CN117470666A - 一种锚杆锚索拉拔试验机及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于拉拔试验设备领域，具体涉及一种锚杆锚索拉拔试验机及试验方法，包括千斤顶及供油泵、固定环，千斤顶与固定环之间增设有安全环，安全环包括壳体及壳体内的支撑单元，所述支撑单元的支撑片呈弧形结构支撑在固定环与千斤顶之间，支撑架借助滑轨滑动设置在壳体内，所述的支撑片上设置有分离凸轮，所述分离凸轮借助摆动轮旋转将支撑片推离千斤顶与固定环之间。在锚杆或锚索被拉溃损坏，由于此时千斤顶的伸缩端与固定端距离延长，摆动杆被拉下，分离凸轮转动，分离凸轮的突出部推挤锚杆或锚索的侧壁，最终将支撑片推离千斤顶的伸缩端与固定环，使得千斤顶无法再对固定环施加推力，解决了拉拔试验需要人员长时间留守的问题。

Description

一种锚杆锚索拉拔试验机及试验方法

技术领域

本发明属于拉拔试验设备领域，具体涉及一种锚杆锚索拉拔试验机及试验方法。

背景技术

锚杆、锚索在放设完毕后，需要进行抗拉拔测试，试验设备包括套装在锚杆或锚索上呈筒状的千斤顶，以及给千斤顶供油的供油泵，供油泵通常为手动泵，目前的测试方法主要分为两种，一种是破坏性试验，即千斤顶安装到锚索或锚杆上之后，通过手动泵为千斤顶供油加压，直到千斤顶将锚杆或锚索拔出，记录手动泵上的压力数值，另一种是千斤顶按照设定的压力值进行预压，并保持较长时间，在设定时间内压力值变化值无明显变化说明质量合格，这期间需要人员盯守，一旦锚杆或者锚索有被拔出的抬升动作，需要及时将千斤顶泄压，以防止手动泵及连接管路存留的压力进一步推高千斤顶的顶杆，避免损伤进一步扩大，正因如此拉拔测试对人员的占用程度比较高。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种锚杆锚索拉拔试验机及试验方法，能够降低试验过程中对人员的依赖程度，解放人力，提高试验安全性。

本发明采用的具体技术方案是：

一种锚杆锚索拉拔试验机，包括千斤顶及借助连接管路与千斤顶连接的供油泵，还包括套装在锚杆或锚索上的固定环，千斤顶的伸缩端抵接固定环对锚杆或锚索提供拉拔力，在千斤顶的伸缩端与固定环之间增设有安全环，所述安全环包括呈圆环状的、空心的壳体及壳体内的多组支撑单元，所述支撑单元包括支撑片及支撑架，所述支撑片呈弧形结构支撑在固定环与千斤顶之间，所述的支撑架呈框架结构，支撑架借助滑轨滑动设置在壳体内，所述的支撑片借助支撑架悬伸在壳体的内环侧，所述的支撑片上设置有分离凸轮，所述支撑架上设置有与分离凸轮传动连接的摆动轮，所述摆动轮借助摆动杆与千斤顶的固定端连接，所述分离凸轮借助摆动轮旋转，使得分离凸轮的凸起部伸出在支撑片之外并抵接锚杆或锚索的侧壁，将支撑片推离千斤顶与固定环之间。

所述壳体的外环侧设置有供摆动杆穿出的通槽，所述的摆动杆与摆动轮固定连接，所述摆动轮与分离凸轮之间拉结有传动杆，借助摆动杆驱动摆动轮旋转，进而借助传动杆驱动分离凸轮旋转。

所述的传动杆与壳体之间设置有复位弹簧，复位弹簧的拉力方向朝向分离凸轮一侧。

所述的固定环下侧还设置有分离环，所述固定环借助分离环与支撑片抵接配合，所述分离环的抵接面设置为波浪状结构，所述支撑片上端呈与分离环的波浪状结构适配的凸起结构，多个支撑片围绕锚杆或锚索拼合，其上端拼合形成与分离环匹配的波浪状结构。

