科技情报开发与经济 SCI—TECH INFORMATION DEVELOPMENT&ECONOMY 20 l1年第21卷第l期 文章编号:1005—6033(2OI1)0l一0l95一O4 收稿日期:2010—1I一09 锚杆预紧扭矩与预紧力关系研究 张广云 (晋煤集 凤凰山矿,山两晋城,048007) 摘要:通过实验室试验与测试,对锚杆预紧扭矩与预紧力的对应关系进行了研究,对 提高预应力锚杆支护设计和施工的科学性、可靠性与准确性具有重要的指导意义。 关键词:锚杆支护;预紧扭矩;预紧力 中图分类号:TD353 ̄.6 文献标识码:A 1 锚杆预紧扭矩与预紧力关系研究的意义 准确性具有重要的指导意义。 预应力是锚杆支护的炎键参数,选择合理的预应力并使其 2锚杆预紧扭矩与预紧力对应关系的理论分析 有效扩散是提高锚杆支护效果的重要途径。目前,在预应力锚杆 目前,煤矿锚杆预应力主要是通过拧紧锚杆尾部螺姆、压紧 支护施下巾,对锚杆预应力的控制一般是通过安装锚杆时给螺 托板实现的。锚杆预应力与螺母安装扭矩、螺纹规格及摩擦系数 母施加一定的预紧扭矩来实现的。 此,确定锚杆预紧扭矩与预 等 数之间有如下关系: 紧力的对应关系,尤其是确定升下巷道叶1二者的对应关系成为 T‘tg(lf+p) 预应力锚杆支护巾的关键问题。然而,对于不同预紧扭矩对应的 式巾: 为螺纹驱动力,kN;7’为轴向力,kN;口为螺纹升角, 锚杆预紧力大小却缺乏理论和实践研究,系统的实验室、现场测 与螺纹的形式、导程、杆径等 素有关;p为当量摩擦角,p=arc L 试与研究更是很少。大多数情况下,仅仅是通过建立简单的材料 厂为当量摩擦系数,与螺纹形式、接触面、材料等有关。 力学模型进行公式推算,估箅…锚杆预紧扭矩与预紧力的对应 锚杆预紧扭矩与其预紧力有如下关系: 关系。然而,材料力学公式是在很多理想的基本似设前提下建立 M=E‘(f=? ‘tg(/3+O)‘d 起来的,与实际巷道条件有很大差别。 此,进行系统的实验室 式巾: 为锚杆预紧扭矩,N・Ill;d为杆体直径,mill。 试验与现场测试,寻求T程实践巾锚卡T预紧扭矩与预紧力的对 为方便公式的使州,可将锚杆预紧扭矩与预紧力的关系式 应关系,对提高预应力锚杆支护设计和施T的科学性、可靠性与 简化为: 中排跑树脂每年至少要进行2次检修,检修时要把弱酸氢离子 运行周期,降低了酸碱消耗,为经济运行打下了一个坚实的基 交换器内的树脂全部挖…来,检修后冉把树脂装填进去,劳动 石;Ij。 强度大,检修周期长,费时费丁,树脂风化损伤较严重,强度降 (责任编辑:薛培荣) 低,碎树脂增多,造成浪费。通过几年来的观察、摸索,我们分析 …了巾排跑树脂的原【六J,采刚了相应的对策及改进方法 进行 第一作者简介:李光建,男,l965年1O月生,l992年毕业于 了试验,结果比较令人满意,检修周期从以前的每年2次降低 太原重机职T大学,助理丁程师,太原煤气化煤矸石热电厂,山 到现在的每两年1次,不仅提高了冉生质量,而且延长了设备 两省太原市,030024. Talking about the Reasons Why the Resin Is Released from Intermediate Row Devices of Weak-acid Hydrogen Cation Exchanger and Treatment Methods LI Guang-jian ABSTRACT:This paper introduces the structure of weak-acid hydrogen cation exchanger of the Gangue Thermal Power Plant of Taiyuan Coal Gasiifcation Company,analyzes the reasons why the resin is released from intermediate row devices of weak-acid hydrogen cation exchanger,and puts forward some improvement methods and measures. KEY WORDS:weak——acid hydrogen cation exchanger;intermediate row device;resin releasing l95 张广云锚杆预紧扭矩与预紧力关系研究 本刊E-mail:bjb@sxinfo.net 科技论坛 M=k ‘d,1'- 摩擦系数更小,为0.04 I大l此,高效减摩副应南一个金属垫圈和 两个低摩擦系数材料制成的高效减摩垫罔组成,这样才能真正 式巾:后为比例系数。 