一种指示垫圈总成及锚杆总成、锚杆总成使用方法与流程

本发明涉及锚杆领域，具体来说是一种指示垫圈总成及可控预应力的锚杆总成。

背景技术：

1、近年来，随着锚杆支护相关理论研究的进一步发展，尤其是锚杆支护在松软、破碎、动压、大跨度以及深部高地应力巷道中的推广和应用，人们逐渐认识到在施工过程中对锚杆施加一定的预应力能够显著改善巷道支护的效果。

2、研究证明：当锚杆预应力达到60～70kn以上时，可以基本阻止巷道顶板的下沉。

3、随着锚杆支护的进一步发展，我国的锚杆支护理论、设计和施工技术等诸方面必将全面进入到一个自觉应用高预应力的新阶段。

4、锚杆的预应力(安装应力)对主动支护体系—锚杆支护系统来说非常关键，锚杆支护系统必须有足够的预应力才能防止顶板离层和松动圈的进一步发展，尽可能控制围岩的早期变形。

5、在我国的煤矿现场，锚杆安装存在以下问题:

6、一、施工人员对锚杆支护理论的系统认识不够，锚杆安装时，预应力达不到设计要求，严重影响了锚杆的支护效果。

7、二、现有锚杆预应力监测设备较少且操作极不方便。

8、现有预应力施加主要包括两类方法，(1)拉拔杆体达到一定力值后，锁紧螺母，再释放杆体；(2)直接旋转螺母，当对螺母的扭矩达到一定值后，松开螺母即可。

9、前述方法(1)存在预应力损失问题，即螺母难以完全锁紧，故在释放杆体时因杆体自身回缩导致杆体所受拉力值会损失一部分，导致不知道安装后杆体上有效预应力值。

10、前述方法(2)采用扭矩控制，故须通过前期试验标定扭矩-预应力对应关系曲线；但是由于该对应关系曲线受构件表面粗糙度、锈蚀度、湿度、螺母装配程度等因素影响，准确率不高且施工环境发生变化时需要重新标定，实用性不高。

11、现有专利cn108397472b-负荷指示垫圈虽然可以实现施加力的控制，但是其不能很好的适用于锚杆领域。

12、所以为了改善或者解决上述至少一个问题，就需要一种新型的检测器具来辅助检测锚杆安装的预应力。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可以用于锚杆预应力安装识别判断的指示垫圈总成。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种指示垫圈总成，包括垫圈本体、弹性件以及承载件；所述承载件覆盖在垫圈本体端部；所述弹性件处于所述垫圈本体与承载件之间区域；所述弹性件能够在承载件的挤压下沿远离垫圈本体轴线一侧发生形变移动；所述承载件靠近弹性件一侧设有避让弧形槽；所述垫圈本体上还设有用于弹性件变形外露至垫圈本体外侧的延伸槽。

4、所述垫圈本体包括垫圈体；所述垫圈体上设有第一装配通孔；

5、所述弹性件上设有第二装配通孔；

6、所述承载件包括承载板，所述承载板上设有第三装配通孔。

7、所述垫圈本体远离弹性件一侧为平面。

8、所述垫圈本体上设有嵌设槽；所述弹性件设置在嵌设槽内；所述弹性件最大处厚度大于嵌设槽深度；所述垫圈本体上还设有延伸槽，所述延伸槽与嵌设槽相连通。

9、所述嵌设槽为环形槽，所述嵌设槽与垫圈本体上的第一装配通孔同轴布置；所述垫圈本体上设有多个延伸槽，所述延伸槽在垫圈本体周向均匀分布；每个所述延伸槽均与嵌设槽相连通。

10、所述嵌设槽内设有限位环肋，所述限位环肋分布在垫圈本体上第一装配通孔的边缘处；所述限位环肋与第一装配通孔同轴分布。

11、所述弹性件包括中心垫体，所述中心垫体边缘处设有多个延伸凸起；每个延伸凸起对应有一个延伸槽。

12、所述中心垫体厚度大于延伸凸起厚度。

13、所述承载板呈空心圆台状；所述垫圈本体外侧面为弧形面。

14、一种可控预应力的锚杆总成，包括锚杆杆体，所述锚杆杆体上设有垫板以及紧固螺母，所述锚杆杆体上还设有所述指示垫圈总成；所述指示垫圈总成分布在垫板与紧固螺母之间区域。