所述的支撑片上端设置为向壳体内侧方向倾斜的斜面，倾斜角度大于钢材接触面的自锁角度，所述分离环的抵接面倾斜设置，并与支撑片的斜面适配、扣合，所述的支撑片上还设置有限位销，所述限位销设置在支撑片竖直方向的通孔内，所述限位销与分离凸轮铰接，所述限位销借助分离凸轮具有从支撑片上端面伸出及缩回的自由度，所述分离环的抵接面上设置有与限位销插接配合的限位孔。

所述的千斤顶的固定端设置有底部垫板，所述底部垫板上设置有挂钩环，所述摆动杆端部也设置有挂钩环，所述底部垫板与摆动杆之间借助两端带有挂钩的花篮螺丝连接。

所述的支撑架上还设置有弹簧钢珠，所述摆动轮上设置有弹簧钢珠适配的凹坑，当摆动轮上的摆动杆在水平位置时，所述的弹簧钢珠的球体嵌入到凹坑内。

锚杆锚索拉拔试验机的试验方法，包括如下步骤，

S1、在待测锚杆或锚索周边杂物清理，垫底部垫板并调平；

S2、将千斤顶套装锚杆或锚索上，套入安全环，将安全环的摆动杆向安全环内部推动，将多个支撑片扣合在锚杆或锚索之外，套分离环，扳起摆动杆，借助限位销连接分离环及支撑片；

S3、套入固定环，在固定环与锚杆或锚索的空隙内插入楔块完成固定；

S4、千斤顶加压到设定值，将底部垫板与摆动杆之间挂上花篮螺丝，并将花篮螺丝旋紧至其两端的挂钩分别与底部垫板、摆动杆的挂钩环抵接；

S5、等待设定之间，拆除花篮螺丝，千斤顶泄压并移除，完成试验。

本发明的有益效果是：

本发明通过增设安全环，在锚杆或锚索被拉溃损坏，并随着千斤顶的伸缩端向外拔出时，由于此时千斤顶的伸缩端与固定端距离延长，使得摆动杆被拉下，使得分离凸轮转动，分离凸轮的突出部推挤锚杆或锚索的侧壁，最终将支撑片推离千斤顶的伸缩端与固定环，使得千斤顶无法再对固定环施加推力，避免千斤顶的液压回路残留压力造成锚杆或锚索进一步的损坏，千斤顶推力的切断自动进行，解决了拉拔试验需要人员长时间留守的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为安全环的内部示意图；

图3为安全环俯视方向上支撑单元分布的示意图；

图4为摆动杆水平时内部机构的示意图；

图5为摆动杆向下摆动仅抽出限位销时内部机构的示意图；

图6为摆动杆继续向下摆动至分离凸轮顶紧锚杆或锚索的示意图；

图7为摆动杆竖直向下时的示意图；

图8为分离环仰视方向的示意图；

附图中，1、千斤顶，2、锚杆或锚索，3、固定环，4、壳体，5、支撑片，6、支撑架，7、滑轨，8、分离凸轮，9、摆动轮，10、摆动杆，11、传动杆，12、复位弹簧，13、分离环，14、限位销，15、限位孔，16、底部垫板，17、花篮螺丝，18、弹簧钢珠。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：

