專利名稱：錨桿和其加工工藝以及該工藝所用的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種錨桿和其加工工藝以及該工藝所用的裝置，更具體地講是一種采礦作業(yè)中的井下巷道支護用的錨桿產品和錨桿產品的加工工藝及該加工工藝所用的設備。
背景技術：
采用錨固劑將錨桿對煤礦井下巷道支護是一項先進的并普為接受和使用的礦井支護技術。先前所見諸之錨桿采用鋼質材料，由于鋼質材料所制成的錨桿主要存在二大缺陷，即極易受腐蝕而失效和因采煤機械切割錨桿或錨桿與其它器材碰撞產生火花，引發(fā)局部瓦斯爆炸及粉塵自燃，給礦巷安全帶來隱患，故而被禁用或慎用而漸遭淘汰。
于是，中國專利專利號為96228189.1公開了一種復合玻璃鋼錨桿，以木質材料作錨桿的桿體芯，在桿體芯之兩端分別連接金屬圓鋼，一端的金屬圓鋼加工成左旋麻花狀，另端的圓鋼上加工出螺紋，然后在其外通體地包裹玻璃絲布，壓實固化成復合體。這種結構的錨桿，因桿體部分為非金屬材料，在一定程度上可消除前述缺陷。但是，桿體兩端仍采用金屬，不僅與桿體的結合強度欠理想，影響錨固效果，而且只要有金屬存在，仍有引發(fā)危險之虞。還有，用木桿、玻璃絲布、圓鋼等幾種材料復合加工成錨桿，不僅結構復雜，而且加工工藝步驟冗長、加工效率低下。
進而，中國專利公開了一種玻璃鋼錨桿及其制造方法，申請?zhí)枮?7121002.0。就該專利申請技術方案所反映的錨桿結構本身而言，因其在桿體的桿尾端仍采用一截金屬螺桿，所以同樣不足以消除金屬螺桿與桿體之間結合強度差的因素，此外，如前述只要存在金屬段，則無法避免作業(yè)中的碰撞而引發(fā)危險。就其加工方法而言，很難實現(xiàn)將桿尾端的金屬螺桿與玻璃鋼桿體兩者牢固地構成一體，緣于兩者的材質大相徑庭；尤其是，雖然在本專利申請方案中未充分揭示或明確教導本技術領域普通技術人員如何得到桿體，但可以從其對選料是選用中堿或無堿玻璃纖維紗，然后將玻璃纖維紗在用樹脂、固化劑、促進劑配制好的浸膠液中浸膠，再把浸潤均勻的錨桿坯放入一端呈左旋麻花的模具，在桿尾部嵌入金屬螺桿，然后合模，待固化成型后脫模，這樣金屬螺桿就與玻璃鋼桿體牢固連接為一體，最后修補、整形、磨光形成成品的這一段文字描述中知道其加工方法是并不完善的，導致存在后續(xù)的修補、整形、磨光工序，同樣存在前述的工藝流程冗長，加工效率低下的欠缺。
又及，中國專利授權公告號CN1121914C公開了一種錨桿桿體加工方法及桿體螺紋段加工的專用設備。其貢獻在于變原有技術中對桿尾端采用冷拔滾絲工藝為先予對桿尾端進行表面擠壓，再對其作滾絲成型。這樣可以滿足錨桿使用中對強度和延伸率的綜合要求，避免因采用公知的冷拔滾絲工藝損及錨桿體的延伸率。前述工藝是由其推崇的專用設備采完成的。然而，這種方法及專用設備僅適合于對純金屬材質的錨桿加工，即對Q235-A圓鋼加工(見其說明書第2頁)。
鑒于前述的錨桿以及用于加工錨桿的方法、裝置均來脫離錨桿整體的非金屬化，因此，無法使這種錨桿在礦業(yè)中推廣使用。所以，便有了如

圖1、圖2所示結構的非金屬化的錨桿，這種錨桿不會在使用過程中引發(fā)局部瓦斯爆炸及粉塵自燃。
圖1中所示的錨桿包括桿體9和位于桿體9一端的桿尾端91，這種錨桿為純玻璃鋼材質，雖然能放心地應用于煤礦井巷的錨固，但是，由于其桿尾端91呈現(xiàn)為半螺紋，即在桿尾端91的相對應之兩側存在光滑的無螺紋區(qū)域。因此，當用帽蓋通過螺帽螺固其上時，其承載力較差，比起全螺紋來說，承載力至少要小五分之二。而之所以在桿尾端兩側存在呈對稱分布的平滑的無螺紋區(qū)域。主要是在加工工藝過程中桿尾端產生缺料和脫模以及出模的方式存在問題。
