，末端開M16通孔，采用Q345號(hào)鋼材;末端支撐螺栓(12)尺寸為M16X105，Q345號(hào)鋼材，為便于理解支撐架部分結(jié)構(gòu)尺寸示例見圖14;萬(wàn)向爪(13)底座(16)上開Ml6 X 12的螺紋孔，其他部分可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0063](4)穿心式千斤頂(4)外徑為160mm，長(zhǎng)200mm，可采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。其右上端非傳動(dòng)活塞處車一 M5 X 25的螺紋孔。
[0064](5)拉桿(5)為直徑32mm，長(zhǎng)470mm的圓柱桿(拉桿(5)長(zhǎng)度需根據(jù)穿心式千斤頂(4)長(zhǎng)度變化做對(duì)應(yīng)調(diào)整)，兩端車M32 X 75外螺紋，采用Q345號(hào)鋼材。
[0065](6)標(biāo)尺(6)為長(zhǎng)225mm，直徑為6mm的圓柱型直桿，左端車M5 X 25外螺紋，標(biāo)尺總長(zhǎng)度可做適當(dāng)調(diào)整，采用Q345號(hào)鋼材。指針(7)下方圓環(huán)寬度為4mm，外徑為40mm，沿中心開一M32螺紋孔;上方指針長(zhǎng)42.5mm，寬5mm，厚度為Imm，采用Q345號(hào)鋼材。
[0066]利用本發(fā)明管縫式錨桿拉拔力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)時(shí)的步驟如下:
[0067](I)將卡環(huán)(I)套入管縫式錨桿(O)末端，即置于錨桿托盤(14)和管縫錨桿(O)末端焊接環(huán)之間，按照管縫式錨桿(O)的安裝工藝進(jìn)行錨桿的安裝。
[0068](2)根據(jù)前述管縫式錨桿拉拔力測(cè)量裝置的安裝步驟完成裝置的組裝動(dòng)作，組裝過程中重點(diǎn)是保證各組件與管縫式錨桿(O)始終處于同軸狀態(tài)，通過調(diào)整支撐架(3)上的支撐螺栓(12)的旋入深度及萬(wàn)向爪(13)與巖壁的接觸面，保證支撐架(3)的穩(wěn)定性。
[0069](3)調(diào)整標(biāo)尺(6)與指針(7)的位置，使得指針(7)末端箭頭指向標(biāo)尺(6)上刻度線的起點(diǎn)(O點(diǎn))。
[0070](4)用鐵鏈連接安全拉環(huán)(15)，并將支撐架(3)和穿心式千斤頂(4)懸吊于被測(cè)試錨桿相鄰的錨桿或鋼網(wǎng)上，防止出現(xiàn)意外情況時(shí)千斤頂墜落傷人。
[0071](5)關(guān)閉油壓栗的出油閥門，注油、加載，使得穿心式千斤頂(4)帶動(dòng)拉桿(5)向右端運(yùn)動(dòng)(此時(shí)，穿心式千斤頂(4)左端由支撐架(3)支撐)。
[0072](6)記錄拉拔力及管縫銷桿(O)被拉出的位移值，當(dāng)管縫銷桿(O)的拉拔力停止上升時(shí)，停止加載，記錄拉拔力最高值與拉拔過程中的位移值;打開油壓栗出油閥門，則穿心式千斤頂(4)上活塞回縮。在加載、卸載過程中操作人員不能站在被測(cè)管縫式錨桿(O)及千斤頂周圍1.5m的范圍內(nèi)，防止其跌落傷人。
[0073](7)試驗(yàn)結(jié)束后，拆卸標(biāo)尺(6)、指針(7)與螺母(8)，取下穿心式千斤頂(4)、支撐架
(3)、拉桿(5)及U型卡槽(2)和卡環(huán)(I)，對(duì)各組件進(jìn)行清理并放回原位以便進(jìn)行下次試驗(yàn)。
[0074]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置，包括卡環(huán)(l)、u型卡槽(2)、支撐架(3)、穿心式千斤頂(4)、拉桿(5)、標(biāo)尺(6)和指針(7)， 其特征在于:卡環(huán)(I)內(nèi)套入管縫式錨桿(O)桿體，卡環(huán)(I)被置于管縫式錨桿(O)的焊接環(huán)與錨桿托盤(14)之間，卡環(huán)(I)位于所述焊接環(huán)所在的一端與U型卡槽(2)卡接，管縫式錨桿(O)、卡環(huán)(I)與U型卡槽(2)同軸;拉桿(5)—端與U型卡槽(2)相連，另一端依次套入支撐架(3)、穿心式千斤頂(4)中；所述支撐架(3)扣于卡環(huán)(I)與U型卡槽(2)外側(cè)，用于支撐穿心式千斤頂(4) ;U型卡槽(2)和穿心式千斤頂(4)通過拉桿(5)間接連接;標(biāo)尺(6)和指針(7)分別與穿心式千斤頂(4)和拉桿(5)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置，其特征在于:所述的卡環(huán)(I)為工字形軸套構(gòu)造，沿軸開有軸套孔，用于套入