CN201202718Y - 纤维增强塑料制销钉螺母 - Google Patents

Abstract

一种纤维增强塑料制销钉螺母，其包括一用于旋合销钉螺纹的内螺纹(6)，该销钉螺母(1)的外轮廓或成型部件通过一适形工具作用于该销钉螺纹而旋合，该销钉螺母(1)设有一一级扭矩限制装置(7)及一二级扭矩限制装置(8)，该一级扭矩限制装置由一在垂直于该销钉螺母(1)的纵轴(L)方向上、横向贯穿该销钉螺母(1)的内螺纹(6)的销(7)组成，该二级扭矩限制装置由至少两塑料制突出物(8)组成，该突出物(8)为在该销钉螺母(1)的外表面(9)上形成的单片结构。本实用新型设计简单，成本有效性高，操作方便，扭矩的限制精度较高并独立；具有较高的承载能力，较小长度，并能避免阻塞旋合的工具。

Description

纤维增强塑料制销钉螺母

技术领域

本实用新型涉及一种销钉螺母，特别是涉及一种纤维增强塑料制销钉螺母，该螺母被用作纤维复合材料构件，尤其可用在塑料制的岩石销钉上。

背景技术

在地下开采中，用较短搅拌时间的树脂螺栓，来铰钉矿物、岩石、或围岩。出于该目的，钻孔之后，一半长度的孔填入至少两个充满合成树脂，最好是聚酯树脂的粘合弹药筒。该粘合弹药筒由柔性的复合薄胶片组成，根据长度分为两个药室，其中注入树脂或硬化剂。一装有快速反应硬化剂的弹药筒被特殊标记，并先填入钻孔中。其余弹药筒配有较慢反应树脂***，逐个推入销钉孔中。

岩石销钉由钢或塑料制成，有异型表面，或由近似螺钉螺纹组成以更好的契合树脂材料，另外，该岩石销钉底部有一磨刃、或一斜面、或一尖端，用于楔入孔中，以及一至少由销钉板和销钉螺母组成的销钉头部，铰钉入孔之后头部突出于钻孔之外。销钉安装之后，螺母暂时固定于销钉螺纹上，不能转动。由于扭矩小于最小值，该螺母最初未旋于螺纹上。该扭矩极限暂时阻碍螺母旋转。

销钉孔中填入粘合弹药筒之后，销钉体快速旋转并伴随较慢的平移，钻入销钉孔中，随后，胶片和弹药筒药室破损并混合，开始保护快速和慢速反应树脂。

销钉体完全钻入销钉孔之后，旋转和平移该销钉的动力停止，并停留几秒，在孔中的快速反应弹药筒内添加树脂材料，以达到固定销钉并防止其旋转的最初保护过程。几秒钟之后，旋转***重新被激活，装于销钉头部的螺母由于扭矩极限被突破，开始自由旋转，与销钉板一起拧紧并加压于岩石。

对于几小时直至几星期的临时销钉，或出于防腐蚀的目的，销钉由纤维增强塑料(FRP)制成。例如，在煤炭开采中，若相同的煤块被铰钉，然后运用机械开采，即开凿和刨平煤块，一钢制销钉必须耗时移除，或一塑料铰钉必须适合机器开采。

AU2006100511B4中描述了上述销钉螺母。其由纤维增强塑料组成并有内螺纹，可旋合于销钉螺纹上；其还包括合适的外部轮廓或形状，能通过作用于销钉螺纹的适合其外形的工具旋合。出于该目的，销钉螺母上设置了一级扭矩极限，防止在扭矩低于该一级扭矩极限的情况下螺母在已部分旋进的销钉螺纹上进一步旋合。另外，还设置了二级扭矩极限，当该极限达到或超过时，防止通过适形工具在轮廓或形状上的作用使销钉螺母上的扭矩转换。通过上述方法，能防止由于扭矩过高的拧紧而造成的销钉螺母或销钉损坏。