針對前述圖1結構的錨桿的缺陷，市場便見諸有一種由圖2所示結構的錨桿，即桿尾端91為全螺紋，從表面上看似乎優(yōu)于半螺紋，但由于其是先用尼龍包裹于材質為玻璃鋼的桿尾端91上，再通過壓制而構成全螺紋的，由于尼龍與玻璃鋼屬相異材質，兩者難以固結為一體，使用過程中易出現(xiàn)脫殼，而且還同樣存在著承載力弱的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供一種在使用過程中不會因其引發(fā)局部瓦斯爆炸及粉塵自燃的、承載力優(yōu)異的錨桿。
本發(fā)明的目的還在于提供一種具有工藝步驟少、加工效率高、保障獲得具有良好承載力的錨桿的加工工藝。
本發(fā)明的目的又在于提供一種錨桿的加工工藝所用的裝置，結構簡單、可實現(xiàn)錨桿加工工藝簡單、便捷。
本發(fā)明的目的是這樣來達到的，一種錨桿，包括玻璃鋼材質的具肋92的桿體9和位于桿體9尾部的表面具螺紋93的桿尾端91，所述的桿尾端91一體地擴設于桿體9的尾部，其表面的螺紋93為全螺紋。
本發(fā)明所述的螺紋93為右旋螺紋。
本發(fā)明的還一目的是這樣來達到的，一種錨桿的加工工藝，其是將自紗架機構上引出的若干根無堿或中堿的玻璃纖維絲在導絲機構的導引下引入到樹脂含浸機構的盛裝有浸膠液的浸膠容器，使各玻璃纖維絲上含浸浸膠液；繼而引入預成型機構，使若干根含浸浸膠液后的玻璃纖維絲結并成纜狀；再引入到模壓機構的桿體模、桿尾端模中加熱模壓成型，同時向桿尾端模中補注浸膠液，控制加熱溫度為120℃～135℃，保持3～5分鐘后脫模，得到錨桿；最后由卡拉機構將錨桿銜至切割平臺切割成所需長度。
本發(fā)明所述的浸膠液是由以下重量份比的原料制成，972樹脂100份、固化劑3～5份、促進劑2～5份、阻燃劑3～5份、填充料5～10份、脫模油1～2份。
本發(fā)明所述的固化劑為叔丁脂、促進劑為過氧化二苯甲酰、填充料為氫氧化鋁和滑石粉中的任意一種、阻燃劑為三氧化二銻和十溴聯(lián)苯醚中的任意一種。
本發(fā)明的錨桿的加工工藝更可通過配套的裝置來實現(xiàn)，該裝置包括紗架機構1、用于導引自紗架機構1上引出的玻璃纖維絲的導絲機構2、供玻璃纖維絲含浸浸膠液的樹脂含浸機構3、 用于將含浸過浸膠液后的若干根玻璃纖維絲集攏成纜狀的預成型機構4、用于把從預成型機構4引出的纜狀的玻璃纖維繩進行熱固化的模壓機構5、用于將由模壓機構5壓制成型后的錨桿曳引至切割平臺10切割的卡拉機構8、驅動模壓機構5的模具開/合及驅使卡拉機構8移動的液壓動力機構6、分別與模壓機構5和液壓動力機構6電氣連接的電氣控制箱7，所述的模壓機構的桿尾端模59的側部開設有與其模腔594相通的用于向模腔594中補注浸膠液的補料孔597。
本發(fā)明所述的補料孔597開設在桿尾端模59的上半模591側部。
本發(fā)明所述的補料孔597開設在桿尾端模59的下半模592側部偏上方。
