專利名稱：復(fù)合材料錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采礦作業(yè)中的井下巷道的支護(hù)器材，尤其涉及一種主要用于礦山巷道、隧道、斜坡、地基基礎(chǔ)、擋土墻等場(chǎng)合的一種復(fù)合材料錨桿。
背景技術(shù)：
隨著礦山巷道、隧道、邊坡、地基基礎(chǔ)、擋土墻等場(chǎng)合錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，錨桿的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
原有錨桿主要有金屬錨桿，但由于井下巷道的作業(yè)中一般使用機(jī)械化作業(yè)，采煤機(jī)與金屬錨桿相碰撞易產(chǎn)生火花，引起瓦斯爆炸，很不安全。而且，金屬錨桿還存在易腐蝕的問(wèn)題。木錨桿、竹錨桿其強(qiáng)度受到很大的限制，其頭部、尾部難于固定，其還存在如腐蝕問(wèn)題、錨固力低下等問(wèn)題。
近年來(lái)，一種采用玻璃鋼材質(zhì)的錨桿出現(xiàn)了，專利CN1217418公開(kāi)了一種玻璃鋼錨桿及其制造方法，這種錨桿分為桿體和桿尾兩部分，桿體部分為純玻璃鋼，是玻璃纖維紗經(jīng)浸膠、上模、脫模等工序而制成；玻璃鋼桿體的一端呈左旋麻花狀，另一端連接桿尾部分；桿尾部分是一段與桿體固定在一起的金屬螺桿。
CN2498332公開(kāi)了一種壓痕金屬套管式玻璃鋼柔性錨桿，它由玻璃鋼桿體和金屬套管錨尾組成。金屬套管錨尾連接采用將金屬套管與其套接的桿體段整體固接在一起，即在成型玻璃鋼桿體的過(guò)程中，在金屬套管與玻璃鋼桿體相套接的一段長(zhǎng)度上的某個(gè)(或某些)部位上，擠壓出一個(gè)或幾個(gè)帶有一定錐度的壓痕凹槽，使金屬套管與玻璃鋼桿體整體固接在一起。
上述公開(kāi)的兩種玻璃鋼錨桿，其錨桿尾均為金屬桿件，其仍然無(wú)法避免易腐蝕的問(wèn)題，以及容易與采煤機(jī)相撞，損壞采煤機(jī)、產(chǎn)生火花引起煤塵、瓦斯爆炸等事故。
CN2382840公開(kāi)了一種全玻璃鋼錨桿，它由桿體、錨頭和錨尾組成，其特征在于桿體的一端頭固接有錨頭，錨頭的四周均布有左旋凸起，桿體的另一端頭粘接有錨尾，錨尾上設(shè)有螺紋，桿體中的玻璃纖維呈左旋分布。桿體的另一端帶有錐度，錨尾套管內(nèi)孔呈圓臺(tái)形，其錐度與桿體另一端的錐度相配合。
CN2476643公開(kāi)了一種玻璃鋼錨桿，它包括桿體、錨頭、錨尾，錨桿桿體、錨頭、錨尾全用復(fù)合材料制成，錨桿整體為繩狀結(jié)構(gòu)，桿體的錨頭逐漸壓制為扁形，桿體的錨尾上設(shè)有高強(qiáng)度復(fù)合材料包覆壓制而成螺紋套。
上述玻璃鋼錨桿的桿體雖然制作成繩狀結(jié)構(gòu)，一定程度地提高了錨桿桿體的抗扭/抗剪強(qiáng)度，但其抗扭抗剪強(qiáng)度仍但很低，不能夠滿足使用過(guò)程的需要；其次，螺紋式玻璃鋼錨桿由于表面纖維與內(nèi)部纖維張力不一致，使桿體強(qiáng)度大打折扣；再次，其錨頭和錨尾與帽桿兩者之間的連接方式或采用直接粘結(jié)方式，或采用直接包覆壓制成，其連接強(qiáng)度無(wú)法滿足使用過(guò)程中的抗拉、抗扭的強(qiáng)度需要。
上述所有的錨桿均是在通過(guò)桿體頭部攪碎預(yù)先放置在腔體內(nèi)的樹(shù)脂錨固劑，與錨固劑融合凝固實(shí)現(xiàn)支護(hù)作作用的，其施工時(shí)間長(zhǎng)，成本高。
實(shí)用新型的內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種復(fù)合材料錨桿，其能夠克服現(xiàn)有錨桿的缺陷，使得錨桿的抗扭抗剪強(qiáng)度得以提高。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步目的在于提高桿體頭部、尾部與桿體之間的連接強(qiáng)度。
