锚杆装置[发明专利]

*CN103422872A*

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103422872 A(43)申请公布日 2013.12.04

(12)发明专利申请

(21)申请号 201310344613.2(22)申请日 2013.08.08

(71)申请人淮南矿业（集团）有限责任公司

地址232001 安徽省淮南市田家庵区洞山中

路1号(72)发明人刘亮 秦建波

(74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理

有限公司 11205

代理人刘芳(51)Int.Cl.

E21D 21/00(2006.01)E02D 5/74(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页权利要求书1页 说明书4页 附图2页

(54)发明名称

锚杆装置(57)摘要

本发明提供一种锚杆装置，该锚杆装置包括锚杆、和自锚杆轴向中心向外依次套设在锚杆上的锚杆托板、弹簧和螺母；螺母在处于旋拧结束状态时，通过弹簧将锚杆托板紧压在锚杆插入的岩壁上；其中，弹簧的屈服强度大于等于螺母旋拧结束时锚杆托板所承受的预紧力。本发明能够更直观的检验锚杆的预紧力是否足够，以使得锚杆的安装更加便捷。

CN 103422872 ACN 103422872 A

权 利 要 求 书

1/1页

1.一种锚杆装置，其特征在于，包括：锚杆、和自锚杆轴向中心向外依次套设在所述锚杆上的锚杆托板、弹簧和螺母；所述螺母在处于旋拧结束状态时，通过所述弹簧将所述锚杆托板紧压在所述锚杆插入的岩壁上；

其中，所述弹簧的屈服强度大于等于所述螺母旋拧结束时所述锚杆托板所承受的预紧力。

2.根据权利要求1所述的锚杆装置，其特征在于，所述锚杆装置还包括：设置于所述锚杆上的减阻器，且所述减阻器设置在所述弹簧与所述螺母之间。3.根据权利要求2所述的锚杆装置，其特征在于，所述减阻器包括上盖板和下盖板，上下盖板上对应形成有沟槽，滚珠设置在上下盖板的沟槽形成的容纳空间中，且所述滚珠的直径大于上下盖板的沟槽深度之和。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述上下盖板的沟槽形成的容纳空间为至少两个，且容纳空间对称。

5.根据权利要求3或4所述的锚杆装置，其特征在于，所述上下盖板由紧固件贯通锁定。

6.根据权利要求1至4任一项所述的锚杆装置，其特征在于，所述螺母靠近所述锚杆端头的一侧还设有防滑销。

2

CN 103422872 A

说 明 书锚杆装置

1/4页

技术领域

[0001]

本发明涉及机械技术，尤其涉及一种锚杆装置。

背景技术

在岩土工程涉及的地下工程、采矿工程、基坑与边坡工程过程中，为防止地层变形

坍塌或失稳而危及安全，对地层进行加固的一种主要的支护技术是锚杆加固。通过设置在地层中的锚杆所具有的高强度抗拉能力及通过锚杆与锚杆周围的注浆体与地层之间密实结合等方式将地层加固起来。

[0003] 锚杆预紧力是体现锚杆支护的主动性、及时性的重要指标,对地层的支护效果起着决定性作用，如对围岩的支护效果起着决定性作用。若安装锚杆时，能够施加足够的预紧力，则既可以消除锚杆构件的初始滑移量和软岩岩体松动变形，还可以将围岩由二向应力状态转变成三向应力状态，使得锚杆和锚杆固定的围岩相互作用形成统一的承载结构，大大提高围岩的抗拉能力和抗剪能力。[0004] 但是现有技术中，将安装锚杆时需要通过经常测量扭矩等方式确定锚杆的预紧力，即在安装的过程中一直测量扭矩得到预紧力，当预紧力不够时再继续增加预紧力并继续测量，直至最终确定施加了足够的预紧力为止，而且，利用风煤钻、锚杆钻机、气动扭矩扳手等工具安装时，无法测定扭矩，因而无法确定锚杆的预紧力过大还是不足。这样会导致锚杆安装时不能直观的确定预紧力是否足够，制约了锚杆的安装。

[0002]

发明内容

[0005] 本发明提供一种锚杆装置，用于直观的检验锚杆的预紧力是否足够，以更加便捷的安装锚杆。

[0006] 本发明提供一种锚杆装置，包括：[0007] 锚杆、和自锚杆轴向中心向外依次套设在所述锚杆上的锚杆托板、弹簧和螺母；[0008] 所述螺母在处于旋拧结束状态时，通过所述弹簧将所述锚杆托板紧压在所述锚杆插入的岩壁上；[0009] 其中，所述弹簧的屈服强度大于等于所述螺母旋拧结束时所述锚杆托板所承受的预紧力。

