CN102371668B - 玻璃钢锚杆成型模头和成型设备及相应的锚杆制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种玻璃钢锚杆成型模头，包括模头出口端和位于模头出口端内的型腔，所述模头出口端具有模头出口，以使由玻纤纱形成的未固化的锚杆杆体沿第一方向从所述型腔中穿过，并使成型之后的锚杆杆体从模头出口引出，其中，在所述模头出口端上在沿与所述第一方向垂直的第二方向上设置有与所述型腔贯通的进线穿孔，以使缠绕带穿过所述进线穿孔对在所述型腔中穿过的未固化的锚杆杆体进行螺纹缠绕。还并公开了包括该成型模头的成型设备和相应的玻璃钢锚杆制造方法。

Description

玻璃钢锚杆成型模头和成型设备及相应的锚杆制造方法

技术领域

本发明主要涉及用于对玻璃钢锚杆进行成型的成型模头和成型设备及相应的锚杆制造方法。

背景技术

锚杆主要用于煤矿巷道和半煤岩巷道的支护、隧道的支护、围岩面锚固、边坡锚固、以及各类地下工程支护、深基坑锚固等。其中，玻璃钢锚杆因其具有可切割、防静电、阻燃的非金属化特点，强度高，耐久性好，重量轻，能满足工业安全生产的要求，已逐渐代替传统金属锚杆，得到广泛应用。

图1示出了玻璃钢锚杆的制造流程。如图所示，在牵引机36的牵引下，纱架30上的玻纤纱31在浸入树脂容器32浸渍树脂之后，进入成型设备，通过其中的成型模头33将玻纤纱成型为锚杆35，并且通过缠绕带(未示出)对挤出成型模头33的锚杆进行螺纹缠绕，在其表面上形成螺纹。随后，成型的锚杆通过烘道34干燥后，穿过牵引机36进入切割机37，由切割机37将其切割成预定长度的玻璃钢锚杆。

在玻璃钢锚杆的拉挤成型过程中，成型模头对锚杆几何尺寸的控制起着关键作用。目前各拉挤成型机所配的模头均为光孔，这种模头起着控制锚杆外圆尺寸的作用，螺纹的成型是靠旋转的安装盘上的柔性缠绕带，通过旋转，将缠绕带紧紧缠绕在径向相对静止的未固化锚杆杆体上，由于未固化杆体径向相对静止，但轴向在牵引机牵引力的作用下一直向前移动，这样就在未固化锚杆上勒出螺纹。

图2示出了常规成型设备及其中的成型模头的结构。如图2所示，光孔模头336安装在轴承座332上，缠绕有缠绕带333的线盘337固定在安装盘334上，并能够随安装盘334一起在轴承座332上旋转，玻纤纱31在牵引机的牵引下进入光孔模头聚积为杆状，形成为未固化的锚杆杆体，并在被拉出模头后，由旋转的缠绕带在未固化的锚杆杆体上拉出螺纹。

但是，这种光孔模头存在下述缺点：

光孔模头只能控制杆体的外径尺寸，螺纹的牙距和螺纹的深浅都得不到控制，且杆体出模头后，在缠绕带拉紧力的作用下，拉出一定深度螺纹的同时，杆体也在未缠绕缠绕带的区域向径向方向膨胀，从而不仅牙距、牙深控制不好，外径也存在很大的问题；

光孔模头是安装在轴承座上的，工作时不能随安装盘旋转，这样安装盘和模头间形成相对运动，这种相对运动使进入模头的玻纤纱产生一捻向，这种捻向有利于杆体强度的提高，然而，这种捻向在形成过程中缺少一个力对它进行约束，一出模头就被牵引机的拉力解散，因此看似形成了捻向却没能发挥作用。

为此，存在改善玻璃钢锚杆成型效果的需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明采用在模头型腔内形成螺纹的方式来成型玻璃钢锚杆。