AU2006100511B4中表示的销钉螺母有两部分组成，通过所谓的“弱点”连接。第一部分有内螺纹，旋合于销钉螺纹上，其一级扭矩极限由设置在此第一部分内的防爆膜实现。第二部分可无螺纹，并具有适合啮合工具的外部轮廓或形状。二级扭矩极限装置由两个部分之间的弱点形成，包括一横截面缩小和一内部附加裁剪。当第二部分加上了足够高的扭矩，弱点会破裂，第二部分碎成小片。

上述螺钉螺母的缺点是两个扭矩极限装置不仅相对复杂，制作成本高，更重要的要限制精确的扭矩极限值而难以制作。故该部分直接注塑成型，弱点的形成取决于施加的角速度的有效剪切扭矩及其他影响，例如过程中的叠加扭矩、以及大小散布的进刀力。

另外，在实行二级扭矩极限功能时，由于整个销钉第二部分的剪切和破坏，意味着整个螺母应具有较大设计长度，故在不用于承载的第二部分长度的剪切和损失之后，必要的承载力能通过剩下的螺纹长度而传递。整个销钉螺母的较大长度对于安装、储藏和运输也是不利的。如果想要消除销钉螺母长度带来的不利，只能对整个承载能力作出相应的明显限制，而该举动也是不利的。销钉底部的有较短螺纹的剩余部分，要在较少的螺纹线上承载全部载荷，对于塑料螺纹线有较高的节距。在随后的过载中，它的脆性将随着增加的机械载荷而同时崩溃。

另外，上述销钉螺母的一些部分不受控制的破裂也是不利的，碎片会阻塞用于旋合螺母的工具。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种纤维增强塑料制销钉螺母，其设计简单，成本有效性高，操作方便，并避免了现有技术的缺陷。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

通过本实用新型可知，一级扭矩限制装置须通过一在垂直于该销钉螺母的纵轴方向上、横向贯穿该销钉螺母的内螺纹的销来完成，二级扭矩限制装置为两个或多个塑料制的突出物，成片形成于销钉螺母的外表面。

主要的优势为，预期的扭矩值能通过两个扭矩极限装置而准确设置，尽管它们为塑料制的。在变化的运用条件下，旋合螺母时，可以防止对销钉和螺母的损坏。因此，对于各自的松散，扭矩阻值在第一扭矩限制装置中，通过销的厚度来达到预定值，在第二扭矩限制装置中，通过选择突出物的不同数量、外形和尺寸来达到。

另外，该设计将两个扭矩限制装置显著简化，故该销钉螺母的制作成本能显著下降。

该实用新型还能防止螺母破裂成两部分，以及防止某部分不受控制的破损及随之而来的阻塞相应工具的危害。由于外部突出物的剪切，避免进一步传递至销钉杆，而没有削弱销钉或螺母的螺纹线作用。

特别的优势为，二级扭矩限制装置由几个突出物构成，并均匀分布于销钉螺母的外周线。最好提供3至6个突出物，同时，最好用制成螺母的纤维复合材料来制作突出物并形成二级扭矩限制装置。

本实用新型的突出物为牙齿形、菱形或锥形。这样，旋合工具就能简单安置并对中。突出物只需通过较短的距离，与调节工具内斜面的相应凹槽啮合。

如果形成一级扭矩限制装置的固体销由塑料制成并利用脆性为其断裂特性，那就是进一步的特别优势。如此，塑料销断裂后，两端留于螺母内部，并不突出进螺纹中，不妨碍螺母的***。并且，断裂的塑料销的中间部分不会黏附，在旋合过程中可以通过销钉底部轻易丢弃。

临时塑料销的剪切阻力能被设置得很有效，一方面不能太低，故销不会因为树脂材料增加的粘度和钻孔内部销钉的旋转阻力而过早松脱。该方法能有效搅拌树脂介质。另一方面，塑料销的剪切阻力还能被设置得很有效，使得传递的扭矩不至于太高，防止塑料销钉的纤维增强塑料材料(类似于木头)不会裂开。

