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专利号: 2012103417826
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能控制增阻大变形锚杆,其包括:增阻装置(1),螺纹钢杆体(2),锚杆托盘(3),锚杆螺母(4),拉绳式位移计(5),其特征在于:螺纹钢杆体(2)从增阻装置(1)一端中间通入增阻装置(1)内部,由增阻装置(1)内的卡瓣卡紧,并且在增阻装置(1)内部的螺纹钢杆体(2)一端连接位移计钢丝(10);拉绳式位移计(5)连接在增阻装置(1)在锚杆螺母外侧的一个凸起上。

2.根据权利要求1所述的智能控制增阻大变形锚杆,其特征在于:锚杆的变形量的测量由拉绳式位移计(5)通过在增阻装置(1)内部将位移计钢丝(10)连接在螺纹钢杆体(2)的一端上得以实现。

3.根据权利要求1所述的智能控制增阻大变形锚杆,其特征在于:所述的增阻装置(1)包括:增阻装置外壳(12),卡瓣(8),加力钢圈(7),形状记忆合金杆(9),绝缘垫圈(11),固定螺母(6),其特征在于:卡瓣(8)的平直的一端和增阻装置外壳(12)焊接连接,在其连接处,卡瓣(8)利用本身的弧度组成之间有均匀间隔距离的圆形分布,加力钢圈(7)安装在卡瓣(8)和增阻装置外壳(12)之间;形状记忆合金杆(9)一端连接在加力钢圈(7)上,另一端穿过绝缘垫圈(11),由固定螺母(6)固定在增阻装置外壳(12)上。

4.根据权利要求3所述的智能控制增阻大变形锚杆,其特征在于:所述增阻装置外壳(12)为圆柱壳体,其在锚杆托盘一端在外表面上有螺纹,在顶部中有一小圆柱体凸起,其中部有一钻孔,其直径能够使得位移计钢丝(10)在孔中自由移动,小圆柱上固定拉绳式位移计(5),在顶部四周有数量等于形状记忆合金杆数量的钻孔,其直径和绝缘垫圈(11)相匹配;在增阻装置外壳(12)的另一端中间留有钻孔,其直径和螺纹钢杆体(2)直径相匹配。

5.根据权利要求3所述的智能控制增阻大变形锚杆,其特征在于:所述卡瓣(8)沿轴线方向旋转而成的体,然后由过轴线的平面切割成瓣状,其材质为硬质合金钢,其外表面为在连接增阻装置外壳(12)的一端为平直的形状,向另一端由平直逐渐过渡到上升的曲线斜坡形状,其母线曲线在笛卡尔坐标中的方程为 ,其中a为卡瓣(8)向内移动的最大距离,b为卡瓣弯曲段的水平长度,且表面较为光滑;内表面在连接增阻装置外壳(12)的一端为平直形状,其平直状一直延伸到超出上表面平直段长度的距离为c时开始弯曲,其母线曲线为抛物线;

卡瓣(8)内表面的平直段紧紧和螺纹钢杆体(2)相接触。

6.根据权利要求3所述的智能控制增阻大变形锚杆,其特征在于:所述加力钢圈(7)为硬质合金钢,加力钢圈(7)截面为矩形,其内径和外径与卡瓣组成圆的外径和增阻装置外壳内径相匹配;钢圈一端连接形状记忆合金杆的面上等距轴对称的布置数量等于形状记忆合金杆且内有螺纹的凹孔,螺纹凹孔直径、螺距与形状记忆合金杆螺纹端的直径、螺距相匹配,加力钢圈(7)内外表面加工光滑;形状记忆合金杆(9)为两端带有连接螺纹的形状记忆合金杆,其表面覆盖有一层绝缘耐高温材料,形状记忆合金杆(9)直径和绝缘垫圈(11)内径相匹配,形状记忆合金杆(9)的安装位置在卡瓣(8)之间的间隔之中与加力钢圈相连接,且轴向和增阻装置的轴线相平行与增阻装置的中轴线称中心对称;绝缘垫圈(11)为纤维增强酚醛树脂材质的绝缘材料,其外形为在同一轴线上的两个不同直径的圆柱体的叠加,内部有直径等于形状记忆合金杆直径的穿孔,且较小外径的圆柱体的外径等于增阻装置(1)具有螺纹一端的钻孔的直径,且长度等于钻孔的深度。

7.根据权利要求3所述的智能控制增阻大变形锚杆,其特征在于:激励电流流经固定螺母(6)、形状记忆合金杆(9)、加力钢圈(7)、增阻装置外壳(12)、锚杆托盘(3)和锚杆螺母(4),与外界的电源组成闭合回路。

8.一种智能控制增阻大变形锚杆的使用方法,其特征在于:智能控制增阻大变形锚杆对于锚杆变形速度超过设定值或者锚杆变形量将要超过设定值的情形时,通过增加锚杆变形阻力来减小锚杆变形速度或者控制变形量不再增加。

9.根据权利要求8所述一种智能控制增阻大变形锚杆的使用方法,其特征在于:智能控制增阻大变形锚杆的锚杆变形速度—变形量按照计算机程序预先设定的其数值关系曲线进行控制。