Замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення “зсг”

Реферат: Винахід належить до галузі гірничої справи, зокрема до проблеми затисків для з'єднання ланок рам металевих податливих кріплень, що ковзають при надмірному навантаженні, у вузлах податливості, виконаних з шахтних спецпрофілів і використовуваних для кріплення гірничих виробок вугільних, рудних і сланцевих шахт. Замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення містить планку-стабілізатор (1), що включає фігурну планку (2) і два упори (3), які сполучені з кінцевими частинами (4) похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) і мають крізні вертикальні отвори (6), а також кріпильну скобу (7) П-подібної форми з різьбовими кінцями (8), що пропущені через крізні вертикальні отвори (6) упорів (3) і забезпечені гайками (9). Причому у вузлах податливості кріплення планка-стабілізатор (1) і кріпильна скоба (7) охоплюють по замкнутому периметру внутрішню (10) і зовнішню (11) ланки (10, 11), які сполучені між собою внапусток, з можливістю відносного ковзання з опором під навантаженням, мають денця (12), похилі бічні стінки (13) і фланці (14) та виконані з коробчаcтих шахтних спецпрофілів однакового типорозміру. Згідно з винаходом, в планцістабілізаторі (1) фігурна планка (2) виконана з увігнутою середньою частиною (15) так, що вона UA 105969 C2 (12) UA 105969 C2 (2) огинає денце (12) і повністю охоплює похилі бічні стінки (13) внутрішньої ланки (10). На торцевих поверхнях (16) кінцевих частин (4) похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) планки-стабілізатора (1) виконані горизонтальні опорні виступи (17), для контакту з фланцями (14) внутрішньої ланки (10) кріплення знизу. А упори (3) виконані так, що їх (3) нижні частини (18) примикають до кінцевих частин (4) похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) планкистабілізатора (1) зовні, а їх (3) верхні частини (19) виступають над торцевими поверхнями (16) кінцевих частин (4) похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) планки-стабілізатора (1) зверху, мають похилі бічні опорні поверхні (20) для контакту з фланцями (14) внутрішньої ланки (10) кріплення зовні, виконані як одне ціле з фігурною планкою (2) і утворюють ковано-штамповану моноконструкцію планки-стабілізатора (1). Технічний результат полягає в підвищенні жорсткості, міцності і надійності замка, а також в забезпеченні стабілізації параметрів робочого опору вузла податливості в інтервалі конструктивної податливості кріплення, при якій відхилення величини робочого опору від проектної величини не перевищують допустимі ±1215 %. UA 105969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі гірничої справи, зокрема до проблеми затисків для з'єднання ланок рам металевих податливих кріплень, що ковзають при надмірному навантаженні, у вузлах податливості, виконаних з шахтних спецпрофілів і використовуваних для кріплення гірничих виробок вугільних, рудних і сланцевих шахт. З рівня техніки відомий замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, що містить планку і два знімні упори, що виконані у вигляді не замкнутих по периметру зігнутих профілів і контактують з кінцевими частинами планки, і кріпильну скобу Пподібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через упори, і забезпечені гайками, причому планка і кріпильна скоба щільно охоплюють по замкнутому периметру внутрішню і зовнішню ланки кріплення у вузлах податливості, які сполучені між собою внапусток, з можливістю відносного ковзання з опором під навантаженням, мають денця, похилі бічні стінки і фланці та виконані з коробчастих шахтних спецпрофілів однакового типорозміру ["З'єднувальний вузол металевого податливого кріплення із спецпрофілю", UA43111 (А) (Сугаренко Г.Г., Халимендик Ю.М.), E21D11/14,. 15.11.2001] [1]. Кожен знімний упор виконаний -подібної або -подібної форми одним кінцем (полицею) упирається у фланець внутрішньої ланки кріплення, а іншим кінцем - в плоску планку. Цей замок має просту конструкцію, підвищену універсальність і технологічність, а також знижену металоємність і собівартість виготовлення. Проте в цій конструкції не реалізовано повне силове замикання замка вузла податливості кріплення через те, що кінці планок і полиці знімних упорів є консолі, які можуть піддаватися вигину і деформації навіть при збільшенні їх товщини. Викликано це тим, що знімні упори мають не замкнутий по периметру профіль. Тому при затягуванні гайок і дії великих навантажуючих зусиль недостатня жорсткість замка приводить до неповного прилягання полиць знімних упорів до планки, повороту кінцевих частин планки, ексцентричного вантаження різьбових з'єднань різьбових кінців кріпильної скоби з гайками і порушення стабільності роботи, як замка, так і кріплення в цілому. Таким чином, задача підвищення жорсткості конструкції замка з плоскою планкою, у тому числі і вузла податливості, а також стабільності їх роботи у складі кріплення вирішена лише частково. З рівня техніки відомий замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, що містить планку з отворами і кріпильну скобу П-подібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори планки, розташовані між ними внапусток внутрішній і зовнішній спецпрофілі, гайки, і встановлені між планкою і фланцями внутрішнього спецпрофілю упори, виконані у вигляді замкнутих по периметру профілів з отворами, через які пропущені різьбові кінці кріпильної скоби ["Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів", UA56078 (С2) (Сугаренко Г.Г., Алієв Н.А., Кириченко В.