專利名稱：一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法
技術領域：
本發(fā)明有關一種一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法。
常用的巖栓是利用各種鋼材制成，以鋼材制成的巖栓具有極高的強度，能夠承受土石的壓力，能夠作為軟弱土石中的支撐構件以補強土石的結構強度，防止土石發(fā)生坍塌的現(xiàn)象。
但是，在常時間的使用狀況下，埋設于土石中的鋼材巖栓，容易受到土石中的濕氣影響，而產(chǎn)生銹蝕及脆化的現(xiàn)象，當發(fā)生地震或較為強烈的力量震蕩時，銹蝕及脆化后的鋼材巖栓，并無法有效的支撐軟弱土石的結構，進而會造成土石坍塌現(xiàn)象的發(fā)生，故鋼材質料的巖栓并無法成為永久性的補強支撐構件。
在工作間，具有一種利用熱固性復合材料以取代鋼材制成的巖栓，此種以熱固性復合材料所制成的巖栓，沒有鐵質成份，不會受到土石中的濕氣所影響，故不會產(chǎn)生銹蝕及脆化的現(xiàn)象，且復合材料本身即具有震動衰減的能力，在發(fā)生地震或較為強烈的力量震蕩時，復合材料能夠大幅減少震動的頻率，以降低地震或震蕩所造成的破壞，除了能夠作為永久性的補強支撐構件外，還能夠作為防震建筑的補強支撐構件。
然而，上述的巖栓均是一種實心的巖栓，且?guī)r栓的外部并沒有螺紋，在實際使用的狀況下，因巖栓沒有中心栓孔，故無法進行內部灌漿的作業(yè)，又巖栓沒有螺紋，故無法緊密地與土石結合。因此若是能夠制作出一種具有中心栓孔及螺紋的空心巖栓，將能大幅提高此種巖栓的利用價值。
目前，工作間推出了一種新型具有中心栓孔的巖栓螺桿，是以熱固性復合材料所制成，除了具有可供灌漿使用的中心栓孔外，其外壁還具有螺紋，能夠緊密的與土石結合，提高土石的結構強度。
但是，此種以熱固性復合材料所制作的具有中心栓孔的巖栓螺桿，是采用二階段成型法所制成，在制作的第一階段時，必須先以一層或二層纖維布包覆于塑膠棒或塑膠管上，以形成最內層的中空管壁；當進行第二階段時，再將纖維紗束以拉擠成型的方式貼附于最內層的中空管壁上，以形成巖栓的主體，再利用尼龍紗以纏繞成型的方式，在巖栓的主體上制造出螺旋溝形的螺紋，再將尼龍紗由巖栓的主體上拉掉，最后再將塑膠棒或塑膠管脫模，便能夠制造出具有中心栓孔的巖栓螺桿。
為改善上述的困擾，本發(fā)明人匯集多年從事巖栓螺桿制造及銷售的經(jīng)驗，針對此一困擾特以精心研創(chuàng)出一種一體成型具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，以改善上述以二階段成型法所制作的中空巖栓螺桿的缺點，為本發(fā)明的發(fā)明動機所在。
本發(fā)明為改善上述以二階段成型法制作的中空巖栓螺桿的缺點，是通過下述技術方案實現(xiàn)的一種一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，其特征在于該方法的步驟包括(1)以一心軸作為導引多層紗束的軌道；(2)在該心軸一端設置進料區(qū)，承放多個用以供應復合內、外層軸向紗束材料的紗束輪；
(3)在該心軸另一端設置出料區(qū)，其具有動力而以等速牽引心軸上各層紗束或復合成型的巖栓外送；(4)在心軸軌道上依續(xù)設置內、中及外層紗束聚合區(qū)與另一成型螺紋的纏繞區(qū)，且該內及外層紗束聚合區(qū)內都包含設有樹脂含浸槽；(5)該內層紗束聚合區(qū)牽引進料區(qū)的多個內層軸向紗束，先行含浸樹脂后，采取軸向密集分布的方式，復合在心軸表面接受牽引；(6)該中層紗束聚合區(qū)牽引單一或多個中層螺旋向紗束，采螺旋纏繞的方式，復合在內層軸向紗束表面接受牽