因此，本发明的目标是提供一种用于对玻璃钢锚杆进行成型的成型模头和成型设备及相应的锚杆制造方法，其中在模头型腔内在锚杆杆体上形成螺纹。

根据本发明的一个方面，提供了一种玻璃钢锚杆成型模头，包括模头出口端和位于模头出口端内的型腔，所述模头出口端具有模头出口，以使由玻纤纱形成的未固化的锚杆杆体沿第一方向从所述型腔中穿过，并使成型之后的锚杆杆体从模头出口引出，其中，在所述模头出口端上在沿与所述第一方向垂直的第二方向上设置有与所述型腔贯通的进线穿孔，以使缠绕带穿过所述进线穿孔对在所述型腔中穿过的未固化的锚杆杆体进行螺纹缠绕。

在上述玻璃钢锚杆成型模头中，在所述型腔中，在模头出口端的内壁上可以形成有用于对锚杆杆体进行整形的弧形螺纹。

在上述玻璃钢锚杆成型模头中，所述弧形螺纹可以形成在所述进线穿孔和所述模头出口之间的内壁上。

在上述玻璃钢锚杆成型模头中，所述弧形螺纹的形状可以与成型后的锚杆杆体外形一致。

在上述玻璃钢锚杆成型模头中，所述成型模头可以沿与锚杆杆体上的螺纹旋向一致的方向旋转。

根据本发明的第二方面，提供了一种玻璃钢锚杆成型设备，包括：轴承座；能够在轴承座上旋转的安装盘；前述玻璃钢锚杆成型模头，所述成型模头安装在所述安装盘上并随所述安装盘一起旋转，用于将进入的多根玻纤纱成型为玻璃钢锚杆；以及线盘，所述线盘安装在所述安装盘上且随所述安装盘一起旋转，并适于提供穿过所述进线穿孔提供对未固化的锚杆杆体进行螺纹缠绕的缠绕带。

根据本发明的第三方面，提供了一种玻璃钢锚杆的制造方法，包括锚杆成型步骤，其中采用上述玻璃钢锚杆成型设备对未固化的锚杆杆体进行成型，并且其中通过穿过所述进线穿孔的缠绕带对未固化的锚杆杆体进行螺纹缠绕。

在上述玻璃钢锚杆的制造方法中，在锚杆成型步骤中，可以利用所述弧形螺纹对由缠绕带缠绕的锚杆杆体进行整形，以在锚杆杆体上形成弧形螺纹。

上述玻璃钢锚杆的制造方法还可以包括在锚杆成型步骤之后的抗静电液喷涂步骤，其中将抗静电液喷涂在已经形成有弧形螺纹的锚杆杆体表面上，形成抗静电层。

上述玻璃钢锚杆的制造方法还可以包括在抗静电液喷涂步骤之后的根据需要切割所述锚杆杆体的切割步骤，其中在锚杆成型步骤、抗静电液喷涂步骤和切割步骤中无需拆除缠绕带。

附图说明

通过以下结合附图对本发明各具体实施方式的详细描述，本发明的上述特征和优点将变得更加明显，在附图中相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1示出了玻璃钢锚杆的制造流程；

图2示出了常规成型设备及其中的成型模头的结构；

图3示出了根据本发明的成型设备的结构；以及

图4示出了根据本发明的设置在图3中示出的成型设备中的成型模头的结构。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式，仅以举例的方式对本发明做进一步的说明。

图3示出了根据本发明的成型设备的示例性结构。如图3所示，该成型设备包括安装盘4和安装在安装盘4上的成型模头6。安装盘4能够在固定在工作台8上的轴承座2上旋转，并带动安装在其上的成型模头6一起旋转。根据优选的实施方式，这种旋转与锚杆杆体上的螺纹旋向一致。安装盘4的旋转使进入成型模头6的浸渍有树脂的玻纤纱1产生一捻向，这种捻向作用使玻纤纱1在成型模头6的型腔内聚积成杆状，形成未固化的锚杆杆体。如图所示，在成型模头6上设置有进线穿孔，缠绕带3穿过该进线穿孔对从成型模头6中穿过的未固化的锚杆杆体进行螺纹缠绕，在锚杆杆体上勒出螺纹形状。随后，成型后的锚杆5在牵引机(未示出)的牵引力作用下离开成型模头6。

