[发明专利]一种恒阻锚索退锚装置及设计方法

说明书

本发明公开了一种恒阻锚索退锚装置及设计方法，包括顶压头和卡位器，所述顶压头前端设有卡槽，卡槽内安装卡位器，顶压头后端与退锚千斤顶连接，所述卡位器包括单向转轮和限位装置，所述单向转轮包括刚性连接的叶片和棘轮，所述限位装置包括挡条和弹簧。本发明通过单向转轮结构固定夹片位置，使锚索与夹片产生相对位移实现锚索和夹片的分离，完成退锚过程，解决了由于恒阻锚索在工作中正常回缩，锁具进入套筒内，导致无法人工辅助取出夹片完成退锚的问题，原理简单，操作方便，减少工人劳动强度，提高退锚作业效率的同时节约成本。

技术领域

本发明涉及煤矿井下锚杆索退锚装置技术领域，具体为一种恒阻锚索退锚装置及设计方法。

背景技术

锚杆索退锚器是用于煤矿井下锚杆索退锚的一种专用机具，主要用于锚杆索支护的巷道在回采前需要退锚，以实现快速放顶和回收锁具。随着煤矿开采深度的增加，井下环境复杂多变，需要锚索提供恒定的工作阻力和稳定的变形量，因而恒阻大变形锚索在实际工程中得到广泛应用。由于恒阻锚索具有可缩性，在工作时均有不同程度的回缩，导致锁具进入恒阻锚索的套筒内部，采用普通退锚器回收相当困难。恒阻锚索无法及时回收导致锁具不能重复利用的同时，也造成回采巷道悬顶面积大，采空区顶板不易垮落等问题。因此在解决前述问题背景下急需一种操作简单、高效经济的恒阻锚索退锚装置及设计方法。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种恒阻锚索退锚装置，包括顶压头和卡位器，所述顶压头为空心圆筒，顶压头前端设有卡槽，卡槽内安装卡位器，顶压头后端与退锚千斤顶连接；

所述卡位器内部设置有单向转轮和限位装置，所述单向转轮包括刚性连接的叶片和棘轮，所述棘轮设有鱼鳍状卡齿，棘轮与叶片通过转轴固定在卡位器内壁，所述限位装置包括挡条和弹簧，所述挡条一端与棘轮卡齿接触，另一端与卡位器铰接，所述弹簧一端与挡条垂直接触，另一端与卡位器连接。

所述单向转轮相邻叶片夹角相等，且叶片工作范围不超过顶压头外壁。

所述顶压头前端卡槽数量至少为两个，且在顶压头环向等间距分布。

所述卡位器的外轮廓与顶压头卡槽吻合，顶压头前端与卡位器的连接方式为包含螺纹连接、卡勾连接在内的可拆卸连接形式。

一种权利要求1所述的恒阻锚索退锚装置的设计方法，包括以下步骤：

S1：获取待退锚的恒阻锚索使用的锁具尺寸；所述尺寸包括：锚环外径A、夹片最大外径a、锚索正常工作时夹片外表面与水平方向的夹角β和夹片的外露长度S；

S2：确定顶压头壁厚h和卡槽外壁环向间距l；顶压头仅在前端接触锚环，与恒阻锚索套筒、夹片均无接触，顶压头外径取锚环外径，因此壁厚h满足几何关系：0＜h≤(A－a)/2；定义顶压头环向设置卡槽个数为n，单个卡槽外壁弧长为m，则卡槽外壁环向间距l满足几何关系：l=(πA－m×n)/n（1）；

S3：确定合理的单向转轮半径R和相邻叶片夹角θ；定义顶压头内壁与夹片的最小水平距离为∆；