摘要:本文首先對國內(nèi)外玻璃鋼錨桿的使用情況進(jìn)行了簡述。并對一般的玻璃鋼錨桿的成型工藝進(jìn)行了分析與介紹。同時又提出了現(xiàn)在國內(nèi)玻璃鋼錨桿的不足之處以及今后努力的方向,希望能給大家?guī)ヒ恍椭?
1、引言
玻璃鋼錨桿具有安裝使用方便,承載快,性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),近年來得到了飛速的發(fā)展,在煤礦中得到了廣泛應(yīng)用。與樹脂錨桿錨固劑配套使用的玻璃鋼桿體密度小,可以減輕井下工人勞動強(qiáng)度,耐腐蝕,可切割等許多優(yōu)點(diǎn)。尤其是可切割這個優(yōu)點(diǎn)解決了回轉(zhuǎn)式開采切割金屬錨桿時損壞鏟車鏟齒的問題,同時防止產(chǎn)生火花,降低了引起瓦斯爆炸的隱患。
國外的玻璃鋼錨桿起步較早,現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。90年代初,前蘇聯(lián)的勞動保護(hù)與安全管理局和礦山管理局立項(xiàng),試制以玻璃纖維位增強(qiáng)材料的絞合式聚合材料錨桿,1991年生產(chǎn)第一批并進(jìn)行了井下工業(yè)行測試;同一時代瑞士、法國等公司也研制出相應(yīng)的玻璃鋼錨桿。90年代中期英國、澳大利亞也對玻璃鋼錨桿進(jìn)行了相應(yīng)的研究,取得了可喜的成就與進(jìn)步。
國內(nèi)的玻璃鋼錨桿起步晚于國外,與國外的產(chǎn)品相比還有一些不足之處:桿體的配料上還需要進(jìn)一步改進(jìn),以提高其性能、降低成本;成型工藝還需要大量的人力勞動,效率低、工作環(huán)境差、產(chǎn)品質(zhì)量不容易控制、性能不穩(wěn)定。
2、玻璃鋼錨桿模壓成型工藝
(1)玻璃鋼錨桿結(jié)構(gòu)
介紹的這種玻璃鋼錨桿結(jié)構(gòu)如圖1所示。這種錨桿由桿體、螺紋、錨尾組成。桿體中的玻璃纖維沿著桿體軸向方向,用于承受錨桿的拉伸力;螺紋是由模具直接在成型時壓制而成,與桿體是連為一體的,不是后加上去的,并且螺紋分兩個方向,左旋或者右旋。這樣的設(shè)計(jì)有助于錨固劑的旋入,有效地將錨桿與煤邦轉(zhuǎn)孔孔壁絞結(jié)在一起,獲得較大的錨固力。錨尾部分螺紋采用片狀玻璃纖維直接壓在桿體上。通過模具的熱壓成型形成錨尾螺紋,顯著提高了尾部螺紋的承載力,使之穩(wěn)定在80KN左右。
(2)成型原理
浸過樹脂的無捻粗玻璃纖維在牽引裝置的作用下進(jìn)入模具中進(jìn)行加熱成型。一定時間后打開模具,在錨位部加入片狀玻璃纖維片再進(jìn)行模壓成型進(jìn)行固化,然后牽引出模,定長切割即完成生產(chǎn)過程。
(3)成型工藝過程
?、俨AЮw維布置:將玻璃纖維156卷搬上支架,每3卷并一孔再合并3股穿孔。
?、诓AЮw維浸樹脂:按照事先定好的樹脂配料將料倒入膠池,保持一定的溫度以防止樹脂的凝固。牽引玻璃纖維過程中使玻璃纖維通過膠池。
?、鄄AЮw維擠膠與初成型:浸過樹脂的玻璃纖維通過擠膠口進(jìn)入成型模具,然后加熱成型。
④錨尾螺紋的制備:待一定溫度過后,牽引出錨桿,在尾部放上片狀玻璃纖維,再次進(jìn)入模具中加熱成型,時間達(dá)到后就可以牽引出來進(jìn)行下一道工序。
?、荻ㄩL切割:調(diào)整長度,切割。
(4)此種玻璃鋼錨桿的指標(biāo)與性能
3、結(jié)論
(1)此種玻璃鋼錨桿由玻璃纖維紗、樹脂、固化劑等經(jīng)過擠、拉、高溫固化成型。錨桿桿體形狀為全螺紋,螺紋為左旋或右旋。具有抗拉強(qiáng)度大、易切割、不損壞截齒、不產(chǎn)生火花、安全采煤效率高、重量輕、高抗腐蝕性、阻燃、抗靜電性能,可永久支護(hù),是取代金屬錨桿的復(fù)合增強(qiáng)材料新產(chǎn)品。目前各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及性能已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。可廣泛應(yīng)用于煤礦煤巷、半煤巖巷巷幫支護(hù);隧道的初期支護(hù)、部分支護(hù)、全支護(hù);圍巖面錨固,公路、鐵路邊坡錨固;各類地下工程,深基坑錨固;江、河、海碼頭加固。
(2)玻璃鋼錨桿同時還有許多缺點(diǎn)有待完善,國內(nèi)的玻璃鋼錨桿的抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及尾部連接部位及螺紋承載能力性能差別大,即使同一種產(chǎn)品的性能也不很穩(wěn)定,不均勻;抗拉強(qiáng)度還低于國外標(biāo)準(zhǔn)。為了使玻璃鋼錨桿的穩(wěn)定行和性能得到提高,還應(yīng)該在所用的材料、配方、成型工藝等方面進(jìn)一步改進(jìn)。
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