本發(fā)明所述的預成型機構4由支架41、成型套42、固定架43、固定螺桿44、導絲盤45、預成型套46構成，支架41固定在模壓機構的機架51上，成型套42固定在支架41上，成型套42中央具有一喇叭形的第二成型孔421，固定架43固置在支架41上，固定螺桿44的一端與成型套42相固，中部與固定架43相固，另一端與導絲盤45相固定，預成型套46與固定架43相固，預成型套46中央有第一喇叭形的第一成型孔461，第一成型孔461與第二成型孔421相對應，第二成型孔421與模壓機構的桿體模56的模腔相對應。
本發(fā)明的錨桿和其加工工藝以及該工藝所用的裝置與已有技術相比的不同之處在于1.錨桿的桿尾端91上的螺紋93為一體壓制的全螺紋，承載力可提高五分之二；2.在壓制過程中可向桿尾端模91的模腔594補料，防止桿尾端91因缺料而形成半螺紋，每加工一枚錨桿僅需3～5分鐘，因而效率高；3.設備的結構簡單、能方便和快速地加工出錨桿。
附圖及圖面說明圖1為已有技術中的錨桿的結構圖。
圖2為已有技術中的另一種錨桿的結構圖。
圖3為本發(fā)明的錨桿的結構圖。
圖4為本發(fā)明的錨桿的一個應用實例圖。
圖5為本發(fā)明所述的裝置的示意圖。
圖6為圖5的詳細結構圖。
圖7為本發(fā)明裝置中的預成型機構4的結構圖。
圖8為本發(fā)明裝置中的模壓機構5的桿尾端模59的結構圖。
具體實施例方式
請見圖3，申請人給出了本發(fā)明的錨桿的具體結構，其包括桿體9和桿尾端91，桿體9和桿尾端91由模具一體壓制成型。材質為純玻璃鋼，在壓制成型時，桿體9上的肋92和桿尾端91上的螺紋93隨之成型。其中桿尾端91上的螺紋93以形成為順旋螺紋為宜，但并不意味著非得采用順旋螺紋不可，僅是依據常規(guī)而言，螺紋93的旋向習慣取順旋。由于在壓制錨桿的工藝過程中，通過向桿尾端91補充浸膠液，這樣加工出的錨桿的桿尾端91上便不會出現(xiàn)象圖1所示的錨桿那樣因缺料而造成缺失螺紋部分的空白區(qū)域。經申請人測試表明，本發(fā)明結構的錨桿的承載力可達到80KN，而圖1所示的半螺紋的錨桿的承載力僅為50KN。此外，本發(fā)明的錨桿采用一體一次性壓制成型，也不需要象圖2所示的錨桿那樣對桿尾端91以包裹尼龍后再行壓制出全螺紋。
請見圖4，示意了將本發(fā)明的錨桿應用到煤礦井巷中的一個實施例，一般而言，對煤礦井巷的巷壁每平方米依需設置多枚錨桿(通常為10枚)，先在巷道壁上鉆制出用于插入桿體9的孔，再向孔內放入習慣稱之為藥包的粘結凝固劑，即錨固劑，然后將桿體9插入到孔內，當桿體9的前端觸及藥包，致使藥包散包即破裂，從而由粘結凝固劑使桿體9與孔壁牢固地結為一起。桿尾端91伸展在巷壁外，將帽蓋94套置其上，再用螺帽95螺固，從而完成了對巷壁的錨固。帽蓋94、螺帽95均為非金屬材料。由于本發(fā)明的錨桿不具有金屬件，因此可以放心地應用，無須擔憂由其引發(fā)礦巷局部瓦斯爆炸或粉塵自燃。
請見圖5并結合圖6、7、8，本發(fā)明所述的紗架機構1包括架體11、用于插置紗件13的插芯12，架體11為框架結構，插芯12有多列，每列有多個，彼此間隔一定距離。
本發(fā)明的導絲機構2包括過絲板支架21、第一過絲板22、第二過絲板23、第三過絲板24，第一過絲板22安裝于過絲板支架21上，第二、三過絲板23、24設置在樹脂含浸機構3上，第一、二、三過絲板22、23、24彼此相隔一定距離，在它們的板體上分別分布有若干第一、二、三導絲孔221、231、241。