本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種復(fù)合材料錨桿，其能夠不需要樹(shù)脂錨固劑、能夠自鎖的復(fù)合材料錨桿，從而節(jié)約施工時(shí)間，降低施工成本。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種復(fù)合材料錨桿，其包括桿體和錨尾，其特征在于所述的桿體為拉擠成型的桿狀，一纖維絲當(dāng)桿體在線拉擠過(guò)程中纏繞在所述的桿體表面，在所述的桿體的表面形成螺旋狀的纖維纏繞結(jié)構(gòu)，所述的纖維纏繞結(jié)構(gòu)使桿體的表面呈波浪形狀。
所述的桿體與錨尾配合的表面切割有環(huán)狀凹槽，且所述的錨尾通過(guò)注塑/澆鑄的方式連接于帶有環(huán)狀凹槽的桿體上，以利于錨尾與桿體之間的連接強(qiáng)度。
為了使桿體的頭部較容易地?cái)囁闃?shù)脂藥卷，所述的桿體的頭部為被一斜面切割的尖狀，且在頭部設(shè)有由纖維束纏繞形成的呈左旋狀的凸起。
本實(shí)用新型的錨桿頭部可以不制成扁錐狀，而是在所述的桿體頭部設(shè)有一自鎖結(jié)構(gòu)，以使本實(shí)用新型可以省略藥卷，直接通過(guò)自鎖結(jié)構(gòu)所固錨桿。
其中，所述的自鎖結(jié)構(gòu)包括內(nèi)套和C形開(kāi)口環(huán)，所述的內(nèi)套設(shè)于桿體的頭部，其外表面有防止C形開(kāi)口環(huán)向桿體頭部方向移動(dòng)的止退機(jī)構(gòu)，所述的C形開(kāi)口環(huán)的外表面設(shè)有向錨尾方向傾斜的倒刺。
所述的止退機(jī)構(gòu)為設(shè)在內(nèi)套的外表面、沿頭部至尾部漸小的錐狀；或者為設(shè)在內(nèi)套的外表面的凸起止口。
所述的桿體與自鎖機(jī)構(gòu)的內(nèi)套配合的表面切割有環(huán)狀凹槽，且所述的內(nèi)套通過(guò)注塑/澆鑄的方式連接于帶有環(huán)狀凹槽的桿體上。
所述的自鎖機(jī)構(gòu)為2-5個(gè)，其每個(gè)內(nèi)套為聯(lián)為一體。
所述的倒刺為5-30排。
由于采用上述技術(shù)方案，在桿體成型時(shí)纏繞有纖維纏繞結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了桿體的抗扭/抗剪切強(qiáng)度，與現(xiàn)有的玻璃鋼錨桿相比提高強(qiáng)度50％。錨桿桿體的頭部呈扁錐狀，且在桿體頭部螺旋狀的纏繞玻璃纖維絲(左旋)，形成左旋狀的凸起，用于增強(qiáng)對(duì)樹(shù)脂藥卷的攪拌，以及在樹(shù)脂藥卷凝固時(shí)，增大桿體與藥卷的接觸面積。
本實(shí)用新型的桿體頭部也可以不采用扁錐狀，而是在桿體頭部設(shè)有自鎖結(jié)構(gòu)，不需要樹(shù)脂藥卷，在旋轉(zhuǎn)錨桿尾部的螺栓，通過(guò)自鎖機(jī)構(gòu)上的倒刺，使錨桿鎖緊。在錨尾與桿體之間，以及內(nèi)套與桿體頭部之間，可在桿體上切割出環(huán)向凹槽，采用注塑/澆鑄的方式形成內(nèi)套和錨尾，環(huán)向凹槽的作用在于提高兩者之間的連接強(qiáng)度。
本實(shí)用新型的錨桿的復(fù)合材料是指高分子聚合物基復(fù)合材料，例如玻璃鋼、碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料，其不僅節(jié)約了鋼材，避免了鋼材對(duì)采煤機(jī)的損害和不安全因素，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。而且錨桿的纖維纏繞結(jié)構(gòu)提高了桿體抗拉強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度，其錨尾和桿體之間、自鎖機(jī)構(gòu)的內(nèi)套與桿體之間的結(jié)構(gòu)合理，連接強(qiáng)度高，具有廣泛的實(shí)用性。