专利名称：金属管缝锚杆锚固力测定卡具的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关一种用于测定井巷工程顶板支护器件－锚杆锚固力的装置。
矿井下或隧道的顶板支护常用锚杆承担。由于围岩的不同，所采用的锚杆所能产生的锚固力能否达到设计要求，需测定可靠的数据，在一些科学实验中，为取得不同岩层所需锚杆的数据资料，也要测定锚杆的锚固力。测定锚杆的锚固力一般采用拉拔试验。现有的锚杆，一般采用钢筋，钢丝绳，水泥，树枝等。在拉拔试验时，所用卡具一般是一种叫做“锚杆拉拔试验卡子”的工具(煤炭出版社出版的《井巷工程手册》对此工具有介绍)，用卡子卡紧锚杆，通过油压千斤鼎产生的拉力拉紧卡具，此拉力的大小等于卡具对锚杆的拉拔作用力，也等于锚杆与围岩间的静磨擦力，在锚杆被拉出围岩前的最大静磨擦力就是锚杆的最大锚固力。采用钢筋，钢丝绳等作锚杆，实践证明，产生的初锚力较小，用现有的卡具作拉拔试验胜任。目前，井巷顶板支护锚杆已采用一种新型的锚杆，即“金属管缝锚杆”。此种锚杆为金属管，且有一竖缝。由于现有卡具只从锚杆外壁卡住锚杆，而金属管缝锚杆壁厚仅2mm左右，用其作卡具，会使金属管缝锚杆变形。同时，锚杆的更新，可产生的初锚力增大。因此现有的卡具已不适应于金属管缝锚杆锚固力的测定工作。
本实用新型的目的是要提供一种金属管缝锚杆锚固力测定卡具，用其作为卡具做拉拔试验，可以使金属管缝锚杆不变形，增大对锚杆的拉拔力，有效地解决了现有卡具不适应金属管缝锚杆锚固力测定试验的缺点。
为达到上述目的，本实用新型的卡块分设为外卡块和内卡块。外卡块有一圆柱形的内孔与金属管缝锚杆的外壁吻合，卡住锚杆，使锚杆受力时不变形。内卡块为构造、形状相同的两块组成，其外表面为圆柱面，与金属管缝锚杆的内壁吻合，内表面为倾斜的平面，与拉杆上部的楔形头的斜面吻合。拉杆的下部有紧固螺母，螺母的上面设有挡板。拉拔试验时，在置于挡板和套筒间的油压千斤鼎的作用下，拉杆沿轴向下拉，由于拉杆楔形头与内卡块是斜面吻合接触，此时内卡块向外扩张，拉杆拉力越大，内卡块卡得越紧。拉杆下拉，拉杆楔形头与内卡块的相对运动，使内卡块与锚杆间的压力不断增大，内卡块与锚杆间的静磨擦力也不断增大，锚杆受到的拉拔力增大。
本实用新型针对金属管缝锚杆的结构特点，和利用现有卡具，从锚杆外壁卡住锚杆，会使金属管缝锚杆变形的弊端，采用了在金属管缝锚杆内壁，由拉杆沿轴向下拉，通过拉杆楔形头斜面对内卡块斜面的作用，使内卡块紧压锚杆内壁，产生静磨擦力下拉锚杆，且拉杆与内卡块是斜面吻合接触，拉杆拉力越大，内卡块对锚杆的压力越大，内卡块与锚杆内壁间的静磨擦力越大，即锚杆受到的拉拔力越大，这样增大了可测锚杆锚固力的最大值。试验证明，最大测试值可在10吨以上。由于设有外卡块，虽然锚杆内壁受力，但锚杆不变形，不损坏。本实用新型结构简单、合理，易于制造，便于操作、携带，性能可靠，适用于多种规格的金属管缝锚杆的拉拔试验。
本实用新型的实施例，结合附图
进一步说明如下
图一为外卡块纵剖面图，1为外部分，有圆台形内孔的圆柱金属体，2为内部分，有圆柱形内孔的圆台形金属体。
图二为外卡块俯视图。
图三为内卡块的纵剖面图，1为右内卡块2为左内卡块图四为内卡块俯视图图五为拉杆纵剖面图图六为沿拉杆Ⅰ－Ⅰ线的横截面图图七为金属管缝锚杆锚固力测定卡具结构示意图，1围岩顶板2垫板3套筒4金属管缝锚杆5外卡块6内卡块7拉杆8千斤鼎9挡板10紧固螺母11油管图一中，卡具的外卡块由两部分组成。外面的一部分(1)为圆柱形的金属体，中心有一圆台形内孔。里面的一部分(2)由两块金属体组成，两块对合形状近似为一圆台，其中心有一近似圆柱形内孔。使用时，将外部圆柱金属体(1)套入锚杆，再将内部分的金属体(2)的左右两卡块插入外部圆柱金属体(1)的内孔。(2)的外壁与(1)的内孔壁吻合并插紧。(2)的内孔壁与锚杆的外壁吻合并压紧。为增强使用效果和易于制造，(2)的两卡块插入(1)的内孔后，两卡块间要有5mm的空隙，因此，两卡块完全对合后是形状近似一圆台。外卡块外部分的内孔为一圆台形，为了使外卡块的两部分(1)、(2)能自锁，此圆台形母线与底面夹角不超过12°。
