左旋向细牙锚杆的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种左旋向细牙锚杆，包括：杆件，所述杆件上设有左旋向螺纹，所述螺纹在同一螺旋面上连续，所述螺纹的螺纹升角小于或等于6.5度；止退螺母，设置于所述杆件的第一端，所述止退螺母与所述杆件螺纹配合；预紧螺母，设置于所述止退螺母与所述杆件的第二端之间，所述预紧螺母与所述杆件螺纹配合。本实用新型能够提高锚杆性能、降低生产成本、提高生产效率，同时使用方便可靠。
【专利说明】左旋向细牙锚杆
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及锚固装置技术，尤其涉及一种左旋向细牙锚杆。
【背景技术】
[0002] 岩石锚固技术广泛应用于社会基础建设过程中，尤其在隧道开拓、边坡防护、矿井 采掘等项目工程中，都需要采用锚杆支护技术来对工作面周边围岩实施加固，保证围岩的 稳定性以防止坍塌事故的发生。
[0003] 历史沿革中，锚杆出现过多种型式结构，发展至目前，主要应用的为螺纹钢式树脂 锚杆。螺纹钢式树脂锚杆由螺纹钢式杆件、尾部紧固螺母及其他附件组成。该类锚杆作业 时，首先在围岩钻孔，然后孔中塞入树脂锚固剂，再用锚杆将锚固剂推入孔底，施工机具带 动锚杆旋转搅拌锚固剂，锚固剂发生化学反应将锚杆杆件与围岩黏结为一体，后期再通过 紧固螺母实现杆件的预紧。预紧力通过锚杆其他附件传递至围岩，进而改变围岩的受力结 构，使其应力达到平衡，防止围岩的坍塌。在一个锚杆支护系统中，杆件与围岩的黏结强度、 杆件自身的材料强度以及杆件与螺母的联接强度，都是整个支护系统强度的制约因素，三 者应互相匹配为宜。
[0004] 现行螺纹钢式锚杆的螺纹横肋分为左旋向和右旋向，由于锚固端的左旋向横肋在 锚杆转动时可压实锚固剂，对提高锚固强度有明显效果，因此，左旋向螺纹钢式锚杆较为常 用。但由于施工机具多为顺时针(从尾部看向头部)，为了使锚杆在压实锚固剂的同时能够 使锚杆尾部的预紧螺母朝向远离尾部的方向移动以压紧围岩壁，需要对锚杆尾部进行二次 加工，以形成右旋向螺纹，由此会造成锚杆杆件性能下降、锚杆生产成本增加、生产效率降 低。 实用新型内容
[0005] 本实用新型提供一种左旋向细牙锚杆，以提高锚杆性能、降低生产成本、提高生产 效率，同时使用方便可靠。
[0006] 本实用新型提供一种左旋向细牙锚杆，包括：
[0007] 杆件，所述杆件上设有左旋向螺纹，所述螺纹在同一螺旋面上连续，所述螺纹的螺 纹升角小于或等于6. 5度；
[0008] 止退螺母，设置于所述杆件的第一端，所述止退螺母与所述杆件螺纹配合；
[0009] 预紧螺母，设置于所述止退螺母与所述杆件的第二端之间，所述预紧螺母与所述 杆件螺纹配合。
[0010] 所述的左旋向细牙锚杆，优选的，所述螺纹的底径大于或等于16毫米，所述螺纹 的螺距小于或等于6毫米，所述螺纹的牙高大于或等于1毫米。
[0011] 所述的左旋向细牙锚杆，优选的，所述螺纹的底径小于或等于25毫米，所述螺纹 的螺距大于或等于2毫米，所述螺纹的牙高小于或等于1. 7毫米。
[0012] 所述的左旋向细牙锚杆，优选的，所述螺纹的底径为16毫米、18毫米、20毫米、22 毫米或25毫米。
[0013] 所述的左旋向细牙锚杆，优选的，所述螺纹的螺距为3毫米、4毫米、5毫米或6毫 米。
[0014] 所述的左旋向细牙锚杆，优选的，所述螺纹的牙高为1毫米、1. 2毫米、1. 4毫米或 1. 5晕米。
[0015] 所述的左旋向细牙锚杆，优选的，所述螺纹的牙型为梯形，所述螺纹的牙型角为60 度。
[0016] 所述的左旋向细牙锚杆，优选的，所述杆件为由钢坯直接轧制成型的杆件。
