CN106194226A - 一种自适应受力的吸能托盘 - Google Patents
一种自适应受力的吸能托盘 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106194226A CN106194226A CN201610586194.7A CN201610586194A CN106194226A CN 106194226 A CN106194226 A CN 106194226A CN 201610586194 A CN201610586194 A CN 201610586194A CN 106194226 A CN106194226 A CN 106194226A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy
- pallet
- absorption box
- absorbing
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 12
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
- E21D21/0033—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts having a jacket or outer tube
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0093—Accessories
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
本发明提供一种自适应受力的吸能托盘，使得矿井巷道锚杆支护系统中托盘具备在冲击载荷作用下防突然变形卸载或断裂、保证吸能构件高效稳定吸能、改善托盘受力防冲击扭转及锚杆尾部脆断功能，技术方案是，一种自适应受力的吸能托盘，包括碟形托盘，碟形托盘由两侧水平过渡渐进形成一个凸面；碟形托盘的上方是壁从下端到上端渐进式变化的带有塑性铰折纹的类锥型吸能盒，类锥型吸能盒壁厚3mm～5mm，每条壁的长度为20mm～28mm，相邻壁之间依次成铰折纹状，折纹角度为60°，所述类锥型吸能盒和碟形托盘中心形成锚杆孔，锚杆孔内是周向设置的抗弯保护管，其上端是抗弯保护管上端部半球形凹面。
Description
技术领域
本发明属于矿山工程、水利水电工程、隧道工程等地下工程中安全支护技术领域，尤其涉及锚杆(索)使用的一种自适应受力的吸能托盘。
背景技术
在地下巷道锚杆支护中，托盘是锚杆支护系统中的一个重要部件。由于碟形托盘的公认优势，目前煤矿使用的托盘大多以碟形托盘为主，通过大量分析碟形托盘现场应用情况及相关专利等诸多文献，归纳发现目前的碟形托盘在应用与设计上存在以下问题：
1、目前的托盘设计大多不具备防冲吸能能力，托盘在应用过程中由于围岩的冲击等强动载荷作用发生冲击断裂或突然变形失效，导致整个锚固系统的瞬间失效。如申请号为：201310686070.2的中国专利公开一种煤矿井下用锚杆托盘，有效提高了托盘的抗弯强度，增加了托盘的支护面积，但这种设计仅考虑了静载作用下的托盘强度设计和结构优化，不具备抗动载冲击的吸能防冲破坏特性；申请号为201210210850.5的中国专利公开双层锚杆托盘，该设计考虑了工程施工时保护锚杆丝扣免于破坏，进而重复利用锚杆，并不具备防冲击失效的功能。
2、目前吸能托盘的设计主要在托盘主体和加入吸能构件两个对象上实现托盘吸能功能，在托盘主体上的吸能设计改变了托盘原有的形状，丧失了碟形托盘的良好受力优势；吸能构件的结构设计不完善，结构参数不合理，吸能构件让压不稳定，易发生翻转变形，比吸能率极低。如申请号为CN201010515672的中国专利公开一种持续性渐进让压锚杆托盘，设计了多圈圆环状让压沟槽，通过带有沟槽的碟形托盘与围岩壁挤压让位，此设计虽具有一定的让压特性，但让压过程阻力不稳定且对围岩造成挤压剐蹭损伤，造 成围岩松动，锚杆失效，且托盘不能重复使用、沟槽加工困难。
3、由于巷道围岩壁面施工后不平整或者支护过程中，特别是强冲击作用下围岩壁面发生凹凸不平整变形，导致托盘平面受力不均匀而发生托盘体扭转，进而锚杆尾部受力产生弯矩，造成了锚杆杆体尾部最常见的剪切脆断，导致锚固系统瞬间失效。即托盘的防锚杆尾部脆断设计未能实现。进而，对于锚杆受冲击载荷时，托盘的防冲防断双功能一体化设计更是尚未探究。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种自适应受力的吸能托盘，使得矿井巷道锚杆支护系统中托盘具备在冲击载荷作用下防突然变形卸载或断裂、保证吸能构件高效稳定吸能、改善托盘受力防冲击扭转及锚杆尾部脆断功能，是一种有较高承载力、结构安全可靠、让位吸能与自适应受力一体化设计的吸能托盘。
其技术方案如下：
一种自适应受力的吸能托盘，包括碟形托盘，碟形托盘由两侧水平过渡渐进形成一个凸面；碟形托盘的上方是壁从下端到上端渐进式变化的带有塑性铰折纹的类锥型吸能盒，类锥型吸能盒壁厚3mm～5mm，每条壁的长度为20mm～28mm，相邻壁之间依次成铰折纹状，所述类锥型吸能盒和碟形托盘中心形成锚杆孔，锚杆孔内是周向设置的抗弯保护管，抗弯保护管壁厚2mm～5mm，其上端是抗弯保护管上端部半球形凹面。
优选的，所述壁的长度为23mm。
优选的，所述抗弯保护管壁厚4mm，其材质为45#管。
优选的，所述类锥型吸能盒采用韧性较好的A3材质。
优选的，所述类锥型吸能盒与抗弯保护管的接触端是吸能盒上端部限位帽。
优选的，所述碟形托盘与类锥型吸能盒底部的连接端设置有防吸能盒滑脱焊脚。
本发明具有如下优势：1、吸能盒包裹锚杆体螺纹段，保护杆体螺纹免受落石等破坏，利于锚杆回收使用等；2、本发明在不改变原有托盘主体的结构、强度和参数的前提下，有效改善锚杆尾部受力，实现了锚杆尾部的防冲防断一体化设计，其结构简单安全可靠、加工方便、施工工艺简单；3、可以根据围岩壁面凹凸不平自适应受力变形，调整受力状态，相当于异型托盘的作用，有效防止锚杆尾部受弯而脆断失效；塑性变形吸能作用从吸能盒下面开始，实现吸能盒的堆叠式变形让位，实现防冲吸能作用。
