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原文传递一种可测试含水条件下注浆锚索性能的拉拔实验装置

专利名称：	一种可测试含水条件下注浆锚索性能的拉拔实验装置
摘要：	一种可测试含水条件下注浆锚索性能的拉拔实验装置，包括锚索拉拔机构，锚索拉拔机构包括钢筒组件，钢筒组件用于将锚索在钢筒内进行注浆固定；拉拔仪组件用于对在钢筒内注浆固定后的锚索进行拉拔实验；另外还包括卡座机构、上半加热筒、下半加热筒。使用时，可通过上半加热筒、下半加热筒对钢筒进行加热以模拟地热，同时可通过卡座机构上的冲击油缸、扭矩油缸分别对填充腔施加扭力、冲击力，从而模拟冲击地压。本发明可通过研究锚索与注浆围岩体的相互作用过程，分析不同载荷作用形式、不同围岩含水状况下锚索的应力、变形规律以及锚索结构参数对提高支护结构稳定性和承载能力的作用，得到不同围岩条件下最佳锚索支护参数和注浆时机。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	宁夏;64
申请人：	宁夏王洼煤业有限公司
发明人：	方运买;张志忠;马斌;娄培杰;李世成;张亮;马龙驹;汪海波;高强
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910538224.0
公开号：	CN110261217A
代理机构：	上海骁象知识产权代理有限公司
代理人：	李天雄
分类号：	G01N3/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	756500 宁夏回族自治区固原市宁夏彭阳县王洼镇宁夏王洼煤业有限公司
主权项：	1.一种可测试含水条件下注浆锚索性能的拉拔实验装置，包括锚索拉拔机构，其特征是：锚索拉拔机构包括钢筒组件、拉拔仪组件，钢筒组件用于将锚索在钢筒内进行注浆固定；拉拔仪组件用于对在钢筒内注浆固定后的锚索进行拉拔实验；所述钢筒组件包括钢质的钢筒，所述钢筒一端上固定有定位筒，所述钢筒内部为填充腔，且钢筒侧壁上设置有进出水孔、阻挡缺槽，所述阻挡缺槽与进出水孔一端连通，且阻挡缺槽内由填充腔向进出水孔方向依次安装有阻挡块、隔膜，所述阻挡块上设置有阻挡盲孔和数个贯穿的过水孔，所述隔膜为塑料薄膜，其覆盖在阻挡块设置有阻挡盲孔一端面上以密封阻挡块此端；所述定位筒内部为定位内筒，且定位筒外壁上设置有卡合半槽、定位内筒内壁上设置有卡合凸块，填充腔与定位内筒连通一端安装有封堵塞；所述填充腔另一端与端盖的端盖密封柱部分密封装配，所述端盖采用高强度材料制成，端盖上设置有能够使锚索穿过的端盖通孔；所述拉拔仪组件包括支撑筒、拉拔油缸、半锁环、锁套，所述支撑筒、拉拔油缸、锁套均套装在锚索上，且所述支撑筒两端面分别与端盖、拉拔油缸一端面压紧；所述拉拔油缸由拉拔油泵供油，所述拉拔油缸另一端面上设置有凹槽，所述凹槽与半锁环的半圆部分装配，所述半锁环上还设置有半锥块部分，所述半锥块部分上设置有卡合半槽，两个卡合半槽共同将锚索卡紧；两个半锥块部分合上后为一圆台体，且均装入锁套的锥孔内，所述半锥块部分装入锥孔后在拉拔油缸作用下逐渐向锥孔内移动。 2.