[0010] 所述锚杆装置还包括：

[0011] 设置于所述锚杆上的减阻器，且所述减阻器设置在所述弹簧与所述螺母之间。[0012] 所述减阻器包括上盖板和下盖板，上下盖板上对应形成有沟槽，滚珠设置在上下盖板的沟槽形成的容纳空间中，且所述滚珠的直径大于上下盖板的沟槽深度之和。[0013] 所述上下盖板的沟槽形成的容纳空间为至少两个，且容纳空间对称。所述上下盖板由紧固件贯通锁定。

[0015] 所述螺母靠近所述锚杆端头的一侧还设有防滑销。[0016] 本发明提供一种锚杆装置，该锚杆装置包括锚杆、和自锚杆轴向中心向外依次套

[0014]

3

CN 103422872 A

说 明 书

2/4页

设在所述锚杆上的锚杆托板、弹簧和螺母；螺母在处于旋拧结束状态时，通过弹簧将锚杆托板紧压在锚杆插入的岩壁上；其中，弹簧的屈服强度大于等于螺母旋拧结束时锚杆托板所承受的预紧力。这样的锚杆装置可以利用屈服强度等于所需预紧力的弹簧，在弹簧完全压紧时确定此时的预紧力已经足够，能够直观的检验锚杆的预紧力是否足够，进而更加便捷的安装锚杆。

附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0018] 图1为本发明提供的锚杆装置实施例一的结构示意图；[0019] 图2为本发明提供的锚杆装置实施例二的结构示意图；[0020] 图3为本发明提供的减阻器的结构示意图；

[0021] 图4为本发明提供的锚杆装置实施例三的结构示意图。

具体实施方式

[0022] 图1为本发明提供的锚杆装置实施例一的结构示意图，如图1所示，锚杆装置1，包括：

[0023] 锚杆10、和自锚杆轴向中心向外依次套设在锚杆上的锚杆托板11、弹簧12和螺母13。

通过安装锚杆10，可以加固岩壁，主要是通过锚杆10杆体的纵向拉力作用，克服

岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。表面上可以看作限制了岩土体脱离原体。宏观上可以看作是增加了岩土体的粘聚性。从力学的角度上可以看作是提高了围岩体的粘聚力和内摩擦角。

[0025] 需要说明的是，锚杆托板11是加固用锚杆10的固定部件，可将锚杆10所承受的紧固力、通过与锚杆托板11接触的部分，传递给被锚固对象，从而使锚固对象，如岩壁相关部分的整体强度得到加强或改善。具体如，安装锚杆10时，将锚杆10的一端，如图1中锚杆10的底端打入岩壁，将锚杆托板11压在岩壁上，旋拧螺母13。[0026] 螺母13在处于旋拧结束状态时，通过弹簧12将锚杆托板11紧压在锚杆10插入的岩壁上；其中，弹簧12的屈服强度大于等于螺母13旋拧结束时锚杆托板11所承受的预紧力。

[0027] 需要说明的是，预紧力是安装锚杆10时通过旋拧螺母13或采用张拉方法施加在锚杆10上的，在安装锚杆之前，可以先选择弹簧12，弹簧12可以为高强度弹簧，即其屈服强度大于或者等于预紧力。这种情况下，打入锚杆11，锚杆的下端与岩壁内的锚固剂贴合，在钻机将锚杆11旋转的打入岩壁，锚固剂中成分因为锚杆11下端的搅拌而混合，钻机将锚杆11旋转至预定的长度，如10mm时，锚固剂将锚杆11固定在岩壁中，沿着岩壁依次套设在锚杆10上的是锚杆托板11、弹簧12和螺母13，旋拧螺母13，螺母13向下的作用力作用在弹簧12上，使得弹簧12压紧产生弹力，弹簧12向下的弹力作用在锚杆托板11上对锚杆托板

[0024]

4

CN 103422872 A

说 明 书

3/4页

11产生一定的压力，从而对锚杆产生了轴向的预紧力。这样旋拧螺母时观察弹簧12，当弹簧12完全压紧时，由于弹簧12的屈服强度大于或者等于预紧力，因此通过旋拧螺母13产生的预紧力也大于或等于所需的预紧力，即预紧力已经足够。[0028] 进一步地，螺母13可以是高强度的螺母，以承受外部旋拧得到足够的预紧力。[0029] 进一步地，弹簧12的承载力不低于锚杆托板11的承载力，弹簧12的屈服强度不低于锚杆托板11的屈服强度。[0030] 值得指出的是，锚杆托板11的面积大于螺母13垂直于锚杆10的横切面面积，螺母13垂直于锚杆10的横切面面积和锚杆托板11的面积均大于弹簧12垂直于锚杆10的横切面面积。

