大直径螺纹纹预紧装置的设计研究

提出了一种基于液压拉伸原理的螺纹预紧装置的设计，利用PLC和压力传感器来控制其预紧，不但可以精确控制预紧力，而且可以保证多个螺栓均匀拧紧，大大提高了螺纹联接的质量，因而具有现实意义。     

锚杆螺纹结构与扭矩-预紧力转化关系试验研究

锚杆预紧力是锚杆发挥其主动支护效果的关键。为提高矿井巷道支护锚杆的预紧力,研究了螺纹螺距、牙高、形状对锚杆扭矩-预紧力的转化关系规律;选取了不同锚杆螺纹螺距、螺纹牙高、螺纹形状,通过试验研究螺纹结构对锚杆扭矩-预紧力转化的影响。结果表明:螺纹螺距越大,螺纹牙高越大,锚杆扭矩-预紧力转化率越低;三角形螺纹锚杆的扭矩-预紧力转化率较高。矿井巷道使用锚杆时,为提高锚杆扭矩-预紧力转化效果,可以选取螺纹螺距1.0mm、螺纹牙高0.2mm、螺纹形状为三角形的锚杆。     

对螺纹联接预紧力控制方法的分析

现代机械和各种工程结构中广泛采用螺纹联接,螺纹联接轴向预紧力的大小直接影响着螺纹联接的质量。在螺纹联接理论基础上,介绍并分析了5种轴向预紧力的控制方法及其特点,供相关技术人员有选择地使用。     

螺纹联接的预紧力控制

控制预紧力的大小,对保证螺纹联接具有特别重要的意义,文中介绍了预紧力的选择及控制方法,可供实际使用中参考。     

锚杆预紧扭矩转化效率主控因素分析

为研究锚杆预紧扭矩与预紧力转化规律，通过理论分析和现场试验，系统研究了转化效率主控因素，并基于数值模拟结果对锚杆预紧扭矩进行参数优选。研究结果表明：同一预紧扭矩下，随螺母与螺纹间摩擦因子、螺母与垫圈间摩擦因子增大，锚杆预紧力均随之减小，且减小速率呈降低趋势。对于细牙全螺纹锚杆和左旋无纵筋锚杆，当预紧扭矩超过400 N·m时，预紧力增幅随预紧扭矩增加而变缓，继续施加预紧扭矩获得的预紧力增量较小。锚杆直径越大，预紧扭矩转化效率越低，锚杆螺距越小，预紧扭矩转化效率越高。当预紧力达到80 kN时，直径18 mm细牙全螺纹锚杆和直径20 mm左旋无纵筋锚杆对应的预紧扭矩分别为408 N·m和429 N·m。研究成果对锚杆支护理论完善及支护参数选取具有一定实用价值。     

Ⅰ类隔爆型电气设备螺纹紧固件的设计

通过对螺纹紧固件的受力、工作载荷、许用应力、刚性系数、预紧系数及预紧力等五方面的分析，为Ⅰ类隔爆型电气设备螺纹紧固件的设计提供了依据。     

锚杆杆尾扭矩与预紧力相互转化的影响因素研究

针对目前井下普遍存在的锚杆杆尾预紧扭矩向预紧力转化效率低的问题,理论分析了预紧扭矩与预紧力之间的关系,建立了数学表达式,分析了锚杆杆尾预紧扭矩转化效率低的主要影响因素。利用锚杆预紧扭矩试验台,试验研究了锚杆杆尾螺纹加工精度、锚杆螺纹处直径及减磨垫片材质3种因素对杆尾预紧扭矩转化效率的影响,得出了螺纹加工精度、锚杆螺纹处直径及减磨垫片材质与锚杆杆尾预紧扭矩转化效率之间的关系,并通过井下试验加以验证。研究结果表明:提高杆尾螺纹加工精度,减小锚杆螺纹直径,使用合适的减摩垫片均能提高杆尾螺纹预紧扭矩向预紧力转化的效率,但减磨垫圈对其影响最显著。井下试验结果与试验室试验结果基本相符,进一步说明了螺纹加工精度、锚杆螺纹处直径及减磨垫片材质对锚杆杆尾预紧扭矩转化效率的影响。     

控制螺纹联接预紧力的方法

介绍分析了螺纹联接的几种轴向预紧力的控制方法及特点,供工程选用。     

I类隔爆型电气设备螺纹紧固件的设计

通过对螺纹紧固件的受力、工作载荷、许用应力、刚性系数、预紧系数及预紧力等五方面的分析,为I类隔爆型电气设备螺纹紧固件的设计提供了依据。     

双螺母防松结构分析

螺纹联接应用广泛,结构简单。通过对螺纹紧固、单螺母及双螺母的受力情况进行分析,得出副螺母产生的两螺母间的预紧力与主螺母预紧力的关系对防松效果及松退力矩的影响。     

高预紧力锚杆支护理论与技术发展现状

总结了高预紧力锚杆支护作用机理,介绍了我国高预紧力锚杆支护技术发展现状。认为:我国锚杆预紧力水平较低,应当在锚尾螺纹精细加工、锚杆与附件结构性能匹配、防锈蚀锚杆材质研制等方面加强研究,真正实现高预紧力锚杆支护,为我国复杂困难条件下的巷道支护提供重要保障。     