如权利要求1所述的拉拔实验装置，其特征是：钢筒上还分别安装有吊耳、定位块，所述吊耳上设置有贯穿的掉孔；支撑筒上设置有数个贯穿的观察槽。 3.如权利要求1所述的拉拔实验装置，其特征是：所述进出水孔在不通水时与孔塞密封装配，且孔塞不接触或不能捅破隔膜；所述进出水孔需要通水时需要与第二注水管一端密封装配，所述第二注水管另一端与第一注水管一端密封装配，所述第一注水管另一端与水环内部连通，所述第二注水管装入进出水孔一端上固定有锥头，所述锥头的直径较小端面向隔膜。 4.如权利要求1所述的拉拔实验装置，其特征是：所述定位内筒直径小于填充腔直径，从而使得定位内筒与填充腔连通处形成限位台，所述限位台用于限制装入填充腔与定位内筒连通一端的封堵塞在其轴向的最大位置，所述封堵塞上设置有密封塞柱部分，所述密封塞柱部分与定位内筒内壁密封装配。 5.如权利要求1所述的拉拔实验装置，其特征是：所述锚索端部还装入螺套的内螺套内，且锚索与螺套相对固定，所述螺套外壁上设置有外螺纹，且螺套上、由锁套向内螺套封闭端的轴向上依次通过螺纹旋合套装有第一限位螺母、检测叶轮、第二限位螺母，所述检测叶轮上设置有数个均匀分布在其圆周的叶片，叶片采用导电导磁材料制作且叶片与第二电涡流传感器的探测端正对；所述螺套轴向上、端面附近安装有第一电涡流传感器，所述第一电涡流传感器的探测端与螺套的端面正对，且螺套采用导电导磁材料制作；所述第一电涡流传感器、第二电涡流传感器均通过安装板固定在活动侧板上。 6.如权利要求1-5任一项所述的拉拔实验装置，其特征是：还包括底板，所述底板分别通过第一侧板、第二侧板与顶板装配固定，所述底板、顶板相互靠近的端面上还安装有导轨，所述导轨分别与活动侧板两端可滑动装配；所述底板上还固定有脚控板、丝杠支撑板，所述脚控板上分别安装有前进开关、后退开关；所述第一侧板、丝杠支撑板分别与丝杠可转动装配，所述丝杠穿过活动侧板且与活动侧板通过螺纹旋合装配，且丝杠一端穿出第一侧板后与侧移电机的输出轴通过联轴器连接；所述第二侧板上安装有卡座机构、加热支撑底板、加热支撑顶板；卡座机构用于对钢筒组件的钢筒进行固定，并可对钢筒组件的内腔施加扭力、冲击力；所述卡座机构，包括第一固定罩、第二固定罩，所述第一固定罩固定在第二侧板上，且第二固定罩内部安装有扭力盘，所述扭力盘侧壁上固定有扭力施加块，所述扭力施加块通过扭力铰接销与扭力伸缩轴一端铰接，扭力伸缩轴另一端装入扭矩油缸内；所述扭矩油缸固定在第二侧板上，所述扭力盘上还安装有冲击油缸，所述冲击油缸的冲击伸缩轴穿过卡座后与冲击柱装配固定，所述扭力盘上还固定有旋转盘，所述旋转盘与第二侧板可周向转动装配；扭力轴一端与旋转盘装配固定、另一端穿过第二侧板后与第一扭矩传感器的输入轴连接；所述卡座安装在旋转盘上且与之相对固定，所述第二固定罩安装在卡座上，所述卡座上设置有卡座限位孔；所述卡座上还固定有座盘，所述座盘上设置有凸环，所述凸环上安装有驱动螺筒，所述驱动螺筒一端穿出凸环且与斜齿轮装配固定、另一端位于凸环内侧的卡紧导向槽内且与卡紧螺杆一端通过螺纹旋合装配，所述卡紧螺杆另一端与卡块一端装配固定，所述卡块卡合装配在卡紧导向槽内，且可在卡紧导向槽内滑动，所述卡块远离卡紧螺杆一端上设置有卡紧凸块，所述卡紧凸块与卡合半槽卡合装配。 7.