所述管縫錨桿(O)桿體，卡環(huán)(I)內(nèi)徑與管縫式銷桿(O)外徑一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置，其特征在于:所述的U型卡槽(2)是通過在底部為圓柱體，頂部為截頂圓錐體共同構(gòu)成的組合體上開槽而成，圓柱體部分沿軸依次開有小U型槽(301)、開口凹槽(302)和大U型槽(303);截頂圓錐部分沿軸設(shè)置一螺紋孔，用于連接拉桿(5);其中大U型槽半圓、小U型槽半圓、開口凹槽與螺紋孔的軸心均與所述組合體軸心一致，所述卡環(huán)(I)位于所述焊接環(huán)所在的一端與U型卡槽(2)卡接是將卡環(huán)(I)位于所述焊接環(huán)所在的一端圓環(huán)嵌入開口凹槽(302)中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置，其特征在于:卡環(huán)(I)中間軸部外徑與U型卡槽(2)內(nèi)開的小U型槽內(nèi)徑保持一致，卡環(huán)(I)位于所述焊接環(huán)所在的一端圓環(huán)直徑與U型卡槽(2)內(nèi)的開口凹槽和大U型槽內(nèi)徑保持一致。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置，其特征在于:所述的支撐架(3)為帶3個(gè)支撐腳(11)的倒圓桶形支架結(jié)構(gòu)，在支架頂部開一直徑大于拉桿(5)軸徑的貫穿圓孔，用于套入拉桿(5);支撐架(3)側(cè)邊設(shè)置有安全拉環(huán)(15)用于連接掛鉤或繩索；3個(gè)支撐腳(11)上開設(shè)有螺紋孔，用于安裝支撐螺栓(12)，萬(wàn)向爪(13)分別通過支撐螺栓(12)固定于各個(gè)支撐腳(11)上;通過調(diào)節(jié)支撐螺栓(12)的旋入深度及萬(wàn)向爪(13)與巖壁的接觸面，實(shí)現(xiàn)支撐架(3)上螺紋孔與錨桿(0)、卡環(huán)(1)、U型卡槽(2)處于同軸位置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置，其特征在于:所述萬(wàn)向爪(13)包括底座(16)、滾珠(17)和球形爪(18)，球形爪(18)包括球形部分和爪面部分;底座(16)下端設(shè)置有連接所述支撐螺栓(12)的螺紋孔，上端呈杯狀用于與球形爪(18)的球形部分卡接，底座(16)與球形爪(18)的球形部分之間設(shè)置有所述滾珠(17)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置，其特征在于:所述的穿心式千斤頂(4)為圓柱體結(jié)構(gòu)，包括機(jī)架和動(dòng)力組件，沿軸具有一通孔，用于套入拉桿(5);上端加工有安全拉環(huán)(15)用于連接掛鉤或繩索，下端為進(jìn)出油管(10)，給壓時(shí)，穿心式千斤頂(4)上活塞可向遠(yuǎn)離支撐架(3)—端運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)拉桿(5)運(yùn)動(dòng);在穿心式千斤頂(4)遠(yuǎn)離支撐架(3)—端上側(cè)機(jī)架部位上開有螺紋孔，用于安裝標(biāo)尺(6)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置，其特征在于:拉桿(5)為兩端車等長(zhǎng)螺紋的圓柱直桿，一端與U型卡槽(2)上螺紋孔連接，另一端在穿過支撐架(3)頂部貫穿圓孔和穿心式千斤頂(4)內(nèi)通孔后，用螺帽(8)進(jìn)行固定，所述螺帽(8)上安裝有止動(dòng)墊圈(9)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管縫式錨桿現(xiàn)場(chǎng)拉拔力測(cè)量裝置，其特征在于:標(biāo)尺(6)為一端加工有螺紋的圓柱形刻度尺，標(biāo)尺(6)上外螺紋用于連接穿心式千斤頂(4)遠(yuǎn)離支撐架(3)—端上側(cè)的螺紋孔;指針(7)為加工有螺紋孔的箭頭狀結(jié)構(gòu)，可旋入拉桿(5)。
【文檔編號(hào)】G01N19/04GK205483973SQ201620066653
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月23日
【發(fā)明人】韓思愉, 吳建勛, 張豐彥, 李瑛 , 姚松
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué), 北京恩菲麥特礦冶技術(shù)服務(wù)有限公司, 金昌市金川總校第高級(jí)中學(xué), 金昌市金川總校第一高級(jí)中學(xué), 北京科技大學(xué)