一种多级可调的恒阻大变形锚杆

1.本发明涉及巷道支护技术领域，特别是涉及一种多级可调的恒阻大变形锚杆。


背景技术：

2.在煤矿巷道支护中，锚杆是应用最广、用量最多的支护设备。随着开采深度的不断加深，巷道围岩常常表现出大变形的特点，具体表现为软岩大变形、岩爆大变形、冲击大变形、瓦斯突出大变形。但是现有的锚杆延伸率低，不能适应巷道围岩大变形的特点。当围岩出现较大变形时，由于变形初期能量较大，巷道围岩的变形能超出锚杆所能承受的范围，将导致锚杆等支护设备失效，进而造成巷道冒顶、塌方等事故，并且现有技术中的锚杆不具备调节恒阻值的效果，在实际应用中具有局限性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种多级可调的恒阻大变形锚杆，以解决现有技术存在的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多级可调的恒阻大变形锚杆，包括：
5.杆体；
6.转芯，所述转芯外套设有套筒，所述套筒的一端设置为开放端，所述杆体贯穿所述转芯和所述套筒；所述转芯包括若干圆柱体，相邻任意两所述圆柱体之间转动连接；
7.滑块，所述滑块通过限位件转动连接在所述杆体上，所述滑块由若干限位板一体成型设置，所述限位板的截面为等边梯形结构，若干所述限位板等高，且若干所述限位板斜边不等长，若干所述限位板轴线重合；若干所述圆柱体中部开设有与所述滑块形状适配的限位孔；所述滑块的尖端插入到所述限位孔内，且所述限位孔孔口处外壁与所述滑块外壁抵接。
8.优选的，所述限位件包括周向等间距设置的若干弧形板，若干所述弧形板围成一个圆管结构，所述弧形板的外弧面上等间距固接有若干扇形块，若干所述弧形板上位于同一平面上的若干扇形块构成一个限位环，任意相邻两所述限位环之间设置有钢箍，若干所述弧形板外套设有若干钢箍。
9.优选的，若干所述弧形板内壁与所述杆体外壁通过螺纹连接，所述滑块底面中部开设有转动孔，所述转动孔内壁上开设有若干与所述限位环相适配的转动槽。
10.优选的，相邻任意两所述圆柱体之间通过转动轴承转动连接。
11.优选的，所述杆体的一端依次贯穿若干所述圆柱体上的所述限位孔、所述套筒外壁和巷道后通过螺母和垫板固定。
12.优选的，所述转芯和所述套筒同轴设置，且所述圆柱体的外壁与所述套筒内壁滑动接触。
13.优选的，任意相邻两所述限位板之间的夹角相等。
14.优选的，还包括转把，所述转把包括转盘，所述转盘的顶面周向等间距固接有若干固定杆的一端，若干所述固定杆的另一端与所述滑块底面固接，所述转盘的底面一侧固接有把手。
15.本发明公开了以下技术效果：本发明中的转芯由若干个实心的圆柱体构成，相邻的圆柱体转动连接，可以实现旋转转芯；锚杆的恒阻值变化通过滑块最长板边与转芯上的限位孔的边长之间的长度差来控制，若滑块的最长边与转芯空洞的最短边对接，则此时的恒阻值最大；若滑块的最长边与转芯限位孔的最长边对接，则此时锚杆的恒阻值最小。若需要调整恒阻值，则通过转动滑块，转动滑块带动前转芯进行同步转动，调节滑块与下一个圆柱体上限位孔的其他边长对接，从而调整恒阻值。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
17.图1为本发明一种多级可调的恒阻大变形锚杆的结构示意图；
18.图2为本发明中转芯的结构示意图；
19.图3为本发明中滑块的结构示意图；
20.图4为本发明中限位件的结构示意图；
21.图5为本发明的剖视图；
22.图6为本发明中滑块的剖视图；
23.其中，1、杆体；2、套筒；3、把手；4、圆柱体；5、滑块；6、限位孔；7、弧形板；8、扇形块；9、钢箍；10、转盘；11、固定杆。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