本發(fā)明的樹脂含浸機構3包括浸膠容器支架31、浸膠容器33、壓絲桿32，浸膠容器33安置于浸膠容器支架31上壓絲桿32的兩端固定在浸膠容器33的容腔中，其作用是使行進而至的玻璃纖維絲131漫經置于浸膠容器33中的浸膠液34，以便讓玻璃纖維絲131沾附浸膠液34。在浸膠容器33之一端延接有一回料槽331的一端，回料槽331的另一端固定到預成型機構4的支架41上?；亓喜?31的作用是用于接納由玻璃纖維絲131上瀝落的浸膠液34以及將預成型機構3排出的剩余的浸膠液34回引至浸膠容器33。前述的導絲機構2的第二、三過絲板23、24固定在浸膠容器支架31的兩側。
本發(fā)明所述的預成型機構4通過其支架41用固定螺釘經其上的螺孔411固定在模壓機構5上，成型套42既可以在支架41上加工而成，也可以另行制作后與支架41螺固或鉚固或焊固。同例，預成型套46既可以在固定架43上加工而成，也可以另行加工后與固定架43螺固或鉚固或焊固。預成型套46的第一成型孔461與成型套42的第二成型孔421相對應。所述的導絲盤45通過螺帽固定在一對固定螺桿44的一端端部，其上分布有若干導絲孔451。該預成型機構4的作用是使經由導絲盤45上的導絲孔451導入的沾附有浸膠液34后的若干根中堿或無堿玻璃纖維絲131在經第一成型孔461后得到集攏，進而經第二成型孔421充分集攏而合并成纜狀，以供模壓機構5壓制。
本發(fā)明的模壓機構5包括機架51、合/脫模油缸52、上、下壓板54、55、上壓板支架53，上、下電熱板57、58、桿體模56、桿尾端模59，多個(圖中為3個)合/脫模油缸52安裝在機架51內，由油管521與液壓動力機構6油路聯(lián)接，其缸柱522的前端端部與下壓板55固定，而上壓板54固定在上壓板支架53上，上壓板支架53固定在機架51上，上、下電熱板57、58分別固定在上、下壓板54、55上，上、下電熱板57、58內分別敷設電加熱元件571、581，電加熱元件571、581為電加熱管。桿體模56的上、下模分別與上、下電熱板57、58相固，桿尾端模59的上半模591由其上的固定連接孔596與上電熱板57貼合固定，下半模592則與下電熱板58貼合固定。上、下半模591、592之間形成的模腔594與桿體模56的模腔相通并處于同一直線上。上、下半模591、592上的上、下半模螺紋595、593相互配合成全螺紋。在上半模591的任一側部開設有與模腔594相通的補料孔597，通過該補料孔597可以向模腔594中補入浸膠液34。此外還可以在補料孔597上延設一引料管，藉由其將料液引入模腔594。補料時，可以通過手執(zhí)補料壺等的方式向補料孔597中補料。
本發(fā)明的液壓動力機構6包括動力箱架61、電機62、油泵63、油箱64、分配閥65、油管66，它們彼此之間聯(lián)接成一個完整的液壓控制系統(tǒng)，該液壓控制系統(tǒng)可以采用中國江蘇省海門市益平液壓設備有限公司生產的液壓站。只要將該液壓站購入后用油管66與本發(fā)明的卡拉機構8油路連接以及由油管521與本發(fā)明的模壓機構的合/脫模油缸52與油路聯(lián)接即可。
本發(fā)明的電氣控制箱7由線路分別與模壓機構5的諸電加熱元件571、581以及液壓動力機構6的電機62電氣連接。
本發(fā)明的卡拉機構8包括卡拉器支架81、卡拉油缸82、連接軸83、一組滾輪84、壓板85、壓板座86、滾輪87、出模油缸88、導軌89，卡拉器支架81通過滾輪87設置于導軌89上，卡拉油缸82安裝于卡拉器支架81上，連接軸83之一端與卡拉器支架81連接，另一端與出模油缸88的缸柱881連接，一組滾輪84設于液壓機構6的動力箱架61的架體平臺上，壓板85分為上、下壓板，上壓板固置于卡拉油缸82的缸柱821上，下壓板通過壓板座86與卡拉器支架81固定，出模油缸88設在液壓動力機構6的動力箱架61內，導軌89設在導軌支架上。