如权利要求6所述的拉拔实验装置，其特征是：所述卡紧导向槽由两块卡紧导向片构成，所述卡紧导向片固定在座盘上，所述斜齿轮与大齿轮的斜齿部分啮合传动，所述大齿轮上还设置有直齿部分，所述直齿部分与小齿轮啮合传动，所述小齿轮固定在卡紧输出轴上，所述卡紧输出轴安装在卡紧电机内，所述卡机电机安装在卡座上；卡紧输出轴还与第二扭矩传感器的输入轴连接；所述大齿轮套装在齿轮轴外且与之可周向转动装配，所述齿轮轴安装在座盘上，所述大齿轮、齿轮轴均装入第二固定罩内；所述卡座限位孔、卡座、扭力盘、旋转盘、扭力轴、冲击伸缩轴同轴，所述冲击伸缩轴位于卡座限位孔内的部分上设置有冲击限位环，所述冲击限位环用于限制冲击伸缩轴向冲击油缸移动的最大位移；所述斜齿轮内部设置有贯穿的保持孔，所述卡紧螺杆装入驱动螺筒的一端上固定有检测杆，所述检测杆一端穿过保持孔后其端面与第三电涡流传感器的探测端正对，所述第三电涡流传感器固定在探测套内，所述探测套固定在第二固定罩上；所述冲击头上设置有卡合凹槽，所述卡合凹槽与卡合凸块卡合装配，所述冲击头内部还安装有第四电涡流传感器，所述第四电涡流传感器的探测端与锚索端面正对。 8.如权利要求7所述的拉拔实验装置，其特征是：所述活动侧板与上固定有推送机构，推送机构包括固定在活动侧板上的第一推送底板、第一推送支撑条、推送限位板，所述第一推送支撑条、推送限位板还固定在第一推送底板上；所述第一推送底板上固定有槽板，所述槽板上设置有滑槽，所述滑槽与滑轨可滑动装配，所述滑轨固定在第二推送底板上，所述第二推送底板上分别固定有推力板、推送隔板、推送固定块，所述推送固定块上固定有推送套，所述推送套内部为中空的推送内套，所述推送内套一端与推送堵盖装配固定、另一端与推送油缸的外壳一端可轴向上移动装配，且推送油缸此端上还设置有触发凸轴，所述触发凸轴与阻力弹簧一端套装，阻力弹簧另一端与推送堵盖内侧接触或固定；所述推送堵盖上固定有第三推送限位开关，所述第三推送限位开关用于控制为推送油缸供油的推送油泵的电流通断，当第三推送限位开关被触发时，其断开对推送油泵的电流，从而使得推送油泵停止运行；所述推送油缸上安装有推送伸缩轴，推送油缸可驱动推送伸缩轴在轴向上往复移动；所述推送伸缩轴一端穿过推送隔板后与推力板装配固定；所述推力板上设置有推力让位槽，所述推力让位槽用于使推力板不接触锚索；所述第一推送底板上设置有推送导向槽，所述推送导向槽一端通过推送限位块封闭、另一端通过推送限位板封闭，推送导向槽内可滑动地安装有推送驱动板，所述推送驱动板固定在第二推送底板上，推送螺杆一端穿过推送驱动板后与推送限位块可转动装配、另一端穿过推送限位板后与推送电机的输出轴通过联轴器连接；所述推送限位板、推送限位块上分别安装有第二推送限位开关、第一推送限位开关，所述第二推送限位开关、第一推送限位开关的触发端分别面向推送驱动板、推送触发板，所述推送触发板固定在第二推送底板上；第二推送限位开关、第一推送限位开关分别用于控制推送电机的启停，且第二推送限位开关、第一推送限位开关对推送电机通过双控开关电路连接。 9.