[0031] 本发明提供一种锚杆装置，该锚杆装置包括锚杆、和自锚杆轴向中心向外依次套设在所述锚杆上的锚杆托板、弹簧和螺母；螺母在处于旋拧结束状态时，通过弹簧将锚杆托板紧压在锚杆插入的岩壁上；其中，弹簧的屈服强度大于等于螺母旋拧结束时锚杆托板所承受的预紧力。这样的锚杆装置可以利用屈服强度等于所需预紧力的弹簧，在弹簧完全压紧时确定此时的预紧力已经足够，能够直观的检验锚杆的预紧力是否足够，进而更加便捷的安装锚杆。

[0032] 图2为本发明提供的锚杆装置实施例二的结构示意图，如图2所示，锚杆装置还包括：

[0033] 设置于锚杆10上的减阻器14，且减阻器14设置在弹簧12与螺母13之间。[0034] 进一步的，图3为本发明提供的减阻器的结构示意图，如图3所示，减阻器14包括上盖板141和下盖板142，上下盖板上对应形成有沟槽143，滚珠144设置在上下盖板的沟槽形成的容纳空间中，且滚珠144的直径大于上下盖板的沟槽深度之和。[0035] 需要说明的是，由于滚珠144的直径大于上盖板141和下盖板142的沟槽深度之和，上盖板141和下盖板142之间留有一定的缝隙，便于滚珠144滑动，轴向作用力下滚珠144的滚动，可以将锚杆10的轴向滑动摩擦力转换为滚动摩擦力，从而减少锚杆10由于旋拧螺母而形成的轴向滑动摩擦力，提高锚杆10安装时的施工效率。[0036] 进一步地，为了防止滚珠144滑脱，上下盖板可以由紧固件145贯通锁定，紧固件145可以是一个单向锁定装置等锁定装置。需要说明的是，图示的“T”形状紧固件仅为举例说明，其他能够固定上下盖板的紧固件均在保护范围之内。[0037] 举例来说，上下盖板的沟槽143形成的容纳空间为至少两个，如两个、四个、八个等，且容纳空间对称，这样滚珠144均衡的将滑动摩擦力转换为各自的滚动摩擦力，使得上下盖板受力均匀，能够提高减阻器的寿命。此外，上下盖板的沟槽143中还添加有润滑油，能够方便滚珠144滚动。

[0038] 该减阻器14置于弹簧12与螺母13之间，可以有效降低旋拧螺母13时产生的巨大阻力、提高施工效率、降低劳动强度。

[0039] 图4为本发明提供的锚杆装置实施例三的结构示意图，如图4所示，螺母靠近锚杆端头的一侧还设有防滑销15。

[0040] 防滑销15可以是防脱安全销，主要用于防止螺母13等在弹簧12的弹力作用下意外脱落，如螺母13脱丝时，弹簧12弹力较大将螺母13弹飞，或减阻器14在弹簧12较大弹力的作用下也被弹飞等。这样可以提高锚杆装置的安全性，保证施工安全。

5

CN 103422872 A[0041]

说 明 书

4/4页

进一步地，弹簧、减阻器和防滑销等所用材质均为钢材，其承载力大于或等于锚杆

托板的承载力，其屈服强度大于或等于锚杆托板的屈服强度。[0042] 本发明提供一种锚杆装置，该锚杆装置包括锚杆、和自锚杆轴向中心向外依次套设在所述锚杆上的锚杆托板、弹簧和螺母；螺母在处于旋拧结束状态时，通过弹簧将锚杆托板紧压在锚杆插入的岩壁上；其中，弹簧的屈服强度大于等于螺母旋拧结束时锚杆托板所承受的预紧力。这样的锚杆装置可以利用屈服强度等于所需预紧力的弹簧，在弹簧完全压紧时确定此时的预紧力已经足够，能够直观的检验锚杆的预紧力是否足够，进而更加便捷的安装锚杆。

[0043] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然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发明各实施例技术方案的范围。

6

CN 103422872 A

说 明 书 附 图

1/2页

图1

图2

图3

7

CN 103422872 A

说 明 书 附 图

2/2页

图4

8