CN209818092U - 一种施加锚杆预紧力的辅助系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种施加锚杆预紧力的辅助系统，该系统包括支撑装置、连接装置和紧固装置，支撑装置包括支撑杆和承载板，支撑杆一端穿设在承载板内，另一端抵接在巷道围岩壁，支撑杆采用螺杆，且数量至少为3根，承载板与巷道围岩壁之间距离通过旋转支撑杆来调整；连接装置一端穿设在所述承载板内，另一端与锚杆活动连接；紧固装置包括转轴和齿轮组，齿轮组至少包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，转轴一端穿设在所述承载板内，另一端与第一齿轮固定连接，第二齿轮与锚杆的螺母接触。本实用新型通过拧入支撑杆的长度来调整张拉力的方向，避免了复杂条件下锚杆张拉方向与锚杆轴向方向不一致的问题。

Description

一种施加锚杆预紧力的辅助系统

技术领域

本实用新型涉及一种施加锚杆预紧力的辅助系统，适用于锚杆支护预应力的施加，尤其适用于锚杆轴向与巷(隧)道壁面斜交等复杂的工程环境。

背景技术

锚杆支护是维持矿井巷道等深部地下工程围岩稳定的一种主要支护形式。在锚杆支护中，为实现锚杆支护的高强度、高刚度、高可靠性和低密度，往往要对锚杆施加较大的预紧力，并用托盘和螺母对其固定。

锚杆预紧力施加的一般方法是对锚杆螺母施加较大的安装扭矩。由于锚杆安装时锚杆托盘和锚杆螺母之间存在较大的摩擦力，导致安装扭矩损失，降低了锚杆预紧力。为减小这种扭矩损失，通常在锚杆托盘与锚杆螺母之间安放减摩垫圈(垫片)。但减摩垫圈与锚杆托盘之间、减摩垫圈与锚杆螺母之间依然存在滑动摩擦力，因此，减小扭矩损失的效果依然有限。其次，在复杂的围岩条件下常常需要施工角度锚杆，由于锚杆与壁面斜交，导致张拉锚杆时张拉力与锚杆轴向不一致。最后，锚杆张拉后，锚杆螺母不便拧紧，缺乏一种操作方便且效率较高的紧固方式。为保证螺母的紧固以及整个装置的稳定，急需一种操作方便且效率较高的螺母紧固装置及方法。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型通过先张拉后拧紧锚杆螺母来提高锚杆预紧力，提供一种施加锚杆预紧力的辅助系统，以实现张拉方向调角度功能和张拉功能、锚杆螺母拧紧功能以及可便于装置拆卸。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：提供一种施加锚杆预紧力的辅助系统，包括支撑装置、连接装置和紧固装置，所述支撑装置包括支撑杆和承载板，所述支撑杆一端穿设在所述承载板内，另一端抵接在巷道围岩壁，所述支撑杆采用螺杆，且数量至少为3根；所述承载板与巷道围岩壁之间距离通过旋转所述支撑杆来调整；所述连接装置一端穿设在所述承载板内，另一端与所述锚杆活动连接；所述紧固装置包括转轴和齿轮组，所述齿轮组至少包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述转轴一端穿设在所述承载板内，另一端与第一齿轮固定连接，所述第二齿轮与所述锚杆的螺母接触。

优选地，所述连接装置包括紧固端、中间件和连接端，所述中间件位于所述紧固端和所述连接端之间；所述连接端位于所述承载板的一侧，所述连接端与所述锚杆活动连接；所述紧固端和所述中间件位于所述承载板的另一侧。

