本实用新型涉及一种钢绞线支护技术领域，尤其是一种膨胀式易拆卸锚具结构。
背景技术：
钢绞线支护技术是20世纪60年代引入我国的一种围岩补强加固手段，由于钢绞线杆体采用柔性可弯曲的钢绞线，具有安装方便、锚固深度大、承载能力高以及主动加固围岩等优点，钢绞线在我国煤矿巷道顶板支护中应用已十分广泛。在大断面交岔点、断层破碎带等复杂地质条件下的软岩巷道支护中，钢绞线发挥了不可替代的作用。
目前，普通的锚具结构一般包括锚环和夹片，其中锚环内部制出锥面，而夹片外部呈圆台型制有相适配的锥面，在使用时钢绞线固定在夹片内，而夹片直接穿装在锚环内部。
在煤矿回采巷道中，对回采工作面进行回采作业时，需要对巷道中预先支护中的钢绞线进行锚固力卸载，由于普通锚具的结构特点，在拆卸时需将锚环向钢绞线锚固力方向推动，使得锚环与夹片脱出才能进行拆除，但由于使用环境的限制，矿下很难对已经施加锚固力的钢绞线锚具进行卸载，往往只能采取强行卸载，这样既危险，又效率极其低下，从而导致回采作业难度巨大，工作效率大大降低。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种结构合理，拆卸时施力与锚固力方向反向，拉力不大于150kn，过程平稳柔顺，拆卸完成后，钢绞线的残余锚固力应接近0的易拆卸锚具结构。
本实用新型采取的技术方案是：
1、一种膨胀式易拆卸锚具结构，包括锚环和夹片，锚环内缘制有内孔，夹片外部为圆台型由锚环制出的内孔穿入，其特征在于：在所述锚环的内缘和夹片的外缘之间安装有一锚芯，锚芯内缘制有与夹片外部形状相适配的内孔，所述内孔的轴向两端形成锥形，由内径较大侧向内径较小侧形成的锥度和夹片外部所呈锥面适配，所述锚芯侧壁由内径较小侧向内径较大侧制出至少一个盲槽；在组装状态下，夹片与钢绞线咬合张拉钢绞线对夹片施加张力，夹片将张力传递给锚芯和锚环，锚芯外壁与锚环内孔的内缘形成过盈配合。
而且，所述锚芯的内壁由内径较大侧向内径较小侧制出的锥面的锥度应在5.5-7.5°。
而且，所述锚芯制出盲槽的深度与锚芯轴向长度的比值应在85％-95％。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型中，依托于现有锚具结构，在锚环和夹片之间安装锚芯，锚芯外部呈圆柱形与锚环的通孔适配，内部形成锥面与夹片配合。在组装状态下，对钢绞线施加锚固力，锁住夹片，向锚芯传递，由于锚芯制有盲槽，锚固力会使得锚芯向外周膨胀，使其与锚环的过盈配合更为牢固，锚固力更为稳定。在拆卸时，由于锚芯所用材料本身的刚性，其膨胀所导致的形变是有限的，因此，在拆卸过程中将锚环夹持后向锚固力反方向张拉，可使得锚环和锚芯逐渐分离，进而使得夹片与锚芯和钢绞线分离，最终导致锚固力丧失。相较于现有的锚具结构，其拆卸所用的力更小，因此所用的设备体量更小，适合在巷道等小空间内进行操作，拆卸过程也更为简便。
本实用新型中，盲槽的数量、位置以及锚芯制出的锥面等参数相配合可满足相应的设计要求。依据上述数据进行了多次前期试验和两次定型试验，多次前期试验的拆卸力均在在150kn以下，两次定型试验的拆卸力分别为90kn和60kn。拆卸过程平稳，记录的钢绞线残余锚固力接近于0。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1径向方向的剖视图；
图3为本实用新型中锚芯部分的结构示意图；
图4为图3中a-a向的剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。
一种膨胀式易拆卸锚具结构，包括锚环2和夹片1，锚环内缘制有内孔，夹片外部5为圆台型由锚环制出的内孔穿入，本实用新型的创新在于，在所述锚环的内缘和夹片的外缘之间安装有一锚芯4，锚芯内缘制有与夹片外部形状相适配的内孔8，所述内孔的轴向两端形成锥形，由内径较大侧向内径较小侧形成的锥度和夹片外部所呈锥面适配，所述锚芯侧壁由内径较小侧向内径较大侧制出至少一个盲槽；在组装状态下，夹片与钢绞线咬合张拉钢绞线对夹片施加张力，夹片将张力传递给锚芯和锚环，锚芯外壁与锚环内孔的内缘形成过盈配合。
本实施例中，在锚芯的小端开口位置向端部制出圆导角6。
