CN217505499U - 锚杆预紧力和扭矩测试工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锚杆预紧力和扭矩测试工装，包括底座、集成于所述底座的固定组件；所述固定组件的前侧具有固定空间，测试工具通过连接装置能够沿所述固定空间的竖直方向固定于所述固定空间内。本实用新型的工装通过工具底座、顶板、立梁形成为容纳测试工具的固定空间，并利用工具底座和连接装置分别固定测试工具的下端和上端，将测试工具固定在固定空间内，在对锚杆进行力学测试时，能够解放工作人员双手，并且方便调试和读取数据。

Description

锚杆预紧力和扭矩测试工装

技术领域

本实用新型涉及材料力学测试技术领域，尤其涉及一种锚杆预紧力和扭矩测试工装。

背景技术

目前，矿井作业用到的锚杆其预紧力和扭矩是一项重要的指标，因此，在施工前对锚杆的力学性能测试是一项关键性任务，现有技术中对于锚杆的力学性能测试一般是作业人员手持测试工具进行检测，这样不但会提高作业人员的劳动强度，还会在一定程度上影响到测试的精度，费时费力。

因此，基于现有技术中存在的技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种锚杆预紧力和扭矩测试工装。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构新颖、辅助该固定测试工具、方便作业人员工作的锚杆预紧力和扭矩测试工装。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的一种锚杆预紧力和扭矩测试工装，该工装包括：

底座；

集成于所述底座的固定组件；

所述固定组件的前侧具有固定空间，测试工具通过连接装置能够沿所述固定空间的竖直方向固定于所述固定空间内。

进一步的，所述固定组件包括：

工具底座；

固定于所述工具底座的立梁；以及

位于所述立梁上端的顶板；

所述底座被配置为圆盘结构，所述工具底座固定于所述底座的中心位置；

所述立梁与顶板和所述工具底座之间的空间被配置为所述固定空间；

所述立梁呈槽型结构；

所述工具底座部分嵌入所述立梁的槽内、并与所述立梁焊接固定。

进一步的，所述工具底座的上表面具有两个彼此分离的下连接板；

所述下连接板开设有下安装孔；

所述测试工具的下部能够嵌入两个所述下连接板之间、并通过紧固件与所述下连接板固连以实现与所述工具底座的装配固定。

进一步的，所述测试工具的上端通过所述连接装置与所述顶板连接；

所述连接装置包括：

一端延伸至所述顶板上部、并贯穿所述顶板的连接杆；以及

螺纹连接于所述连接杆下端的连接座；

所述顶板的上表面具有一垫块；

所述连接杆延伸至所述顶板上方的一端、且靠近所述垫块的位置具有截面尺寸大于所述连接杆截面尺寸的挡板；

所述连接杆通过所述挡板和所述垫块悬挂于所述顶板；

所述测试工具的上端通过所述连接座与所述连接杆装配固定。

进一步的，所述连接座为凹槽结构；

所述连接座包括：

与所述连接杆螺纹连接的凹槽顶板；以及

对称布置于所述凹槽顶板两侧的凹槽侧板；

所述测试工具的上端能够嵌入两个所述凹槽侧板之间的空间，所述凹槽侧板开设有上安装孔；

所述测试工具的上端嵌入两个所述凹槽侧板之间时，通过紧固件与所述凹槽侧板装配固定。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种锚杆预紧力和扭矩测试工装，具有以下有益效果：

本实用新型的工装通过工具底座、顶板、立梁形成为容纳测试工具的固定空间，并利用工具底座和连接装置分别固定测试工具的下端和上端，将测试工具固定在固定空间内，在对锚杆进行力学测试时，能够解放工作人员双手，并且方便调试和读取数据。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种锚杆预紧力和扭矩测试工装的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种锚杆预紧力和扭矩测试工装的立梁的截面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种锚杆预紧力和扭矩测试工装的工具底座的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种锚杆预紧力和扭矩测试工装的连接装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、底座；2、工具底座；3、立梁；4、顶板；5、测试工具；6、连接装置；