文现高效减摩, 著提高预紧力。 在巷道锚杆支护巾,由于使川的锚杆规格、品种繁多,各种 锚杆在螺纹彤式、螺母的材质、加丁精度上存存较大差异,螺坶 4锚杆螺纹精度对扭矩与预紧力关系的影响试验 为了进一步减少锚杆预紧时的摩擦阻力。考虑可以通过提 高锚杆螺纹精度的方法来实现。究竟螺纹精度对扭矩与预紧力 与支撑面的摩擦系数以及螺旋副的摩擦系数变化也很大。另外. 锚奉T安装时义有加与不加减摩垫片的不同情况。存实际应川rrl, 螺纹升角、螺距、螺旋副的摩擦系数以及螺母与支撑面的摩擦系 数等参数的测试不但十分繁琐而且很堆测得其7伟确数值。比例 系数k是一个综合系数,它包含了上述各个}大I素的影响,成为确 定锚杆预紧扭矩与预紧力之间天系的炎键。 3提高锚杆预紧力的技术措施 从上面的公式可以看¨j,提高锚杆预紧力的技术措施分为 两方面:其一是提高螺母安装扭矩肘;其二是降低锚杆预紧力与 螺母安装扭矩的转换系数k值。 3.1提高螺母安装扭矩 螺母安装扭矩是南锚杆安装机具的输 扭矩决定的,是影 响锚杆预紧力的关键 素。美周、澳大利亚等采煤技术先进的周 家,普遍采州锚卡下行车、掘锚联合机组施T锚卡T。一方面,锚杆钻 机的输fIj扭矩很大,有的超过500N・II1,能够保证锚杆的高预紧 力;另一方面,锚卡下台车对顶板的顶推力很大,能够达到400 kN 以上。顶推力对巷道顶板提供一个很高的压紧力,存锚打安装以 后,该力通过托板传给锚卡丁,增加预紧力。 晋煤集 公司普遍采川单体锚杆钻机钻装锚杆,这种锚杆 钻机输ffJ扭矩一般为100 N・nl~150 N-fll,顶椎力存10 kN左右, 无法实现锚杆的高预紧力。 为了大幅度提高锚杆的预紧力矩,措施之一是采,L}j 门的 高扭矩螺母拧紧设备(如气动扳机),但是给锚杆安装增加了一 道T序;其二是在适宜的条件下,弓l进、开发锚杆 41和掘锚联 合机组,保证锚杆快速、高质量安装。 3.2降低锚杆预紧力与螺母安装扭矩的转换系数 降低锚杆预紧力与螺母安装扭矩转换系数 值的主要措施 是:降低螺坶与锚杆螺纹段问的摩擦系数;减小螺母、垫圈端面 间的摩擦系数。 降低螺母与锚杆螺纹段问的摩擦系数的措施:提高螺纹加 T精度等级,减少摩擦阻力和摩擦扭矩;采Ⅲ.?南脂对螺纹部进行 润滑,减少摩擦阻力。 减小螺母与垫圈端面问摩擦系数的措施是采川高效减摩 副,减少螺母、垫圈和托盘之问的摩擦阻力和摩擦扭矩。试验表 明,在螺母与托板之问加金属垫周羽l塑料垫圈,可减少摩擦阻 力,而且塑料减摩垫圈的材质起着天键作川。不同减摩材料的摩 擦系数相差悬殊,多达数十倍。如钢与聚氯乙烯垫之问的动摩擦 系数为O.4;钢与高密度聚乙烯垫的动摩擦系数为0.1;钢与聚四 氟乙烯垫的动摩擦系数仅为0.O5;而两聚四氟乙烯垫之问的动 196 关系的影响有多少,我们通过下面的试验来确定。 4.1试验设备及仪器 锚杆扭矩测试行( 罔1);电子力矩扳手:型号FG一1010,数 字 示,量程1 000 N-fll,测量精度:±2%(见罔2);锚杆测力计: 500 kN锚杆测力计,灵敏度7.0 ̄a/kN(见罔3);接受仪器:KBJ 型静态应变仪( 罔3)。 罔1锚杆扭矩测试台 罔2电子力矩扳手 罔3锚索测力计、接受仪 4_2试件 锚打材质:首钢500号锚杆钢。锚杆型号: 25、@22。锚杆种 类:美国肯尼福加T的高精度螺纹锚杆、晋城加_T的低精度螺纹 锚杆。 存材料相同(首钢500号)的条件下,肯尼福精加T的螺纹 达到6g螺纹精度,晋城加丁的螺纹均达不到6g螺纹精度。 试验配套配件:晋煤集I才1公司现州锚杆配套托盘、球垫、减 磨垫及螺母。 4.3试验条件 试验巾按施加的扭矩为标准,从0扭矩开始每50 N・m为一 梢,直至600 N・lIl。 4.4试验方案 方案1:高精度螺纹锚杆,规格 25,螺纹问加油。 方案2:高精度螺纹锚杆,规格025,螺纹问不加油。 方案3:高精度螺纹锚杆,规格中22,螺纹问加油。 方案4:高精度螺纹锚杆,规格022,螺纹问不加油。 方案5:低精度螺纹锚杆,规格025,螺纹问加油。 方案6:低精度螺纹锚杆,规格 22,螺纹间加油。 张广云锚杆预紧扭矩与预紧力天系研究 }乏 本刊E-mail:bjb@sxinto.net 科技论坛 【u∞∞加∞鲫∞∞加∞鲫∞∞加 方案7:低精度螺纹锚杆,规格@25,螺纹问不加油。 