附图说明
图1为本发明自适应受力的吸能托盘的结构示意图；
图2为本发明自适应受力的吸能托盘让位吸能状态的结构示意图；
图3为本发明自适应受力的吸能托盘受载不均翻转状态下的防锚杆脆断状态的结构示意图。
其中，图中标记及名称为：
1-碟形托盘；2-抗弯保护管；3-类锥形吸能盒；4-吸能盒上端部限位帽；5-抗弯保护管上端部半球形凹面；6-预紧螺母；7-螺母下端半球体8-防吸能盒滑脱焊脚。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参照图1，本发明的目的是提供一种自适应受力的吸能托盘，包括碟形托盘1，蝶形托盘体1由两侧水平过渡渐进形成一个凸面；碟形托盘1的上方是壁从下端到上端渐进式变化的带有塑性铰折纹的类锥型吸能盒3，类锥型吸能 盒3壁厚3mm～5mm，每条壁的长度为20mm～28mm，相邻壁之间依次成铰折纹状，所述类锥型吸能盒3和碟形托盘1中心形成锚杆孔，锚杆孔内是周向设置的抗弯保护管2，抗弯保护管2壁厚2mm～5mm，其上端是抗弯保护管上端部半球形凹面5。
进一步地，所述壁的长度为23mm。
进一步地，所述抗弯保护管2壁厚4mm，其材质为45#管。
进一步地，所述类锥型吸能盒3采用韧性较好的A3材质。
进一步地，所述类锥型吸能盒3与抗弯保护管2的接触端是吸能盒上端部限位帽4。
进一步地，所述碟形托盘1与类锥型吸能盒3底部的连接端设置有防吸能盒滑脱焊脚8。
其技术原理是，参照图2，当预紧螺母6、吸能盒上端部限位帽4、类锥形吸能盒3旋拧作用于锚杆杆体尾部时，与围岩发生动载冲击，带有塑性铰折纹的类锥型吸能盒3与围岩接触的下端部发生稳定的塑性堆叠式变形，依靠自身的塑性变形吸收冲击能量，实现托盘整体的让位。一方面，有效防止了锚杆托盘的冲击断裂和突然变形失效、锚杆杆体螺纹段的突然拉伸脆断；另一方面，碟形托盘1的让位作用提供了围岩扩容突出的空间，亦实现了冲击过程中围岩在高阻力下的碎胀吸能作用，并有效延长了其吸能时长与吸能路程，有效耗散冲击能量，提高锚固系统整体防冲能力，防止冲击地压发生。
参照图3，由于本发明中的类锥形吸能盒3设计为类圆锥体形，碟形托盘1所受面力逐渐向锚杆尾部预紧螺母6处汇交成点力，使得类锥形吸能盒3不易在压缩让位过程中产生翻转扭矩，有效防止了锚杆尾部的弯曲脆断；且当巷道壁面不平整、托盘受力不均匀时，类锥形吸能盒3底端产生局部塑性堆叠变形形成局部让位空间，自适应的调整托盘角度，削减了托盘受力不均匀时产生的翻转扭矩和锚杆尾部的弯矩，使锚杆尾部尽量只受拉力作用，进而 有效防止了锚杆杆体尾部的剪切脆断现象。
抗弯保护管2有效增强锚杆杆体尾部螺纹段的抗弯抗剪切脆断能力，抗弯保护管材质为45#管，在本技术方案中，优选的壁厚为4mm，抗弯保护管上端是抗弯保护管上端部半球形凹面5，与预紧螺母6实现球形座调心功能，亦保证了较理想的实现吸能功能的前提下的自适应调心受力抗弯功能。
在进行使用之前，预紧螺母6下部设置一个螺母下端半球体7，该螺母下端半球体7属于螺母的一部分，能够与抗弯保护管上端部半球形凹面5接触，进行调心功能，也起到防止锚杆尾部受弯矩作用的功能。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种自适应受力的吸能托盘，其特征是，包括碟形托盘，碟形托盘由两侧水平过渡渐进形成一个凸面；碟形托盘的上方是壁从下端到上端渐进式变化的带有塑性铰折纹的类锥型吸能盒，类锥型吸能盒壁厚3mm～5mm，每条壁的长度为20mm～28mm，相邻壁之间依次成铰折纹状，折纹角度为60°，所述类锥型吸能盒和碟形托盘中心形成锚杆孔，锚杆孔内是周向设置的抗弯保护管，抗弯保护管壁厚2mm～5mm，其上端是抗弯保护管上端部半球形凹面。
2.根据权利要求1所述的一种自适应受力的吸能托盘，其特征是，所述壁的长度为23mm。
3.根据权利要求1所述的一种自适应受力的吸能托盘，其特征是，所述抗弯保护管壁厚4mm，其材质为45#管。
4.根据权利要求1所述的一种自适应受力的吸能托盘，其特征是，所述吸能盒采用韧性较好的A3材质。
5.根据权利要求1所述的一种自适应受力的吸能托盘，其特征是，所述类锥型吸能盒与抗弯保护管的接触端是吸能盒上端部限位帽。
6.根据权利要求1所述的一种自适应受力的吸能托盘，其特征是，所述碟形托盘与类锥型吸能盒底部的连接端设置有防吸能盒滑脱焊脚。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610586194.7A CN106194226B (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 一种自适应受力的吸能托盘 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610586194.7A CN106194226B (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 一种自适应受力的吸能托盘 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106194226A true CN106194226A (zh) | 2016-12-07 |
| CN106194226B CN106194226B (zh) | 2018-07-03 |
Family
ID=57491524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610586194.7A Active CN106194226B (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 一种自适应受力的吸能托盘 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106194226B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110925000A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-27 | 绍兴文理学院 | 具有预应力自施加功能的多级让压大变形托盘及使用方法 |