201、下连接板；

401、垫块；

501、下端；502、上端；

601、连接杆；602、挡板；603、连接座；

60301、凹槽顶板；60302、凹槽侧板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

参见图1～图4所示；

本实施例的一种锚杆预紧力和扭矩测试工装，该工装包括：

底座1；

集成于底座1的固定组件；

固定组件的前侧具有固定空间，测试工具5通过连接装置6能够沿固定空间的竖直方向固定于固定空间内。

具体的，本实施例公开了一种能够固定锚杆测试工具的工装，其利用底座1支撑于地面，通过底座1上的固定组件将测试工具5悬挂于上述的固定空间内。

优选的，本实施例的固定组件包括：

工具底座2；

固定于工具底座2的立梁3；以及

位于立梁3上端的顶板4；

底座1被配置为圆盘结构，工具底座2固定于底座1的中心位置；

立梁3与顶板4和工具底座2之间的空间被配置为固定空间；

立梁3呈槽型结构；

工具底座2部分嵌入立梁3的槽内、并与立梁3焊接固定。

其中，上述的工具底座2的上表面具有两个彼此分离的下连接板201；

下连接板201开设有下安装孔；

测试工具5的下部能够嵌入两个下连接板201之间、并通过紧固件与下连接板201固连以实现与工具底座2的装配固定。

该处详细限定了与测试工具下端连接的工具底座2的结构，首先工具底座2和立梁3均与底座1焊接固定，通过底座1支撑在地面，而本实施例的底座1截面尺寸最好大一些，这样可以提高稳定性。工具底座2通过两个彼此分离的下连接板201形成对测试工具5的下端501的装配固定。

优选的，本实施例的测试工具5的上端502通过连接装置6与顶板4连接；

连接装置6包括：

一端延伸至顶板4上部、并贯穿顶板4的连接杆601；以及

螺纹连接于连接杆601下端的连接座603；

顶板4的上表面具有一垫块401；

连接杆601延伸至顶板4上方的一端、且靠近垫块401的位置具有截面尺寸大于连接杆601截面尺寸的挡板602；

连接杆601通过挡板602和垫块401悬挂于顶板4；

测试工具5的上端通过连接座603与连接杆601装配固定。

其中，为了与测试工具5的上端配合，本实施例的连接座603为凹槽结构；

连接座603包括：

与连接杆601螺纹连接的凹槽顶板60301；以及

对称布置于凹槽顶板60301两侧的凹槽侧板60302；

测试工具5的上端能够嵌入两个凹槽侧板60302之间的空间，凹槽侧板60302开设有上安装孔；

测试工具5的上端嵌入两个凹槽侧板60302之间时，通过紧固件与凹槽侧板60302装配固定。

锚杆屈服力：当锚杆杆体拉伸呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而应力不增加的点(上屈服点)对应的力。锚杆屈服力等于屈服强度与杆体断面积的乘积。

预紧力：也称初锚力，在安装锚杆(锚索)时，通过拧紧螺母或采用张拉方法施加在锚杆(锚索)上的拉力，单位kN。

预紧力矩：预紧力矩是拧紧螺母使锚杆达到设计预紧力时，施加到螺母上的力矩，单位N·m。

锚杆设计预紧力：锚杆预紧力设计的原则是控制围岩不出现明显的离层、滑动与拉力区。当锚杆预紧力达到自身屈服荷载的40～60％时，锚杆既能满足高预紧力的要求，又能满足自身强度与锚固岩体强度的匹配关系。

表1按杆体屈服载荷60％列出了不同锚杆的预紧力值。

表1：不同材质与规格锚杆的预紧力值

本实施例公开的工装φ18、φ20、φ22三种类型不同材质的锚杆，通过预紧力矩与预紧力的的测定，规范各矿支护设计。

操作时：

1、将φ18锚杆连接在测试架上，确保各处连接可靠，螺母提前将底盖顶掉，调整使测力计处于自然状态，将测力计数据清零；

2、调整预置式扭力扳手，将扳手力矩调整到100N.M，缓慢拧紧螺母，使锚杆均匀受力，至扭矩达到100N.M(扭动扭矩扳手至听到“嗒”的声音)，读取测力计上数据并记录；

