一种高强让压型锚杆托盘

本实用新型涉及一种应用于岩土工程锚固支护领域的锚杆托盘装置，尤其适用于一种高强让压型锚杆托盘。

背景技术：

在进行隧道围岩以及矿山巷道的加固与支护时，常会用到锚杆进行锚固，但裸露在外的锚杆端部在施工过程中极易遭受撞击破坏，进而导致锚杆失效；另一方面，随着开挖深度不断增加，深部巷道面临地应力大、围岩裂隙发育、冲击地压灾害频发等问题，大形变高应力围岩支护的难度不断增加，传统锚杆托盘不具有让压的性能，当围岩巷道产生较大形变或冲击地压灾害较为严重时，极易出现被穿透或形变破坏等损坏现象，从而巷道稳定性受到严重影响，进而引发塌方、冒顶等事故，存在重大安全隐患。

因此，亟需一种既能对锚杆端部进行保护，又能对高应力围岩保证良好的锚固效果，还能对冲击地压或产生较大变形时的围岩进行让压的锚杆托盘装置，以避免锚杆托盘的损坏，保证支护效果，减少工程的安全隐患。

技术实现要素：

为了解决上述技术存在的不足，本实用新型提供了一种高强让压型锚杆托盘，该锚杆托盘可对锚杆端部进行有效保护，在冲击地压灾害频发、大形变高应力围岩的支护中亦能保证良好的支护效果，且结构简单、易于推广。

本实用新型采用以下的技术方案：

一种高强让压型锚杆托盘，其特征在于，由锚杆、螺母、托盘外壳、垫板、圆形通孔、一级高强弹簧、二级高强弹簧、高阻尼橡胶、挡板、卡槽装置、卡头装置组成，所述托盘外壳为长方体结构，其上端与垫板通过焊接的方式连接为一体结构，所述一级高强弹簧、卡头装置均设置于托盘外壳内部中心位置，且依次呈上下布置，所述卡槽装置分为左右两部分，且以托盘外壳中线为中心呈左右对称布置，所述卡槽装置与挡板为一体结构，且固定于挡板上半部分，所述二级高强弹簧共设置4个，以左右各对称布置两个的方式设置于托盘外壳与挡板之间，所述高阻尼橡胶填充于托盘外壳与挡板之间的空心位置，所述螺母与锚杆相适配，且通过螺纹进行连接。

优选地，所述卡头装置设置有五级卡头，卡槽装置设置有三级卡槽，且卡头装置的每级卡头均设计为圆台状，卡槽装置与卡头装置相适配。

优选地，所述托盘外壳上端、托盘外壳下端、垫板和卡头装置中心位置均设置有圆形通孔，且圆形通孔直径比锚杆直径大2～4mm。

优选地，所述托盘外壳下端设计有圆台状凹陷，凹陷处最内侧直径比螺母的最外侧直径大3～5mm。

优选地，所述一级高强弹簧直径比圆形通孔大3～5mm，两端通过焊接的方式分别与托盘外壳上端、卡头装置上端相连。

优选地，所述二级高强弹簧直径为一级高强弹簧直径的2/3，且两端通过焊接的方式分别与托盘外壳、挡板相连。

本实用新型的有益效果是：（1）卡头装置、卡槽装置分别设计有五级卡头、三级卡槽，当围岩不断扩张，变形不断增大，应力不断增加时，锚杆托盘可进行多次让压，从而产生一定位移量，避免了应力集中现象的发生，极大降低了锚杆托盘在使用过程中的损坏几率；（2）填充了高阻尼橡胶以及设置了一个一级高强弹簧、四个二级高强弹簧，随着托盘让压次数的增加，一级高强弹簧、二级高强弹簧、高阻尼橡胶不断被压缩，使得托盘可对巷道围岩提供更大的锚固力，满足锚杆托盘让压性能的同时提供了更好的锚固效果，极大提高了工程的安全系数；（3）托盘外壳下端设计了圆台状凹陷，可将凸出螺母部分的锚杆杆体保护在托盘外壳内部，避免了施工现场对锚杆杆体的碰撞损伤，对锚杆端部形成了有效保护，减小了安全隐患，很大程度上保证了锚杆的锚固效果。

附图说明

图1本实用新型结构示意图。

图2本实用新型俯视结构示意图。

图3本实用新型卡头装置、卡槽装置结构示意图。

附图标记：1锚杆，2螺母，3托盘外壳，4垫板，5圆形通孔，6一级高强弹簧，7二级高强弹簧，8高阻尼橡胶，9挡板，10卡槽装置，11卡头装置。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“直径”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图对本实用新型进行具体的说明：

