玻璃钢锚杆成型工艺研究

2015-09-15 90 0

   摘要:本文首先对国内外玻璃钢锚杆的使用情况进行了简述。并对一般的玻璃钢锚杆的成型工艺进行了分析与介绍。同时又提出了现在国内玻璃钢锚杆的不足之处以及今后努力的方向,希望能给大家带去一些帮助。

  1、引言
 
  玻璃钢锚杆具有安装使用方便,承载快,性能稳定等优点,近年来得到了飞速的发展,在煤矿中得到了广泛应用。与树脂锚杆锚固剂配套使用的玻璃钢杆体密度小,可以减轻井下工人劳动强度,耐腐蚀,可切割等许多优点。尤其是可切割这个优点解决了回转式开采切割金属锚杆时损坏铲车铲齿的问题,同时防止产生火花,降低了引起瓦斯爆炸的隐患。
 
  国外的玻璃钢锚杆起步较早,现在已经得到了广泛的应用。90年代初,前苏联的劳动保护与安全管理局和矿山管理局立项,试制以玻璃纤维位增强材料的绞合式聚合材料锚杆,1991年生产第一批并进行了井下工业行测试;同一时代瑞士、法国等公司也研制出相应的玻璃钢锚杆。90年代中期英国、澳大利亚也对玻璃钢锚杆进行了相应的研究,取得了可喜的成就与进步。
 
  国内的玻璃钢锚杆起步晚于国外,与国外的产品相比还有一些不足之处:杆体的配料上还需要进一步改进,以提高其性能、降低成本;成型工艺还需要大量的人力劳动,效率低、工作环境差、产品质量不容易控制、性能不稳定。
 
  2、玻璃钢锚杆模压成型工艺
 
  (1)玻璃钢锚杆结构
 
  介绍的这种玻璃钢锚杆结构如图1所示。这种锚杆由杆体、螺纹、锚尾组成。杆体中的玻璃纤维沿着杆体轴向方向,用于承受锚杆的拉伸力;螺纹是由模具直接在成型时压制而成,与杆体是连为一体的,不是后加上去的,并且螺纹分两个方向,左旋或者右旋。这样的设计有助于锚固剂的旋入,有效地将锚杆与煤邦转孔孔壁绞结在一起,获得较大的锚固力。锚尾部分螺纹采用片状玻璃纤维直接压在杆体上。通过模具的热压成型形成锚尾螺纹,显著提高了尾部螺纹的承载力,使之稳定在80KN左右。
 
  (2)成型原理
 
  浸过树脂的无捻粗玻璃纤维在牵引装置的作用下进入模具中进行加热成型。一定时间后打开模具,在锚位部加入片状玻璃纤维片再进行模压成型进行固化,然后牵引出模,定长切割即完成生产过程。
 
  (3)成型工艺过程
 
  ①玻璃纤维布置:将玻璃纤维156卷搬上支架,每3卷并一孔再合并3股穿孔。
 
  ②玻璃纤维浸树脂:按照事先定好的树脂配料将料倒入胶池,保持一定的温度以防止树脂的凝固。牵引玻璃纤维过程中使玻璃纤维通过胶池。
 
  ③玻璃纤维挤胶与初成型:浸过树脂的玻璃纤维通过挤胶口进入成型模具,然后加热成型。
 
  ④锚尾螺纹的制备:待一定温度过后,牵引出锚杆,在尾部放上片状玻璃纤维,再次进入模具中加热成型,时间达到后就可以牵引出来进行下一道工序。
 
  ⑤定长切割:调整长度,切割。
 
  (4)此种玻璃钢锚杆的指标与性能
 
  3、结论
 
  (1)此种玻璃钢锚杆由玻璃纤维纱、树脂、固化剂等经过挤、拉、高温固化成型。锚杆杆体形状为全螺纹,螺纹为左旋或右旋。具有抗拉强度大、易切割、不损坏截齿、不产生火花、安全采煤效率高、重量轻、高抗腐蚀性、阻燃、抗静电性能,可永久支护,是取代金属锚杆的复合增强材料新产品。目前各项技术指标及性能已达到标准。可广泛应用于煤矿煤巷、半煤岩巷巷帮支护;隧道的初期支护、部分支护、全支护;围岩面锚固,公路、铁路边坡锚固;各类地下工程,深基坑锚固;江、河、海码头加固。
 
  (2)玻璃钢锚杆同时还有许多缺点有待完善,国内的玻璃钢锚杆的抗拉强度、抗剪强度以及尾部连接部位及螺纹承载能力性能差别大,即使同一种产品的性能也不很稳定,不均匀;抗拉强度还低于国外标准。为了使玻璃钢锚杆的稳定行和性能得到提高,还应该在所用的材料、配方、成型工艺等方面进一步改进。
 
  

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