塑料剪切销的释放可按预定方式被影响，如相应弹性模数、合适的几何设计、和/或表面光洁度。塑料销先横向装于螺母体上，并停留在销钉杆的表面，再将螺母末端装于螺纹头上，以暂时阻止螺母的进一步旋转，这使得销钉不用钻孔，螺母不用很大的力安装。因此，采用塑料的方案也同时为低成本材料的选择以及工作范围提供了多样性。

本实用新型的第销钉螺母在纵轴方向至少由两个梯级组成，在垂直于销钉螺母轴线的平面内有不同的直径或者是延伸量。该梯级永久性相连，都最好为圆柱形，其中面朝销钉板的前梯级较末端梯级有更大的直径。特别的，前梯级的前端面由于角度补偿可以做成球面或者锥形。

若设置在两个梯级之间接触点的二级扭矩限制装置，特别是位于第一和第二梯级间的接触点的装置形成于较小梯级的外周缘，则更为有利。

另外，若二级扭矩限制装置也形成于较大梯级的表面，其中二级扭矩限制装置的最大延伸量小于或至多等于较大梯级的垂直于销钉螺母纵轴的延伸量，也是很有利的。这意味着两个扭矩限制装置不向外突出于较大梯级的周缘之上。

另外，销钉螺母还可设置一外部形成元件，使得它更容易通过适形工具旋合或松除，同时也在松弛二级扭矩限制装置之后，拧紧或移除该销钉螺母。

在该销钉螺母的一个多梯级实施例中，该形成元件可通过较小梯级上的多边形外部轮廓来形成。特别是，该外部轮廓可以作为双边做成平行，或作为三角形做成三角，或作为六角形做成六边。

内螺纹贯穿整个销钉的长度，故该销钉螺母能达到相对较高的承载能力。所以特别地，该销钉螺母延伸通过多个梯级。本实用新型的销钉螺母可在自锁条件下，为不同的销钉螺纹设置不同的螺纹节距。

本实用新型还涉及一种用于旋合上述种类的销钉螺母的工具。其包括一内轮廓，该内轮廓与该销钉螺母的二级扭矩限制装置相互补。扭矩的传递可以通过一调节工具达到，其为特别制造的内六角形(螺母)，有与销钉螺母周缘上的二级扭矩限制装置的突出物相对应的凹槽。剪切之后，在销钉和销钉螺母的螺纹作用不受影响的前提下，突出物不再向销钉柱传递扭矩。

本实用新型的积极进步效果在于：其设计简单，成本有效性高，操作方便，并避免现有技术的缺陷，扭矩的限制精度较高并独立，在旋合时不受变化状况的干扰。所以，其具有较高的承载能力，较小长度，并能避免阻塞旋合的工具。

附图说明

图1为本实用新型一销钉螺母的具体实施例的侧视图。

图2为图1所示的销钉螺母沿箭头II方向的后视图。

图3为本实用新型的调节工具的侧视图。

图4为图3所示调节工具沿箭头IV方向的前视图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

图1显示了根据实用新型的销钉螺母1的一具体实施例，分两步由纤维复合材料制成。其包括一圆柱档圈如第一梯级2，以及一圆柱段如第二梯级3，其中第一梯级2的直径比第二梯级要大。

位于梯级2前端的梯级3是一个切平的圆锥，支撑部分4形成一销钉板。第二梯级3有一对接六方体底端5。内螺纹6贯穿整个销钉1的轴长。

一方面为了保证树脂柱的无缝混合，另一方面为了将销钉无损坏的固定于钻孔，根据本实用新型销钉1设置有两个联合的扭矩限制功能，在固定岩石销钉时很有效。

根据本实用新型，塑料制的剪切销7作为一级扭矩限制装置，在垂直于该销钉螺母的纵轴L方向上、横向贯穿该销钉螺母1的内螺纹6。另外，作为二级扭矩限制装置，本情况下，三个塑料制凸轮状突出物8以单片形式存在于销钉1的第二梯级3的外表面9。同时，突出物8也形成于第一梯级2表面10的背面。