优选地，所述中间件和所述承载板之间设置有减摩垫，所述减摩垫包括滚珠和凹槽，所述滚珠布置在所述凹槽内。

优选地，所述连接端通过螺纹与所述锚杆连接。

优选地，所述第一齿轮设置有第一空腔，所述转轴嵌入所述空腔；所述第二齿轮设置有第二空腔，所述锚杆的螺母嵌入所述第二空腔。

优选地，所述第一齿轮朝向所述承载板的一侧设置有挡板，所述挡板设置有通孔，所述转轴一端依次嵌入所述挡板的通孔和所述第一空腔。

优选地，所述连接装置的紧固端、所述转轴穿过所述承载板一端和所述支撑杆穿过所述承载板一端都为六边形。

本实用新型通过拧入支撑杆的长度来调整张拉力的方向，即通过旋转支撑杆来调整承载板与巷道围岩壁之间距离，避免了复杂条件下锚杆张拉方向与锚杆轴向方向不一致的问题。本实用新型结构简单，操作方便，在锚杆张拉方向控制以及螺母紧固方面具有很强的实用性。

附图说明

通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。除非明确指出，否则附图不应视为按比例绘制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同组件或步骤。在附图中：

图1是本实用新型提供的一种在工况一(与巷道围岩壁垂直)情况的施加锚杆预紧力的辅助系统结构示意图

图2是本实用新型提供的一种在工况二(与巷道围岩壁倾斜)情况的施加锚杆预紧力的辅助系统结构示意图

图3是本实用新型提供的一种施加锚杆预紧力的辅助系统的承载板结构示意图

图4是本实用新型提供的一种施加锚杆预紧力的辅助系统的连接装置结构示意图

图5本实用新型提供的一种施加锚杆预紧力的辅助系统的紧固装置结构示意图

图6是本实用新型提供的一种施加锚杆预紧力的辅助系统的减摩垫结构示意图

1、支撑装置；1a、承载板；1b、支撑杆；1c、支撑杆固定孔(带螺纹)；1d、连接杆孔；1e、转轴孔；2、连接装置；2a、紧固端；2b、连接端；2c、中间件； 3、紧固装置；3a、转轴；3b、第一齿轮；3c、第二齿轮；3d、挡板；4、螺母； 5、托盘；6、减摩垫；6a、滚珠；6b、凹槽；7、锚杆；8、锚杆孔；9、锚固剂。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本文所描述的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。在本说明书和附图中，将采用相同的附图标记表示大体上相同的元素和功能，且将省略对这些元素和功能的重复性说明。此外，为了清楚和简洁，可以省略对于本领域所熟知的功能和构造的说明。

如图1-2所示，一种施加锚杆预紧力的辅助系统，包括支撑装置1、连接装置2和紧固装置3。所述支撑装置1为锚杆7张拉提供支撑并实施张拉，所述连接装置2连接锚杆7和所述支撑装置1，所述紧固装置3在锚杆7张拉到位后拧紧锚杆7的螺母4。

如图5所示，所述紧固装置3包括转轴3a、齿轮组，所述齿轮组至少包括相互啮合的第一齿轮3b和第二齿轮3c，所述转轴一端穿设在所述承载板1a内，另一端与第一齿轮3b固定连接，所述第二齿轮3c与所述锚杆7的螺母接触，当所述转轴3a转动时，所述转轴3a带动所述第一齿轮3b转动，第一齿轮3b带动第二齿轮3c转动，第二齿轮3c带动所述螺母4转动。

进一步的，所述第一齿轮3b设置有第一空腔(图中未示出)，所述转轴3a 嵌入所述第一空腔，比如嵌入所述第一空腔的转轴的一端与所述第一空腔的形状都为六边形，便于两者嵌入；所述第二齿轮3c设置有第二空腔(图中未示出)，所述锚杆7的螺母4嵌入所述第二空腔。再优选地，所述转轴的杆体为圆形，便于在所述承载板1a的圆孔1e中转动(如图3所示)。

进一步的，所述转轴3a的后端(所述转轴穿过所述承载板一端)为六边形，大小与所述锚杆的螺母4相当，便于使用锚杆钻机或扳手拧动。

进一步的，如图5所示，所述第一齿轮3b朝向所述承载板1a的一侧设置有挡板3d，所述挡板3d设置有通孔(图中未示出)，所述转轴3a一端依次嵌入所述挡板的通孔和所述第一空腔，所述挡板3d保证两齿轮位置平行和前进速度一致。