與現(xiàn)有錨桿相比，本實(shí)用新型產(chǎn)品具有耐腐蝕、強(qiáng)度高、重量輕、可切割。自鎖不需要錨固劑。安裝成本及使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的復(fù)合材料錨桿的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的縱剖視圖；圖3是本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的A-A剖視圖。
其中1桿體 2錨尾 3纖維絲4纖維纏繞結(jié)構(gòu) 11環(huán)狀凹槽 12凸起5自鎖結(jié)構(gòu) 51內(nèi)套 52C形開(kāi)口環(huán)53倒刺7螺帽
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1、圖2，圖中展示了一種復(fù)合材料錨桿，其包括桿體1和錨尾2，所述的桿體1為拉擠成型的桿狀，一纖維絲3當(dāng)桿體在線拉擠過(guò)程中纏繞在所述的桿體表面，在所述的桿體1的表面形成螺旋狀的纖維纏繞結(jié)構(gòu)4，所述的纖維纏繞結(jié)構(gòu)4使桿體1的表面呈波浪形狀；纖維纏繞結(jié)構(gòu)4可以增加桿體1的抗扭/抗剪切強(qiáng)度；所述的桿體1與錨尾2配合的表面切割有環(huán)狀凹槽11，且所述的錨尾2通過(guò)注塑/澆鑄的方式連接于帶有環(huán)狀凹槽11的桿體1上；所述的桿體1的頭部為被一斜面切割的尖狀，且在頭部設(shè)有呈左旋狀的凸起12，凸起12是由纖維束浸泡樹(shù)脂后在桿體頭部進(jìn)行纏繞形成的。桿體1的與錨尾配合的部分設(shè)有環(huán)向凹槽11，增加了錨尾2與桿體1的連接強(qiáng)度，使產(chǎn)品強(qiáng)度更可靠，更穩(wěn)定；桿體的頭部呈扁錐狀、設(shè)有環(huán)狀凸起12有利于攪碎樹(shù)脂藥卷。
參見(jiàn)圖3、圖4，圖中展示了另一實(shí)施例，一種復(fù)合材料錨桿，其包括桿體1和錨尾2，所述的桿體1為拉擠成型的桿狀，一纖維絲3當(dāng)桿體1在線拉擠過(guò)程中纏繞在所述的桿體1表面，在所述的桿體1的表面形成螺旋狀的纖維纏繞結(jié)構(gòu)4，所述的纖維纏繞結(jié)構(gòu)4使桿體1的表面呈波浪形狀。與上一實(shí)施例不同之處在于所述的桿體1頭部進(jìn)一步設(shè)有一自鎖結(jié)構(gòu)5，所述的自鎖結(jié)構(gòu)5包括3個(gè)連為一體的內(nèi)套51，在內(nèi)套51外套裝有3個(gè)C形開(kāi)口環(huán)52，所述的內(nèi)套51固設(shè)于桿體1的頭部，其外表面呈沿頭部至尾部漸小的錐狀，以阻止桿體1向后退，其也可以制作成凸起止口狀(圖中未示)，在所述的C形開(kāi)口環(huán)52的外表面設(shè)有朝向錨尾2的倒刺53，所述的倒刺53沿縱向?yàn)?0排。所述的桿體1與自鎖機(jī)構(gòu)5的內(nèi)套51配合的表面切割有環(huán)狀凹槽11，且所述的內(nèi)套51通過(guò)注塑/澆鑄的方式連接于帶有環(huán)狀凹槽11的桿體1上。
本實(shí)施例的錨桿在使用時(shí)，先在需要支護(hù)的墻面鉆與桿體大小合適的孔，然后直接插入本錨桿，裝上背板(圖中未示)和螺帽7，通過(guò)自鎖機(jī)構(gòu)可以直接緊固，即可實(shí)現(xiàn)支護(hù)效果。