MZ-II 型矿用锚杆出厂检验综合性能测试装置
使 用 说 明 书
煤炭科学研究总院检测分院
2008 年 11 月 1 日
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1 概述
MZ-II 型矿用锚杆(锚索)出厂检验测试装置是按照 -2002《树脂锚杆 锚
固剂》和 -2002《树脂锚杆 杆体》等标准的相关技术要求，对矿用锚杆杆
体模拟实际工况安装和整体拉拔、锚杆的锚固力、位移等综合性能进行检验测试、
并自动显示、打印载荷-位移曲线的矿用锚杆综合性能测试装置，该装置填补国内的
一项空白，可广泛应用于煤矿冶金矿山等国内锚杆生产厂家。
2 产品型号和技术参数
M Z — II
II 型
综合性能测试装置
锚杆、锚索
MZ-II 矿用锚杆出厂检验综合性能测试装置技术参数
序
号
项 目 单位 性能参数
1 额定压力 MPa 16
2 额定流量 L/min 32
3 额定转矩 0-200
4 额定转速 rpm 0-400
5 推进力 kN 0-10
6 锚杆安装推进速度 mm/s 0-120
7 最大推进行程（位移） mm 1500
8 锚杆安装倾角 度 0-90
9 拉拔力 kN 500
10 锚固端与拉拔头之间最大距离 mm 1105
11 电机额定功率 kW
12 电机额定电压 V 380
13
外形尺寸
（长×宽×高）
mm 2700×610×1315
14 油箱有效容积 L 65
15 主机重 kg 970
3 工作原理
MZ-II 型矿用锚杆出厂检验综合性能测试装置由主试验台、液压泵站和控制台
三部分组成。执行机构采用全液压驱动，控制系统采用电控和液控复合控制，信号
采集通过 RS-232 串行接口与计算机实现数据通信、处理和输出。
锚杆（锚索）安装：锚杆和模拟孔管装卡通过三爪机械卡盘固定，油缸直接推
进模拟孔管，液压马达带动锚杆旋转，锚杆（锚索）安装角度通过翻转油缸可在０－
90 度范围内随时调节。
拉拔检验：将安装好的锚杆固定在拉拔缸两端，拉拔缸伸出实现拉拔试验，通
过相应传感器，采集到拉拔力和位移信号，通过数据通讯接口进入计算机控制系统，
计算机处理后的技术参数、曲线可直接显示和打印，整个测试装置的工作原理框图
如图 1 所示。
锚杆（锚索）安装
拉拔检验
4 装置组成与构造
检验综合性能测试装置由主试验台、液压泵站和控制台三部分组成。组装完成
的测试装置如图 2 所示。
图 1 工作原理框图
液
压
动
力
源
加载系统 模拟孔管锚杆、锚索
加载系统
拉力传感器 位移传感器
锚固锚杆、锚索
计算机数据处
理及显示仪表
打印
输出
立架系统
数据通信
接口
图 2 锚杆检验综合性能测试装置结构总图
主试验台
主试验台由推进系统、旋转系统、立架系统和拉拔系统组成。主试验台结构见
图 3 所示。
图 3 主试验台
推进系统
推进系统的功能是使模拟孔管做轴向运动，从而实现锚杆（锚索）的安装。推
进系统主要滑动架、推进油缸及三爪机械卡盘等部件组成。油缸推进速度通过旁路
节流调速控制，从而更好的控制了锚杆推进速度，使整个测试装置的结构更加合理。
推进系统中的模拟孔管通过三爪机械卡盘固定。
旋转系统
旋转系统的功能是通过液压马达的旋转带动锚杆的转动，本测试装置中液压马
达的旋转速度可通过旁路节流调速控制实现无极调速。
立架系统
由于锚杆（锚索）在安装过程中需要不同的安装角度，为模拟此实际安装工况，
本设计采用翻转油缸带动架体翻转。通过翻转油缸的伸缩可使固定于架体上的模拟
孔管和锚杆翻转，从而达到不同安装角度的要求，安装角度可在（0－90）度范围内
任意调节。
拉拔系统
拉拔系统是指在拉拔试验中对锚杆（锚索）锚固力、位移进行测试的装置，主