引；(7)該外層紗束聚合區(qū)牽引進料區(qū)的多個外層軸向紗束，先行含浸樹脂后，采取軸向密集分布的方式，復合在中層螺旋向紗束表面接受牽引；(8)該纏繞區(qū)將上述外層軸向紗束表面纏繞一層成型螺紋線材，取得巖栓表面的螺紋輪廓；(9)在纏繞區(qū)后的心軸軌道上設具一硬化區(qū)，將復合有內、中及外層軸向及螺旋向紗束與成型螺紋線所制成的巖栓半成品進行烘干至硬化狀態(tài)，后隨出料區(qū)牽引脫離心軸，取出已固化具有中心栓孔的中空巖栓半成品；(10)將已固化的螺旋巖栓半成品上的成型螺紋線材剝除，形成具有中心栓孔及螺紋的整體中空巖栓成品。
除了上述必要技術特征外，該制作方法還附加以下技術特征，以完善該技術方案。
其中，該進料區(qū)中可設有一控制進料區(qū)內的內、外層軸向紗束輸出的張力的張力控制裝置。
其中，該出料區(qū)中可設一具動力牽引的拉料裝置。
其中，該內層及外層紗束聚合區(qū)可設一成型模具，將多個軸向紗束收縮聚合于心軸表面或中層螺旋向紗束表面。
其中，該中層紗束聚合區(qū)可設有一環(huán)繞心軸旋轉的環(huán)周螺旋纏繞裝置，將單一或多個中層螺旋向紗束纏繞聚合于內層軸向紗束表面。
其中，該纏繞區(qū)可設有一環(huán)繞心軸旋轉的環(huán)周螺旋纏繞裝置，將螺紋成型線材纏繞于外層軸向紗束表面，形成巖栓表面的螺紋輪廓。
其中，該硬化區(qū)可設有一烘干裝置，將復合有內、中、外層軸向及螺旋向紗束與成型螺紋線材所制成的巖栓半成品，烘干至硬化狀態(tài)。
通過上述技術方案，本發(fā)明改善了現(xiàn)有技術的問題。本發(fā)明具有下述優(yōu)點1、由于本發(fā)明所生產(chǎn)的具有中心栓孔的巖栓螺桿，是利用紗束與樹脂互相堆疊膠著所聚合而成，因纖維絲的價格較纖維布低廉，故能有效降低生產(chǎn)的成本。
2、本發(fā)明所生產(chǎn)的具有中心栓孔的巖栓螺桿，是采用軸向密集分布及螺紋纏繞的方式聚合多個紗束，并配合含浸具有膠著能力的樹脂，將各層多個紗束復合膠著成型，并無常用以玻璃纖維布所制成具有中心栓孔的巖栓螺桿的交織點，故不會因交織點的缺口而產(chǎn)生應力集中的問題，進而降低巖栓螺桿的強度。
3、本發(fā)明所生產(chǎn)的具有中心栓孔的巖栓螺桿，能夠在一心軸上完成所有的制造程序，能夠進行連續(xù)化的生產(chǎn)作業(yè)，且因能夠進行連續(xù)化的生產(chǎn)作業(yè)，故能夠減少制造的程序，能夠增快生產(chǎn)速度。
4、本發(fā)明所生產(chǎn)的具有中心栓孔的巖栓螺桿，是利用拉料裝置牽引復合成型固化后的巖栓外送，并無需經(jīng)過另外的脫模程序，便能夠將具有中心栓孔的巖栓螺桿由心軸上分離，還能夠連續(xù)不斷的生產(chǎn)，故所生產(chǎn)的具有中心栓孔的巖栓螺桿的長度，并不會因心軸的長度而受到限制，能夠依使用場合的需要生產(chǎn)不同長度的具有中心栓孔的中空巖栓螺桿。
5、本發(fā)明所生產(chǎn)的具有中心栓孔的巖栓螺桿，具有螺旋環(huán)繞的中層螺旋向紗束，因此具有較佳分散應力的效果，能夠提高巖栓螺桿抵抗剪應力作用的能力。
6、本發(fā)明所生產(chǎn)的巖栓螺桿，是利用螺紋成型線材纏繞于外層軸向紗束表面，以形成螺旋環(huán)繞的螺紋，并非是利用車制的方式形成螺紋，故本發(fā)明具有中心栓孔的巖栓螺桿的螺紋強度極佳。
綜上所述，本發(fā)明除了能夠制作具較高強度的具有中心栓孔的巖栓螺桿外，還提供了一體化成型的制造程序，能夠提升制造中空巖栓螺桿的生產(chǎn)效率。
為對本發(fā)明的特征及其達成的功效有一深入了解，現(xiàn)列舉具體實施例配合附圖詳細說明本發(fā)明及其運作方式如下
