CN216429646U - 一种新型吸能防冲装置 - Google Patents

Abstract

一种新型吸能防冲装置，设置在锚杆上，夹在锥形索具和半球形垫片之间，吸收锚杆上传递过来的动压，防止锚杆的锚定失效，所述吸能防冲装置包括套环、增阻环和恒阻环，所述套环、增阻环和恒阻环采用一体化车削加工制造，所述套环的内圈形状与锥形索具外圈的形状相配合，受力效果好，解决偏载问题，所述套环与增阻环同轴连接，所述增阻环远离套环一端开口直径逐渐缩小，实现小位移下受力激增，施加预紧力方便，所述增阻环与恒阻环同轴连接，所述恒阻环的形状包括喇叭状，远离增阻环一端开口直径逐渐增大，可当支护的锚杆其所受动压超过杆体屈服强度的初始让压点后，锥形索具与恒阻环接触，保持恒定摩擦阻力。

Description

一种新型吸能防冲装置

技术领域

本实用新型涉及矿井巷道支护技术领域，具体涉及一种新型吸能防冲装置。

背景技术

近些年来随着煤矿资源的逐步枯竭，煤矿开采向地质条件复杂、大埋深方向迈进，目前形势下巷道支护面临两大难题：动压条件下支护体瞬间破断和大变形巷道支护结构体拉伸破断的问题。

为解决以上问题一般采用传统让压管进行吸能让压，但在使用过程中效果不明显，主要是体现在：让压构件受力变形后出现“压溃”现象，致使支护体受力瞬间下降，严重影支护体支护效率；动压瞬间能量释放让压管反应滞后，杆体发生破断而让压管未反应。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种新型吸能防冲装置，该装置通过新型外涨摩擦式恒阻吸能防冲装置解决动压瞬间发生时外涨摩擦恒阻吸能防冲装置迅速反应，保护锚杆不发生瞬间破断；大变形巷道恒阻让压，确保在让压吸能过程中，支护结构体不会发生受力下降现象保证支护效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种新型吸能防冲装置，设置在锚杆上，夹在锥形索具和半球形垫片之间，吸收锚杆上传递过来的动压，防止锚杆的锚定失效，所述吸能防冲装置包括套环、增阻环和恒阻环，所述套环、增阻环和恒阻环采用一体化车削加工制造，所述套环的内圈形状与锥形索具外圈的形状相配合，受力效果好，解决偏载问题，所述套环与增阻环同轴连接，所述增阻环远离套环一端开口直径逐渐缩小，内侧形成斜面，实现小位移下受力激增，施加预紧力方便，所述增阻环与恒阻环同轴连接，所述恒阻环的形状包括喇叭状，远离增阻环一端开口直径逐渐增大，可当支护的锚杆其所受动压超过杆体屈服强度的初始让压点后，锥形索具与恒阻环接触，保持恒定摩擦阻力。

如上所述的一种新型吸能防冲装置，所述吸能防冲装置与锚杆同轴设置，也与锥形索具同轴设置，确保锚索支护受力后不偏载，保持提供恒定阻力，是实现吸能的前提。

如上所述的一种新型吸能防冲装置，所述套环的内径比锥形索具的最大外径大0-2mm。现场安装操作时，锥形索具下端与套环同轴连接在一起，避免受力时发生偏载。

如上所述的一种新型吸能防冲装置，所述锥形索具的最大外径比恒阻环的最大内径大0-3mm，能实现锥形索具与外涨摩擦式恒阻吸能防冲装置之间的摩擦移动，可以吸收围岩外胀的释放能或者瞬间释放能。

如上所述的一种新型吸能防冲装置，所述锥形索具与吸能防冲装置接触端外侧直径逐渐缩小形成斜面，所述套环与增阻环内侧连接处形状与锥形索具斜面形状相配合。

进一步的，所述锥形索具下端外侧的斜面长度比增阻环内侧的斜面长度大0-2mm。

如上所述的一种新型吸能防冲装置，所述恒阻环的管壁与中心轴之间倾斜3～5°，所述恒阻环部分越长，吸收的释放能越大。

如上所述的一种新型吸能防冲装置，所述恒阻环的各处管壁厚度相等，所述套环的各处管壁厚度也相等，所述增阻环为不等厚环，所述增阻环包括前部和后部，所述增阻环前部和后部分别与套环和恒阻环连接，所述增阻环厚度从前部往后部逐渐增大，且增阻环与套环、恒阻环相接处厚度相同。

