CN111321735A - 一种机械式压力分散型可回收锚杆装置 - Google Patents

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吕伟军
杨慧
钱永辉
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Abstract

本发明公开了一种机械式压力分散型可回收锚杆装置，包括驱动电机、内外同心套置的转轴和外钢管；驱动电机连接于转轴的上端，转轴沿长度方向垂直连接有多组锚固装置，每组锚固装置包括齿轮传动组件和其驱动的多个径向锚固件；外钢管的外径与锚固孔匹配，对应各径向锚固件位置处开设有径向孔、连接有用于支撑齿轮传动组件的径向支撑构件；驱动电机带动转轴旋转，转轴带动齿轮传动组件旋转，各齿轮传动组件可使径向锚固件伸出外钢管外和缩回外钢管内，径向锚固件伸出实现锚杆装置的锚固功能，多组锚固装置可同时实现不同深度、不同方向的全方位多点快速锚固。径向锚固件缩回后即可将锚杆装置从锚固孔回收。锚固和回收操作简单安全。

Description

一种机械式压力分散型可回收锚杆装置
技术领域
本发明属于锚杆支护技术，具体为一种机械式压力分散型可回收锚杆装置。
背景技术
随着我国基础设施建设的不断推进，建筑行业得到迅速发展。目前锚杆支护技术，正广泛应用于城市基坑加固，在城市建设中发挥着显著效益。然而锚杆的大量使用导致城市地下埋置的锚杆越来越多。当临时性支护功能失效后，这种传统的锚杆无法进行回收，与所建筑的构筑物一起埋藏于地下，占用了大量地下空间，形成地下垃圾，造成地下环境污染，并且留下的锚杆成为后续工程的地下障碍物，同时也因锚杆不能回收而造成钢材的浪费。而且传统锚杆只能满足单一方向上的锚固，并不能实现对地下各个方向上的锚固。另外随着人们对地下空间的产权意识日益增强，常规锚杆由于侵犯到邻近地下空间的产权，其应用范围将被逐步被限制。
可回收锚杆是锚杆技术发展的必然产物。目前市场上已经出现了一些可以回收的锚杆技术，主要包括充气式回收技术、组合回收技术等等。但是充气式回收对材料性能要求较高，造成成本居高不下，而组合式回收技术实际施工使用过程较为繁琐，容易因操作不当造成回收困难的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种结构简单成本低，但能高效实现多点锚固和能快速回收的机械式锚杆装置。
本发明提供的这种机械式压力分散型可回收锚杆装置，包括驱动电机、内外同心套置的转轴和外钢管；驱动电机连接于转轴的上端，转轴沿长度方向垂直连接有多组锚固装置，每组锚固装置包括齿轮传动组件和其驱动的多个径向锚固件；外钢管的外径与锚固孔匹配，对应各径向锚固件位置处开设有径向孔、连接有用于支撑齿轮传动组件的径向支撑构件；驱动电机带动转轴旋转，转轴带动齿轮传动组件旋转，各齿轮传动组件可使径向锚固件伸出外钢管外和缩回外钢管内，径向锚固件伸出实现锚杆装置的锚固功能，径向锚固件缩回后即可将锚杆装置从锚固孔回收。
上述技术方案的一种实施方式中，所述齿轮传动组件包括主动锥齿轮和与其啮合的多个从动锥齿轮，主动锥齿轮垂直固定于所述转轴上。
上述技术方案的一种实施方式中，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮均为直齿锥齿轮。
上述技术方案的一种实施方式中，所述齿轮传动组件还包括内螺纹套管，每个从动锥齿轮的大径端端面均同心垂直连接有内螺纹套管。
上述技术方案的一种实施方式中，所述径向锚固件为连接于所述内螺纹套管中的螺杆，螺杆的外端面为内收的锥面。
上述技术方案的一种实施方式中，所述径向支撑构件包括支撑套筒和固定于其内腔中的滚动轴承，支撑套筒与所述内螺纹套管同心布置，其长度小于所述从动锥齿轮与外钢管内壁之间的间距，滚动轴承的内圈与内螺纹套管之间通过螺钉连接固定。
上述技术方案的一种实施方式中，所述支撑套筒的外壁和外钢管的内壁之间设置有支撑筋板。