[0017] 基于上述，本实用新型提供的左旋向细牙锚杆，在使用时，首先在围岩壁钻孔，钻 孔直径及长度与锚杆的杆件几何参数匹配；然后塞入锚固剂；再用杆件的第二端推送锚固 剂打入围岩孔底部；施工机具通过连接装置与预紧螺母联接，开动施工机具后带动预紧螺 母做顺时针旋转(从锚杆的第一端看向第二端)，此时，杆件相对围岩静止，预紧螺母相对杆 件顺时针旋转，由于杆件螺纹呈左旋向，根据螺纹传动原理预紧螺母向止退螺母方向移动 并最终与止退螺母压紧，预紧螺母压紧止退螺母后，对止退螺母产生一个轴向作用力，由于 杆件螺纹的螺旋升角小于或等于6. 5度，远小于杆件材料的自锁角，此时止退螺母将锁紧 预紧螺母不再与杆件相对转动，而是由预紧螺母带动锚杆杆件一起相对围岩顺时针转动。 杆件开始顺时针转动后，杆件的第二端对围岩孔底的锚固剂产生搅拌作用，由于螺纹呈左 旋向，因此对锚固剂产生一个朝向孔底方向的轴向力，推动锚固剂向孔底方向移动，使得锚 固剂得以被压实，与杆件及围岩孔壁的接触更加充分，进而使得杆件与围岩的黏结强度更 高。按照锚固剂规定的时间搅拌并等待后，杆件的第二端与围岩已固结为一体。然后反方向 开启施工器具，带动预紧螺母做逆时针转动，根据螺纹的旋向，预紧螺母将朝远离止退螺母 方向移动，逐步压紧围岩壁，使锚杆产生预紧力，达到对围岩的支护作用。在支护过程中，本 实用新型提供的左旋向细牙锚杆，无需进行二次加工，因此能够保证锚杆性能、降低生产成 本、提高生产效率，同时使用方便，由于杆件螺纹的螺旋升角远小于材料自身的螺旋升角， 自锁性能可靠，避免了预紧螺母脱落，提高了安全性；另外，由于螺纹在同一螺旋面上连续， 当围岩外层发生破碎脱落，导致锚杆预紧失效时，可通过继续旋紧预紧螺母，重新预紧，无 需二次锚固，极大地节约了钢材，降低了工程成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型实施例提供的一种左旋向细牙锚杆的结构示意图；
[0019] 图2为图1中杆件的局部放大图；
[0020] 图3为图2的横截面示意图；
[0021] 图4为图2的轴向截面示意图(只示出一部分)。
[0022] 附图标记：
[0023] 101 :杆件；102 :止退螺母；103 :预紧螺母。
【具体实施方式】
[0024] 请参考图1，本实用新型实施例提供一种左旋向细牙锚杆，包括：杆件101，所述杆 件101上设有左旋向螺纹，所述螺纹在同一螺旋面上连续，所述螺纹的螺纹升角小于或等 于6. 5度；止退螺母102,设置于所述杆件101的第一端，所述止退螺母102与所述杆件101 螺纹配合；预紧螺母103,设置于所述止退螺母102与所述杆件101的第二端之间，所述预 紧螺母103与所述杆件101螺纹配合。
[0025] 本实施例中，在使用时，首先在围岩壁钻孔，钻孔直径及长度与锚杆的杆件101几 何参数匹配；然后塞入锚固剂；再用杆件101的第二端推送锚固剂打入围岩孔底部；施工机 具通过连接装置与预紧螺母103联接，开动施工机具后带动预紧螺母103做顺时针旋转(从 锚杆的第一端看向第二端)，此时，杆件101相对围岩静止，预紧螺母103相对杆件101顺时 针旋转，由于杆件101螺纹呈左旋向，根据螺纹传动原理预紧螺母103向止退螺母102方向 移动并最终与止退螺母102压紧，预紧螺母103压紧止退螺母102后，对止退螺母102产 生一个轴向作用力，由于杆件101螺纹的螺旋升角小于或等于6. 5度，远小于杆件101材 料的自锁角，此时止退螺母102将锁紧预紧螺母103不再与杆件101相对转动，而是由预 紧螺母103带动锚杆杆件101 -起相对围岩顺时针转动。杆件101开始顺时针转动后，杆 件101的第二端对围岩孔底的锚固剂产生搅拌作用，由于螺纹呈左旋向，因此对锚固剂产 生一个朝向孔底方向的轴向力，推动锚固剂向孔底方向移动，使得锚固剂得以被压实，与杆 件101及围岩孔壁的接触更加充分，进而使得杆件101与围岩的黏结强度更高。按照锚固 剂规定的时间搅拌并等待后，杆件101的第二端与围岩已固结为一体。然后反方向开启施 工器具，带动预紧螺母103做逆时针转动，根据螺纹的旋向，预紧螺母103将朝远离止退螺 母102方向移动，逐步压紧围岩壁，使锚杆产生预紧力，达到对围岩的支护作用。本实用新 型提供的左旋向细牙锚杆，无需进行二次加工，因此能够保证锚杆性能、降低生产成本、提 高生产效率，同时在支护过程中使用方便，由于杆件101螺纹的螺旋升角远小于材料自身 的螺旋升角，自锁性能可靠，避免了预紧螺母103脱落，提高了安全性；另外，由于螺纹在同 一螺旋面上连续，当围岩外层发生破碎脱落，导致锚杆预紧失效时，可通过继续旋紧预紧螺 母103,重新预紧，无需二次锚固，极大地节约了钢材，降低了工程成本。其中，螺纹升角是指 在中径圆柱或中径圆锥上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，计算公式为： Y =arc tan (ρ/ π d2)，其中γ为螺纹升角，p为螺距，d2为螺纹中径，螺纹中径的计算公式 为：d2=dl+h,其中dl为螺纹底径，h为牙高。