具体实施例如图1、图2及图3所示，本发明为一种锚杆锚索拉拔试验机，包括千斤顶1及借助连接管路与千斤顶1连接的供油泵，还包括套装在锚杆或锚索2上的固定环3，千斤顶1的伸缩端抵接固定环3对锚杆或锚索2提供拉拔力，在千斤顶1的伸缩端与固定环3之间增设有安全环，所述安全环包括呈圆环状的、空心的壳体4及如图3所示的，壳体4内的多组支撑单元，所述支撑单元包括支撑片5及支撑架6，所述支撑片5呈弧形结构支撑在固定环3与千斤顶1之间，所述的支撑架6呈框架结构，支撑架6借助滑轨7滑动设置在壳体4内，所述的支撑片5借助支撑架6悬伸在壳体4的内环侧，所述的支撑片5上设置有分离凸轮8，所述支撑架6上设置有与分离凸轮8传动连接的摆动轮9，所述摆动轮9借助摆动杆10与千斤顶1的固定端连接，所述分离凸轮8借助摆动轮9旋转，使得分离凸轮8的凸起部伸出在支撑片5之外并抵接锚杆或锚索2的侧壁，将支撑片5推离千斤顶1与固定环3之间。

本发明借助拉拔试验自身特性，当锚杆或锚索2由于固定端损坏时，会随着千斤顶1的残余应力向外拉出，此时千斤顶1的伸缩端与固定端之间间距增加，并且由于千斤顶1预设较大压力，因此残余应力及损坏后的拉出距离都较大，因此，将千斤顶1的固定端与抵接在伸缩端的安全环上的摆动杆10连接，借助残余应力导致的千斤顶1伸缩端移动驱动安全环分离，省去了人员留守。

当安全环被进一步顶升时，摆动杆10被拉下，此时，分离凸轮8借助摆动轮9驱动而旋转，使得分离凸轮8推顶锚杆或锚索2，在反力作用下，支撑片5推顶支撑架6向安全环的壳体4外侧方向移动，最终使得支撑片5脱离千斤顶1与固定环3的挤压，从而给千斤顶1残余应力的释放留出了空间避免了锚杆或锚索2被进一步拉出，避免损坏扩大。

进一步的，如图2、图7所示，所述壳体4的外环侧设置有供摆动杆10穿出的通槽，所述的摆动杆10与摆动轮9固定连接，所述摆动轮9与分离凸轮8之间拉结有传动杆11，借助摆动杆10驱动摆动轮9旋转，进而借助传动杆11驱动分离凸轮8旋转。

进一步的，如图2所示，所述的传动杆11与壳体4之间设置有复位弹簧12，复位弹簧12的拉力方向朝向分离凸轮8一侧。

所述壳体4为向中部拱起的锥台结构，当摆动杆10被拉下时，在拉力的斜向分力作用下，使得支撑架6沿着倾斜壳体4内腔斜向下滑动，辅助支撑片5脱离挤压。

借助设置的复位弹簧12，当在套装安全环时，借助复位弹簧12的拉动便于支撑片5扣紧锚杆或锚索2，为试验机的组装提供便利。

如图7所示，当摆动杆10竖直向下时，此时传动杆11与摆动轮9的铰接位置低于摆动轮9的自身转轴位置，借助复位弹簧12的拉动，使得摆动杆10实现位置的自锁，便于安全环的收纳和运输。

进一步的，如图8及图1、图4所示，所述的固定环3下侧还设置有分离环13，所述固定环3借助分离环13与支撑片5抵接配合，所述分离环13的抵接面设置为波浪状结构，所述支撑片5上端呈与分离环13的波浪状结构适配的凸起结构，多个支撑片5围绕锚杆或锚索2拼合，其上端拼合形成与分离环13匹配的波浪状结构。

借助支撑片5的凸起结构插入到分离环13的波谷缺口处，便于设置的限位孔15与限位杆的插接配合的实现。

进一步的，所述的支撑片5上端设置为向壳体4内侧方向倾斜的斜面，倾斜角度大于钢材接触面的自锁角度，所述分离环13的抵接面倾斜设置，并与支撑片5的斜面适配、扣合，所述的支撑片5上还设置有限位销14，所述限位销14设置在支撑片5竖直方向的通孔内，所述限位销14与分离凸轮8铰接，所述限位销14借助分离凸轮8具有从支撑片5上端面伸出及缩回的自由度，所述分离环13的抵接面上设置有与限位销14插接配合的限位孔15。