如上所述的一种新型吸能防冲装置，所述恒阻环尾端与半球形垫片接触位置设置有数个朝下的凸起的限位块，所述半球形垫片与恒阻环接触的位置设置有对应的限位槽。所述限位块与恒阻环相配合，能够再拧紧锥形索具时，防止所述吸能防冲装置相对半球形垫片转动。

进一步的，所述限位块的形状包括矩形。

进一步的，所述限位块的形状包括圆弧形，使所述吸能防冲装置在安装固定之后，如果吸收锚杆上传递过来的动压过大，吸能防冲装置任然能够相对半球形垫片发生相对滑动，卸除一定的动压。

本实用新型相对于现有技术所取得的有益效果在于：

本实用新型所述一种新型吸能防冲装置，从结构和吸能让压原理上与传统让压有很大差别，对于动压和软岩巷道支护，从安全和经济角度上来讲具有重大意义。一方面，能够在动压瞬间发生时迅速反应，保护锚杆不发生瞬间破断；另一方面，能够适用于大变形巷道，为适应巷道变形实现让压吸能功能。与传统的让压功能装置相比，所述吸能防冲装置最大的优势在于，在整个让压吸能过程中，都是通过结构的外涨摩擦实现的，支护结构体的强度不会发生受力下降现象，确保支护体支护效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是现有技术传统锚固锚杆结构示意图；

图2是应用了所述吸能防冲装置的锚固锚杆结构示意图；

图3是本实用新型实施例1吸能防冲装置与锥形套索安装结构示意图；

图4是本实用新型实施例1吸能防冲装置半剖示意图；

图5是本实用新型实施例1吸能防冲装置结构示意图；

图6是本实用新型实施例1半球形垫片结构示意图；

图7是本实用新型实施例2吸能防冲装置结构示意图；

图8是本实用新型实施例3半球形垫片结构示意图；

其中，附图标记分别表示：

1、锚杆；2、半球形垫片；21、限位槽；3、吸能防冲装置；31、套环；32、增阻环；33、恒阻环；34、限位块；4、锥形索具。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本实用新型中提及的方位“前后”、“左右”等，仅用来表达相对的位置关系，而不受实际应用中任何具体方向参照的约束。

实施例1

参见图1-图8，一种新型吸能防冲装置，设置在锚杆1上，夹在锥形索具4和半球形垫片2之间，吸收锚杆1上传递过来的动压，防止锚杆1的锚定失效，所述吸能防冲装置3包括套环31、增阻环32和恒阻环33，所述套环31、增阻环32和恒阻环33采用一体化车削加工制造，所述套环31的内圈形状与锥形索具4外圈的形状相配合，受力效果好，解决偏载问题，所述套环31与增阻环32同轴连接，所述增阻环32远离套环31一端开口直径逐渐缩小，内侧形成斜面，实现小位移下受力激增，施加预紧力方便，所述增阻环32与恒阻环33同轴连接，所述恒阻环33的形状包括喇叭状，远离增阻环32一端开口直径逐渐增大，可当支护的锚杆1其所受动压超过杆体屈服强度的初始让压点后，锥形索具4与恒阻环33接触，保持恒定摩擦阻力。在恒定力作用下锥形索具4与恒阻环33发生位移变形，释放能量，确保锚索支护效率，有效防止巷道大变形环境下钢绞线拉伸破断。同时当瞬间动压发生时，锥形索具4与增阻环32瞬间发生摩擦位移，瞬间吸收动能，避免杆体在瞬间动压条件下的破断，在保证巷道支护安全的同时，降低巷道支护综合成本。

参见图3，所述吸能防冲装置3与锚杆1同轴设置，也与锥形索具4同轴设置，确保锚索支护受力后不偏载，保持提供恒定阻力，是实现吸能的前提。

进一步的，所述套环31的内径与锥形索具4的最大外径相等。现场安装操作时，锥形索具4下端与套环31同轴连接在一起，避免受力时发生偏载。

进一步的，所述锥形索具4的最大外径与恒阻环33的最大内径相等，能实现锥形索具4与外涨摩擦式恒阻吸能防冲装置3之间的摩擦移动，可以吸收围岩外胀的释放能或者瞬间释放能。

