劉建章

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)大隊(duì)（山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院），山東 濰坊 261021）

1 支護(hù)錨桿強(qiáng)度測試裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖1~3共同所示，支護(hù)錨桿強(qiáng)度測試裝置，包括上表面設(shè)有開關(guān)13的底板1和下表面設(shè)有若干均勻分立柱6的頂板7，底板1與頂板7通過立柱6連接，底板1的上表面設(shè)有電動推桿14，電動推桿14的活動端設(shè)有壓力啟停機(jī)構(gòu)。

圖1 為支護(hù)錨桿強(qiáng)度測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

底板1的表面設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，承載板8的上表面開設(shè)有與固定機(jī)構(gòu)適配的弧形槽81，所述頂板7的下表面設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，所述承載板8的中部開設(shè)有與夾持機(jī)構(gòu)適配的柱形槽82。

壓力開關(guān)10的輸出端和開關(guān)13的輸出端均與電動推桿14的輸入端電連接，開關(guān)13的輸入端和壓力開關(guān)10的輸入端均與外置電源的輸出端電連接。本文所使用的壓力開關(guān)10和電動推桿14等均為現(xiàn)有技術(shù)中的常用電子元件，其工作方式及電路結(jié)構(gòu)均為公知技術(shù)，在此不作贅述。

圖2 為圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 為圖1的仰視結(jié)構(gòu)示意圖

2 固定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

底板1的表面設(shè)有固定機(jī)構(gòu)，承載板8的上表面開設(shè)有與固定機(jī)構(gòu)適配的弧形槽81，固定機(jī)構(gòu)包括側(cè)面開設(shè)有工字槽的固定座3，工字槽內(nèi)滑動設(shè)有工字滑塊2，工字滑塊2上表面設(shè)有固定板4，固定板4的水平段上表面開設(shè)有兩個對稱設(shè)置的有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)均螺紋連接有固定螺栓41，固定螺栓41的底部轉(zhuǎn)動連接有弧形壓板5，在錨桿彎矩測試時，固定板4可以移動，方便于錨桿的放置，再通過弧形壓板5固定，可以限制錨桿的滾動，另外承載板8上開設(shè)的弧形槽81，可以保證在施力后均勻彎曲，且避免側(cè)滑現(xiàn)象發(fā)生，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和安全性。

3 壓力啟停機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電動推桿14的活動端設(shè)有壓力啟停機(jī)構(gòu)，壓力啟停機(jī)構(gòu)包括承載板8，承載板8的上表面開設(shè)有若干個均勻分布的光孔，承載板8的下方設(shè)有壓力開關(guān)10，壓力開關(guān)10的下表面設(shè)有移動板12，移動板12的上表面設(shè)有若干個均勻分布且外周側(cè)套有彈簧11的豎桿9，豎桿9活動穿插在光孔的內(nèi)部，豎桿9通過光孔可以對承載板8進(jìn)行限位，防止承載板8偏移，承載板8不受力時，彈簧11可以將承載板8和移動板12遠(yuǎn)離開，防止壓力開關(guān)10被誤觸。

4 夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖4和圖5所示，頂板7下表面設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，承載板8的中部開設(shè)有與夾持機(jī)構(gòu)適配的柱形槽82，夾持機(jī)構(gòu)包括圓盤71，圓盤71的下表面開設(shè)有與柱形槽82對應(yīng)設(shè)置的通孔74，圓盤71內(nèi)部開設(shè)有若干矩形槽75，矩形槽75靠近通孔74的側(cè)面與通孔74連通，矩形槽75內(nèi)設(shè)有減震器72，減震器72的移動端設(shè)有接觸塊73，接觸塊73與矩形槽75滑動接觸，接觸塊73為直角梯形，且斜腰面為接觸塊73的下端面，夾持機(jī)構(gòu)可以在錨桿插入圓盤71的通孔74內(nèi)后，自動地夾持住錨桿，同時所有的接觸塊73對錨桿進(jìn)行限位，使錨桿軸線與電動推桿14的軸線重合，可以確保在抗壓測試時，避免施力的方向偏移。