方案8:低精度螺纹锚杆,规格 22,螺纹问不加油。 4.5试验结果 在不同试验条件下,采 首钢500号螺纹钢,肯尼福加丁的 锚杆与晋城加T的锚杆的扭矩预紧力试验结果处表l一表6,对 比罔 同4一冈7。 表1 肯尼福加工的锚杆与晋城加工锚杆的 扭矩预紧力试验结果(M27/JJII油) 扭矩/N・In 50 l00 l50 200 250 3O0 350 400 450 500 550 600 预 肯尼福 紧 加] 10 24 39.7 53.2 66.6 8I.7 96.6 108.7 l24_3 I40.4 l58.9 J68.6 力 晋城 l2.1 25 37 49.9 64.2 76.2 90.4 l02.7 Il5 129.4 l40.6 l55-2 /kN 加]r 肯尼福加T/,I \ //=/一▲ ! /晋 加丁 ∞ 加 ∞ ∞ ∞ ∞ 加 0 _ ● ● ● __ L I -扭矩预紧力试验结果(M27/不加油) 扭矩/N・m 50 lOO 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 预 肯尼福 }紧 加_=r== 8 l7.6 28.9 40.6 54.1 70.1 82.5 94.6 l15.7 l18.4 l32.6 l47.7 力 晋城 7.8 I6.7 26.4 34.4 45.2 54.1 63.6 72.6 80.5 90-4 lOI.9 ll3.9 /kN 加丁 肯尼福加_I./ 厂/ // /// 加T // 5O lO0 l50 200 250 300 350400450 500 550600 ’ 预紧力/kN 图5肯尼祸加T的锚杆与晋城加T锚杆的 扭矩预紧力(M27/不加油)对比冈 采J*相同材质加Tfl{来的M27锚杆,存加油条件下,当扭矩 为300 N・nl时,肯尼福加T的比晋城加T的预紧力提高7.2%; 当扭矩为400 N・m时。肯尼{鬲加T的比晋城加T的预紧力提高 5.8%;当扭矩为500 N・nl时,肯尼编加丁的比晋城加丁的预紧力 表3肯尼福加工的锚杆与晋城加工锚杆的 扭矩预紧力试验结果(M24/ ̄J口油) 扭矩/N・m 50 lOO 15O 200 250 300 350 400 450 500 550 600 预 肯尼福 紧 加丁 Il 21.8 34 43.2 54 50.9 66.9 77.2 89.9 99.1 l11.6 Il9.3 力 晋城 7.6 l9.4 29.2 42.1 55.8 66.2 76.4 84.8 93.1 l04.7 ll I_4 ll9.9 tkN 加丁 E 乏 一 一-r— 尼福加T / 50 10O 15O 200 250 300 350400450 500 550600 预紧力/kN 图6肯尼福加T的锚杆与晋城加T锚杆的 扭矩预紧力(M24,力n油)对比冈 表4肯尼福加工的锚杆与晋城加工锚杆的 ∞∞加∞∞∞∞加0 扭矩预紧力试验结果(M24/不加油) 扭矩/N・i'll 50 1OO l50 200 250 300 350 400 45O 500 550 6O0 预 肯尼福 紧 加T lO.6 22.1 36.7 48.4 59.8 70.8 82.5 93.8 l04.2 I15.4 l26.8 136.8 力 晋城 6.5 l5.5 25.3 34 44.8 54.3 61.1 69.5 79.1 89.6 97.6 lO8.8 /kN 加T 肯尼博加工/ ///▲ 旨 // r 曩 //广晋 加T / / // 50 lO0 l50 200 250 300 350400450 500 550 600 预紧力/kN 图7肯尼福加T的锚杆与晋城加T锚杆的 扭矩预紧力(M24/不加油)对比同 提高8.5%。 采H{相同材质加T…来的M27锚杆,在不加油条件下,当扭 矩为300 N・nl时,肯尼福加T的比晋城加丁的预紧力提高 29.5%;当扭矩为400 N・in时,肯尼福加丁的比晋城 ̄llT.的预紧 力提高30.3%;l当扭矩为500N・111时,肯尼福加1一的比晋城加T 的预紧力提高30.9%。 采川相同材质加Tfn来的M24锚杆,在加油条件下,肯尼福 加T的和晋城加1_的预紧力相差不大。 