CN106194226B - 一种自适应受力的吸能托盘 - Google Patents
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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 (1)
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；所述抗弯保护管材质为45#钢管；所述类锥型吸能盒采用A3钢材；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；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。
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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 |
| 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 |
| 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 |
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|---|---|---|---|---|
| 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 |
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