圖4 為夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 為圖2中A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

5 邊坡支護(hù)錨桿強(qiáng)度測試裝置的使用方法如下

在使用時，軸向應(yīng)力測試：

（1）先將壓力開關(guān)10調(diào)試到壓應(yīng)力測試需要的應(yīng)力閾值，再將待測試錨桿的一端插入圓盤71的通孔74中，繼續(xù)推進(jìn)錨桿，錨桿使接觸塊73移動，從而減震器72收縮，當(dāng)錨桿不能繼續(xù)推進(jìn)時，減震器72伸長，并且推動接觸塊73移動，所有接觸塊73夾持住錨桿，并對錨桿定位，觀察錨桿狀態(tài)，錨桿是否傾斜，若錨桿傾斜可以扶正。

（2）確認(rèn)錨桿狀態(tài)正常后，通過開關(guān)13使電動推桿14活動端上移，帶動壓力啟停機(jī)構(gòu)上移，當(dāng)錨桿的另一端接觸到承載板8的柱形槽82后，進(jìn)入加載測試階段，電動推桿14繼續(xù)伸長，豎桿9從光孔中穿出，彈簧11壓縮，承載板8的下表面接觸到壓力開關(guān)10，壓力開關(guān)10開始受力，當(dāng)壓力開關(guān)10受到的應(yīng)力達(dá)到所設(shè)定的閾值后，壓力開關(guān)10觸動，使電動推桿14回縮。

（3）電動推桿14完全回縮后，錨桿仍夾持在通孔74中，觀察錨桿狀態(tài)，若錨桿正常證明測試合格，錨桿損壞證明測試不合格，下拉錨桿，減震器72帶動接觸塊73移動，隨后取下錨桿，軸向應(yīng)力測試完成。

彎應(yīng)力測試：

（1）將壓力開關(guān)10調(diào)試到彎應(yīng)力測試所需要的壓力閾值，沿工字槽移動固定板4，使固定板4遠(yuǎn)離固定座3的豎直板，往固定板4固定座3的豎直板之間放入待測錨桿，并使錨桿能與承載板8的弧形槽81貼合，同時錨桿的兩端均長出于夾持機(jī)構(gòu)和壓力啟停機(jī)構(gòu)的側(cè)面即可。

（2）再次移動固定板4，使固定板4的水平板與固定座的豎板接觸，隨后擰動固定螺栓41，固定螺栓41推動弧形壓板5下移，使弧形壓板5的弧形貼緊錨桿，對錨桿限位并壓緊，并觀察錨桿狀態(tài)，若錨桿沒有水平，通過固定螺栓41調(diào)整，將錨桿調(diào)試水平。

（3）錨桿狀態(tài)正常后，通過開關(guān)13啟動電動推桿14，電動推桿14活動端上移，帶動壓力啟停機(jī)構(gòu)上移，電動推桿14活動端持續(xù)上移，豎桿9從光孔中穿出，彈簧11壓縮，承載板8的下表面接觸到壓力開關(guān)10，壓力開關(guān)10開始受力，當(dāng)壓力開關(guān)10受到的應(yīng)力達(dá)到所設(shè)定的閾值應(yīng)力后，壓力開關(guān)10觸動，使電動推桿14回縮。

（4）電動推桿14回縮后，錨桿仍被固定機(jī)構(gòu)壓緊，觀察錨桿狀態(tài)，若錨桿過度彎曲測試不合規(guī)格，錨桿彎曲正常錨桿合格，松動固定螺栓41，固定螺栓41上移帶動弧形壓板5遠(yuǎn)離錨桿，移動固定板4，并取下錨桿，完成彎應(yīng)力測試。

6 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的邊坡支護(hù)錨桿強(qiáng)度測試裝置結(jié)構(gòu)簡單，可以對錨桿的軸向應(yīng)力和彎應(yīng)力進(jìn)行受力測試，功能多樣，且測試速度快，可以節(jié)約時間，提高工作效率，操作簡易，使用方便。