本發(fā)明涉及技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種減摩墊片及其相關(guān)錨桿預(yù)緊力大小的測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

錨桿支護(hù)是一種加固巷道圍巖的支護(hù)手段，有利于改善圍巖的受力狀況，提高圍巖的完整程度，而提高錨桿預(yù)緊力將更有利加固圍巖。保證巷道安全，是煤礦急需解決的難題。錨桿預(yù)緊力不足是制約煤礦巷道錨桿支護(hù)效果和頂板安全的重要問(wèn)題。

為了提高轉(zhuǎn)換系數(shù)，目前通常采用的方法加減摩墊圈。傳統(tǒng)錨桿支護(hù)使用塑料墊片，易變形和破碎，且是平面摩擦接觸，扭矩做功轉(zhuǎn)換成預(yù)應(yīng)力效率不高，無(wú)法滿(mǎn)足高預(yù)應(yīng)力的要求。建立了錨桿螺母與墊板相互作用的力學(xué)模型，得到了錨桿螺母在擰緊過(guò)程中的摩擦力矩計(jì)算表達(dá)式，得到了采用“減摩墊片”條件下螺母與墊板之間摩擦力矩計(jì)算表達(dá)式。應(yīng)用錨桿擰緊扭矩與錨桿預(yù)緊力的關(guān)系分析了該減摩墊片對(duì)提高錨桿預(yù)緊力的效果。尚未嘗試過(guò)采用滾動(dòng)摩擦的方法?；跐L動(dòng)摩擦原理，提出了一種減摩墊片,在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試用，取得了較好的應(yīng)用效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種減摩墊片。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種減摩墊片，包括上部圓環(huán)、底部圓環(huán)、減摩環(huán)，所述減磨環(huán)設(shè)于上部圓環(huán)與底部圓環(huán)之間，所述減磨環(huán)上設(shè)有用于緩沖減摩的滾珠，所述底部圓環(huán)與托盤(pán)接觸，上部圓環(huán)與螺帽接觸。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，，還包括保護(hù)套，所述保護(hù)套設(shè)于減磨環(huán)與上部圓環(huán)與底部圓環(huán)之間。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述保護(hù)套為鐵質(zhì)固定套。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述滾珠為鋼制滾珠。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述上部圓環(huán)與底部圓環(huán)均為磁鐵制圓環(huán)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述滾珠為若干個(gè)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述減磨環(huán)上設(shè)有與滾珠相匹配的圓槽。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述托盤(pán)的中線軸孔穿過(guò)錨桿，所述錨桿固定于巷道圍巖的鉆孔中，托盤(pán)的一面頂住巷道壁，托盤(pán)的另一面緊貼減摩墊片。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種放置所述減摩墊片的托盤(pán)，所述托盤(pán)上部有一四方凸臺(tái)，所述凸臺(tái)中心有一圓形凹槽，所述減摩墊片放置于托盤(pán)凸臺(tái)圓形凹槽內(nèi)。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種使用所述減摩墊片的相關(guān)錨桿預(yù)緊力大小的測(cè)試方法，包括以下步驟：

(1)組裝好試驗(yàn)工裝裝置；

(2)用扭矩扳手從0開(kāi)始，按10n.m遞增施加預(yù)緊扭矩m，并記錄下每個(gè)扭矩對(duì)應(yīng)的輪輻傳感器值，即預(yù)緊力值f，預(yù)緊力值為f，預(yù)緊力矩為m，轉(zhuǎn)化系數(shù)為k，則f＝k*m，k值與摩擦系數(shù)有關(guān)，摩擦系數(shù)越小，則k越大，轉(zhuǎn)化效率越高，減磨墊片通過(guò)滾動(dòng)減摩擦減少相對(duì)預(yù)緊力矩m的損失，從而提高m的值，因此f＝k*m的值提高。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：使用減摩墊片使錨桿所獲得的預(yù)緊力大小約是普通墊片的2倍，錨桿預(yù)緊力的提高，顯著的控制巷道圍巖的形變，確保礦井巷道安全生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的應(yīng)用示意圖；

圖3是本發(fā)明的托盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的滾動(dòng)摩擦原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例：

結(jié)合圖1、圖2：一種減摩墊片，包括上部圓環(huán)(1)、底部圓環(huán)(2)、減摩環(huán)(3)，所述減磨環(huán)(3)設(shè)于上部圓環(huán)(1)與底部圓環(huán)(2)之間，所述減磨環(huán)(3)上設(shè)有用于緩沖減摩的滾珠(4)，所述底部圓環(huán)(2)與托盤(pán)(6)接觸，上部圓環(huán)(1)與螺帽(7)接觸。

優(yōu)選的，還包括保護(hù)套(5)，所述保護(hù)套(5)設(shè)于減磨環(huán)(3)與上部圓環(huán)(1)與底部圓環(huán)(2)之間。