本發(fā)明的切割平臺10延接在卡拉機構8的尾部。
利用本發(fā)明裝置加工錨桿9的具體工藝過程為將一個個玻璃纖維絲盤即紗件13插置于架體11的各插芯12上，從各個紗件13上引出的玻璃纖維絲131分別依次穿過第一、二過絲板22、23上的第一、二導絲孔221、231，然后在壓絲桿32的作用下，迫使各玻璃纖維絲131在經過浸膠容器33時，從浸膠容器33中沾附用100份972樹脂、4份叔丁脂、3份過氧化二苯甲酰、4份三氧化二銻或4份十溴聯(lián)苯醚、8份滑石粉或氫氧化鋁、2份脫模油制成的浸膠液34，再經第三過絲板24上的第三導絲孔241引入到預成型機構4的導絲盤45，經導絲盤45上的導絲孔451引入到預成型套46的第一成型孔461，繼而引入到成型套42的第二成型孔421，使玻璃纖維絲131結并成纜繩狀態(tài)，進而地引至模壓機構5的桿體模56的模腔和桿尾端模59的模腔594，此時在液壓動力機構6的作用下，諸合/脫模油缸52進油，其缸柱522從缸體內外伸，帶動下壓板55上移，由于敷設有電加熱元件581的下電熱板58是與下壓板55相固定的，又由于桿體模56的下半模和桿尾端模59的下半模592是與下電熱板58貼固的，因此在缸柱522推動下壓板55上移時，使桿體模56、桿尾端模59合模，與此同時諸如電加熱元件571、581通電加熱，使位于桿體模56的模腔和桿尾端模59的模腔594中的纜狀的玻璃纖維繩產生固化，在熱固化的過程中，既可手工也可通過自動的方式向桿尾端模59的上半模591上的補料孔597中補灌浸膠液。熱固化時間控制為3分鐘，溫度控制為125℃，時間和溫度分別由電氣電路中的控制部件來執(zhí)行。一俟熱固化過程完成，與前述原理相反地缸柱522回縮，直至完成脫模，此時在液壓動力機構6的作用下，卡拉機構8的出模油缸88、卡拉油缸82作相應的協(xié)調動作，出模油缸88的缸柱881向右伸出，推動夾持有錨桿的卡拉器支架81向左位移，直至把錨桿從模具中拉離，饋至切割平臺10按所需的尺寸切斷。由于前述的動作是構成為一個連貫體的，因此，從紗件13上引出玻璃纖維絲131的動作起始至切割平臺10切割的全過程是連續(xù)進行的， 所以加工效率比較高，使用單臺本發(fā)明裝置可年產15萬根以上。
權利要求
1.一種錨桿，它包括玻璃鋼材質的具肋(92)的桿體(9)和位于桿體(9)尾部的表面具螺紋(93)的桿尾端(91)，其特征在于所述的桿尾端(91)一體地擴設于桿體(9)的尾部，其表面的螺紋(93)為全螺紋。
2.根據權利要求1所述的錨桿(9)，其特征在于所述的螺紋(93)為右旋螺紋。
3.一種錨桿的加工工藝，其特征在于其是將自紗架機構上引出的若干根無堿或中堿的玻璃纖維絲在導絲機構的導引下引入到樹脂含浸機構的盛裝有浸膠液的浸膠容器，使各玻璃纖維絲上含浸浸膠液；繼而引入預成型機構，使若干根含浸浸膠液后的玻璃纖維絲結并成纜狀；再引入到模壓機構的桿體模、桿尾端模中加熱模壓成型，同時向桿尾端模中補注浸膠液，控制加熱溫度為120℃～135℃，保持3～5分鐘后脫模，得至錨桿；最后由卡拉機構將錨桿銜至切割平臺切割成所需長度。