增加自鎖機(jī)構(gòu)5可以不使用樹(shù)脂錨固劑的情況下，解決錨固的問(wèn)題，同時(shí)提高了安裝效率，節(jié)省了安裝成本和使用成本；與現(xiàn)有錨桿相比，本實(shí)用新型產(chǎn)品具有耐腐蝕、強(qiáng)度高、重量輕、可切割，不需要錨固劑，自鎖及安裝成本和使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合材料錨桿，其包括桿體和錨尾，其特征在于所述的桿體為拉擠成型的桿狀，一纖維絲當(dāng)桿體在線拉擠過(guò)程中纏繞在所述的桿體表面，在所述的桿體的表面形成螺旋狀的纖維纏繞結(jié)構(gòu)，所述的纖維纏繞結(jié)構(gòu)使桿體的表面呈波浪形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料錨桿，其特征在于所述的桿體與錨尾配合的表面切割有環(huán)狀凹槽，且所述的錨尾通過(guò)注塑/澆鑄的方式連接于帶有環(huán)狀凹槽的桿體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料錨桿，其特征在于所述的桿體的頭部為被一斜面切割的尖狀，且在頭部設(shè)有由纖維束纏繞形成的呈左旋狀的凸起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料錨桿，其特征在于所述的桿體頭部進(jìn)一步設(shè)有一自鎖結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料錨桿，其特征在于所述的自鎖結(jié)構(gòu)包括內(nèi)套和C形開(kāi)口環(huán)，所述的內(nèi)套設(shè)于桿體的頭部，其外表面有防止C形開(kāi)口環(huán)向桿體頭部方向移動(dòng)的止退機(jī)構(gòu)，所述的C形開(kāi)口環(huán)的外表面設(shè)有向錨尾方向傾斜的倒刺。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合材料錨桿，其特征在于所述的止退機(jī)構(gòu)為設(shè)在內(nèi)套的外表面、沿頭部至尾部漸小的錐狀；或者為設(shè)在內(nèi)套的外表面的凸起止口。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料錨桿，其特征在于所述的桿體與自鎖機(jī)構(gòu)的內(nèi)套配合的表面切割有環(huán)狀凹槽，且所述的內(nèi)套通過(guò)注塑/澆鑄的方式連接于帶有環(huán)狀凹槽的桿體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料錨桿，其特征在于所述的自鎖機(jī)構(gòu)為2-5個(gè)，其每個(gè)內(nèi)套為聯(lián)為一體。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料錨桿，其特征在于所述的倒刺為5-30排。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種復(fù)合材料錨桿，其包括桿體和錨尾，其中所述的桿體為拉擠成型的桿狀，一纖維絲當(dāng)桿體在線拉擠過(guò)程中纏繞在所述的桿體表面，在所述的桿體的表面形成螺旋狀的纖維纏繞結(jié)構(gòu)。在桿體成型時(shí)纏繞有纖維纏繞結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了桿體的抗扭/抗剪切強(qiáng)度，與現(xiàn)有的玻璃鋼錨桿相比提高強(qiáng)度50％。所述的桿體頭部進(jìn)一步設(shè)有一自鎖結(jié)構(gòu)，可以取消樹(shù)脂藥卷，當(dāng)旋轉(zhuǎn)錨桿尾部的螺栓時(shí)，錨桿向后退，通過(guò)自鎖機(jī)構(gòu)上的倒刺即可使錨桿鎖緊。
文檔編號(hào)E21D21/00GK2632321SQ0326650
公開(kāi)日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2003年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月1日
發(fā)明者弁春林, 王玉清 申請(qǐng)人:弁春林, 王玉清