要由张拉缸、拉力和位移传感器组成。该装置克服了普通张拉器张拉位移小、油压
表测力不准确的缺点，采用中空张拉缸和中空加长套，使锚杆（锚索）可从中穿过，
从而将锚杆所受拉力直接传给拉力传感器，张拉油缸的内部设有前导向套和后导向
套，张拉油缸设计有特殊防转结构，可防止张拉过程中活塞杆转动。张拉油缸的后
端安装压力传感器，张拉油缸的活塞杆端连接位移传感器，可测量张拉全过程锚杆
（锚索）的位移量。
控制台
控制台由液压控制系统、电控系统、数据处理和输出系统组成，结构见图 4 所
示。拉拔试验通过相应传感器，采集到拉拔力、位移信号，通过数据通讯接口进入
计算机控制系统，计算机处理后的技术参数、曲线可直接显示和打印。
图 4 控制台
电控系统
电控系统中的开关或者手柄控制相应的继电器的导通与关断，进而控制相对应
的电磁换向阀的换向，从而实现单油缸的推进、液压马达的旋转、支架的起立与复
位、张拉器的张拉与返回等动作。液压泵是系统液压的唯一来源，电路中使用了空
气开关、热继电器来保护液压泵，防止其负载电流过大。在控制电路中，每一控制
回路也都有熔断器来保护控制回路中的设备。电气控制原理图如图 5 所示。
图 5 电气控制原理图
张拉力检测
张拉力检测采用煤炭科学研究总院检测分院专为该试验台研制的 BK-50T 中空
轮辐式压力传感器，最大测量拉力：500kN，该传感器具有精度高，响应快，易于
安装。
张拉位移检测
张拉位移检测采用 LWF-350-V1 拉杆式位移传感器，该位移传感器内藏耐用的
导电塑料电阻轨，利用导电塑料轨与稀土金属多指接触片，提供了稳定的讯号，使
用寿命高达 100x106 次，模拟量转换模块内置，提高了位移传感器的防护等级，
测量线形精度：%。
泵站及液压系统
泵站
泵站由电机、液压油泵、压力控制阀、压力表、吸回油过滤器、空气滤清器及
油箱等组成，泵站结构见图 6。工作前电动机与操作台接触器输出电源连接，通电
后使电动机按规定方向带动液压泵旋转，为系统提供压力油。
泵站初期使用及使用过程中需加油时，打开空气滤清器的上盖，经过滤网加入
新油或补充与油箱内同型号的液压油并拧紧上盖。
拆卸与安装：液压油泵及压力控制阀的损坏会造成系统压力与流量的不足，更
换油泵时，先放油，然后拆掉吸油管，再拆下油泵固定螺钉，油泵即可向外拉出。
注意！为避免误操作，压力控制阀安装在泵站内部，正常调定值为 16MPa，非专业
维修人员请勿调节。
液压系统
液压系统采用全液压驱动和操作台集中控制，一套泵站通过转换控制分别为
安装和张拉提供动力源。两联泵设计，一联提供安装推进、架体翻转和张拉动作，
安装推进速度通过旁路调速阀进行调节，推进力通过溢流阀控制；另一联提供安装
旋转和扭矩，通过旁路节流调速实现无极调速。液压系统原理图见图 7 所示。
1-电机 2-液压泵 3-滤油器 4-液位计 5-溢流阀 6、7、8-电磁换向阀 9-单向节流阀
10-液控单向阀 11-压力表 12-调速阀 13-溢流阀 14-回油滤油器 15-冷却器
图 7 液压系统原理图
5 操作与使用
安装
首先，按标牌所示位置连接液压管路、电气线路，然后通过空气滤清器向油箱
加油至油标尺上限，油量大约 65 升。
空载运行
启动：首先启动总电源，然后启动泵站电机，各操作手柄放在中位，此时操作
台上压力表的指示压力应不大于 ，油箱液面在油标的中上部。
空运行：分别控制推进缸、拉拔缸、立架油缸控制手柄，各油缸应顺利伸出、
顺利缩回，控制马达控制旋钮中反转，马达运行正常。
调速：推进缸、拉拔缸进给速度和马达旋转速度均可通过操作台控制手柄无极
调节。
安装试验
安装试验工作过程：首先将锚杆和模拟孔管装卡通过三爪机械卡盘固定，然后
通过旋转系统中的液压马达带动锚杆旋转，旋转速度可通过旁路节流阀实现转速的