图三中，卡具的内卡块分为右、左两块(1)、(2)，它们是同一金属圆柱体上对称的两部分，每块是在圆柱体上过上、下底面的两条不等且平行的弦斜切而成，其切面为平面。每块外侧为圆柱侧面，能与锚杆内壁吻合，内侧面为一斜平面，能与拉杆楔形头的斜平面吻合。
图五中，拉杆下部有一紧固螺母(1)，上部做成楔形，左右各有一斜面，互相对称，能与两个内卡块的斜面合严。拉杆楔形头的斜面倾角α不超过12°。经试验，倾角为4.5°时，对锚杆产生的拉拔力可达10吨以上。
图七中，测试时，将外卡块(5)的外部分套入锚杆，再将外卡块内部分的两块插入外部分与锚杆之间的空间，卡紧，使锚杆受力时不变形。把拉杆楔形头与两内卡块(6)的斜面接触合严，插入锚杆的内孔，稳住两内卡块(6)，用手向外拉拉杆(7)，使内卡块(6)与拉杆间产生静磨擦力，固定住内卡块。套上套筒(3)、千斤鼎(8)、挡板(9)，上紧紧固螺母(10)，用油泵对千斤鼎加压，记录压力表，和锚杆的初始位置等数据，然后继续加压，直到试验结束。装置中采用楔形头拉杆的目的，是当拉杆沿锚杆轴向下拉时，两磨擦块即沿锚杆径向外扩张，楔形头杆与内卡块的相对运动，使内卡块与锚杆间压力不断增大，内卡块卡得越紧，通过千斤鼎对套筒的推力获得拉杆的拉力。试验时，只要读出压力表的读数，再根据千斤鼎活塞的面积，则可换算出拉力的大小。此拉力的大小等于锚杆与围岩间的静磨擦力。锚杆在被拉出围岩前的静磨擦力的最大值，就是锚杆锚固力的最大值。
指定附图七为摘要附图。
权利要求1.一种卡具，由垫板、套筒、卡块、拉杆组成，配以油压千斤鼎或锚杆拉力计，用其测定井巷顶板支护锚杆的锚固力，其特征是卡块分设外卡块和内卡块，拉杆上端与内卡块相接触，由拉杆对内卡块产生作用，在锚杆的内壁，由内卡块对锚杆产生沿轴向下的拉拔力。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是外卡块由内、外两部分组成，外部分是一圆柱金属体，在中心有一上底直径小于下底直径的圆台形内孔，此圆台形的母线与底面夹角不超过12°，内部分是由有一圆柱形内孔的圆台形，过上、下底面相互平行的直径纵向切开的两块金属体组成，使用时，内部分的两块插入外部分的内孔后，内部分的外壁与外部分的内壁能紧密吻合，且内部分的两块间有5mm的间隙。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是内卡块是由相同的两块金属体组成，每块是在圆柱体上，过上、下底面的两条不等且平行的弦斜切而成，其切面为平面，其外侧面为圆柱面，能与锚杆内壁吻合，内侧面(斜面)与拉杆楔形头的斜面吻合。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是拉杆上部为楔形，对称的两个侧面为斜平面，与内卡块的斜面吻合，其斜面的倾角不超过12°。
专利摘要一种金属管缝锚杆锚固力测定卡具，适合作测定井巷顶板支护装置金属管缝锚杆锚固力用。主要结构由垫板、套筒、卡块、拉杆构成。其卡块分设外卡块、内卡块，拉杆上部做成楔形，拉杆楔形头的斜面与内卡块斜面紧密严合接触，拉杆下拉，由内卡块与锚杆内壁间的静摩擦力充当拉拔力，达到了增大可测锚固力值的效果，卡具设有外卡块，其内孔与锚杆外壁吻合，有效地防止了由于锚杆内壁受力而变形、损坏的可能。本实用新型结构简单，易制造，便于操作，结构合理，性能可靠，适用多种规格的金属管缝锚杆锚固力的测定。
文档编号E21D21/00GK2108176SQ9121391
公开日1992年6月24日 申请日期1991年6月15日 优先权日1991年6月15日
发明者李涛, 陈国香, 李金凌 申请人:徐州矿务局权台煤矿