一种提高锚杆抗剪切性能的套筒组件及包括该组件的锚杆的制作方法

本申请涉及一种提高锚杆抗剪切性能的套筒组件及包括该组件的锚杆。

背景技术：

在巷道的锚杆支护过程中，巷道孔口及孔口一定范围内，由于围岩松动破碎，在外界应力作用下，围岩发生移动或者错动，而此时受力较大的锚杆，在遭受来自围岩错动的剪应力作用下发生破断，该种现象在煤矿锚杆支护过程中非常常见，锚杆的破断成为巷道发生事故的重大隐患。经观察，锚杆破断位置多集中在与托盘接触位置和距孔口0～1m之间位置。

锚杆破断后，为有效控制巷道变形，预防事故的发生，常采用及时补打锚杆的方法进行补强支护，这样导致支护成本高，并严重影响了巷道的支护效果以及巷道正常掘进施工速度，巷道支护的安全性难以得到保证，所以研发一种新型抗剪切锚杆是十分重要的。

技术实现要素：

本申请针对上述的问题，提供了一种结构简单、使用效果好的抗剪切套筒组件及包括该组件的锚杆，能够防止锚杆被切断。

为了达到上述目的，本申请采用的技术方案为：本申请提供一种用于提高锚杆抗剪切性能的套筒组件，所述套筒组件包括套筒，所述套筒套装在锚杆杆体外侧且位于锚杆的托盘的内侧端，所述套筒与锚杆杆体之间设置固定套筒位置的o型密封圈；所述套筒组件还包括依次设置在锚杆杆体托盘外侧端的球垫、塑料垫圈、铁垫片，所述铁垫片的外端设置有固定阻尼螺母。

作为优选，所述套筒的长度为100-1000mm，所述套筒的管壁为2.5-3mm；所述套筒内直径比锚杆直径大6-8mm，所述套筒内部o型密封圈的线径为2.5mm。

作为优选，所述球垫的规格型号为φ50mmxφ25mmx13mm。

一种锚杆，包括锚杆杆体和套筒组件，所述锚杆杆体上设置托盘，所述套筒组件包括套筒，所述套筒套装在锚杆杆体外侧且位于安装托盘的内侧端，所述套筒与锚杆杆体之间设置固定套筒位置的o型密封圈；所述套筒组件还包括依次设置在锚杆杆体托盘外侧端的球垫、塑料垫圈、铁垫片，所述铁垫片的外端设置有固定阻尼螺母。

作为优选，所述锚杆杆体的长度为1.8-2.8m，所述锚杆杆体的直径为18-22mm。

作为优选，所述锚杆杆体采用无纵肋锚杆钢，其化学成分包括质量分数≤0.3％的c、质量分数≤0.8％的si、质量分数≤1.6％的mn、质量分数≤0.04％的p、质量分数≤0.04％的s，其力学性能中的屈服强度rel不小于500mpa、抗拉强度rm不小于700mpa，其弯曲性能要求中的弯芯直径a为公称直径(18～22mm)的6倍，其冲击吸收能量(kv2)≥110j。

作为优选，所述托盘外侧设有内槽，所述内槽为圆弧槽形状，所述球垫由圆弧孔绕其中轴线自由的旋转，旋转角度0-30°，球垫进入托盘内槽深度为托盘厚度的2/3以上，从而保证锚杆杆体与托盘不接触，有效防止锚杆发生孔口剪切。

作为优选，所述圆弧孔为托盘的现有孔处进行扩孔产生。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果在于：

本申请固定阻尼螺母和锚杆托盘之间依次设置了铁垫片、塑料垫圈、球垫，铁垫片、塑料垫圈以及球垫的设置，则是为了使固定阻尼螺母和锚杆托盘更好的连接设置，使固定阻尼螺母和锚杆托盘之间具有更好的连接弹性。该套筒组件与球垫安装在锚杆托盘与固定阻尼螺母之间可降低横向剪切力，消除固定阻尼螺母与锚杆托盘处的切断锚杆现象，效果较好。