[0026] 请参考图2-4,本实施例中，优选的，螺纹的底径dl大于或等于16毫米，所述螺纹 的螺距P小于或等于6毫米，所述螺纹的牙高h大于或等于1毫米。由此能够使止退螺母 102达具有较好的自锁性能，同时，锚杆的规格通用性强，方便锚杆的制造，螺距p较小能够 保证杆件101与预紧螺母103连接可靠。
[0027] 本实施例中，优选的，螺纹的底径dl小于或等于25毫米，所述螺纹的螺距p大于 或等于2毫米，所述螺纹的牙高h小于或等于1. 7毫米。由此能够使止退螺母102具有较 好的自锁性能，同时，能够降低锚杆生产的技术难度及生产成本。
[0028] 本实施例中，优选的，螺纹的底径dl为16毫米、18毫米、20毫米、22毫米或25毫 米。由此使锚杆的规格通用性强，方便锚杆的制造。
[0029] 本实施例中，优选的，螺纹的螺距p为3毫米、4毫米、5毫米或6毫米，能够保证杆 件101与预紧螺母103连接可靠，且锚杆的规格通用性强，方便锚杆的制造。
[0030] 本实施例中，优选的，螺纹的牙高h为1毫米、1. 2毫米、1. 4毫米或1. 5毫米，使锚 杆的规格通用性强，方便锚杆的制造。
[0031] 本实施例中，优选的，螺纹的牙型为梯形，所述螺纹的牙型角β为60度。由此，使 螺纹的使用性能更好，锚杆的规格通用性强，方便锚杆的制造。其中，牙型角是梯形两侧面 延长线的夹角。
[0032] 本实施例中，优选的，杆件101为由钢坯直接轧制成型的杆件101。由此使杆件101 的金属纤维连续，内部组织均匀，强度和韧性更好。
[0033] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限 制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当 理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部 技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新 型各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1. 一种左旋向细牙锚杆，其特征在于，包括： 杆件，所述杆件上设有左旋向螺纹，所述螺纹在同一螺旋面上连续，所述螺纹的螺纹升 角小于或等于6. 5度； 止退螺母，设置于所述杆件的第一端，所述止退螺母与所述杆件螺纹配合； 预紧螺母，设置于所述止退螺母与所述杆件的第二端之间，所述预紧螺母与所述杆件 螺纹配合。
2. 根据权利要求1所述的左旋向细牙锚杆，其特征在于，所述螺纹的底径大于或等于 16毫米，所述螺纹的螺距小于或等于6毫米，所述螺纹的牙高大于或等于1毫米。
3. 根据权利要求2所述的左旋向细牙锚杆，其特征在于，所述螺纹的底径小于或等于 25毫米，所述螺纹的螺距大于或等于2毫米，所述螺纹的牙高小于或等于1. 7毫米。
4. 根据权利要求3所述的左旋向细牙锚杆，其特征在于，所述螺纹的底径为16毫米、18 毫米、20毫米、22毫米或25毫米。
5. 根据权利要求3所述的左旋向细牙锚杆，其特征在于，所述螺纹的螺距为3毫米、4 毫米、5毫米或6毫米。
6. 根据权利要求3所述的左旋向细牙锚杆，其特征在于，所述螺纹的牙高为1毫米、1. 2 毫米、1.4毫米或1.5毫米。
7. 根据权利要求1所述的左旋向细牙锚杆，其特征在于，所述螺纹的牙型为梯形，所述 螺纹的牙型角为60度。
8. 根据权利要求1-7中任一所述的左旋向细牙锚杆，其特征在于，所述杆件为由钢坯 直接轧制成型的杆件。
【文档编号】E21D21/00GK203867597SQ201420137601
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】程增仁, 张德稳, 尹义军 申请人:山东焱鑫矿用材料加工有限公司