3、依次调整预置式扭力扳手，将扳手力矩调整到150N.M、200N.M、250N.M、300N.M、350N.M，400N.M、450N.M、500N.M(不同锚杆扭矩有所不同)。按上述步骤分别测得不同扭矩下锚杆受力情况；

4、根据锚杆粗细、是否装配尼龙垫、是否加黄油润滑、球垫大小、尼龙垫大小5种情况，记录多组求平均值，采用对比试验；

5、测试结束后依次将螺母、球垫、托盘、锚杆、测力计等拆下，清理设备，以待下次试验。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种锚杆预紧力和扭矩测试工装，具有以下有益效果：

本实用新型的工装通过工具底座2、顶板4、立梁3形成为容纳测试工具5的固定空间，并利用工具底座2和连接装置6分别固定测试工具5的下端501和上端502，将测试工具5固定在固定空间内，在对锚杆进行力学测试时，能够解放工作人员双手，并且方便调试和读取数据。

工装结构简单方便，可根据矿井实际条件，针对不同种类产品进行预紧力矩与预紧力关系研究分析，已达到通过控制预紧力矩来控制预紧力的目的。

煤矿用锚杆扭矩与预紧力关系的研究及应用可根据不同支护环境及不同种类的支护锚杆测出锚杆扭矩与预紧力的关系K值，较为准确的以控制扭矩的方式来控制预紧力，确保矿井支护安全。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (5)

1.锚杆预紧力和扭矩测试工装，其特征在于，该工装包括：

底座(1)；

集成于所述底座(1)的固定组件；

所述固定组件的前侧具有固定空间，测试工具(5)通过连接装置(6)能够沿所述固定空间的竖直方向固定于所述固定空间内。

2.根据权利要求1所述的锚杆预紧力和扭矩测试工装，其特征在于，所述固定组件包括：

工具底座(2)；

固定于所述工具底座(2)的立梁(3)；以及

位于所述立梁(3)上端的顶板(4)；

所述底座(1)被配置为圆盘结构，所述工具底座(2)固定于所述底座的中心位置；

所述立梁(3)与顶板(4)和所述工具底座(2)之间的空间被配置为所述固定空间；

所述立梁(3)呈槽型结构；

所述工具底座(2)部分嵌入所述立梁(3)的槽内、并与所述立梁(3)焊接固定。

3.根据权利要求2所述的锚杆预紧力和扭矩测试工装，其特征在于，所述工具底座(2)的上表面具有两个彼此分离的下连接板(201)；

所述下连接板(201)开设有下安装孔；

所述测试工具(5)的下部能够嵌入两个所述下连接板(201)之间、并通过紧固件与所述下连接板(201)固连以实现与所述工具底座(2)的装配固定。

4.根据权利要求3所述的锚杆预紧力和扭矩测试工装，其特征在于，所述测试工具(5)的上端通过所述连接装置(6)与所述顶板(4)连接；

所述连接装置(6)包括：

一端延伸至所述顶板(4)上部、并贯穿所述顶板(4)的连接杆(601)；以及

螺纹连接于所述连接杆(601)下端的连接座(603)；

所述顶板(4)的上表面具有一垫块(401)；

所述连接杆(601)延伸至所述顶板(4)上方的一端、且靠近所述垫块(401)的位置具有截面尺寸大于所述连接杆(601)截面尺寸的挡板(602)；

所述连接杆(601)通过所述挡板(602)和所述垫块(401)悬挂于所述顶板(4)；

所述测试工具(5)的上端通过所述连接座(603)与所述连接杆(601)装配固定。

5.根据权利要求4所述的锚杆预紧力和扭矩测试工装，其特征在于，所述连接座(603)为凹槽结构；

所述连接座(603)包括：

与所述连接杆(601)螺纹连接的凹槽顶板(60301)；以及

对称布置于所述凹槽顶板(60301)两侧的凹槽侧板(60302)；

所述测试工具(5)的上端能够嵌入两个所述凹槽侧板(60302)之间的空间，所述凹槽侧板(60302)开设有上安装孔；

所述测试工具(5)的上端嵌入两个所述凹槽侧板(60302)之间时，通过紧固件与所述凹槽侧板(60302)装配固定。

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