4.根據權利要求3所述的錨桿的加工工藝，其特征在于所述的浸膠液是由以下重量份比的原料制成，972樹脂100份、固化劑3～5份、促進劑2～5份、阻燃劑3～5份、填充料5～10份、脫模油1～2份。
5.根據權利要求4所述的錨桿的加工工藝，其特征在于所述的固化劑為叔丁脂、促進劑為過氧化二苯甲酰、填充料為氫氧化鋁和滑石粉中的任意一種、阻燃劑為三氧化二銻和十溴聯(lián)苯醚中的任意一種。
6.一種錨桿的加工工藝所用的裝置，它包括紗架機構(1)、用于導引自紗架機構(1)上引出的玻璃纖維絲的導絲機構(2)、供玻璃纖維絲含浸浸膠液的樹脂含浸機構(3)、用于將含浸過浸膠液后的若干根玻璃纖維絲集攏成纜狀的預成型機構(4)、用于把從預成型機構(4)引出的纜狀的玻璃纖維繩進行熱固化的模壓機構(5)、用于將由模壓機構(5)壓制成型后的錨桿曳引至切割平臺(10)切割的卡拉機構(8)、驅動模壓機構(5)的模具開/合及驅使卡拉機構(8)移動的液壓動力機構(6)、分別與模壓機構(5)和液壓動力機構(6)電氣連接的電氣控制箱(7)，其特征在于所述的模壓機構的桿尾端模(59)的側部開設有與其模腔(594)相通的用于向模腔(594)中補注浸膠液的補料孔(597)。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述的補料孔(597)開設在桿尾端模(59)的上半模(591)側部。
8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述的補料孔(597)開設在桿尾端模(59)的下半模(592)側部偏上方。
9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述的預成型機構(4)由支架(41)、成型套(42)、固定架(43)、固定螺桿(44)、導絲盤(45)、預成型套(46)構成，支架(41)固定在模壓機構的機架(51)上，成型套(42)固定在支架(41)上，成型套(42)中央具有一喇叭形的第二成型孔(421)，固定架(43)固置在支架(41)上，固定螺桿(44)的一端與成型套(42)相固，中部與固定架(43)相固，另一端與導絲盤(45)相固定，預成型套(46)與固定架(43)相固，預成型套(46)中央有第一喇叭形的第一成型孔(461)，第一成型孔(461)與第二成型孔(421)相對應，第二成型孔(421)與模壓機構的桿體模(56)的模腔相對應。
全文摘要
一種錨桿和其加工工藝以及該工藝所用的裝置，屬于煤礦井巷用錨固件及其加工技術領域。在一套包括紗架機構、導絲機構、樹脂含浸機構、預成型機構、模壓機構、卡拉機構、液壓動力機構、電氣箱、切割平臺構成的裝置上將若干根玻璃纖維絲在含浸浸膠液后集攏成纜狀引入模具，并且通過向模壓機構的桿尾端模模腔中補料，以120～135℃、3～5分鐘作熱固化成型，出模后所獲得的材質為純玻璃鋼的錨桿的桿尾端為全螺紋。本發(fā)明具有所獲得的錨桿的承載力優(yōu)異、加工工藝步驟少、加工效率高，設備配置簡單、合理的優(yōu)點。
文檔編號B23G7/00GK1584294SQ200410044979
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月2日 優(yōu)先權日2004年6月2日
發(fā)明者阮紅兵, 錢建華, 周愛江, 張進才, 黃宗昌, 李旭東 申請人:蘇州求是支護器材有限公司