管縫式錨桿拉力計是礦山、隧道等工程中用于檢測錨桿支護質量的核心設備,其工作原理基于液壓傳動技術,通過手動泵加壓驅動液壓缸活塞桿對錨桿施加拉力,終通過壓力表讀數(shù)換算得出錨桿的抗拔力。以下從結構組成、工作原理、技術特點及應用場景四方面展開介紹:
一、結構組成
管縫式錨桿拉力計主要由以下部件構成:
手動油泵
泵體:內置雙柱塞系統(tǒng),大柱塞負責快速輸油,小柱塞負責保壓,提升工作效率。
控制閥組:包括低壓閥(1MPa)和高壓閥(63MPa),分別控制充液和升壓階段的壓力閾值。
儲油裝置:配備加油孔和放氣螺釘,確保油液清潔及系統(tǒng)內氣壓穩(wěn)定。
液壓油缸(空心千斤頂)
缸體與活塞:采用空心柱塞設計,錨桿可貫穿缸體,活塞直接對錨桿施加拉力。
密封系統(tǒng):使用“O”型密封圈防止油液泄漏,保障壓力穩(wěn)定。
高壓膠管
連接油泵與油缸,傳輸高壓油液,長度通常為3米,配備快速接頭便于拆裝。
拉桿與轉換接頭
拉桿:一端通過螺紋與錨桿連接,另一端與油缸活塞桿固定,傳遞拉力。
轉換接頭:適配不同直徑錨桿(如Φ6-Φ40),確保拉力計通用性。
壓力表
顯示油缸內液壓值,通過標定曲線可換算為錨桿抗拔力(抗拔力=壓力表讀數(shù)×活塞面積)。
二、工作原理
管縫式錨桿拉力計的工作流程分為四個階段:
充液階段
搖動手柄驅動柱塞,油液從儲油筒經(jīng)低壓閥進入油缸,當壓力升至1MPa時,低壓閥開啟,多余油液回流,完成系統(tǒng)充液。
升壓階段
持續(xù)搖動手柄,壓力逐漸升高至63MPa(額定壓力),高壓閥開啟防止過載,壓力穩(wěn)定在范圍內。
工作階段
活塞在液壓作用下向外移動,通過拉桿對錨桿施加拉力,壓力表實時顯示液壓值。
錨桿抗拔力通過公式計算:
抗拔力(kN)= 壓力表讀數(shù)(MPa)× 活塞面積(mm2)÷ 1000
需保持手柄搖動以補償油液壓縮和泄漏,維持工作壓力。
卸載階段
測試完成后,逆時針擰松卸荷閥,油液經(jīng)高壓閥回流至儲油筒,壓力歸零,活塞復位。
三、技術特點
高精度測量
壓力表與活塞面積通過標定曲線關聯(lián),確保抗拔力計算準確,誤差通常≤2%。
保護機制
高壓閥(閥)防止系統(tǒng)過載,保護設備及操作人員。
便攜與適應性
手動泵與油缸分離設計,單件重量≤12kg,便于攜帶至井下或狹窄空間。
配套多種規(guī)格拉桿和轉換接頭,適配Φ6-Φ40錨桿,覆蓋多數(shù)工程需求。
耐環(huán)境設計
全密封結構,防護等級IP65,適應煤礦潮濕、多塵環(huán)境。
四、應用場景
錨桿支護質量檢測
在礦山巷道、隧道工程中,定期檢測錨桿抗拔力,評估支護效果,預防冒頂、片幫事故。
支護參數(shù)優(yōu)化
通過拉力數(shù)據(jù)反演圍巖力學參數(shù),優(yōu)化錨桿長度、間距及預緊力設計,降低材料消耗。
施工質量控制
驗收階段抽檢錨桿錨固質量,確保符合《巖土錨桿技術規(guī)程》(CECS22)等標準要求。
五、操作要點
安裝規(guī)范
焊接拉桿時需保證同心度,避免偏心載荷;油缸底部需擺平,防止密封件偏磨。
排氣處理
首次使用或油液不足時,需反復推拉活塞排出空氣,避免壓力波動。
數(shù)據(jù)記錄
記錄峰值壓力及對應錨桿位移,結合地質條件綜合判斷支護穩(wěn)定性。
管縫式錨桿拉力計以液壓傳動為核心,通過精密結構設計與壓力控制,實現(xiàn)了錨桿抗拔力的測量,為地下工程提供了關鍵數(shù)據(jù)支持。