如权利要求8所述的拉拔实验装置，其特征是：加热支撑底板上固定有加热支撑台，所述加热支撑台上固定有下加热半筒，所述下加热半筒内安装有加热线圈的一半，且这一半加热线圈的端部分别与导电孔导电连接；所述导电孔可与导电柱插接、导电，所述导电柱设置在另一半加热线圈的端部上，且这一半加热线圈安装在上加热半筒内，上加热半筒、下加热半筒内的加热线圈在导电柱和导电孔插接导电后构成一个完整的螺旋线圈；所述上加热半筒上分别设置有上加热导向板、上加热弧槽，所述下加热半筒上分别设置有下加热导向板、下加热弧槽，所述上加热弧槽、下加热弧槽共同将钢筒包裹，所述上加热半筒、下加热半筒的壳体部分均采用绝缘绝磁材料制成；所述下加热弧槽内安装有与钢筒外壁贴紧的温度探头，所述温度探头的输出端与温度传感器的输入端导电连接；所述下加热半筒的外壳上安装有定位半环，所述定位半环上设置有定位卡槽，定位卡槽可与定位块卡合装配以对钢筒圆周方向进行定位；在下加热半筒的外壳固定有保持半环，所述保持半环与加热半筒的外壳之间构成保持弧槽，所述定位半环安装在保持弧槽内且可在保持弧槽内圆周转动；所述保持半环上还设置有贯穿的限位弧槽、固定有弹簧销，锁紧螺栓的螺柱部分与压紧螺帽装配后穿过限位弧槽、且与定位半环装配固定，所述螺柱部分与弹簧销分别与复位拉簧两端装配固定，所述复位拉簧使得锁紧螺栓、弹簧销始终位于初始状态；初始状态时，压紧螺帽端面与保持半环端面压紧。 10.如权利要求8所述的拉拔实验装置，其特征是：所述加热支撑台上还固定有控制面板，所述加热面板上安装有多个切换开关，切换前进开关、后退开关均为脚踏式调速开关，所述切换开关包括：侧移电机切换开关，用于切换前进开关、后退开关处于控制侧移电机状态，此时切换前进开关、后退开关分别对侧移电机驱动器输入正转、反转、转动角度指令；侧移电机驱动器用于为侧移电机供电以控制其工作状态；升降电机切换开关，用于切换前进开关、后退开关处于控制升降电机状态，此时切换前进开关、后退开关分别对升降电机驱动器输入正转、反转、转动角度指令；升降电机驱动器用于为升降电机供电以控制其工作状态；推送电机切换开关，用于切换前进开关、后退开关处于控制推送电机状态，此时切换前进开关、后退开关分别对推送电机驱动器输入正转、反转、转动角度指令；推送电机驱动器用于为推送电机供电以控制其工作状态；推送油泵切换开关，用于切换前进开关、后退开关处于控制推送油泵、推送切换阀状态，此时切换前进开关对推送油泵电机驱动器输功率指令，以控制推送伸缩轴的伸出幅度；后退开关控制推送换向阀换向，当后退开关触发时，推送换向阀由驱动推送伸缩轴伸出的供油方向切换为驱动推送伸缩轴回缩方向，且后退开关还对推送油泵电机驱动器输入功率指令，以控制推送伸缩轴的回缩幅度；冲击油泵切换开关，用于切换前进开关、后退开关处于控制冲击油泵、冲击切换阀状态，此时切换前进开关对冲击油泵电机驱动器输功率指令，以控制冲击伸缩轴的伸出幅度；后退开关控制冲击换向阀换向，当后退开关触发时，冲击换向阀由驱动冲击伸缩轴伸出的供油方向切换为驱动冲击伸缩轴回缩方向，且后退开关还对冲击油泵电机驱动器输入功率指令，以控制冲击伸缩轴的回缩幅度；扭矩油泵切换开关，用于切换前进开关、后退开关处于控制扭矩油泵、扭矩切换阀状态，此时切换前进开关对扭矩油泵电机驱动器输功率指令，以控制扭矩伸缩轴的伸出幅度；后退开关控制扭矩换向阀换向，当后退开关触发时，扭矩换向阀由驱动扭矩伸缩轴伸出的供油方向切换为驱动扭矩伸缩轴回缩方向，且后退开关还对扭矩油泵电机驱动器输入功率指令，以控制扭矩伸缩轴的回缩幅度。
所属类别：	发明专利