该螺母1预装于销钉上，未在图中表示，于是，螺母旋合，直至剪切销7于销钉表面停止移动，阻止进一步的旋转。固定时，销钉旋转推入螺母1之上的钻孔中，如图3所示的一调节工具11上的凹槽12啮合凸轮状突出物8，并通过其传递扭矩。根据本实用新型，装配于销钉螺母1上的调节工具11上的一部分或多部分最好做成有一较低外形适合的连接器13，连接于钻床卡盘或类似装置。

在混合于钻孔内部的部分树脂介质的最初保护作用之后，销钉被固定，旋转阻力增加，剪切销7超载并破裂。此时螺母1在销钉端***，直至移动至一销钉板的表面4——未在图中显示——并支住该板。随着扭矩的增加，螺母拧紧，塑料销钉柱处于剪切边缘。达到扭矩极限时，突出物8首先沿着螺母1的周缘剪切，调节工具11自由旋转，螺母1和销钉不旋转。移除调节工具11之后，例如利用一紧固扳手，螺母1能通过六边形表面5再次被拧松或拧紧。

当达到一级扭矩极限装置的剪切阻力时，塑料销7以脆性的形式断裂，两段残片留在螺母体的侧向孔中，而不破坏该螺母体，例如增大或裂开孔腔，或向内螺纹突出，并由于增加的摩擦而影响旋合作用。销7的断裂中间部分由螺母1通过销钉端的进一步旋合而逐出，推至调节工具11的连接器底部。

Claims (11)

1、一种纤维增强塑料制销钉螺母，其包括一用于旋合销钉螺纹的内螺纹(6)，该销钉螺母(1)的外轮廓或成型部件通过一适形工具作用于该销钉螺纹而旋合，该销钉螺母(1)设有一一级扭矩限制装置(7)及一二级扭矩限制装置(8)，其特征在于，

该一级扭矩限制装置由一在垂直于该销钉螺母(1)的纵轴(L)方向上、横向贯穿该销钉螺母(1)的内螺纹(6)的销(7)组成，该二级扭矩限制装置由至少两塑料制突出物(8)组成，该突出物(8)为在该销钉螺母(1)的外表面(9)上形成的单片结构。

2、根据权利要求1所述的纤维增强塑料制销钉螺母，其特征在于，该二级扭矩限制装置由均匀分布于该销钉螺母(1)的外周缘的多个突出物(8)组成。

3、根据权利要求2所述的纤维增强塑料制销钉螺母，其特征在于，该突出物(8)为牙齿形、菱形或锥形。

4、根据权利要求1至3中任一权利要求所述的纤维增强塑料制销钉螺母，其特征在于，该形成一级扭矩限制装置的销(7)由塑料制成，其断裂特征为脆性。

5、根据权利要求4所述的纤维增强塑料制销钉螺母，其特征在于，在该销钉螺母(1)的纵向上，该销钉螺母(1)由至少两个梯级(2、3)组成，该梯级在垂直于该销钉螺母(1)的纵轴(L)方向上有不同的直径或延伸量。

6、根据权利要求5所述的纤维增强塑料制销钉螺母，其特征在于，该设置于两个梯级(2、3)之间接触点上的二级扭矩限制装置(8)形成于该较小梯级(3)的外周缘(9)。

7、根据权利要求6所述的纤维增强塑料制销钉螺母，其特征在于，该二级扭矩限制装置(8)也形成于该较大梯级(2)的表面(10)，该二级扭矩限制装置(8)的最大延伸量小于或至多等于该较大梯级(2)的延伸量。

8、根据权利要求7所述的纤维增强塑料制销钉螺母，其特征在于，该销钉螺母(1)设置有一外部形成元件(5)。

9、根据权利要求8所述的纤维增强塑料制销钉螺母，其特征在于，该外部形成元件为形成于该较小梯级(3)之上的一多边形外轮廓(5)，该多边形外轮廓为双边或者六边形。

10、根据权利要求9所述的纤维增强塑料制销钉螺母，其特征在于，该内螺纹(6)贯穿该销钉螺母(1)的整个长度。

11、一将上述任一权利要求所述的销钉螺母旋合于销钉螺纹上的工具，其特征在于，该工具上设有若干与该销钉螺母(1)的二级扭矩限制装置(8)相配合的内轮廓凹槽(12)。

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