所述支撑装置1包括承载板1a和支撑杆1b，进一步地，支撑杆1b采用螺杆，且数量至少为3根，所述承载板1a与巷道围岩壁之间距离通过旋转所述支撑杆1b来调整。

所述承载板1a与支撑杆1b接触，接受支撑杆1b的支撑。进一步地，支撑杆1b穿过所述承载板一端为六边形，适合锚杆钻机或扳手拧动。

所述支撑杆1b一端套装于所述承载板1a上(即穿设在所述承载板1a内)，另外一端与巷道围岩紧密接触。本实用新型中所述支撑杆1b充当支柱，对所述支撑装置1起支撑作用，同时通过控制拧入支撑杆1b的长度来调整张拉力方向。

所述连接装置2一端穿设在所述承载板1a内，另一端与所述锚杆7活动连接。

进一步的，如图4所示，所述连接器2包括紧固端2a、连接端2b以及中间件2c，三者固定连接，所述中间件2c位于所述紧固端2a和所述连接端2b之间；所述连接端2b位于所述承载板1a的一侧，所述连接端2b与所述锚杆7活动连接；所述紧固端2a和所述中间件位于所述承载板1a的另一侧。具体的，结合图 1-2，紧固端2a和中间件2c置于所述承载板1a上方，和连接端2b一起承受张拉锚杆7的载荷。

进一步的，所述紧固端2a为六边形，适合锚杆钻机或扳手拧动。

进一步的，连接端2b通过螺纹与所述锚杆7连接。

如图6所示，所述中间件2c与所述承载板1a之间设置有减摩垫6，所述减摩垫6可以减少所述连接装置2与所述支撑装置1之间的摩擦力。进一步的，所述减摩垫6包括滚珠6a和凹槽6b，凹槽6b上均匀嵌有滚珠6a。这样，当通过所述紧固端2a拧动锚杆7时，所述中间件2c与所述承载板1a之间为滚动摩擦，可以大大减小因摩擦带来的扭矩损失。紧固锚杆时，通过所述紧固端2a拧动锚杆7，中间件2c与减磨垫6接触，通过滚动摩擦来降低扭矩传递过程中的摩擦力，可以大大减小摩擦损失，提高扭矩的传递效率。

本实用新型还提供一种施加锚杆预紧力的方法，具体步骤如下：

(1)采用锚杆钻机在预设点位钻出锚杆孔8，保证钻孔有足够长度后清理钻孔；

(2)将树脂锚固剂9塞入锚杆孔8，用锚杆7头部顶住树脂锚固剂9尾部，推动锚杆7使树脂锚固剂9沉入孔底，将锚杆钻机与锚杆7尾部连接，旋转锚杆 7以搅拌锚固剂9，等待锚固剂9凝固后，卸下锚杆钻机；

(3)在锚杆7外露端套上锚杆托盘5，将锚杆螺母4旋进锚杆7尾部的滚丝段，然后采用锚杆钻机或扳手等器具进一步拧紧锚杆螺母4，使之与锚杆托盘 5接触并产生一定的预紧力，将紧固装置3中第二齿轮3c套在锚杆7尾部的锚杆螺母4上；

(4)结合图3，连接装置2套上减摩垫6，使中间件2c与减摩垫6相接触，通过连接杆孔1d套入承载板1a再将锚杆7旋入连接端2b内。使用机具进一步拧动紧固端2a，使连接端2b进一步深套在锚杆7尾部的滚丝段上；

(5)支撑杆1b通过固定孔1c与承载板1a相连，使用机具拧动全部支撑杆 1b使之与岩壁相接触(如图3所示)；

(6)使用机具拧动紧固端2a，直至紧固端2a拧不动为止，使锚杆7张拉到位；

(7)在转轴孔1e中插入转轴3a，在转轴3a的末端套上挡板3d和第一齿轮 3b，并使第一齿轮3b和第二齿轮3c啮合。使用机具拧动转轴3a，驱动紧固装置3的第一齿轮3b旋转，从而带动第二齿轮3c旋转，最终带动锚杆的螺母4 转动，直至锚杆的螺母4拧不动为止；

