锚杆扭矩转化试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种锚杆扭矩转化试验装置及试验方法，其中锚杆扭矩转化试验装置，包括试验台，以及沿锚杆轴向依次固定在试验台上的边线法兰和若干夹钳，边线法兰上开设有供锚杆穿过的预留孔；还包括位于锚杆托盘与锚杆螺母之间且穿设在锚杆上的锚杆测力计，以及与锚杆螺母适配的扭矩扳手。本发明专利技术的锚杆系统所有垫片与锚杆托盘、螺母为分离状态，可自由组合搭配，与树脂锚杆串联组装在一起，模拟井下搭配组合；测力计的载荷值与扭矩扳手的扭矩值互相同步印证，得出不同扭矩状态下的安装载荷；夹钳夹紧锚杆尾部，实现井巷锚杆支护的锚固效果；试验平台地面操作，减少频繁井下开展试验的次数，安全高效；结构简单，便于安装，试验效果好。

【技术实现步骤摘要】
锚杆扭矩转化试验装置及试验方法
本专利技术涉及矿山锚杆支护
，尤其涉及到对锚杆的试验，具体指一种锚杆扭矩转化试验装置及试验方法。
技术介绍
目前在矿井掘进和回采过程中巷道支护普遍使用树脂锚杆进行支护，锚杆预紧力是主动及时支护的源泉，是保证锚杆设计工作性能的先决条件。施工过程中所施加的预紧力的大小会直接影响到锚杆的工作状态，严重时会引起锚杆支护系统失效。根据煤巷锚杆支护技术规范要求，锚杆的预紧力范围需达到锚杆屈服力的30%-60%，一般情况下，锚杆预紧力无法通过扭矩扳手直接测得，需要外接锚杆测力计进行读取。如何确定不同组合搭配下的不同锚杆合适的安装扭矩值，需要通过反复地进行扭矩转化试验进行确定，目前还没有进行扭矩转化试验的装置。井巷支护锚杆螺母一般采用快速安装工艺，螺母打开扭矩值存在加工标准，螺母阻尼完全打开的扭矩值需要进行检验。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种锚杆扭矩转化试验装置，可以测定现今井巷支护锚杆在特定条件下的扭矩转化预紧力值，且检验阻尼螺母的阻尼打开时的扭矩值。本专利技术是通过如下技术方案实现的，提供一种锚杆扭矩转化试验装置，包括试验台，以及沿锚杆轴向依次固定在试验台上的边线法兰和若干夹钳，边线法兰上开设有供锚杆穿过的预留孔；还包括位于锚杆托盘与锚杆螺母之间且穿设在锚杆上的锚杆测力计，以及与锚杆螺母适配的扭矩扳手。本方案在试验时，利用夹钳对锚杆进行固定，将锚杆测力计安装在锚杆托盘与螺母之间，用于测定锚杆的初始安装载荷，通过扭矩扳手将螺母旋转压紧锚杆测力计，通过记录扭矩扳手上的扭矩值与锚杆测力计上的安装载荷值，可以得到锚杆不同安装扭矩下对应的预紧力值，从而得到不同组合条件下的不同锚杆在不同扭矩下的预紧力转化结果，同时实现检验阻尼螺母的阻尼打开时的扭矩值。作为优化，所述扭矩扳手为带有扭矩显示表的数显扭矩扳手。本优化方案的扭矩扳手采用数显扭矩扳手，可以通过扭矩显示表直接读取力矩数值，提高了试验效率。作为优化，所述夹钳包括与试验台上表面通过连接螺栓固接的底板，以及固接于底板上的门式框架，门式框架的底部固设有下钳口，门式框架的两立柱之间滑设有与下钳口相对的上钳口，门式框架的横梁上通过螺纹连接有带动上钳口上下移动的推杆，推杆的上端安装有摇把。本优化方案的夹钳结构简单，通过推杆与横梁的螺纹作用，对上钳口向下压紧，从而将穿过上钳口与下钳口之间的锚杆进行压紧固定，通过设置摇把，使得对锚杆的夹紧更加省力。作为优化，底板上开设有供连接螺栓穿过且沿锚杆轴向延伸的长孔。本优化方案通过在底板上设置长孔，可以对相邻夹钳的间距进行调整，从而实现对更多工况的模拟。作为优化，所述边线法兰包括与试验台通过固定螺栓固接的固定板，以及与固定板远离夹钳一端固接的立板，立板与固定板之间还通过位于锚杆两侧的筋板固接，所述预留孔开设在立板上。本优化方案的边线法兰结构简单，有利于降低试验成本，立板与固定板通过筋板进行加强，保证了足够的结构强度。本方案还提供一种锚杆扭矩转化试验装置进行的试验方法，包括如下步骤：a、根据试验所用锚杆长度确定夹钳数量和夹钳间距，并将夹钳和边线法兰通过螺栓固定在试验台上；夹钳数量和间距的不同可以模拟更多的对锚杆的固定工况，夹钳和边线法兰通过螺栓固定在试验台上，方便拆卸；b、将锚杆穿过边线法兰上的预留孔，锚杆前部伸出边线法兰的长度为10~20cm，锚杆尾部通过夹钳进行固定；c、将托盘、锚杆测力计和锚杆螺母依次套设在锚杆上，通过扭矩扳手拧动锚杆螺母，将锚杆螺母旋转压紧托盘，同步读取数显扭矩扳手表盘上的扭矩值与锚杆测力计表盘上的载荷值，得出不同扭矩下的锚杆预紧力，整理试验数据进行分析，完成试验。