專利名稱：錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦巷道支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種煤礦井下用的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
錨桿支護(hù)作為一種經(jīng)濟(jì)、有效的巷道支護(hù)技木，不僅能夠提高巷道支護(hù)效果，降低巷道支護(hù)成本，而且有利于采煤工作面的快速推進(jìn)和煤炭產(chǎn)量提高，已成為我國煤礦及其它礦山巷道首選的、安全高效的主要支護(hù)方式。錨桿支護(hù)經(jīng)歷了從低強(qiáng)度、高強(qiáng)度到高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力支護(hù)的發(fā)展過程。通過不斷研究、試驗(yàn)與推廣應(yīng)用，逐步認(rèn)識(shí)到預(yù)應(yīng)カ在錨桿支護(hù)中的重要作用，預(yù)應(yīng)カ錨桿支護(hù)技術(shù)得到大面積推廣應(yīng)用。目前，錨桿主要是通過擰緊螺母獲得預(yù)應(yīng)カ。錨桿螺母扭矩由兩部分組成ー是施加在錨桿螺紋段上的扭矩，ニ是螺母端面與墊圈摩擦力引起的扭矩。只有施加在錨桿螺紋段上的扭矩才能轉(zhuǎn)化為錨桿預(yù)應(yīng)力，而螺母端面與墊圈摩擦力引起的扭矩則是無用的。因此，錨桿預(yù)應(yīng)カ與螺母扭矩之間存在一個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)，該轉(zhuǎn)換系數(shù)越高，錨桿預(yù)應(yīng)カ越高，反之則越低。影響轉(zhuǎn)換系數(shù)的因素有螺母與錨桿螺紋段的摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)越大，轉(zhuǎn)換系數(shù)越小；螺母、墊圈端面的摩擦系數(shù)越小，轉(zhuǎn)換系數(shù)越大；錨桿直徑，錨桿越粗，轉(zhuǎn)換系數(shù)越小。施加在錨桿桿體上的扭矩對分析錨桿扭矩引起的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力非常重要。為了獲得錨桿桿體承受的扭矩，應(yīng)從總扭矩中減去螺母與墊圈摩擦引起的扭矩。為此，需要開發(fā)測量錨桿桿體扭矩的試驗(yàn)方法與試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供ー種結(jié)構(gòu)簡單、易于操作和測量準(zhǔn)確的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。( ニ )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)平臺(tái)、錨桿桿體、第一扭矩測量裝置和第二扭矩測量裝置，所述試驗(yàn)平臺(tái)固定安裝在水平臺(tái)面上，所述錨桿桿體水平貫穿所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端，所述錨桿桿體的前端設(shè)有外螺紋，所述錨桿桿體的前、后端分別通過第一螺母和第二螺母固定在所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端；所述第一螺母與所述試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有第一托板，所述第一螺母與所述第一扭矩測量裝置連接；所述第二螺母與所述試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有滾珠軸承，所述第二螺母與所述錨桿桿體的后端焊接固定，所述第二螺母與所述第二扭矩測量裝置連接，所述第二扭矩測量裝置固定在一固定支架上。其中，所述第一扭矩測量裝置包括第一套筒和第一扭矩扳手，所述第一套筒套入、所述第一螺母的外表面，另一端與所述第一扭矩扳手連接。其中，所述第二扭矩測量裝置包括第二套筒和第二扭矩扳手，所述第二套筒套入所述第二螺母的外表面，另一端與所述第二扭矩扳手連接，所述第二扭矩扳手的手柄端部與所述固定支架固定連接。其中，所述第一螺母與所述第一托板之間設(shè)有墊圈；所述第一托板的中間部位設(shè)有弧形凸臺(tái)，所述墊圈為半球形橡膠墊圈。其中，所述滾珠軸承與所述第二螺母之間設(shè)有第二托板。