| CN111707402A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-25 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于负泊松比结构的爆炸冲击波能量无源测量传感器 |
| CN111911188A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-11-10 | 湖南科技大学 | 一种高压力隧道卸压装置的安装方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008134798A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | Cmte Development Limited | Energy absorbing rock bolt accessory, rock bolt assembly, and method of installing a rock bolt |
| CN202325584U (zh) * | 2011-11-29 | 2012-07-11 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种缓冲耗能锚杆托盘 |
| CN103016035A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-03 | 辽宁工程技术大学 | 一种煤矿用让位缓冲吸能防冲锚杆索 |
| CN103016037A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-03 | 山东大学 | 一种新型预紧力显示让压锚杆弹性圆托盘及其使用方法 |
| CN103982212A (zh) * | 2014-05-19 | 2014-08-13 | 辽宁工程技术大学 | 矿用六边形管式抗让吸能防冲装置 |
| CN204041084U (zh) * | 2014-07-10 | 2014-12-24 | 中泰德恒（北京）矿业科技有限公司 | 一种组合让压锚杆 |
| CN105781599A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-07-20 | 辽宁工程技术大学 | 一种吸能锚杆托盘 |
-
2016
- 2016-07-22 CN CN201610586194.7A patent/CN106194226B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008134798A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | Cmte Development Limited | Energy absorbing rock bolt accessory, rock bolt assembly, and method of installing a rock bolt |
| CN202325584U (zh) * | 2011-11-29 | 2012-07-11 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种缓冲耗能锚杆托盘 |
| CN103016035A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-03 | 辽宁工程技术大学 | 一种煤矿用让位缓冲吸能防冲锚杆索 |
| CN103016037A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-03 | 山东大学 | 一种新型预紧力显示让压锚杆弹性圆托盘及其使用方法 |
| CN103982212A (zh) * | 2014-05-19 | 2014-08-13 | 辽宁工程技术大学 | 矿用六边形管式抗让吸能防冲装置 |
| CN204041084U (zh) * | 2014-07-10 | 2014-12-24 | 中泰德恒（北京）矿业科技有限公司 | 一种组合让压锚杆 |
| CN105781599A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-07-20 | 辽宁工程技术大学 | 一种吸能锚杆托盘 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110925000A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-27 | 绍兴文理学院 | 具有预应力自施加功能的多级让压大变形托盘及使用方法 |
| CN110925000B (zh) * | 2019-11-25 | 2021-03-16 | 绍兴文理学院 | 具有预应力自施加功能的多级让压大变形托盘及使用方法 |
| CN111707402A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-25 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于负泊松比结构的爆炸冲击波能量无源测量传感器 |
| CN111911188A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-11-10 | 湖南科技大学 | 一种高压力隧道卸压装置的安装方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106194226B (zh) | 2018-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108119175B (zh) | 一种让位缓冲吸能防冲锚杆 | |