優(yōu)選的，所述保護(hù)套(5)為鐵質(zhì)固定套。

優(yōu)選的，所述滾珠(4)為軸承鋼制滾珠。

優(yōu)選的，所述上部圓環(huán)(1)與底部圓環(huán)(2)均為磁鐵制圓環(huán)。

優(yōu)選的，所述滾珠(4)為若干個(gè)。

優(yōu)選的，所述減磨環(huán)(3)上設(shè)有與滾珠(4)相匹配的圓槽。

優(yōu)選的，所述托盤(pán)(6)的中線軸孔穿過(guò)錨桿(8)，所述錨桿(8)固定于巷道圍巖的鉆孔中，托盤(pán)(6)的一面頂住巷道壁，托盤(pán)(6)的另一面緊貼減摩墊片。

參見(jiàn)圖3：本發(fā)明還公開(kāi)了一種放置所述減摩墊片的托盤(pán)，所述托盤(pán)(6)上部有一四方凸臺(tái)，所述凸臺(tái)中心有一圓形凹槽，所述減摩墊片放置于托盤(pán)(6)凸臺(tái)圓形凹槽內(nèi)，減摩墊片與托盤(pán)(6)之間通過(guò)凹槽的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行限位。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種使用所述減摩墊片的相關(guān)錨桿預(yù)緊力大小的測(cè)試方法，包括以下步驟：

(1)組裝好試驗(yàn)工裝裝置；

(2)用扭矩扳手從0開(kāi)始，按10n.m遞增施加預(yù)緊扭矩m，并記錄下每個(gè)扭矩對(duì)應(yīng)的輪輻傳感器值，即預(yù)緊力值f，預(yù)緊力值為f，預(yù)緊力矩為m，轉(zhuǎn)化系數(shù)為k，則f＝k*m，k值與摩擦系數(shù)有關(guān)，摩擦系數(shù)越小，則k越大，轉(zhuǎn)化效率越高，減磨墊片通過(guò)滾動(dòng)減摩擦減少相對(duì)預(yù)緊力矩m的損失，從而提高m的值，因此f＝k*m的值提高。

相關(guān)錨桿預(yù)緊力與滾動(dòng)摩擦的基本原理：參見(jiàn)圖4：在提高錨桿預(yù)緊力方面，首先是提高螺母安裝扭矩m；其次是提高錨桿預(yù)緊力與螺母安裝扭矩的轉(zhuǎn)換系數(shù)k值。為了提高轉(zhuǎn)換系數(shù)k，目前通常采用的方法加減摩墊圈，尚未嘗試過(guò)采用滾動(dòng)摩擦的方法。利用滾動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)提高預(yù)緊力的原理:錨桿預(yù)緊時(shí)預(yù)緊扭矩主要消耗在錨桿螺母與托盤(pán)接觸面間的相對(duì)滑矩、錨桿張拉過(guò)程的反作用力。錨桿螺母與托盤(pán)接觸面間的相對(duì)滑矩導(dǎo)致預(yù)緊扭矩的損失，所述減摩墊片的作用在于降低第一方面的預(yù)緊扭矩?fù)p失，即通過(guò)減小摩擦使得錨桿螺母與托盤(pán)接觸面間的相對(duì)滑動(dòng)阻力矩降低。因此，所述減摩墊片可以提高預(yù)緊扭矩的使用效率，從而提高錨桿預(yù)緊力。

本發(fā)明的工作原理：托盤(pán)上方放置減摩墊片，需要對(duì)錨桿預(yù)緊時(shí)，扭動(dòng)螺母，在錨桿鉆機(jī)或扳手的扭矩作用下，扭動(dòng)螺母向前推進(jìn)，擠壓上部圓環(huán)，上部圓環(huán)與減摩環(huán)之間產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，減摩環(huán)與底部圓環(huán)之間也產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，使錨桿得到張拉，當(dāng)張拉到一定的扭矩值后，擰緊錨桿螺母即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種減摩墊片和一種托盤(pán)，減摩墊片包括上部圓環(huán)(1)、底部圓環(huán)(2)、減摩環(huán)(3)，所述減磨環(huán)(3)設(shè)于上部圓環(huán)(1)與底部圓環(huán)(2)之間，所述減磨環(huán)(3)上設(shè)有用于緩沖減摩的滾珠(4)，所述底部圓環(huán)(2)與托盤(pán)(6)接觸，上部圓環(huán)(1)與螺帽(7)接觸。所述托盤(pán)上部有一四方凸臺(tái)，凸臺(tái)中心有一圓形凹槽，減摩墊片放置于托盤(pán)凸臺(tái)凹槽內(nèi)。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：使用減摩墊片使錨桿所獲得的預(yù)緊力大小約是普通墊片的2倍，錨桿預(yù)緊力的提高，顯著的控制巷道圍巖的形變，確保礦井巷道安全生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：陶文斌;侯俊領(lǐng);王傳兵;陶杰;張躍懷;劉小雷;吳波;李超杰;謝添
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽?；吹V山科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.17
技術(shù)公布日：2017.08.18