上述技术方案的一种实施方式中，还包括径向支撑座，径向支撑座包括滚动轴承和连接于滚动轴承外壁的支撑杆，滚动轴承套于所述转轴上，支撑杆的外端连接于所述外钢管的内壁。
上述技术方案的一种实施方式中，所述转轴的上端伸出于所述外钢管外，外钢管的上端端口处设置有锚固板，锚固板上设置有吊环。
上述技术方案的一种实施方式中，所述驱动电机采用伺服电机，以输出轴朝下布置，支撑固定于所述锚固板上，驱动电机的输出轴通过联轴器与转轴上端连接。
本发明将外钢管作为锚固孔孔壁的支撑件，在外钢管的轴向中心位置处设置转轴，转轴上沿长度方向连接多组锚固装置，各锚固装置采用齿轮传动组件来实现径向锚固件的驱动，齿轮作为传动件，结构简单、成本低，但传动稳定可靠，使锚固件的锚固稳定有力。锚固时，驱动电机的输出轴正向旋转，带动转轴正向旋转，转轴带动多组齿轮传动组件同步旋转，使各径向锚固件同时伸出外钢管插入土层中锚固，同时实现不同深度、不同方向的全方位多点快速锚固。回收时，驱动电机的输出轴反向旋转，转轴和齿轮传动组件均随之反转，各径向锚固件同时收回至外钢管中；而为了便于本装置在锚固孔中的安装，必然使外钢管的外径略小于锚固孔的孔径；所以最后直接将整个装置吊出锚固孔即可。锚固和回收操作简单安全。
附图说明
图1为本发明一个实施例的主视剖视结构示意图。
图2为图1中的A部放大示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例公开的这种机械式压力分散型可回收锚杆装置，包括转轴1、外钢管2、滚动轴承ZC、支撑套筒4、内螺纹套管5、螺杆6、从动锥齿轮7、主动锥齿轮8、支撑杆9、支撑筋板10、锚固板11、驱动电机12。
本实施例的转轴1采用钢管，其上按一定的长度间隔垂直连接多个主动锥齿轮8，每个主动锥齿轮8啮合多个从动锥齿轮7，每个从动锥齿轮7的大径端端面同心垂直连接有内螺纹套管5，内螺纹套管5中连接螺杆6，内螺纹套管外通过滚动轴承套有支撑套筒4。滚动轴承的内圈与内螺纹套筒的外壁通过螺钉连接紧固。
主动锥齿轮8和从动锥齿轮7均采用直齿锥齿轮，从动锥齿轮7的数量根据实际需要的径向锚固点数量确定。
外钢管2的直径略小于锚固孔的孔径，它同心套置于转轴1的外围。外钢管2上对应各从动锥齿轮7的中心位置处开设有孔径略大于螺杆直径的圆孔。
支撑套筒4的外端焊接于外钢管内壁的圆孔处，为了增强支撑套筒的稳定性，在支撑套筒4的外壁和外钢管2的内壁之间设置有支撑筋板10。
驱动电机12采用伺服电机，以输出轴朝下布置。
外钢管2的上端口连接有锚固板11，转轴1的上端穿过锚固板的中心孔后通过联轴器与驱动电机12的输出轴连接，驱动电机12支撑固定于锚固板11上。
主动锥齿轮、从动锥齿轮和内螺纹套管作为本装置的齿轮传动组件，且内螺纹套管作为齿轮传动组件的动力输出件，螺杆作为锚固件，即齿轮传动组件和螺杆形成锚固装置。
而固定套筒4和支撑筋板10作为锚固装置的径向支撑构件。
即转轴1沿长度方向垂直连接有多组锚固装置。
本装置的锚固原理如下：
本锚杆装置插入锚固孔中时，外钢管2作为锚固孔孔壁的支撑件，外钢管上端的锚固板固定于锚固孔的孔口处。
驱动电机12的输出轴正向旋转带动转轴1正向旋转，转轴1上的各主动锥齿轮8随转轴正向旋转，各主动锥齿轮8啮合的从动锥齿轮7正向旋转，各内螺纹套管5随各从动锥齿轮7正向旋转，内螺纹套管5的正向旋转运动转化为螺杆6向外移动的直线运动，螺杆6向外伸出外钢管2外插入土层中，多组螺杆同时实现不同深度、不同方向的多点径向锚固。
为了提高转轴旋转时的稳定性，本装置还设置有多个径向支撑座，每个径向支撑座包括滚动轴承ZC和连接于滚动轴承外圈外壁的支撑杆。
径向支撑座以滚动轴承ZC套于转轴1上，支撑杆9的外端固定于外钢管2的内壁安装。
滚动轴承的内圈与转轴之间通过螺钉连接紧固。
本装置回收时，驱动电机的输出轴反向旋转，相应的，转轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮和内螺纹套管均反向旋转，使螺杆6退回至外钢管中。
最后通过锚固板上的吊环将整个装置吊出即可。回收的锚杆装置可重复使用。