當開始一體成型制作具有中心栓孔的中空巖栓螺桿時，由于拉料裝置41會配合張力控制裝置31作動，使得多個內及外層軸向紗束11及13能夠源源不絕的由進料區(qū)30內釋出，并沿著心軸2上等速前進，如

圖1所示。
當其通過內層紗束聚合區(qū)50時，拉料裝置41會將進料區(qū)30內的多個內層軸向紗束11，沿著心軸2由進料區(qū)30拉至內層紗束聚合區(qū)50，并進入含浸槽51內，如圖1所示，再由含浸槽5內釋出貼附于心軸2表面前進，并進入成型模具52內，利用內層紗束聚合區(qū)50內的成型模具52，使得進入成型模具52內的多個內層軸向紗束11，會受到模具的嵌持與擠壓，而被迫密集分布于心軸2的表面，形成內層軸向紗束11，如圖2及圖3所示。
當內層軸向紗束11通過中層紗束聚合區(qū)60時，利用中層紗束聚合區(qū)60內的環(huán)周螺旋纏繞裝置61，以進行螺旋向纏繞中層螺旋紗束12的作業(yè)，將該紗束12螺旋纏繞復合在內層軸向紗束11的表面，如圖4所示。
當中層螺旋向紗束12通過外層紗束聚合區(qū)7時，拉料裝置41會將進料區(qū)30內的多個外層軸向紗束13，由進料區(qū)30拉至外層紗束聚合區(qū)7內，并進入含浸槽7內含浸樹脂，如圖1所示，再由含浸槽71內釋放貼附于中層螺旋向紗束12表面前進，并進入成型模具72內，利用外層紗束聚合區(qū)7內的成型模具62，使得進入成型模具72內的外層軸向紗束13，會受到模具的嵌持與擠壓，而被迫密集分布于中層螺旋向紗束12表面，如圖5所示。
當外層軸向紗束13通過纏繞區(qū)8時，利用纏繞區(qū)8內的環(huán)周螺旋纏繞裝置81，如圖1所示，在外層軸向紗束13表面纏繞螺紋線材14，以形成巖栓表面的螺紋輪廓，如圖6所示。
當上述復合有內、中及外層的軸向及螺旋向紗束與成型螺紋線的心軸巖栓半成品通過硬化區(qū)9時，利用硬化區(qū)9內的烘干裝置91，將該巖栓半成品烘干，使樹脂17能夠與各紗束中的紗絲16，如圖7所示，緊密膠結而硬化，再利用拉料裝置41持續(xù)牽引復合成型固化后的巖栓外送，而能夠脫離心軸2取出已固化具有中心栓孔的中空巖栓半成品，如圖1所示。
最后，再將已固化的螺旋中空巖栓半成品上的成型螺紋線材14剝除，如圖8所示，形成具有中心栓孔及螺紋輪廓的整體中空巖栓成品。
該含浸槽52及72內可使用環(huán)氧樹脂、乙烯脂、不飽和聚酯及酚醛樹脂等種類的樹脂17；該各層紗束11、12及13可使用碳纖維、克維拉纖維、金屬纖維及玻璃纖維等種類的材料；該螺紋成型線材14可使用PT、PE及尼龍等種類的材質。
綜合以上所述，利用本發(fā)明一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，確實提高了一體化成型制造的生產(chǎn)效率，并且所制成的中空巖栓螺桿成品，因具有多層相復合的連續(xù)補強纖維，因此可承受極高的孔內壓、外層引張力或剪力的能耐，故具有高強度、且制造成本低廉的優(yōu)點，因此，本發(fā)明的確具有可供產(chǎn)業(yè)上利用的新穎性及進步性，現(xiàn)依法提出發(fā)明申請，懇請早日授權，將不勝感激。
權利要求
1.一種一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，其特征在于該方法的步驟包括(1)以一心軸作為導引多層紗束的軌道；(2)在該心軸一端設置進料區(qū)，承放多個用以供應復合內、外層軸向紗束材料的紗束輪；(3)在該心軸另一端設置出料區(qū)，其具有動力而以等速牽引心軸上各層紗束或復合成型的巖栓外送；(4)在心軸軌道上依續(xù)設置內、中及外層紗束聚合區(qū)與另一成型螺紋的纏繞區(qū)，且該內及外層紗束聚合區(qū)內都包含設有樹脂