其中，所述第二扭矩扳手的手柄端部豎直固定在所述固定支架上，所述固定支架位于所述錨桿桿體的上方。本發(fā)明還提供ー種錨桿桿體扭矩的試驗(yàn)方法，包括SI、試驗(yàn)平臺(tái)固定在水平臺(tái)面上，錨桿桿體貫穿所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端，錨桿桿體的 前端設(shè)有外螺紋，分別采用第一螺母和第二螺母將所述錨桿桿體的前、后端固定在所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端；在第一螺母與試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有第一托板，在第二螺母與所述試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有滾珠軸承，第二螺母與所述錨桿桿體的后端焊接固定；S2、將第一扭矩測量裝置連接到第一螺母，將第二扭矩測量裝置連接到第二螺母，且第二扭矩測量裝置固定在一固定支架上；S3、通過第一扭矩測量裝置逐級對第一螺母施加扭力，在每施加一次扭カ的分別記錄第一扭矩測量裝置和第二扭矩測量裝置的第一扭矩值和第二扭矩值。其中，當(dāng)所述第一扭矩測量裝置包括第一套筒和第一扭矩扳手時(shí)，將第一套筒套入第一螺母的外表面,另一端與第一扭矩扳手連接。其中，當(dāng)所述第二扭矩測量裝置包括第二套筒和第二扭矩扳手時(shí)，將第二套筒套入第二螺母的外表面，另一端與第二扭矩扳手連接，并將第二扭矩扳手的手柄端部與固定支架固定連接。其中，將第二扭矩扳手的手柄端部豎直固定在固定支架上，所述固定支架位于錨桿桿體的上方。(三)有益效果上述技術(shù)方案提供的一種錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置及測量方法，滾珠軸承與第二螺母之間的滾動(dòng)摩擦カ很小，可忽略不計(jì)，認(rèn)為其引起的扭矩為0，因此，第二扭矩測量裝置所測量的扭矩可近似為錨桿總扭矩，第一扭矩測量裝置測量的是第一螺母與錨桿桿體產(chǎn)生的扭矩，將第二扭矩測量裝置所測量出的第二扭矩值減去第一扭矩測量裝置所測量出的第一扭矩值所得的差值即為錨桿桿體的扭矩，該裝置扭矩試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低，易于操作，測量準(zhǔn)確。


圖I是本發(fā)明一種錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I、試驗(yàn)平臺(tái)；2、錨桿桿體；3、水平臺(tái)面；4、外螺紋；5、第一螺母；6、第二螺母；7、第一托板；8、滾珠軸承；9、固定支架；10、第一套筒；11、第一扭矩扳手；12、第二套筒；13、第二扭矩扳手；14、墊圈；15、第二托板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖1，本發(fā)明的一種錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)平臺(tái)I、錨桿桿體2、第一扭矩測量裝置和第二扭矩測量裝置，試驗(yàn)平臺(tái)I固定安裝在水平臺(tái)面3上，錨桿桿體2水平貫穿試驗(yàn)平臺(tái)I的兩端，錨桿桿體2的前端設(shè)有外螺紋4，錨桿桿體2的前、后端分別通過第ー螺母5和第二螺母6固定在試驗(yàn)平臺(tái)I的兩端；第ー螺母5與試驗(yàn)平臺(tái)I的連接處設(shè)有第一托板7，第一螺母5與第一扭矩測量裝置連接；第ニ螺母6與試驗(yàn)平臺(tái)I的連接處設(shè)有滾珠軸承8，第二螺母6與錨桿桿體2的后端焊接固定，第二螺母6與第二扭矩測量裝置連接，第二扭矩測量裝置固定在一固定支架9上。本發(fā)明中由于滾珠軸承8與第二螺母6之間的滾動(dòng)摩擦カ很小，可忽略不計(jì)，認(rèn)為其引起的扭矩為0，因此，第二扭矩測量裝置所測量 的扭矩可近似為錨桿總扭矩，第一扭矩測量裝置測量的是第一螺母5與錨桿桿體2產(chǎn)生的扭矩，將第二扭矩測量裝置所測量出的第二扭矩值減去第一扭矩測量裝置所測量出的第一扭矩值所得的差值即為錨桿桿體2的扭矩，該裝置扭矩試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低，易于操作，測量準(zhǔn)確。優(yōu)選地，第一扭矩測量裝置包括第一套筒10和第一扭矩扳手11，第一套筒10套入第一螺母5的外表面，另一端與第一扭矩扳手11連接。