无级调速；开启推进系统，实现锚杆相对推进安装，推进速度通过旁路节流调速控
制；在锚杆安装过程中可根据锚杆（锚索）安装角度不同，通过支架系统的翻转油
缸进行调节，调节范围在 0－90 度。
拉拔试验
叠加阀组叠加阀组
P1
组合阀块
M
P2
T
T2T 1
T
P1
1211 13
8 9 10
2
6
7
345 1
拉拔 翻转 推进
拉拔试验工作过程：首先将锚固好的锚杆与拉拔系统进行安装连接，拉拔系统
的主要组成部件为中空拉拔油缸，将锚杆的未锚固段穿过中空拉拔油缸，使油缸前
端顶住模拟孔管，后端通过传感器顶住锚杆螺母；然后调节拉拔油缸拉拔速度，开
启拉拔油缸进行拉拔试验。
6 维护及故障排除
压力调节
泵站上压力表的压力出厂时已经调好，使用中不得擅自调节，如工作的特殊要
求，需要调节时，请按下述方法进行：
首先松开溢流阀的锁紧螺母，逆时针拧动调压杆（压力减小），启动电动机，将
张拉缸伸出或缩回，顺时针转动溢流阀调压杆（压力升高），观察压力表的压力变化，
达到说明书的规定值或所需的压力后拧紧锁紧螺母。如果用户必须调高压力使用，
则最大压力不得超过额定压力，且在此压力下连续工作时间不超过 5 分钟。
更换滤油器滤芯
先拆开油箱两放油塞放油，然后拆掉回油滤油器端盖，将滤芯和端盖抽出，卸
下滤芯，换上新滤芯，然后按原样装上，重新加满油箱液压油。
更换液压油
用户应首选 46#抗磨液压油，液压油的使用寿命最长 3000 小时，更换液压油时
应清洗滤油器及油箱，如滤油器变形及破裂必须更换。如需补充液压油，则必须与
原型号相同。
故障排除
故障现象 原因分析 处理方法
系统压力低
1. 油箱液面低（油箱液面低于油标的中下部）
且有气泡产生；
2. 齿轮油泵损坏；
3.溢流阀损坏。
1.液压油加至油标的中上部；
2. 更换油泵；
3.清洗或更换溢流阀。
泵站噪声大
1. 油箱液面低（表现现象同前）；
2. 吸油过滤器堵塞（系统压力低时噪声大，高
时噪声小，吸油管震动）；
3. 吸油管漏气（油箱内油液有泡沫）。
1. 同前；
2. 清洗或更换滤油器；
3. 紧固吸油管螺丝和卡箍。
油温过热 1. 油箱液面低（表现现象同前）； 1. 同前；
2. 齿轮油泵内泄大（壳体温度高，且出口封闭
后压力仍达不到额定值）；
3. 主机马达泄漏大（同前 2）；
4. 环境温度高。
2. 更换油泵；
3. 更换液压马达；
4. 停机。
输出扭矩小、
转速低
1. 系统压力低（同前）；
2. 液压油粘度太低；
3.马达泄漏大。
1. 同前；
2. 更换粘度适合的液压油；
3. 更换液压马达。
马达不转、油
缸不工作
系统不供油（油泵反转，油箱液面低，溢流阀
卡死）；
更正转向、加油及清洗溢流
阀；
推力、转速不
可调
控制溢流阀或调速阀失灵或卡死； 清洗或更换控制溢流阀或调
速阀；
电气、工控机
和微机故障
通知生产厂家维修。 厂家指导下维修。
7 安全警示
安装的压力控制阀出厂时已设定好，使用中请勿随意调节。
首次使用前的安全检查
电动机的旋转方向，必须与指示牌一致。
设备起动前，所有的操作开关均应处于中间位置。
使用中的安全措施
拉拔试验时，前后严禁站人。
安装试验时，两侧严禁站人。
当油温超过 65℃时必须停止工作。
8 锚杆钻机产品的成套性
a. MZ-II 矿用锚杆出厂检验综合性能测试装置一套。
b. 随机备件一套。
c. 随机工具一套。
9 随机技术文件清单
a. 使用说明书；
b. 产品合作证；
c. 装箱单；
d. 随机备件明细；
e. 随机工具明细；
10 包装、运输、贮存
包装
主试验台、液压泵站和控制台分别装箱，使用说明书等技术文件置于包装箱内。
运输
产品在运输过程中不得雨淋，搬运不得抛掷和冲撞。
贮存
产品在贮存时应放置在通风、干燥的地方，防止受潮、腐蚀和其他损伤。