图4示出了设置在图3中示出的成型设备中的成型模头的示例性结构。如图4所示，成型模头6安装在安装盘4上，并包括模头出口端61、位于模头出口端61内的型腔62和设置在模头出口端61上的进线穿孔63。缠绕带3穿过进线穿孔63，进入型腔62，对型腔中穿过的未固化的锚杆杆体进行螺纹缠绕，并随着模头出口端61随着安装盘4的旋转，在由牵引机的牵引而不断移动前进的锚杆杆体上勒出螺纹形状。

在模头出口端61的内壁上，还形成有与杆体外形一致的弧形螺纹形状。在未固化的锚杆杆体由缠绕带缠绕之后，通过弧形螺纹形状对杆体进行整形，把缠绕带挤进螺纹杆体的几何形状之中。在牵引机的牵引力作用下，锚杆杆体通过模头出口端61的模头出口离开成型模头6。如图所示，模头出口形成在模头出口端61沿玻纤纱运动方向的前端。在根据本发明的示例性实施方式中，弧形螺纹形状形成在进线穿孔63和模头出口之间的内壁上。在一些实施方式中，进线穿孔63和模头出口之间的距离可以为模头出口端61长度的一半，但不限于此。在根据本发明的示例性实施方式中，在锚杆杆体出模头出口后，包括缠绕带在内的表面一同被整形为标准的弧形螺纹。

如图4所示，该成型模头6还可以包括将模头出口端61安装并固定在安装盘4上的模头压板64。模头压板64可以与模头出口端61一体地形成，并可以通过螺钉、焊接、铆接等连接方式安装在安装盘4上。在可替换实施方式中，模头压板64可以与模头出口端61分开形成，并可以通过粘合剂、螺钉、焊接、铆接或型面配合等方式结合在一起。在可替换实施方式中，模头出口端61可以直接安装在安装盘4上，也可以采用不同于模头压板64的结构安装在安装盘4上。

再次参照图3，在根据本发明的示例性结构中，该成型设备还可以包括用于提供缠绕带3的线盘7，缠绕带3可以缠绕在线盘7上。线盘7可以固定在安装盘4，随安装盘4一起旋转，并且能够自转。当成型模头6随安装盘4一起围绕浸透树脂的玻纤纱为圆心旋转时，缠绕带将不断的缠住玻纤纱，由于线盘7能够自转，也就可以不断释放缠绕带，这就使得缠绕带在杆体表面上缠出螺纹，并能够根据需要控制螺纹深度和螺距。

在成型的锚杆5离开成型模头之后，还可以顺序进行其它后续工序。例如，对成型的锚杆进行固化。在一些实施方式中，还可以包括抗静电液喷涂步骤，其中将抗静电液喷涂在已经形成有弧形螺纹的锚杆杆体表面上，形成抗静电层，以满足井下产生所要求的防静电等安全性需求。随后，可以对锚杆进行切割，形成预定长度的玻璃钢锚杆。根据本发明的示例性实施方式，由于缠绕带的缠绕是在成型模头内进行的，缠绕后，弧形螺纹形状对锚杆进行整形，把缠绕带挤进螺纹杆体的几何形状之中，出型腔后，包括缠绕带在内一同被整形为标准的弧形螺纹。因此，根据本发明的示例性实施方式，在杆体固化、切割后无需拆除缠绕带，进而能够实现先喷抗静电液后切割的工艺流程，形成从原材料投进到产成品结束的一条龙全自动工艺流程。