優(yōu)選地，第二扭矩測量裝置包括第二套筒12和第二扭矩扳手13，第二套筒12套入第二螺母6的外表面，另一端與第二扭矩扳手13連接，第二扭矩扳手13的手柄端部與固定支架9固定連接。為了減輕第一螺母5與第一托板7之間的摩擦，第一螺母5與第一托板7之間設(shè)有墊圈14 ;第一托板7的中間部位設(shè)有弧形凸臺(tái)，墊圈14為與該弧形凸臺(tái)相匹配的半球形橡膠墊圏。為了減輕滾珠軸承8與第二螺母6之間的摩擦，本實(shí)施例的滾珠軸承8與第二螺母6之間設(shè)有第二托板15。為了使得第二扭矩扳手13不受自身重力的影響，本實(shí)施例第二扭矩扳手13的手柄端部豎直固定在固定支架9上，該固定支架9位于錨桿桿體2的上方。本發(fā)明的一種錨桿桿體扭矩試驗(yàn)方法，包括SI、試驗(yàn)平臺(tái)I固定在水平臺(tái)面3上，錨桿桿體2貫穿試驗(yàn)平臺(tái)I的兩端，錨桿桿體2的前端設(shè)有外螺紋，分別采用第一螺母5和第二螺母6將錨桿桿體2的前、后端固定在試驗(yàn)平臺(tái)I的兩端；在第一螺母5與試驗(yàn)平臺(tái)I的連接處設(shè)有第一托板7，在第二螺母6與試驗(yàn)平臺(tái)I的連接處設(shè)有滾珠軸承8，第二螺母6與錨桿桿體2的后端焊接固定；S2、將第一扭矩測量裝置連接到第一螺母5，將第二扭矩測量裝置連接到第二螺母6，且第二扭矩測量裝置固定在一固定支架9上；S3、通過第一扭矩測量裝置逐級對第一螺母5施加扭力，在每施加一次扭カ的分別記錄第一扭矩測量裝置和第二扭矩測量裝置的第一扭矩值和第二扭矩值。由于滾珠軸承8與第二螺母6之間的滾動(dòng)摩擦カ很小，可忽略不計(jì)，認(rèn)為其引起的扭矩為0，因此，第二扭矩測量裝置所測量的扭矩可近似為錨桿總扭矩，第一扭矩測量裝置測量的是第一螺母5與錨桿桿體2產(chǎn)生的扭矩，將第二扭矩值減去第一扭矩值所得的差值為錨桿桿體2所承受的扭矩值。當(dāng)?shù)谝慌ぞ販y量裝置包括第一套筒10和第一扭矩扳手11時(shí)，將第一套筒10套入第一螺母5的外表面，另一端與第一扭矩扳手11連接。第一扭矩扳手11逐級對第一螺母5施加扭矩，分級的情況可根據(jù)實(shí)際錨桿桿體所要承受的井下支護(hù)作用力的大小而定，逐漸分級施加扭矩模擬錨桿桿體2在支護(hù)過程中所承受的一直變化的扭矩。’當(dāng)?shù)诙ぞ販y量裝置包括第二套筒12和第二扭矩扳手13時(shí)，將第二套筒12套入第二螺母6的外表面，另一端與第二扭矩扳手13連接，并將第二扭矩扳手13的手柄端部與固定支架9固定連接。進(jìn)ー步地，為了使得第二扭矩扳手13不受自身重力的影響，本實(shí)施例將第二扭矩扳手13的手柄端部豎直固定在固定支架9上，固定支架9位于錨桿桿體2的上方。本發(fā)明以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括試驗(yàn)平臺(tái)、錨桿桿體、第一扭矩測量裝置和第二扭矩測量裝置，所述試驗(yàn)平臺(tái)固定安裝在水平臺(tái)面上，所述錨桿桿體水平貫穿所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端，所述錨桿桿體的前端設(shè)有外螺紋，所述錨桿桿體的前、后端分別通過第一螺母和第二螺母固定在所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端；所述第一螺母與所述試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有第一托板，所述第一螺母與所述第一扭矩測量裝置連接；所述第二螺母與所述試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有滾珠軸承，所述第二螺母與所述錨桿桿體的后端焊接固定，所述第二螺母與所述第二扭矩測量裝置連接，所述第二扭矩測量裝置固定在一固定支架上。
2.如權(quán)利要求I所述的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第一扭矩測量裝置包括第一套筒和第一扭矩扳手，所述第一套筒套入所述第一螺母的外表面，另一端與所述第一扭矩扳手連接。
3.如權(quán)利要求I所述的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第二扭矩測量裝置包括第二套筒和第二扭矩扳手，所述第二套筒套入所述第二螺母的外表面，另一端與所述第二扭矩扳手連接，所述第二扭矩扳手的手柄端部與所述固定支架固定連接。