(8)卸下施加锚杆预紧力的辅助系统：首先卸下紧固装置3中的转轴3a、挡板3d和第一齿轮3b；再卸下连接装置2、减摩垫6、支撑杆1b和承载板1a；然后卸下锚杆螺母4上的第二齿轮3c。

本实用新型通过拧入支撑杆1b的长度来调整张拉力的方向，即通过旋转所述支撑杆来调整所述承载板与巷道围岩壁之间距离，避免了复杂条件下锚杆7 张拉方向与锚杆轴向方向不一致的问题。本实用新型设有减摩垫6，紧固锚杆时，当拧动紧固端时，中间件(比如可以是紧固圆盘)压在减摩垫上，减摩垫可以减小中间件与承载板之间的摩擦力，可以大大减少因摩擦力带来的扭矩损失，有效地张紧锚杆，提高预紧力。

本实用新型采用一种操作方便且效率较高的锚杆螺母紧固方式，解决了锚杆张紧后螺母不便拧紧的问题。本实用新型采用同一机具施加扭矩及拧动支撑杆和螺母。本实用新型结构简单，操作方便，在锚杆张拉方向控制以及螺母紧固方面具有很强的实用性。

具体而言，本领域技术人员可以根据本实用新型的原理对所述具体部件进行选择性设置，只要能够实现本实用新型的原理即可。

需要说明的是，本说明书中所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，而非意在对本实用新型进行限制。除非上下文另外明确指出，否则如本文中所使用的单数形式的“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应该理解的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，但本领域的技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型权利要求书的范围。

Claims (7)

1.一种施加锚杆预紧力的辅助系统，其特征在于：包括支撑装置、连接装置和紧固装置，所述支撑装置包括支撑杆和承载板，所述支撑杆一端穿设在所述承载板内，另一端抵接在巷道围岩壁，所述支撑杆采用螺杆，且数量至少为3根；所述承载板与巷道围岩壁之间距离通过旋转所述支撑杆来调整；所述连接装置一端穿设在所述承载板内，另一端与所述锚杆活动连接；所述紧固装置包括转轴和齿轮组，所述齿轮组至少包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述转轴一端穿设在所述承载板内，另一端与第一齿轮固定连接，所述第二齿轮与所述锚杆的螺母接触。

2.根据权利要求1所述的施加锚杆预紧力的辅助系统，其特征在于：所述连接装置包括紧固端、中间件和连接端，所述中间件位于所述紧固端和所述连接端之间；所述连接端位于所述承载板的一侧，所述连接端与所述锚杆活动连接；所述紧固端和所述中间件位于所述承载板的另一侧。

3.根据权利要求2所述的施加锚杆预紧力的辅助系统，其特征在于：所述中间件和所述承载板之间设置有减摩垫，所述减摩垫包括滚珠和凹槽，所述滚珠布置在所述凹槽内。

4.根据权利要求2所述的施加锚杆预紧力的辅助系统，其特征在于：所述连接端通过螺纹与所述锚杆连接。

5.根据权利要求1所述的施加锚杆预紧力的辅助系统，其特征在于：所述第一齿轮设置有第一空腔，所述转轴嵌入所述空腔；所述第二齿轮设置有第二空腔，所述锚杆的螺母嵌入所述第二空腔。

6.根据权利要求5所述的施加锚杆预紧力的辅助系统，其特征在于：所述第一齿轮朝向所述承载板的一侧设置有挡板，所述挡板设置有通孔，所述转轴一端依次嵌入所述挡板的通孔和所述第一空腔。

7.根据权利要求1所述的施加锚杆预紧力的辅助系统，其特征在于：所述连接装置的紧固端、所述转轴穿过所述承载板一端和所述支撑杆穿过所述承载板一端都为六边形。