本实施例中，所述夹片由多个子片构成，多个子片沿弧形顺次拼接形成圆台型的夹片，每个子片外径较大一侧的外周制出一圈凹槽，该凹槽内共同嵌装有一个密封圈3。
本实施例中，所述锚芯的内壁由内径较大侧向内径较小侧制出的锥面的锥度应在5.5-7.5°。
本实施例中，所述锚环制出的内孔为一圆柱形的通孔，锚芯外部形状和尺寸与该圆柱形的通孔适配，所述锚芯内部为喇叭形，其外壁由内径较小侧向内径较大侧制出至少一个盲槽7。
本实施例中，所述锚芯的外壁两侧分别制出一个盲槽，该两盲槽对称设置。
本实施例中，所述锚芯制出盲槽的深度与锚芯轴向长度的比值应在85％-95％。
本实用新型的工作过程是：
应用上述实施方式的实施例，以1.2m-φ22-1x7-1860钢绞线作为钢绞线，将上述锚具结构和普通km22-1860锚具作为对比项，应用300*300*16托盘；1000kn张拉试验台；1500kn穿心式千斤顶；600kn穿心式千斤顶；压力传感器；拆锚工装作为试验装置进行试验。
试验1：静载试验
步骤1.用压力机将锚芯装入锚环中。
步骤2.安装φ22-1x7-1860钢绞线。
步骤3.固定端用普通锚具锚固，张拉端按照易拆卸锚具。
步骤4.张拉至80％后，持荷10min，继续张拉至95％以上。
进行3次静载试验，试验结果如下。
2019.10.24静载效率系数分别为0.972未出现断丝；
2019.10.28静载效率系数分别为0.951未出现断丝；
2019.11.01静载效率系数分别为0.956未出现断丝。
试验2：拆卸试验
步骤1：安装钢绞线、锚具、拆锚工装、托盘，固定端为普通锚具，张拉端为易拆卸锚具；
步骤2：进行张拉操作，张拉至钢绞线破断力的60％；
步骤3：对易拆卸锚具进行拆卸分离，并观察拆卸力数值变情况及其他异常。
步骤4：查看、记录钢绞线残余锚固力。
试验结果如下：试验结果表明，张拉至钢绞线设计应力的60％后，对易拆卸锚具进行拆卸操作，拆卸力的大小会因易拆卸锚具的内外套配合程度不同而有所不同，两组试验拆卸力分别为90kn和60kn，此次为最后一次定型试验，前期已进行过多次拆卸试验，拆卸力均在150kn以下。在整个拆卸过程中，拆卸力数值基本保持平稳，未出现波动变化，并且过程平稳，没有异常情况出现。卸载完毕后，锚具内套出现大变形，钢绞线锚固力完全归零。
本实用新型中，依托于现有锚具结构，在锚环和夹片之间安装锚芯，锚芯外部呈圆柱形与锚环的通孔适配，内部形成锥面与夹片配合。在组装状态下，对钢绞线施加锚固力，锁住夹片，向锚芯传递，由于锚芯制有盲槽，锚固力会使得锚芯向外周膨胀，使其与锚环的过盈配合更为牢固，锚固力更为稳定。在拆卸时，由于锚芯所用材料本身的刚性，其膨胀所导致的形变是有限的，因此，在拆卸过程中将锚环夹持后向锚固力反方向张拉，可使得锚环和锚芯逐渐分离，进而使得夹片与锚芯和钢绞线分离，最终导致锚固力丧失。相较于现有的锚具结构，其拆卸所用的力更小，因此所用的设备体量更小，适合在巷道等小空间内进行操作，拆卸过程也更为简便。
本实用新型中，盲槽的数量、位置以及锚芯制出的锥面等参数相配合可满足相应的设计要求。依据上述数据进行了多次前期试验和两次定型试验，多次前期试验的拆卸力均在在150kn以下，两次定型试验的拆卸力分别为90kn和60kn。拆卸过程平稳，记录的钢绞线残余锚固力接近于0。
1.一种膨胀式易拆卸锚具结构，包括锚环和夹片，锚环内缘制有内孔，夹片外部为圆台型由锚环制出的内孔穿入，其特征在于：在所述锚环的内缘和夹片的外缘之间安装有一锚芯，锚芯内缘制有与夹片外部形状相适配的内孔，所述内孔的轴向两端形成锥形，由内径较大侧向内径较小侧形成的锥度和夹片外部所呈锥面适配，所述锚芯侧壁由内径较小侧向内径较大侧制出至少一个盲槽；在组装状态下，夹片与钢绞线咬合张拉钢绞线对夹片施加张力，夹片将张力传递给锚芯和锚环，锚芯外壁与锚环内孔的内缘形成过盈配合。
2.根据权利要求1所述的一种膨胀式易拆卸锚具结构，其特征在于：所述锚芯的内壁由内径较大侧向内径较小侧制出的锥面的锥度应在5.5-7.5°。
3.根据权利要求1所述的一种膨胀式易拆卸锚具结构，其特征在于：所述锚芯制出盲槽的深度与锚芯轴向长度的比值应在85％-95％。
技术总结