4.如權(quán)利要求I所述的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第一螺母與所述第ー托板之間設(shè)有墊圈；所述第一托板的中間部位設(shè)有弧形凸臺(tái)，所述墊圈為半球形橡膠墊圈。
5.如權(quán)利要求I所述的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述滾珠軸承與所述第ニ螺母之間設(shè)有第二托板。
6.如權(quán)利要求3所述的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第二扭矩扳手的手柄端部豎直固定在所述固定支架上，所述固定支架位于所述錨桿桿體的上方。
7.ー種錨桿桿體扭矩的試驗(yàn)方法，其特征在于，包括 51、試驗(yàn)平臺(tái)固定在水平臺(tái)面上，錨桿桿體貫穿所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端，錨桿桿體的前端設(shè)有外螺紋，分別采用第一螺母和第二螺母將所述錨桿桿體的前、后端固定在所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端；在第一螺母與試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有第一托板，在第二螺母與所述試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有滾珠軸承，第二螺母與所述錨桿桿體的后端焊接固定； 52、將第一扭矩測量裝置連接到第一螺母，將第二扭矩測量裝置連接到第二螺母，且第ニ扭矩測量裝置固定在一固定支架上； 53、通過第一扭矩測量裝置逐級對第一螺母施加扭力，在每施加一次扭カ的分別記錄第一扭矩測量裝置和第二扭矩測量裝置的第一扭矩值和第二扭矩值。
8.如權(quán)利要求7所述的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)方法，其特征在干，當(dāng)所述第一扭矩測量裝置包括第一套筒和第一扭矩扳手時(shí)，將第一套筒套入第一螺母的外表面，另一端與第一扭矩扳手連接。
9.如權(quán)利要求7所述的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)方法，其特征在干，當(dāng)所述第二扭矩測量裝置包括第二套筒和第二扭矩扳手時(shí)，將第二套筒套入第二螺母的外表面，另一端與第二扭 矩扳手連接，并將第二扭矩扳手的手柄端部與固定支架固定連接。
10.如權(quán)利要求9所述的錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置，其特征在于，將第二扭矩扳手的手柄端部豎直固定在固定支架上，所述固定支架位于錨桿桿體的上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤礦巷道支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種錨桿桿體扭矩試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，該裝置包括試驗(yàn)平臺(tái)、錨桿桿體、第一扭矩測量裝置和第二扭矩測量裝置，試驗(yàn)平臺(tái)固定安裝在水平臺(tái)面上，錨桿桿體水平貫穿所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端，錨桿桿體的前端設(shè)有外螺紋，錨桿桿體的前、后端分別通過第一螺母和第二螺母固定在所述試驗(yàn)平臺(tái)的兩端；所述第一螺母與所述試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有第一托板，第一螺母與所述第一扭矩測量裝置連接；第二螺母與所述試驗(yàn)平臺(tái)的連接處設(shè)有滾珠軸承，第二螺母與所述錨桿桿體的后端焊接固定，第二螺母與所述第二扭矩測量裝置連接，所述第二扭矩測量裝置固定在一固定支架上。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低，易于操作，測量準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01L5/00GK102680151SQ20121014717
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者吳建星, 吳擁政, 康紅普, 范明建 申請人:天地科技股份有限公司