本专利技术的有益效果为：1、锚杆系统所有垫片与锚杆托盘、螺母为分离状态，可自由组合搭配，与树脂锚杆串联组装在一起，模拟井下搭配组合；2、测力计的载荷值与扭矩扳手的扭矩值互相同步印证，得出不同扭矩状态下的安装载荷（预紧力）；3、夹钳夹紧锚杆尾部，实现井巷锚杆支护的锚固效果；4、试验平台地面操作，减少频繁井下开展试验的次数，安全高效；5、结构简单，便于安装，试验效果好。附图说明图1为本专利技术具体实施方式的试验台部分结构组合示意图；图2为本专利技术具体实施方式的整体组合示意图；图3为本专利技术具体实施方式的测力装置部分结构组合示意图；图中所示：1、试验台，2、夹钳，3、边线法兰，4、锚杆系统，5、锚杆测力计，6、扭矩扳手，101、桌腿，201、钳口，202、长孔，203、摇把，301、预留孔，302、固定螺栓，401、杆体，402、锚杆托盘，403、垫片，404、锚杆螺母，501、锚杆测力计表盘，601、扭矩显示表，602、套筒，603、加力杆。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。如图1和2所示一种锚杆扭矩转化试验装置，包括试验台1，以及沿锚杆轴向依次固定在试验台上的边线法兰3和若干夹钳2，边线法兰上开设有供锚杆穿过的预留孔301，试验台1通过桌腿101立于地面。本实施例试验所用的锚杆系统4包括杆体401、锚杆托盘402、垫片403和锚杆螺母404。本实施例还包括位于锚杆托盘与锚杆螺母之间且穿设在锚杆上的锚杆测力计5，以及与锚杆螺母404适配的扭矩扳手6，锚杆螺母与锚杆测力计5之间设置有穿设在锚杆上的垫片403，扭矩扳手6为带有扭矩显示表601的数显扭矩扳手，数显扭矩扳手上设有与锚杆螺母适配的套筒602，以及用于施力的加力杆603。夹钳包括与试验台上表面通过连接螺栓固接的底板，以及固接于底板上的门式框架，门式框架的底部固设有下钳口，门式框架的两立柱之间滑设有与下钳口相对的上钳口，门式框架的横梁上通过螺纹连接有带动上钳口上下移动的推杆，推杆的上端安装有摇把203，底板上开设有供连接螺栓穿过且沿锚杆轴向延伸的长孔202。上钳口与下钳口之间形成夹持锚杆的钳口201，钳口201通过旋转摇把203旋转缩小，实现对锚杆杆体401的夹紧固定。边线法兰包括与试验台通过固定螺栓302固接的固定板，以及与固定板远离夹钳一端固接的立板，立板与固定板之间还通过位于锚杆两侧的筋板固接，预留孔301开设在立板上。筋板为直角三角形，筋板的两直角边分别与固定板、立板焊接。锚杆穿过边线法兰预留孔，尾部夹紧于钳口201处，前部留出10~20cm杆体进行试验。将数显扭矩扳手的配件套筒套入锚杆螺母，通过使用加力杆缓慢加力，将螺母旋转压紧锚杆托盘402，同步读取数显扭矩扳手表盘上的扭矩值与锚杆测力计表盘501上的载荷值，得出不同扭矩下的锚杆预紧力，从而得到不同组合条件下的不同锚杆在不同扭矩下的预紧力转化结果。本锚杆扭矩转化试验平台在安装使用时，需要将试验台固定于地面，锚杆系统、钳口、预留孔、锚杆测力计的压盘孔、扭矩扳手套筒头均在同一只直线上，使用扭矩扳手将螺母缓慢旋紧前压，使锚杆系统逐步具有一定的安装预紧力。本实施例锚杆扭矩转化试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锚杆扭矩转化试验装置，其特征在于：包括试验台（1），以及沿锚杆轴向依次固定在试验台上的边线法兰（3）和若干夹钳（2），边线法兰上开设有供锚杆穿过的预留孔（301）；还包括位于锚杆托盘与锚杆螺母之间且穿设在锚杆上的锚杆测力计（5），以及与锚杆螺母适配的扭矩扳手（6）。/n

【技术特征摘要】
1.一种锚杆扭矩转化试验装置，其特征在于：包括试验台（1），以及沿锚杆轴向依次固定在试验台上的边线法兰（3）和若干夹钳（2），边线法兰上开设有供锚杆穿过的预留孔（301）；还包括位于锚杆托盘与锚杆螺母之间且穿设在锚杆上的锚杆测力计（5），以及与锚杆螺母适配的扭矩扳手（6）。


2.根据权利要求1所述的锚杆扭矩转化试验装置，其特征在于：所述扭矩扳手为带有扭矩显示表（601）的数显扭矩扳手。


3.根据权利要求1所述的锚杆扭矩转化试验装置，其特征在于：所述夹钳包括与试验台上表面通过连接螺栓固接的底板，以及固接于底板上的门式框架，门式框架的底部固设有下钳口，门式框架的两立柱之间滑设有与下钳口相对的上钳口，门式框架的横梁上通过螺纹连接有带动上钳口上下移动的推杆，推杆的上端安装有摇把。


4.根据权利要求3所述的锚杆扭矩转化试验装置，其特征在于：底板上开设有供...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏文营，张庆振，何源，徐东康，肖金杰，杨小刚，张烜赫，
申请(专利权)人：山东省田庄煤矿有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37