26.参照图1-6，本发明提供一种多级可调的恒阻大变形锚杆，包括：
27.杆体1；
28.转芯，转芯外套设有套筒2，套筒2的一端设置为开放端，杆体1贯穿转芯和套筒2；转芯包括若干圆柱体4，相邻任意两圆柱体4之间转动连接；
29.滑块5，滑块5通过限位件转动连接在杆体1上，滑块5由若干限位板一体成型设置，限位板的截面为等边梯形结构，若干限位板等高，且若干限位板斜边不等长，若干限位板轴线重合；若干圆柱体4中部开设有与滑块5形状适配的限位孔6；滑块5的尖端插入到限位孔6内，且限位孔6孔口处外壁与滑块5外壁抵接。
30.本发明中的转芯由三个实心的圆柱体4构成，相邻的圆柱体4转动连接，可以实现旋转转芯；锚杆的恒阻值变化通过滑块5最长板边与转芯上的雪花状限位孔6的边长之间的长度差来控制，若滑块5的最长边与转芯空洞的最短边对接，则此时的恒阻值最大；若滑块5的最长边与转芯空洞的最长边对接，则此时锚杆的恒阻值最小。若需要调整恒阻值，则通过转动滑块5，转动滑块5带动前转芯进行同步转动，调节滑块5与下一个圆柱体4上限位孔6的其他边长对接，从而调整恒阻值。
31.圆柱体4中部开设有三个中心重叠长方形形状的限位孔6，相邻的长方形孔夹角角度均为60
°
，形成雪花状空洞，长方体孔长边不等长与滑块5的截面形状相适配。
32.在实际的操作过程中，可避免在对强度低的软弱岩层进行锚固时，由于锚杆本身的强度(即进入恒阻阶段的阈值)过大，当岩层破坏时，锚杆还没进入恒阻阶段，无法起到锚杆的支护效果，岩层依旧会发生崩塌，因此在开始锚固时采用阈值较小恒阻值进行锚固。在对锚固支护的过程中，本发明可以根据岩体的形变程度对锚杆的恒阻值进行调节，设置的滑块5的强度大于设置的圆柱体4的强度，在应对巷道岩体形变的过程中，为达到锚杆适应延长的效果，设置的滑块5会对圆柱体4进行破坏，使滑块5插入到第一个圆柱体4内，此时若需要对恒阻值进行调节，则通过转动转把转动滑块5同时带动第一个破损的圆柱体4进行同步转动，调节滑块5与下一个圆柱体4上限位孔6的相对位置，实现对锚杆恒阻值的调节，大幅度增强了适应性调节的灵活性。
33.进一步优化方案，限位件包括周向等间距设置的若干弧形板7，若干弧形板7围成一个圆管结构，弧形板7的外弧面上等间距固接有若干扇形块8，若干弧形板7上位于同一平面上的若干扇形块8构成一个限位环，任意相邻两限位环之间设置有钢箍9，若干弧形板7外套设有若干钢箍9。
34.设置的四个形板通过钢箍9进行锁定，由于四个弧形板7之间存在间隙，且设置的钢箍9内径与四个弧形板7所围成的圆管结构直径相适配，这样的设置可以在进行滑块5和杆体1的组装时，先将弧形板7插入到滑块5的转动孔内，在贯穿杆体1，同时使杆体1外壁与弧形板7的内壁通过螺纹连接，将四个弧形板7撑开的同时，设置的钢箍9可以实现对弧形板7的限位作用，达到了杆体1与弧形板7固定的作用。
35.进一步优化方案，若干弧形板7内壁与杆体1外壁通过螺纹连接，滑块5底面中部开设有转动孔，转动孔内壁上开设有若干与限位环相适配的转动槽。
36.设置的转动槽与设置的扇形板组成的限位环相适配，起到限位转动的效果，在实现滑块5与杆体1相对位置不变的情况下，实现滑块5在杆体1上转动的效果。
37.进一步优化方案，相邻任意两圆柱体4之间通过转动轴承转动连接。
38.进一步优化方案，杆体1的一端依次贯穿若干圆柱体4上的限位孔6、套筒2外壁和巷道后通过螺母和垫板固定。
39.进一步优化方案，转芯和套筒2同轴设置，且圆柱体4的外壁与套筒2内壁滑动接触。
40.进一步优化方案，任意相邻两限位板之间的夹角相等。