| CN206397530U (zh) | 一种自伸缩大变形锚杆 | |
| CN204357467U (zh) | 可伸缩内注式二次锚固型锚杆 | |
| CN106194226A (zh) | 一种自适应受力的吸能托盘 | |
| CN107939427B (zh) | 一种吸能-抗震锚杆 | |
| CN103321660B (zh) | 一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置 | |
| CN108868856B (zh) | 抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件的吸能锚固方法 | |
| CN206681189U (zh) | 一种消能减震支架 | |
| CN105736023A (zh) | 一种大变形吸能锚杆 | |
| CN102536280B (zh) | 增阻让压锚杆 | |
| CN103982212B (zh) | 矿用六边形管式抗让吸能防冲装置 | |
| CN205714235U (zh) | 一种让压锚杆托盘 | |
| US20220228487A1 (en) | Npr anchor rod | |
| CN103982208A (zh) | 矿用内外翻转式抗让吸能防冲装置 | |
| CN112879057A (zh) | 一种全向环压负膨胀锚杆装置及增强锚固方法 | |
| CN204551463U (zh) | 一种可旋转变向和回收的锚杆 | |
| CN202325581U (zh) | 一种适合动载的预应力锚杆支护系统 | |
| CN208793023U (zh) | 抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件 | |
| CN109057843B (zh) | 锚固段高延伸率抗冲击锚杆及其锚固方法 | |
| CN203905980U (zh) | 一种抗冲击锚杆托盘 | |
| CN211144540U (zh) | 一种防冲击让压型锚杆托盘 | |
| CN213540446U (zh) | 一种缓冲让压型锚杆托盘 | |
| CN201246177Y (zh) | 炮采工作面液压支架 | |
| CN202596748U (zh) | 一种矿用快速吸能防冲让位支护构件 | |
| CN105781599A (zh) | 一种吸能锚杆托盘 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180518 Address after: 063000 No. 16 platoon, Bai Dian Zi East Village, Luanxian Town, Luanxian, Tangshan City, Hebei Applicant after: Dai Lianpeng Address before: No. 47, Zhonghua Road, Fuxin City, Liaoning Province, Liaoning Applicant before: Liaoning Technical University |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191107 Address after: No.179, Ningxi East Road, Tianning Town, Jiashan County, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee after: Jiashan Dilong Plastic Industry Technology Co.,Ltd. Address before: 063000 No. 16 platoon, Bai Dian Zi East Village, Luanxian Town, Luanxian, Tangshan City, Hebei Patentee before: Dai Lianpeng |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210414 Address after: No. 44, group 6, Xigou village, Chaihu Town, Zhongxiang City, Jingmen City, Hubei Province, 431900 Patentee after: Sun Yan Address before: 179 Ningxi East Road, Tianning Town, Jiashan County, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee before: Jiashan Dilong Plastic Industry Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230612 Address after: 102, Floor 1, Huangyang Avenue, Doumen Town, Doumen District, Zhuhai City, Guangdong Province, 519000 Patentee after: Zhuhai Bozhong Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Address before: No. 44, group 6, Xigou village, Chaihu Town, Zhongxiang City, Jingmen City, Hubei Province, 431900 Patentee before: Sun Yan |