此外，光孔模头的螺纹缠绕，是在杆体出了模头后进行的，这样模头的型腔无法对缠绕变形后的杆体进行整型，螺纹不规则，螺帽选配很困难。相比之下，根据本发明的成型模头的示例性结构，其型腔不再是光孔，在模头出口端的内壁上形成为弧形螺纹状，与杆体外形一致；在模头出口端上还设置有引导缠绕带进入型腔的进线穿孔，柔性缠绕带通过该穿孔在型腔内对杆体进行螺纹缠绕，在缠绕后还通过弧形螺纹状对杆体进行整形，杆体出型腔后由于柔性带以螺旋状紧紧缠绕着杆体，牵引力无法使它变形，从而保证了杆体外形几何尺寸的稳定性。

进一步，根据本发明的示例性实施方式，改变了光孔模头安装在轴承座上的方式，将成型模头安装在安装盘上，这样安装盘的旋转对玻纤纱形成的捻向，被与之同步旋转的模头上的缠绕带同时紧紧缠绕住，这样，经过固化后的杆体上玻纤纱的捻向与螺纹旋向一致，从而明显地提高了锚杆的扭矩。

虽然以上已经参照一些示例性实施方式描述了本发明，但本领域技术人员将会认识到，在不偏离本发明的精髓和范围的前提下，可在形式和细节上进行各种改变。

Claims (10)

1.一种玻璃钢锚杆成型模头，包括：

模头出口端和位于模头出口端内的型腔，所述模头出口端具有模头出口，以使由玻纤纱形成的未固化的锚杆杆体沿第一方向从所述型腔中穿过，并使成型之后的锚杆杆体从模头出口引出，其中，

在所述模头出口端上在沿与所述第一方向垂直的第二方向上设置有与所述型腔贯通的进线穿孔，以使缠绕带穿过所述进线穿孔对在所述型腔中穿过的未固化的锚杆杆体进行螺纹缠绕，

该成型模头还包括将模头出口端安装并固定在成型设备的安装盘上的模头压板。

2.根据权利要求1所述的玻璃钢锚杆成型模头，其中，在所述型腔中，在模头出口端的内壁上形成有用于对锚杆杆体进行整形的弧形螺纹。

3.根据权利要求2所述的玻璃钢锚杆成型模头，其中，

所述弧形螺纹形成在所述进线穿孔和所述模头出口之间的内壁上。

4.根据权利要求2或3所述的玻璃钢锚杆成型模头，其中

所述弧形螺纹的形状与成型后的锚杆杆体外形一致。

5.根据权利要求2或3所述的玻璃钢锚杆成型模头，其中

所述成型模头能够沿与锚杆杆体上的螺纹旋向一致的方向旋转。

6.一种玻璃钢锚杆成型设备，包括：

轴承座；

能够在轴承座上旋转的安装盘；

权利要求1所述的玻璃钢锚杆成型模头，所述成型模头安装在所述安装盘上并随所述安装盘一起旋转，用于将进入的多根玻纤纱成型为玻璃钢锚杆；以及

线盘，所述线盘安装在所述安装盘上，并适于提供穿过所述进线穿孔提供对未固化的锚杆杆体进行螺纹缠绕的缠绕带。

7.一种玻璃钢锚杆的制造方法，包括锚杆成型步骤，其中采用权利要求6所述的玻璃钢锚杆成型设备对未固化的锚杆杆体进行成型，并且其中通过穿过所述进线穿孔的缠绕带对未固化的锚杆杆体进行螺纹缠绕。

8.根据权利要求7所述的玻璃钢锚杆的制造方法，其中在锚杆成型步骤中，利用在模头出口端的内壁上形成的弧形螺纹对由缠绕带缠绕的锚杆杆体进行整形，以在锚杆杆体上形成弧形螺纹。

9.根据权利要求7所述的玻璃钢锚杆的制造方法，还包括在锚杆成型步骤之后的抗静电液喷涂步骤，其中将抗静电液喷涂在已经形成有弧形螺纹的锚杆杆体表面上，形成抗静电层。

10.根据权利要求9所述的玻璃钢锚杆的制造方法，还包括在抗静电液喷涂步骤之后的根据需要切割所述锚杆杆体的切割步骤，其中在锚杆成型步骤、抗静电液喷涂步骤和切割步骤中无需拆除缠绕带。

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