一种高强让压型锚杆托盘，其特征在于，由锚杆1、螺母2、托盘外壳3、垫板4、圆形通孔5、一级高强弹簧6、二级高强弹簧7、高阻尼橡胶8、挡板9、卡槽装置10、卡头装置11组成，所述托盘外壳3为长方体结构，其上端与垫板4通过焊接的方式连接为一体结构，所述一级高强弹簧6、卡头装置11均设置于托盘外壳3内部中心位置，且依次呈上下布置，所述卡槽装置10分为左右两部分，且以托盘外壳3中线为中心呈左右对称布置，所述卡槽装置10与挡板9为一体结构，且固定于挡板9上半部分，所述二级高强弹簧7共设置4个，以左右各对称布置两个的方式设置于托盘外壳3与挡板9之间，所述高阻尼橡胶8填充于托盘外壳3与挡板9之间的空心位置，所述螺母2与锚杆1相适配，且通过螺纹进行连接。所述卡头装置11设置有五级卡头，卡槽装置10设置有三级卡槽，且卡头装置11的每级卡头均设计为圆台状，卡槽装置10与卡头装置11相适配。所述托盘外壳3上端、托盘外壳3下端、垫板4和卡头装置11中心位置均设置有圆形通孔5，且圆形通孔5直径比锚杆1直径大2～4mm。所述托盘外壳3下端设计有圆台状凹陷，凹陷处最内侧直径比螺母2的最外侧直径大3～5mm。所述一级高强弹簧6直径比圆形通孔5大3～5mm，两端通过焊接的方式分别与托盘外壳3上端、卡头装置11上端相连。所述二级高强弹簧7直径为一级高强弹簧6直径的2/3，且两端通过焊接的方式分别与托盘外壳3、挡板9相连。

使用时，首先将锚杆1的端部从垫板4的圆形通孔5处穿入，并依次穿过托盘外壳3上端的圆形通孔5、一级高强弹簧6、卡头装置11的圆形通孔5和托盘外壳3下端的圆形通孔5，然后使用螺母2进行安装固定，当围岩应力过大或遇到冲击动荷载时，锚杆托盘开始让压，卡头装置11开始纵向挤压一级高强弹簧6，并横向推离卡槽装置10和挡板9，使得二级高强弹簧7、高阻尼橡胶8开始受压，进而使得锚杆托盘获得更大的锚固力，当卡头装置11、卡槽装置10的多级让压结束时，一级高强弹簧6、二级高强弹簧7被压缩至最大程度且高阻尼橡胶8被压实，此时本装置获得最大锚固力，锚固力不断增大的多级让压设计，避免了锚杆托盘的损坏，有效保证了锚杆在冲击地压频发、围岩变形、围岩应力较大情况下的锚固效果。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种高强让压型锚杆托盘，其特征在于，由锚杆（1）、螺母（2）、托盘外壳（3）、垫板（4）、圆形通孔（5）、一级高强弹簧（6）、二级高强弹簧（7）、高阻尼橡胶（8）、挡板（9）、卡槽装置（10）、卡头装置（11）组成，所述托盘外壳（3）为长方体结构，其上端与垫板（4）通过焊接的方式连接为一体结构，所述一级高强弹簧（6）、卡头装置（11）均设置于托盘外壳（3）内部中心位置，且依次呈上下布置，所述卡槽装置（10）分为左右两部分，且以托盘外壳（3）中线为中心呈左右对称布置，所述卡槽装置（10）与挡板（9）为一体结构，且固定于挡板（9）上半部分，所述二级高强弹簧（7）共设置4个，以左右各对称布置两个的方式设置于托盘外壳（3）与挡板（9）之间，所述高阻尼橡胶（8）填充于托盘外壳（3）与挡板（9）之间的空心位置，所述螺母（2）与锚杆（1）相适配，且通过螺纹进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种高强让压型锚杆托盘，其特征是：所述卡头装置（11）设置有五级卡头，卡槽装置（10）设置有三级卡槽，且卡头装置（11）的每级卡头均设计为圆台状，卡槽装置（10）与卡头装置（11）相适配。

3.根据权利要求1所述的一种高强让压型锚杆托盘，其特征是：所述托盘外壳（3）上端、托盘外壳（3）下端、垫板（4）和卡头装置（11）中心位置均设置有圆形通孔（5），且圆形通孔（5）直径比锚杆（1）直径大2～4mm。

4.根据权利要求1所述的一种高强让压型锚杆托盘，其特征是：所述托盘外壳（3）下端设计有圆台状凹陷，凹陷处最内侧直径比螺母（2）的最外侧直径大3～5mm。

5.根据权利要求1所述的一种高强让压型锚杆托盘，其特征是：所述一级高强弹簧（6）直径比圆形通孔（5）大3～5mm，两端通过焊接的方式分别与托盘外壳（3）上端、卡头装置（11）上端相连。

6.根据权利要求1所述的一种高强让压型锚杆托盘，其特征是：所述二级高强弹簧（7）直径为一级高强弹簧（6）直径的2/3，且两端通过焊接的方式分别与托盘外壳（3）、挡板（9）相连。

技术总结
本实用新型是一种高强让压型锚杆托盘，由锚杆、螺母、托盘外壳、垫板、圆形通孔、一级高强弹簧、二级高强弹簧、高阻尼橡胶、挡板、卡槽装置、卡头装置组成，一级高强弹簧、卡头装置均设置于托盘外壳内部中心位置，且依次呈上下布置，卡槽装置分为左右两部分，且以托盘外壳中线为中心呈左右对称布置，二级高强弹簧共设置4个，以左右各对称布置两个的方式设置于托盘外壳与挡板之间，高阻尼橡胶填充于托盘外壳与挡板之间的空心位置。本高强让压型托盘既能对锚杆端部进行保护，又能对高应力围岩保证良好的锚固效果，还能对冲击地压或产生较大变形时的围岩进行让压，极大减少了工程的安全隐患。

技术研发人员：宋红旭;李越;王清标;施振跃;李因旭;张军舰;王富强;王栋;刘俊鹏;张文恺;赵业男;李兆磊
受保护的技术使用者：山东科技大学;李欣远
技术研发日：2020.11.07
技术公布日：2021.06.25