采 相同材质加T./tj来的M24锚杆,存不加油条件下,当扭 矩为300 N・m时,肯尼福加T的比晋城加丁的预紧力提高 】97 科技情报开发与经济 文章编号:1005—6033(201】)O1一Ol98一O5 SCI—TECH INFORMATION DEVELOPMENT&ECONOMY 201 1年第21卷第l期 收稿日期:2010—1 1—23 浅谈属性一致性分析在员工评估中的应用 王桂林 (两安电子科技大学经济管理学院,陕两两安,71007I) 摘要:在介绍无重复评价Kendall统计量计算的基础上,通过评价人重新编号的方 法,把Kendall统计量的计算推广到重复评价情况,并通过算例验证了这种推广方法的 正确性 关键词:测量系统分析(MSA);属性一致性分析;Kendall统计量;员工评估 中图分类号:1'272.9 文献标识码:A 测量系统分析【II(Measurement Systell1 Analvsis,MSA)川于评 个以上有自然顺序的可能分类水平时才能使Hj Kendall统计量。 传统Kendall统计量计箅时,默认员丁对每个样木只评价一 次,即局限于对两组属性值数据进行分析,而不适州于对多组属 估对被测产品特征赋值的操作者、设备、软件、操作程序、测量环 境的集合,根据可接受的判断方法判断测量系统的符合性。属性 一致性分析是评价测量系统的一种,评价的是操作者。属性一敛 性值数据的相天分析,实际巾一些研究的似设如要求多组属性 值数据或重复评价数据,测量系统分析时也常常遇到重复评价 的情况,多次重复评价能减少外部偶然 素对员T评价结果的 性分析是对属性数据进行相关性和一致性研究,已有研究涉及 的相关参数有一致性比率、Kendall相关系数、Kendall一致性系 数和kappat J系数。Kendall统计量1938年南Kendall 提jlI,是 影响,使评价结果更加精确,从而能更好地体现员T的测量水 平。基于这种考虑,本文研究重复评价下Kendall统计量的计算 方法。 员丁的评估等级之间关联的度量,Pearson、Spearman都对这种关 联的度量有很大发展。当数据是有序的(定序)且具有3个或3 30.3%;当扭矩为400 N・m时,肯尼福加] 的比晋城加T的预紧 力提高34.9%;当拙矩为500 ・HI时,肯尼福加丁的比晋城加丁 的预紧力提高28-8%。 须施加500 N・Hi的预紧力矩.现场操作和施T. ̄JL具都有一定的 难度。如果将锚杆精度提高到6g,预紧力能提高30%,只需施加 400 N・m扭矩就能满足要求。 参考文献 5结论 (1)提高锚杆预紧力的技术措施分为两方面:其一是提高螺 母安装扭矩 ;其二是降低锚杆预紧力与螺母安装扭矩的转换 系数后值。 (2)提高螺纹精度对提高锚杆预紧力有一定的帮助。不加}}}{ 的试验结果应陔能真文反映外下实际下况。 锚杆精度提高到 1]康红普,工金华.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].北京: 煤炭.r业…版社,2007:36—51. [2]工金华.我国煤巷锚干T支护技术的新进展[J].煤炭学报, 2007,32(2):Il3一I18. (责任编辑:薛培荣) 6g时,比现在使.L}j的锚杆存同等条件下能提高25%以L的预紧 力。换青之,根据锚杆预紧力要求达到9 时,现存使川的锚杆必 第一作者简介:张广云,男,1976年1月生,2001年毕业于西 南科技大学,T程师,晋煤集 凤凰山矿,山两省晋城市,048007. Study Oil the Relationship between Bolt’S Pre-tightening Torque and Pre—tightening Force ZHANG Guang—yun ABSTRACT:Through laboratory test,this paper studies the congruent relationship between bolt’S pre-tightening torque and pre—tightening force,which possesses important guiding significance OI1 increasing the scientificity,reliability and accuracy of the design and construction of pre—stressed boh support. KEY WORDS:bolt support;pre-tightening torque;pre-tightening force l98