当限位销14从分离环13中拔出后，由于支撑片5与分离环13的抵接面为倾斜面，并且倾斜角度大于钢材接触面的自锁角度，因此在来自千斤顶1的推力的作用下，辅助分离凸轮8将支撑片5挤出，提高分离可靠性。

所述的千斤顶1的固定端设置有底部垫板16，所述底部垫板16上设置有挂钩环，所述摆动杆10端部也设置有挂钩环，所述底部垫板16与摆动杆10之间借助两端带有挂钩的花篮螺丝17连接。

所述的支撑架6上还设置有弹簧钢珠18，所述摆动轮9上设置有弹簧钢珠18适配的凹坑，当摆动轮9上的摆动杆10在水平位置时，所述的弹簧钢珠18的球体嵌入到凹坑内。借助弹簧钢珠18起到对摆动轮9的定位作用，弹簧钢珠18顶入凹坑时发生撞击，提示操作人员当前摆动杆10已经摆动到位，对应的限位销14已经伸出。

如图4所示，当摆动杆10处于水平状态时，此时传动杆11推动分离凸轮8逆时针转动，铰接在分离凸轮8上的限位销14插入到分离环13的限位孔15内，当千斤顶1加压时，由于限位销14的限位作用，避免了支撑片5的分离。

如图5所示，当摆动杆10向下摆动时，此时由于分离凸轮8的凸出部尚未与锚杆或锚索2接触，仅将限位销14拔出，随着摆动杆10的继续转动，分离凸轮8作用于锚杆或锚索2的侧壁，起到推顶作用，通过将分离凸轮8的凸出部向后设置，避免了卡滞问题，同时分离凸轮8上设置长圆孔，通过长圆孔与限位销14铰接，避免分离凸轮8与限位销14发生卡滞。

锚杆锚索拉拔试验机的试验方法，包括如下步骤，

S1、在待测锚杆或锚索2周边杂物清理，垫底部垫板16并调平16；

S2、将千斤顶1套装锚杆或锚索2上，套入安全环，将安全环的摆动杆10向安全环内部推动，将多个支撑片5扣合在锚杆或锚索2之外，套分离环13，扳起摆动杆10，借助限位销14连接分离环13及支撑片5；

S3、套入固定环3，在固定环3与锚杆或锚索2的空隙内插入楔块完成固定；

S4、千斤顶1加压到设定值，将底部垫板16与摆动杆10之间挂上花篮螺丝17，并将花篮螺丝17旋紧至其两端的挂钩分别与底部垫板16、摆动杆10的挂钩环抵接；

S5、等待设定之间，拆除花篮螺丝17，千斤顶1泄压并移除，完成试验。

Claims (8)

1.一种锚杆锚索拉拔试验机，包括千斤顶（1）及借助连接管路与千斤顶（1）连接的供油泵，还包括套装在锚杆或锚索（2）上的固定环（3），千斤顶（1）的伸缩端抵接固定环（3）对锚杆或锚索（2）提供拉拔力，其特征在于：在千斤顶（1）的伸缩端与固定环（3）之间增设有安全环，所述安全环包括呈圆环状的、空心的壳体（4）及壳体（4）内的多组支撑单元，所述支撑单元包括支撑片（5）及支撑架（6），所述支撑片（5）呈弧形结构支撑在固定环（3）与千斤顶（1）之间，所述的支撑架（6）呈框架结构，支撑架（6）借助滑轨（7）滑动设置在壳体（4）内，所述的支撑片（5）借助支撑架（6）悬伸在壳体（4）的内环侧，所述的支撑片（5）上设置有分离凸轮（8），所述支撑架（6）上设置有与分离凸轮（8）传动连接的摆动轮（9），所述摆动轮（9）借助摆动杆（10）与千斤顶（1）的固定端连接，所述分离凸轮（8）借助摆动轮（9）旋转，使得分离凸轮（8）的凸起部伸出在支撑片（5）之外并抵接锚杆或锚索（2）的侧壁，将支撑片（5）推离千斤顶（1）与固定环（3）之间。