进一步的，所述锥形索具4与吸能防冲装置3接触端外侧直径逐渐缩小形成斜面，所述套环31与增阻环32内侧连接处形状与锥形索具4斜面形状相配合。

进一步的，所述锥形索具4下端外侧的斜面长度与增阻环32内侧的斜面长度相等。

进一步的，所述恒阻环33的管壁与中心轴之间倾斜5°，所述恒阻环33部分越长，吸收的释放能越大。

进一步的，所述恒阻环33的各处管壁厚度相等，所述套环31的各处管壁厚度也相等，所述增阻环32为不等厚环，所述增阻环32包括前部和后部，所述增阻环32前部和后部分别与套环31和恒阻环33连接，所述增阻环32厚度从前部往后部逐渐增大，且增阻环32与套环31、恒阻环33相接处厚度相同。

优选的，所述套环31厚度、增阻环32的最大厚度和恒阻环33厚度的比例为1：3：2。

参见图5和图6，本实施例所述恒阻环33尾端与半球形垫片(2)接触位置设置有4个朝下的凸起的限位块34，相邻限位块34之间间隔90度，所述半球形垫片2与恒阻环33接触的位置设置有对应的限位槽21。所述限位块34与恒阻环33相配合，能够再拧紧锥形索具4时，防止所述吸能防冲装置3相对半球形垫片2转动。

进一步的，所述限位块34的形状为矩形。

实施例2

参见图7和图8，所述限位块34的形状为圆弧形，使所述吸能防冲装置3在安装固定之后，如果吸收锚杆1上传递过来的动压过大时，所述限位块34能够从对应的限位槽21种滑出，滑入到下一个限位槽21中，吸能防冲装置3仍然能够相对半球形垫片2发生相对滑动，卸除一定的动压。

本实施例未提及的其它特征，均可与实施例1相同，不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种新型吸能防冲装置，设置在锚杆(1)上，夹在锥形索具(4)和半球形垫片(2)之间，吸收锚杆(1)上传递过来的动压，防止锚杆(1)的锚定失效，其特征在于，包括套环(31)、增阻环(32)和恒阻环(33)，所述套环(31)、增阻环(32)和恒阻环(33)采用一体化车削加工制造，所述套环(31)的内圈形状与锥形索具(4)外圈的形状相配合，所述套环(31)与增阻环(32)同轴连接，所述增阻环(32)远离套环(31)一端开口直径逐渐缩小，内侧形成斜面，所述增阻环(32)与恒阻环(33)同轴连接，所述恒阻环(33)的形状包括喇叭状，远离增阻环(32)一端开口直径逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种新型吸能防冲装置，其特征在于，所述吸能防冲装置与锚杆(1)同轴设置，也与锥形索具(4)同轴设置。

3.根据权利要求1所述的一种新型吸能防冲装置，其特征在于，所述套环(31)的内径比锥形索具(4)的最大外径大0-2mm。

4.根据权利要求1所述的一种新型吸能防冲装置，其特征在于，所述锥形索具(4)的最大外径比恒阻环(33)的最大内径大0-3mm。

5.根据权利要求1所述的一种新型吸能防冲装置，其特征在于，所述锥形索具(4)与吸能防冲装置接触端外侧直径逐渐缩小形成斜面，所述套环(31)与增阻环(32)内侧连接处形状与锥形索具(4)斜面形状相配合，所述锥形索具(4)下端外侧的斜面长度比增阻环(32)内侧的斜面长度大0-2mm。

6.根据权利要求1所述的一种新型吸能防冲装置，其特征在于，所述恒阻环(33)的管壁与中心轴之间倾斜3～5°。

7.根据权利要求1所述的一种新型吸能防冲装置，其特征在于，所述恒阻环(33)的各处管壁厚度相等，所述套环(31)的各处管壁厚度也相等，所述增阻环(32)为不等厚环，所述增阻环(32)包括前部和后部，所述增阻环(32)前部和后部分别与套环(31)和恒阻环(33)连接，所述增阻环(32)厚度从前部往后部逐渐增大，且增阻环(32)与套环(31)、恒阻环(33)相接处厚度相同。

8.根据权利要求1所述的一种新型吸能防冲装置，其特征在于，所述恒阻环(33)尾端与半球形垫片(2)接触位置设置有数个朝下的凸起的限位块(34)，所述半球形垫片(2)与恒阻环(33)接触的位置设置有对应的限位槽(21)。

9.根据权利要求8所述的一种新型吸能防冲装置，其特征在于，所述限位块(34)的形状包括矩形。

10.根据权利要求8所述的一种新型吸能防冲装置，其特征在于，所述限位块(34)的形状包括圆弧形。

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