含浸槽；(5)該內層紗束聚合區(qū)牽引進料區(qū)的多個內層軸向紗束，先行含浸樹脂后，采取軸向密集分布的方式，復合在心軸表面接受牽引；(6)該中層紗束聚合區(qū)牽引單一或多個中層螺旋向紗束，采螺旋纏繞的方式，復合在內層軸向紗束表面接受牽引；(7)該外層紗束聚合區(qū)牽引進料區(qū)的多個外層軸向紗束，先行含浸樹脂后，采取軸向密集分布的方式，復合在中層螺旋向紗束表面接受牽引；(8)該纏繞區(qū)將上述外層軸向紗束表面纏繞一層成型螺紋線材，取得巖栓表面的螺紋輪廓；(9)在纏繞區(qū)后的心軸軌道上設具一硬化區(qū)，將復合有內、中及外層軸向及螺旋向紗束與成型螺紋線所制成的巖栓半成品進行烘干至硬化狀態(tài)，后隨出料區(qū)牽引脫離心軸，取出已固化具有中心栓孔的中空巖栓半成品；(10)將已固化的螺旋巖栓半成品上的成型螺紋線材剝除，形成具有中心栓孔及螺紋的整體中空巖栓成品。
2.根據(jù)權利要求1所述的一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，其特征在于該進料區(qū)中設有一控制進料區(qū)內的內、外層軸向紗束輸出的張力的張力控制裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，其特征在于該出料區(qū)中設一具動力牽引的拉料裝置。
4.根據(jù)權利要求1所述的一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，其特征在于該內層及外層紗束聚合區(qū)設一成型模具，將多個軸向紗束收縮聚合于心軸表面或中層螺旋向紗束表面。
5.根據(jù)權利要求1所述的一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，其特征在于該中層紗束聚合區(qū)設有一環(huán)繞心軸旋轉的環(huán)周螺旋纏繞裝置，將單一或多個中層螺旋向紗束纏繞聚合于內層軸向紗束表面。
6.根據(jù)權利要求1所述的一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，其特征在于該纏繞區(qū)設有一環(huán)繞心軸旋轉的環(huán)周螺旋纏繞裝置，將螺紋成型線材纏繞于外層軸向紗束表面，形成巖栓表面的螺紋輪廓。
7.根據(jù)權利要求1所述的一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，其特征在于該硬化區(qū)設有一烘干裝置，將復合有內、中、外層軸向及螺旋向紗束與成型螺紋線材所制成的巖栓半成品，烘干至硬化狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明有關一種一體成型制作具有中心栓孔的巖栓螺桿的方法，主要是以一心軸作為導引多層紗束的軌道；且在該心軸一端設置進料區(qū)，用以供應復合內、外層所需的紗束材料；并在該心軸另一端設置出料區(qū)，且該出料區(qū)內設有一拉料裝置，以等速牽引心軸上各層紗束或復合成型的巖栓外送；而在心軸軌道上依續(xù)設置內、中及外層紗束聚合區(qū)與一體成型螺紋的纏繞區(qū)及另一硬化區(qū)，其是采用軸向密集分布及螺旋向纏繞的方式復合多層式多個紗束，并采用螺旋纏繞的方式形成巖栓表面的螺紋輪廓；再利用硬化區(qū)將其烘干至硬化狀態(tài)，隨后再將成型螺紋線剝除，以完成具有中心栓孔的螺紋整體巖栓成品。
文檔編號E21D21/00GK1403687SQ01130869
公開日2003年3月19日 申請日期2001年8月29日 優(yōu)先權日2001年8月29日
發(fā)明者劉春清 申請人:金財興股份有限公司