2.根据权利要求1所述的一种锚杆锚索拉拔试验机，其特征在于：所述壳体（4）的外环侧设置有供摆动杆（10）穿出的通槽，所述的摆动杆（10）与摆动轮（9）固定连接，所述摆动轮（9）与分离凸轮（8）之间拉结有传动杆（11），借助摆动杆（10）驱动摆动轮（9）旋转，进而借助传动杆（11）驱动分离凸轮（8）旋转。

3.根据权利要求2所述的一种锚杆锚索拉拔试验机，其特征在于：所述的传动杆（11）与壳体（4）之间设置有复位弹簧（12），复位弹簧（12）的拉力方向朝向分离凸轮（8）一侧。

4.根据权利要求1所述的一种锚杆锚索拉拔试验机，其特征在于：所述的固定环（3）下侧还设置有分离环（13），所述固定环（3）借助分离环（13）与支撑片（5）抵接配合，所述分离环（13）的抵接面设置为波浪状结构，所述支撑片（5）上端呈与分离环（13）的波浪状结构适配的凸起结构，多个支撑片（5）围绕锚杆或锚索（2）拼合，其上端拼合形成与分离环（13）匹配的波浪状结构。

5.根据权利要求4所述的一种锚杆锚索拉拔试验机，其特征在于：所述的支撑片（5）上端设置为向壳体（4）内侧方向倾斜的斜面，倾斜角度大于钢材接触面的自锁角度，所述分离环（13）的抵接面倾斜设置，并与支撑片（5）的斜面适配、扣合，所述的支撑片（5）上还设置有限位销（14），所述限位销（14）设置在支撑片（5）竖直方向的通孔内，所述限位销（14）与分离凸轮（8）铰接，所述限位销（14）借助分离凸轮（8）具有从支撑片（5）上端面伸出及缩回的自由度，所述分离环（13）的抵接面上设置有与限位销（14）插接配合的限位孔（15）。

6.根据权利要求5所述的一种锚杆锚索拉拔试验机，其特征在于：所述的千斤顶（1）的固定端设置有底部垫板（16），所述底部垫板（16）上设置有挂钩环，所述摆动杆（10）端部也设置有挂钩环，所述底部垫板（16）与摆动杆（10）之间借助两端带有挂钩的花篮螺丝（17）连接。

7.根据权利要求1所述的一种锚杆锚索拉拔试验机，其特征在于：所述的支撑架（6）上还设置有弹簧钢珠（18），所述摆动轮（9）上设置有弹簧钢珠（18）适配的凹坑，当摆动轮（9）上的摆动杆（10）在水平位置时，所述的弹簧钢珠（18）的球体嵌入到凹坑内。

8.基于权利要求6所述的一种锚杆锚索拉拔试验机，还包括其试验方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、在待测锚杆或锚索（2）周边杂物清理，垫底部垫板并调平（16）；

S2、将千斤顶（1）套装锚杆或锚索（2）上，套入安全环，将安全环的摆动杆（10）向安全环内部推动，将多个支撑片（5）扣合在锚杆或锚索（2）之外，套分离环（13），扳起摆动杆（10），借助限位销（14）连接分离环（13）及支撑片（5）；

S3、套入固定环（3），在固定环（3）与锚杆或锚索（2）的空隙内插入楔块完成固定；

S4、千斤顶（1）加压到设定值，将底部垫板（16）与摆动杆（10）之间挂上花篮螺丝（17），并将花篮螺丝（17）旋紧至其两端的挂钩分别与底部垫板（16）、摆动杆（10）的挂钩环抵接；

S5、等待设定之间，拆除花篮螺丝（17），千斤顶（1）泄压并移除，完成试验。