螺纹联接的防松

分析了造成螺纹联接松脱原因,通过比较各种螺纹防松形式,提出改进螺纹防松的新方式,适当螺栓预紧力对螺纹联接非常重要,用力矩倍增器可实现大力矩拧紧。     

紧联接螺栓直径的快速确定法

螺栓联接是在工程上应用十分广泛的联接方式，特别是紧螺栓联接。在装配时，螺栓联接有控制预紧力和不控制预紧力2种情况，一般情况下采用的是不控制预紧力安装。这种情况下的螺栓联接设计中，传统的设计方法是试算法，即先估计所需螺栓的直径．然后查出安全系数，再用强度计算公式求出螺栓直径。因为安全系数与螺栓的直径有关，所以往往会出现计算得到的直径与估计值不符甚至相差很大的情况，因此导致设计过程出现反复。     

高预紧力均布承载型锚杆力学响应及应用

预紧力作为锚杆支护的关键参数之一,对主动支护起着决定性作用,国内外研究表明提高锚杆预紧力可降低冒顶事故的发生,为有效提高锚杆预紧力、降低断锚、失锚的现象发生。研发了滚动式减摩垫片和拉压分离型螺母,综合采用实验室试验、理论分析、数值计算,研究了滚动式减摩垫片、拉压分离型螺母转矩-预紧力转化关系,研究了普通螺母、拉压分离型螺母预紧过程中力学响应特征。研究表明：普通锚杆预紧过程中,约有60%转矩被锚杆螺母与托盘之间的摩擦所消耗,使用滚动式减摩垫片可将摩擦消耗的转矩降低至25%,转矩-预紧力转化率提高2倍左右;普通锚杆螺母内螺纹副应力沿着远离挤压面轴向呈指数衰减,螺母内前3圈应力值较大,该范围发生明显的应力集中,为锚杆杆体断裂的危险面,使用拉压分离型螺母后螺纹副应力呈均匀分布,消除了应力集中现象,螺纹变形协调;集成滚动式减摩垫片、拉压分离型螺母等发明了高预紧力均布承载型锚杆,可将预紧力提升至2.5倍,杜绝锚杆易从螺纹段断裂的现象,在淮南矿区朱集矿得取得良好的应用效果。     

螺纹联接防松的进一步探讨

突破对传统螺纹的认识，在分析螺纹摩擦防松的基础上,提出了相位差180 °的双旋向对顶螺母防松结构。实验表明:在相同的条件下，用此结构的紧固件比单旋向对顶结构的紧固件，其残余预紧力要大的多。是一种新型的螺纹防松结构。     

电测法测定螺纹联接预紧力

介绍一种在螺纹联接中 ,可随时测定螺栓所受预紧力大小的电测方法。其优点是测量精度较高。     

高强锚杆在深部煤矿巷道支护中的应用

根据深部软岩条件下煤矿巷道锚杆支护效果不理想的情况，分析认为调整锚杆预紧力的大小是改善支护效果的有效方法。通过在具体支护中对螺纹钢锚杆、淮北预紧力锚杆、高预紧力锚杆进行对比试验，采用高预紧力锚杆支护有效地控制住了深部巷道围岩的变形，同时具有较好的经济效益。     

高强度锚杆尾部螺纹断裂受力分析

针对高强度高预紧力锚杆支护技术在应用过程中存在锚杆尾部螺纹脆性断裂的问题,分析了锚杆螺纹断裂形式和原因,建立了锚杆尾部螺纹受力模型。根据断裂力学理论,得出裂纹应力强度因子大小表达式,并利用K准则,计算出在不同轴力和不同角度条件下锚杆发生断裂时裂纹临界尺寸ac大小,并提出了防止锚杆尾部螺纹脆断的措施。     

锚杆预紧力对深井煤巷围岩稳定性的影响

针对深井巷道出现的高应力、巷道围岩变形严重等问题,以孔庄煤矿7434工作面材料巷道为模型,采用理论计算确定了巷道围岩破坏范围,以及对围岩压力进行分析。从莫尔-库伦强度理论角度分析了预紧力对围岩的控制机理,采用FLAC~(3D)数值模拟方法对巷道预紧力支护方案进行模拟。结果显示,锚杆预紧力值为98 k N时,顶板下沉量减少了32.1%,两帮移近量减少了43.8%,巷道围岩受力状况得到改善,围岩变形得到有效控制。     

层理岩体锚杆支护预紧力作用机理分析

建立数值模型,对不同预紧力锚杆支护的效果、巷道表面位移、围岩最小主应力、锚杆受力进行模拟,结果表明,锚杆预紧力是决定支护效果的关键因素。锚杆预紧力较高时,顶板最大下沉量大幅减少,层理面张开得到有效控制,浅部围岩处于三向压应力状态,锚杆稳定受力与预紧力相比上升较小。高预紧力锚杆支护可有效控制锚固范围内层理面的张开,避免浅部围岩出现拉应力或完全卸荷状态,提高浅部围岩的自承能力。井下相似条件巷道低预紧力和高预紧力支护实践表明,支护系统预紧力较高时,支护效果明显好于支护系统预紧力水平较低时。