15、一种锚杆总成使用方法；所述使用方法包括如下步骤：

16、步骤1：根据锚杆总成中锚杆杆体预应力设计值，选择规格相符的指示垫圈总成；并将选择好的指示垫圈总成装配在锚杆总成的锚杆杆体上；

17、步骤2：将锚杆组装件与施工机具相连，启动施工机具施作锚杆杆体；

18、步骤3：旋转紧固螺母，直至指示垫圈总成中的弹性件外露在垫圈本体侧面；此时撤掉施工机具，完成锚杆杆体安装。

19、本发明的优点在于；

20、本发明公开了一种指示垫圈总成及锚杆总成、锚杆总成使用方法。

21、本发明通过垫圈本体、弹性件以及承载件配合使用，可以在实际使用过程中，通过观察弹性件是否在垫圈本体上外露来判断锚杆杆体的预应力，当超过特定预应力后，弹性件发生形变而外露在垫圈本体外侧，当操作人员发现弹性件外露与垫圈本体外侧，则锚杆预应力到达设定值；也就是，本发明公开的指示垫圈总成具有提醒作用，方便操作人员识别判断。

22、同时，具有该指示垫圈总成的锚杆总成，当弹性件外露与垫圈本体后，则代表锚杆杆体预应力达到设定标准，停止向紧固螺母施加外力，基于上述设计，能够直接、准确指示锚杆杆体轴力是否达到预应力设计值；具有极好的使用效果。

技术特征：

1.一种指示垫圈总成，其特征在于，包括垫圈本体、弹性件以及承载件；所述承载件覆盖在垫圈本体端部；所述弹性件处于所述垫圈本体与承载件之间区域；所述承载件靠近弹性件一侧设有避让弧形槽；所述垫圈本体上还设有用于弹性件变形外露至垫圈本体外侧的延伸槽，所述弹性件能够在承载件的挤压下沿远离垫圈本体轴线一侧发生形变移动。

2.根据权利要求1所述的一种指示垫圈总成，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种指示垫圈总成，其特征在于，所述垫圈本体远离弹性件一侧为平面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种指示垫圈总成，其特征在于，所述垫圈本体上设有嵌设槽；所述弹性件设置在嵌设槽内；所述弹性件最大处厚度大于嵌设槽深度；所述延伸槽与嵌设槽相连通。

5.根据权利要求4所述的一种指示垫圈总成，其特征在于，所述嵌设槽为环形槽，所述嵌设槽与垫圈本体上的第一装配通孔同轴布置；所述垫圈本体上设有多个延伸槽，所述延伸槽在垫圈本体周向均匀分布；每个所述延伸槽均与嵌设槽相连通。

6.根据权利要求3所述的一种指示垫圈总成，其特征在于，所述嵌设槽内设有限位环肋，所述限位环肋分布在垫圈本体上第一装配通孔的边缘处；所述限位环肋与第一装配通孔同轴分布。

7.根据权利要求3所述的一种指示垫圈总成，其特征在于，所述弹性件包括中心垫体，所述中心垫体边缘处设有多个延伸凸起；每个延伸凸起对应有一个延伸槽。

8.根据权利要求2所述的一种指示垫圈总成，其特征在于，所述承载板呈空心圆台状；所述垫圈本体外侧面为弧形面。

9.一种可控预应力的锚杆总成，其特征在于，包括锚杆杆体，所述锚杆杆体上设有垫板以及紧固螺母，所述锚杆杆体上还设有如权利要求1-8任一项所述指示垫圈总成；所述指示垫圈总成分布在垫板与紧固螺母之间区域。

10.一种如权利要求9所述的锚杆总成使用方法，其特征在于，

技术总结本发明涉及锚杆领域，具体来说是一种指示垫圈总成及可控预应力的锚杆总成，包括垫圈本体、弹性件以及承载件；所述承载件覆盖在垫圈本体端部；所述弹性件处于所述垫圈本体与承载件之间区域；所述弹性件能够在承载件的挤压下沿远离垫圈本体轴线一侧发生形变移动；所述承载件靠近弹性件一侧设有避让弧形槽；所述垫圈本体上还设有用于弹性件变形外露至垫圈本体外侧的延伸槽；本发明通过垫圈本体、弹性件以及承载件配合使用，可以在实际使用过程中，通过观察弹性件是否在垫圈本体上外露来判断锚杆杆体的预应力大小。技术研发人员：马伟斌,张金龙,邹文浩,郭小雄,安哲立,姚京川,张敏,王旭,马士伟,杜晓燕,徐湉源,赵鹏,王志伟,柴金飞,许学良,赵洪勇,方雨菲,王子洪,马召辉,李尧,袁振宇,罗驰,高红杰,郑泽福,徐浩田,王勇,张森,马晓璇,李山朵受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/23