41.进一步优化方案，还包括转把，转把包括转盘10，转盘10的顶面周向等间距固接有若干固定杆11的一端，若干固定杆11的另一端与滑块5底面固接，转盘10的底面一侧固接有把手3。
42.滑块5底部与转把为焊接，方便在锚固土层外通过转动转把来旋转滑块5。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种多级可调的恒阻大变形锚杆，其特征在于，包括：杆体(1)；转芯，所述转芯外套设有套筒(2)，所述套筒(2)的一端设置为开放端，所述杆体(1)贯穿所述转芯和所述套筒(2)；所述转芯包括若干圆柱体(4)，相邻任意两所述圆柱体(4)之间转动连接；滑块(5)，所述滑块(5)通过限位件转动连接在所述杆体(1)上，所述滑块(5)由若干限位板一体成型设置，所述限位板的截面为等边梯形结构，若干所述限位板等高，且若干所述限位板斜边不等长，若干所述限位板轴线重合；若干所述圆柱体(4)中部开设有与所述滑块(5)形状适配的限位孔(6)；所述滑块(5)的尖端插入到所述限位孔(6)内，且所述限位孔(6)孔口处外壁与所述滑块(5)外壁抵接。2.根据权利要求1所述的一种多级可调的恒阻大变形锚杆，其特征在于：所述限位件包括周向等间距设置的若干弧形板(7)，若干所述弧形板(7)围成一个圆管结构，所述弧形板(7)的外弧面上等间距固接有若干扇形块(8)，若干所述弧形板(7)上位于同一平面上的若干扇形块(8)构成一个限位环，任意相邻两所述限位环之间设置有钢箍(9)，若干所述弧形板(7)外套设有若干钢箍(9)。3.根据权利要求2所述的一种多级可调的恒阻大变形锚杆，其特征在于：若干所述弧形板(7)内壁与所述杆体(1)外壁通过螺纹连接，所述滑块(5)底面中部开设有转动孔，所述转动孔内壁上开设有若干与所述限位环相适配的转动槽。4.根据权利要求1所述的一种多级可调的恒阻大变形锚杆，其特征在于：相邻任意两所述圆柱体(4)之间通过转动轴承转动连接。5.根据权利要求4所述的一种多级可调的恒阻大变形锚杆，其特征在于：所述杆体(1)的一端依次贯穿若干所述圆柱体(4)上的所述限位孔(6)、所述套筒(2)外壁和巷道后通过螺母和垫板固定。6.根据权利要求1所述的一种多级可调的恒阻大变形锚杆，其特征在于：所述转芯和所述套筒(2)同轴设置，且所述圆柱体(4)的外壁与所述套筒(2)内壁滑动接触。7.根据权利要求1所述的一种多级可调的恒阻大变形锚杆，其特征在于：任意相邻两所述限位板之间的夹角相等。8.根据权利要求1所述的一种多级可调的恒阻大变形锚杆，其特征在于：还包括转把，所述转把包括转盘(10)，所述转盘(10)的顶面周向等间距固接有若干固定杆(11)的一端，若干所述固定杆(11)的另一端与所述滑块(5)底面固接，所述转盘(10)的底面一侧固接有把手(3)。

技术总结
本发明公开一种多级可调的恒阻大变形锚杆，包括杆体；转芯，所述转芯外套设有套筒，所述套筒的一端设置为开放端，所述杆体贯穿所述转芯和所述套筒；所述转芯包括若干圆柱体，相邻任意两所述圆柱体之间转动连接；滑块，所述滑块通过限位件转动连接在所述杆体上，所述滑块由若干限位板一体成型设置，所述限位板的截面为等边梯形结构，若干所述限位板等高，且若干所述限位板斜边不等长，若干所述限位板轴线重合；若干所述圆柱体中部开设有与所述滑块形状适配的限位孔；所述滑块的尖端插入到所述限位孔内，且所述限位孔孔口处外壁与所述滑块外壁抵接。本发明可实现调节锚杆的恒阻值，提高灵活性和适应性。灵活性和适应性。灵活性和适应性。


技术研发人员：郭鹏飞 俞丹阳 梁辉斌 胡金柱 田喜春
受保护的技术使用者：绍兴文理学院
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/7/25