CN111335932B - 一种多点锚固机械式可回收锚杆装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多点锚固机械式可回收锚杆装置，包括驱动电机、蜗杆、外钢管和多组锚固装置；蜗杆上设置有多段螺旋传动结构，且相邻的螺旋传动结构的旋向相反；驱动电机连接于蜗杆的上端；每段螺旋传动结构处垂直啮合有一组锚固装置；每组锚固装置包括蜗轮和其驱动的径向锚固件；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、连接有用于支撑径向锚固组件的径向支撑构件；驱动电机带动蜗杆旋转，蜗杆带动各同步蜗轮旋转，各蜗轮使径向锚固件伸出外钢管外和缩回外钢管内，各径向锚固件同时伸出实现锚杆装置不同深度的多点快速锚固的功能。蜗杆反转使各径向锚固件同时收回至外钢管中后即可回收本装置。锚固和回收操作简单安全。

Description

一种多点锚固机械式可回收锚杆装置
技术领域
本发明属于锚杆支护技术，具体为一种多点锚固机械式可回收锚杆装置。
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。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。
本发明提供的这种多点锚固机械式可回收锚杆装置，包括驱动电机、蜗杆、外钢管和多组锚固装置；蜗杆上设置有多段螺旋传动结构，且相邻的螺旋传动结构的旋向相反；驱动电机连接于蜗杆的上端；每段螺旋传动结构处垂直啮合有一组锚固装置；每组锚固装置包括蜗轮和其驱动的径向锚固件；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、连接有用于支撑径向锚固件的径向支撑构件；驱动电机带动蜗杆旋转，蜗杆带动各同步蜗轮旋转，各蜗轮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，所述螺旋传动结构为螺旋齿或者弹簧，蜗杆上对应各段螺旋传动结构的两端均连接有滚动轴承，滚动轴承的内圈随蜗杆转动。
上述技术方案的一种实施方式中，所述蜗轮的中心孔为内螺纹孔，所述径向锚固件为连接于内螺纹孔中的螺杆。
上述技术方案的一种实施方式中，所述螺杆的一端有平面尺寸大于螺杆直径的方形端头，相邻螺杆以方形端头左右交替布置。
上述技术方案的一种实施方式中，所述螺杆上对应所述蜗轮的两端连接有螺母座。
上述技术方案的一种实施方式中，所述径向支撑构件为十字形套筒座，其中横向套筒的内径大于所述蜗轮的外径，纵向套筒的内径大于所述蜗杆上螺旋传动结构的外径，横向套筒和纵向套筒的两端均有封板，横向套筒焊接于纵向套筒的一侧，两套筒在相交位置处分别开设矩形槽，两矩形槽相交形成十字形孔。
上述技术方案的一种实施方式中，所述蜗轮位于横向套管的开孔处，与蜗杆上的螺旋传动结构啮合。
上述技术方案的一种实施方式中，所述横向套筒两端的封板中心位置处有与螺母座外壁相应的中心孔，纵向套筒两端封板的中心位置处有与所述滚动轴承外圈匹配的中心孔，横向套筒和纵向套筒分别通过封板与螺母座和滚动轴承的外圈焊接。
上述技术方案的一种实施方式中，所述横向套筒对应所述方形端头的一端连接有导向套筒。
上述技术方案的一种实施方式中，所述蜗杆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；所述驱动电机采用伺服电机，以输出轴朝下布置，支撑固定于锚固板上，驱动电机的输出轴通过联轴器与蜗杆上端连接。
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蜗杆，蜗杆上沿长度方向连接多组锚固装置，各锚固装置通过与蜗杆啮合的蜗轮来驱动径向锚固件的伸缩，蜗杆蜗轮传动结构简单、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，带动蜗杆正向旋转，蜗杆带动各蜗轮同步旋转，使各径向锚固件同时伸出外钢管插入土层中锚固，同时实现不同深度的多点快速锚固。回收时，驱动电机的输出轴反向旋转，蜗杆蜗轮均随之反转，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-A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可回收锚杆装置，包括蜗杆1、外钢管2、滚动轴承、蜗轮3、螺杆4、螺母座5、十字形套筒座6、导向套筒7、锚固板8、驱动电机9。
本实施例的蜗杆1采用螺旋齿作为螺旋传动结构，蜗杆1上按一定的长度间隔设置多段螺旋齿，每段螺旋齿处啮合一个蜗轮3，蜗轮3的中心孔为内螺纹孔，内螺纹孔中连接有螺杆4作为径向锚固件。蜗杆上设置螺旋齿的间距长短根据实际需要确定。
螺杆4的一端有平面尺寸大于螺杆直径的方形端头，相邻螺杆以方形端头左右交替布置。
蜗杆1上对应各段螺旋齿的两端均连接有滚动轴承，滚动轴承的内圈随蜗杆1转动。螺杆1上对应蜗轮3的两端连接有螺母座5。
十字形套筒座6包括横向套筒61和纵向套筒62，纵向套筒62的内径大于螺旋齿的外径，横向套筒61垂直于纵向套筒62一侧设置，横向套筒61的内径大于蜗轮3的外径。纵向套筒和横向套筒在相交处分别开设有矩形槽，两矩形槽相交成十字形槽。蜗轮3位于横向套筒61中，从十字形槽处于蜗杆1上的螺旋齿啮合，螺杆4的两端穿过从横向套筒的两端穿过。
纵向套筒和横向套筒的两端均有封板，封板均有中心孔，中心孔的孔壁分别与滚动轴承外圈外壁和螺母座的外壁焊接。
即十字形套筒座作为蜗轮和螺杆的径向支撑构件。
外钢管2的直径略小于锚固孔的孔径，它同心套置于蜗杆1的外围。外钢管2上对应各螺杆4的位置处有孔径略大于螺杆的方形端头尺寸的孔。
导向套筒7的一端与横向套筒61对应螺杆方形端头端的封板连接，另一端与外钢管2的内壁连接，给螺杆4的伸缩运动导向，并在螺杆的方形端头锚固时保护螺杆。
外钢管2的上端口连接有锚固板8，蜗杆1的上端穿过锚固板的中心孔后通过联轴器与驱动电机9的输出轴连接，驱动电机9支撑固定于锚固板8上。驱动电机9采用伺服电机。
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。
驱动电机的输出轴正向旋转带动蜗杆正向旋转，蜗杆上的蜗轮同时随蜗杆正向/反向旋转，且相邻蜗轮的旋向相反，蜗轮的旋转运动转化为螺杆的直线运动，所以相邻蜗轮连接的螺杆分别向左右两侧伸出外钢管外插入土层中，多根螺杆同时实现不同深度的多点径向锚固。
本装置回收时，驱动电机的输出轴反向旋转，相应的，蜗杆、蜗轮均反向旋转，使螺杆退回至外钢管中。
最后通过锚固板上的起吊构件将整个装置吊出即可。回收的锚杆装置可重复使用。