本申请的整体设计消除锚杆在杆体与托盘处剪断的现象，提高巷道支护质量，减少因补打锚杆而增加的成本，减少工人体力劳动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。

图1为实施例1提供的用于锚杆的套筒组件与锚杆配合的结构示意图；

图2为实施例1提供的用于锚杆的套筒组件中套筒、o型密封圈、球垫与锚杆杆体的结构示意图；

以上各图中，1-锚杆杆体，2-套筒，3-o型密封圈圈，4-托盘，5-球垫，6-塑料垫圈，7-铁垫片，8-固定阻尼螺母。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本申请做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1-图2所示，一种用于提高锚杆抗剪切性能的套筒组件，所述套筒组件包括套筒2，所述套筒2套装在锚杆杆体1外侧且位于锚杆的托盘4的内侧端，所述套筒2与锚杆杆体1之间设置固定套筒2位置的o型密封圈3；所述套筒组件还包括依次设置在锚杆杆体1托盘4外侧端的球垫5、塑料垫圈6、铁垫片7，所述铁垫片7的外端设置有固定阻尼螺母8。

作为优选，所述套筒2的长度为100-1000mm，所述套筒2的管壁为2.5-3mm；所述套筒2内直径比锚杆杆体1直径大6-8mm，所述套筒2内部o型密封圈3的线径为2.5mm。

作为优选，所述球垫5的规格型号为φ50mmxφ25mmx13mm。

一种具有抗剪切性能的锚杆，包括锚杆杆体1和套筒组件，所述锚杆杆体1上设置托盘4，所述套筒组件包括套筒2，所述套筒2套装在锚杆杆体1外侧且位于托盘4的内侧端，所述套筒2与锚杆杆体1之间设置固定套筒2位置的o型密封圈3；所述套筒组件还包括依次设置在锚杆杆体托盘外侧端的球垫5、塑料垫圈6、铁垫片7，所述铁垫片7的外端设置有固定阻尼螺母8。作为优选，所述锚杆杆体1的长度为1.8-2.8m，所述抗剪切锚杆杆体1的直径为18-22mm。

作为优选，所述锚杆杆体1采用无纵肋锚杆钢，其化学成分包括质量分数≤0.3％的c、质量分数≤0.8％的si、质量分数≤1.6％的mn、质量分数≤0.04％的p、质量分数≤0.04％的s，其力学性能中的屈服强度rel不小于500mpa、抗拉强度rm不小于700mpa，其弯曲性能要求中的弯芯直径a为公称直径(18～22mm)的6倍，其冲击吸收能量(kv2)≥110j。

作为优选，所述托盘外侧设有内槽(圆弧槽形状)，所述球垫由圆弧孔自由的旋转，旋转角度0-30°(中轴线)，球垫进入托盘内槽深度为托盘厚度的2/3以上，从而保证锚杆杆体与托盘不接触，有效防止锚杆发生孔口剪切。

作为优选，所述圆弧孔为托盘的现有孔处进行扩孔产生。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果在于：

本申请固定阻尼螺母和锚杆托盘之间依次设置了铁垫片、塑料垫圈、球垫，铁垫片、塑料垫圈减少滚动摩擦，提高锚杆扭矩转化率，使固定阻尼螺母和锚杆托盘之间具有更好的连接弹性；球垫的设计，则是为了保证锚杆杆体与托盘不接触，有效防止锚杆发生孔口剪切；该套筒组件的设计是为了方式孔口一定范围内围岩错动而发生剪切破断；对锚杆杆体材质的要求，是为了增加杆体自身的抗剪切性能。

本申请的整体设计有效减少孔口及附近围岩错动而导致的锚杆破断量，提高锚杆支护系统整体的抗剪切能力，进而降低因补打锚杆而增加的成本，减少工人体力劳动，巷道锚杆支护效果更明显，巷道支护安全性大大提高。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非是对本申请作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本申请技术方案的保护范围。