等强锚杆的加工工艺与推广优势
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【摘要】钢筋锚杆尾部等强螺纹，是滚丝等强锚杆的技术关键，它是通过对钢筋尾部采用冷轧调质、滚丝的方法制造而成，再在尾部配上专用阻尼螺帽，达到锚杆尾部与杆体等强的目的，这种锚杆具有尾部强度高、质量稳定、加工方便、加工速度快、无材料损耗、成本低等优点，具有很强的推广应用价值。
1.概述
随着锚网索支护在煤矿巷道的广泛应用，锚杆使用数量迅速增加。大屯煤电（集团）公司从95年开始锚杆的使用，目前在矿区螺纹钢锚杆占主导地位，其优势也非常明显，然而锚杆在原来使用中存在以下问题：一是因尾部经车制后，有效截面积缩小了15%左右，造成锚杆车削部位的抗拉强度大幅降低，从而导致杆体的强度的下降，直接影响锚杆锚固力的实现，同时也因为杆体各部位的不等强而造成支护钢材的巨大浪费；二是锚杆加工成本较高，约占材料费用的10%左右，因此研制一种新型高强度加工经济合理的等强锚杆，对提高巷道支护效果、节约材料和降低加工成本具有十分重要意义。
2.尾部轧圆、滚丝等强锚杆的加工制造
钢筋锚杆尾部等强螺纹，是滚丝等强锚杆的技术关键，它是通过对钢筋尾部采用冷轧、滚丝的方法制造而成，再在尾部配上专用阻尼螺帽，达到锚杆尾部与杆体等强的目的，这种锚杆具有尾部强度高、质量稳定、加工方便、加工速度快、无材料损耗、成本低等优点，具有很强的推广应用价值。
2.1尾部轧（挤）圆
尾部轧圆或挤圆过程实际也是金属材料的局部冷加工过程，它使螺纹钢尾部金属晶粒被挤压，减小晶粒间的空隙，增强材料密度，有效提高尾部抗拉强度。
采用轧圆机或挤圆机进行压头挤圆 ，它可以完全替代了车床剥圆，比车床剥圆工效提高近10倍。
从图1、图2可以看出，相同的材料在不同的轧制状态下，所对应的电阻、强度、硬度、延伸率是不同的。所以材料、压下力、轧下直径等都是影响等强锚杆性能的直接因素。
2.2滚压成丝
滚丝是等强锚杆加工的最关键的工序，滚丝过程中的压力、时间、位置、速度等几个方面都对锚杆性能指标起决定作用。
2.2.1压力
合理压力是保证锚杆成品质量的决定性因素。加工锚杆时，先要根据锚杆材料的材质和硬度，把压力调到相应的规定位置。加工等强锚杆时一般要根据材质、螺纹等情况进行相应的压力和进给速度调整。
2.2.2位置
牙位调整是指安装在两主轴的滚丝轮的螺纹齿廓相对位置的调整。加工锚杆时所采用的滚丝轮是螺旋形，其滚压的牙齿位置调整也极为关键，左右两滚轮，如果不协调，势必会造成螺纹不一致，甚至是报废的螺纹。
2.2.3速度
加工锚杆的速度是由给进速度控制的。而给进速度又是通过活动主轴座移动速度决定的，随流量大小而定，调节节流阀手柄，流量就发生变化。要调整到合适的给进速度，首先需要把工作压力调整好。
2.2.4时间
滚轧时间的长短，要根据压力和钢材的物理性能、尺寸、形状等因素确定，滚轧时间不宜过长，因为滚轧时间过长，锚杆端部表面会产生鳞片而剥落，同时也会影响机械效率，所以在允许的条件下，应选较短的滚轧时间。理想的滚轧时间进给工序完成后，锚杆再转数圈后即可。
3.产品测试
3.1测试的目的
测试等强锚杆的各项性能指标和相关的配套情况，便于进一步改进和改造加工设备，提高加工产品的质量和效率。
3.2对随即截取的钢材加工和试验
3.3 等强锚杆与原普通锚杆强度对比情况如（表3）所示
同等材料相同直径的等强锚杆与普通锚杆极限载荷结果比较相差很大，等强锚杆的确达到了与杆体原材强度相同，远大于尾部车削的普通锚杆的强度。
4.经济效益分析
4.1直接效益
4.1.1 锚杆材料节约
由于采用滚丝加工技术，钢筋原材料没有损失，对于螺纹钢其杆体表面上的纵、横肋也被充分利用。
按公司目前使用情况，如果全部以等强锚杆代替普通锚杆，每根锚杆可节省1.5～2.0元，同时也由此减少了运输量、降低了工人劳动强度，全公司平均每年可节约钢材约320吨，即可以节约资金130万元。
在相同间排距的情况下，支护强度和安全系数在原基础上再可提19.66%。同样在满足支护要求的情况下，可节约锚杆19.66%左右。全公司每年锚网进尺2.5万米，需钢筋锚杆34万根，可节约锚杆数为34×19.66%=6.69万根，每根按38元计，可节约254.22万元。
4.1.2 等强锚杆的加工费用情况
等强锚杆的加工采用的是先冷轧滚圆，然后滚丝的制造工艺，锚杆的加工时间和加工成本都比普通锚杆有所下降。
采用等强锚杆加工工艺以后，工艺简单了，平均每根锚杆加工时间降低40秒左右，加工成本平均每根降低0.2元左右，全年下来可节约工时：40*340000/3600=3778小时；节约加工费用：34*0.2=6.8万元。
直接经济效益累计：公司平均每年可节约材料费和加工费约400万元。
4.2 间接经济效益
在加工废料和环境状况方面，等强锚杆的加工工艺也是十分科学合理的，没有工业废料，无污染，加工时噪音小，对工人身心健康有利。随着锚杆加工速度的提高，大大减轻了工人的劳动强度，提高了产品的加工质量，有明显的技术经济效益和社会效益，推广应用前景良好。
参考文献
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[2]康红普，王金华，林健.煤矿巷道支护技术的研究与应用[A].全国大型煤炭企业综采技术发展成果集[C].2010，1：1809—1814
[3]于桂清，于新河.等强螺纹钢锚杆杆体加工工艺改进.才智，2011，14：306
何岩（1976—）男，籍贯皖萧县，本科，生产技术副经理 工程师、主要从事企业生产技术管理及现场安全管理工作。