Claims (4)

1.一种多点锚固机械式可回收锚杆装置，其特征在于：它包括驱动电机、蜗杆、外钢管和多组锚固装置；
蜗杆上设置有多段螺旋传动结构，且相邻的螺旋传动结构的旋向相反；驱动电机连接于蜗杆的上端；每段螺旋传动结构处垂直啮合有一组锚固装置；
每组锚固装置包括蜗轮和其驱动的径向锚固件；
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、连接有用于支撑径向锚固件的径向支撑构件；
驱动电机带动蜗杆旋转，蜗杆带动各同步蜗轮旋转，各蜗轮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；
所述螺旋传动结构为螺旋齿，蜗杆上对应各段螺旋传动结构的两端均 连接有滚动轴承，滚动轴承的内圈随蜗杆转动；
所述蜗轮的中心孔为内螺纹孔，所述径向锚固件为连接于内螺纹孔中的螺杆；
所述螺杆上对应所述蜗轮的两端连接有螺母座；
所述径向支撑构件为十字形套筒座，其中横向套筒的内径大于所述蜗轮的外 径，纵向套筒的内径大于所述蜗杆上螺旋传动结构的外径，横向套筒和纵向套 筒的两端均有封板，横向套筒焊接于纵向套筒的一侧，两套筒在相交位置处分别开设矩形槽，两矩形槽相交形成十字形孔；
所述蜗轮位于横向套管的开孔处，与蜗杆上的螺旋传动结构啮合；
所述横向套筒两端的封板中心位置处有与螺母座外壁相应的中心孔，纵向套筒两端封板的中心位置处有与所述滚动轴承外圈匹配的中心孔，横向套筒和纵向套筒分别通过封板与螺母座和滚动轴承的外圈焊接。
2.如权利要求1 所述的多点锚固机械式可回收锚杆装置，其特征在于：所述螺杆的一端有平面尺寸大于螺杆直径的方形端头，相邻螺杆以方形端头左 右交替布置。
3.如权利要求 2 所述的多点锚固机械式可回收锚杆装置，其特征在于： 所述横向套筒对应所述方形端头的一端连接有导向套筒。
4.如权利要求 1 所述的多点锚固机械式可回收锚杆装置，其特征在于：
所述蜗杆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；所述驱动电机采用伺服电机，以输出轴朝下布置，支撑固 定于锚固板上，驱动电机的输出轴通过联轴器与蜗杆上端连接。
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