Claims (10)

1.一种机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：它包括驱动电机、内外同心套置的转轴和外钢管；
驱动电机连接于转轴的上端，转轴沿长度方向垂直连接有多组锚固装置，每组锚固装置包括齿轮传动组件和其驱动的多个径向锚固件；
外钢管的外径与锚固孔匹配，对应各径向锚固件位置处开设有径向孔、连接有用于支撑齿轮传动组件的径向支撑构件；
驱动电机带动转轴旋转，转轴带动齿轮传动组件旋转，各齿轮传动组件可使径向锚固件伸出外钢管外和缩回外钢管内，径向锚固件伸出实现锚杆装置的锚固功能，径向锚固件缩回后即可将锚杆装置从锚固孔回收。
2.如权利要求1所述的机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：所述齿轮传动组件包括主动锥齿轮和与其啮合的多个从动锥齿轮，主动锥齿轮垂直固定于所述转轴上。
3.如权利要求3所述的机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：所述主动锥齿轮和从动锥齿轮均为直齿锥齿轮。
4.如权利要求3所述的机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：所述齿轮传动组件还包括内螺纹套管，每个从动锥齿轮的大径端端面均同心垂直连接有内螺纹套管。
5.如权利要求4所述的机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：所述径向锚固件为连接于所述内螺纹套管中的螺杆，螺杆的外端面为内收的锥面。
6.如权利要求4所述的机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：所述径向支撑构件包括支撑套筒和固定于其内腔中的滚动轴承，支撑套筒与所述内螺纹套管同心布置，其长度小于所述从动锥齿轮与外钢管内壁之间的间距，滚动轴承的内圈随内螺纹套管旋转。
7.如权利要求6所述的机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：所述支撑套筒的外壁和外钢管的内壁之间设置有支撑筋板。
8.如权利要求1所述的机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：本装置还包括径向支撑座，径向支撑座包括滚动轴承和连接于滚动轴承外壁的支撑杆，滚动轴承套于所述转轴上，支撑杆的外端连接于所述外钢管的内壁。
9.如权利要求1所述的机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：所述转轴的上端伸出于所述外钢管外，外钢管的上端端口处设置有锚固板，锚固板上设置有吊环。
10.如权利要求9所述的机械式压力分散型可回收锚杆装置，其特征在于：所述驱动电机采用伺服电机，以输出轴朝下布置，支撑固定于所述锚固板上，驱动电机的输出轴通过联轴器与转轴上端连接。
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