Я.) E21D11/22, E21D11/14, 15.11.2004] [2]. Упори виконані у вигляді скоб U-подібної форми, у яких між полицями встановлені замикаючі розпірні елементи, а бічні стінки виконані двогранними, при цьому зовнішні грані контактують з похилими бічними стінками внутрішнього спецпрофілю, а внутрішні грані розташовані симетрично зовнішнім граням. Розпірні елементи можуть бути виконані у вигляді зовнішніх ребер, зовнішніх і внутрішніх ребер, а також круглих, порожнистих або фігурних стрижнів. У зв'язку з тим, що упори спільно з розпірними елементами утворюють замкнутий по периметру профіль, в цій конструкції реалізовано повне силове замикання замка. Цей замок характеризується простотою конструкції, підвищеною універсальністю і технологічністю, а також прийнятною металоємністю і собівартістю виготовлення. Недоліком цього замка є його зайва жорсткість, що приводить до неприпустимих спотворень параметрів робочої характеристики кріплення. Викликано це тим, що зусилля затягування, які передаються, головним чином, зовнішніми гранями упорів в бічні стінки внутрішнього спецпрофілю, створюють надмірні зусилля заклинювання упорів при затягуванні замків. При роботі таких замків у складі кріплення в податливому режимі, згадані зусилля викликають крутні моменти навколо осей різьбових кінців кріпильних скоб, що приводить до деформації контактних поверхонь зовнішніх граней упорів. З цієї причини порушується плавність роботи вузла податливості кріплення, і він набуває різко пилкоподібну характеристику робочого опору, при якій порушується стабільність робочого опору, а відхилення величини робочого опору від проектної величини значно перевищують допустимі ±12-15 %. 1 UA 105969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При цьому величина робочого опору може бути рівна нулю або досягати величини несучої здатності кріплення. У першому випадку кріплення не чинить необхідного опору гірничому тиску і стає непрацездатним, а в другому випадку кріплення втрачає податливість і переходить в жорсткий режим роботи ще до вичерпання проектної величини конструктивної податливості, що знижує надійність роботи замка, вузла податливості і кріплення в цілому. Крім того, такий замок вельми чутливий до деформацій стінок спецпрофілів арочного кріплення, які неминучі при їх криволінійному згинанні в роликовому згинальному пристрої. При цьому контакт зовнішніх граней упорних елементів і внутрішнього спецпрофілю в замку, залежно від площі і форми плями контакту, може відбуватися, як по всій поверхні сполучення, так і по незначній її частині, що суттєво впливає на зусилля затягування замка і приводить до відхилення фактичної величини робочого опору кріплення від проектної величини. З рівня техніки відомий замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, що містить щонайменше одну планку з отворами і, щонайменше, одну кріпильну скобу П-подібної форми з різьбовими ділянками на кінцях, пропущеними через отвори кожної планки, розташовані між ними внапусток внутрішній і зовнішній спецпрофілі, гайки і встановлені між планками і фланцями внутрішнього спецпрофілю упори ["Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів "М4"", UA4932 (U) (BAT "ДOHEPM") E21D11/22, E21D11/14, 15.02.2005] [3]. Упори є замкнуті по периметру профілі з отворами, через які пропущені кінці з різьбовими ділянками кожної кріпильної скоби і які виконані у вигляді трубчастих паралелограмів з верхніми і нижніми виступами, розташованими в зонах гострих кутів паралелограмів, при цьому верхні виступи упорів упираються в місця сполучень фланців з похилими бічними стінками внутрішніх спецпрофілів, а нижні виступи взаємодіють з кінцевими частинами планок. Завдяки тому, що упори виконані у вигляді трубчастих паралелограмів з верхніми і нижніми виступами, розташованими в зонах гострих кутів паралелограмів, забезпечується формування простої у виготовленні, універсальної і надійнішої в експлуатації замкнутої по периметру форми полого профілю. Недоліки відомого замка полягають в наступному: - упори мають асиметричну форму і мають недостатню жорсткість і міцність, що вимушує використовувати як додатковий несучий засіб пряму важку планку, що працює на вигин; - можливе неповне блокування перекосу площини кріпильної скоби і планки щодо подовжньої осі поперечного перетину профілів, що сполучаються, що пояснюється тим, що пряма планка не здатна запобігти власному кутовому перекосу і перекосу кріпильної скоби при роботі замка у складі кріплення під навантаженням в податливому режимі. Згадані конструктивні недоліки знижують основні характеристики відомого замка, оскільки не забезпечують повною мірою основні вимоги до замкових з'єднань вузлів податливості металевих кріплень з шахтних спецпрофілів - постійність заданої величини робочого опору в інтервалі конструктивної податливості кріплення, а також знижують жорсткість і надійність його конструкції. Крім того, такий замок передбачає використання прямої несучої конструкції планки, що працює на вигин, що підвищує її масу і, відповідно, масу замка. З рівня техніки відомий також замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, що містить планку-стабілізатор, що включає планку і два упори, виконані у вигляді не замкнутих знизу коробчатих профілів і сполучені з кінцевими частинами планки зварними з'єднаннями, отвори в планці і отвори в упорах, а також кріпильну скобу П-подібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори упорів і отвори планки, і розташовані між ними внапусток внутрішній і зовнішній спецпрофілі, що мають денця, похилі бічні стінки, фланці і кріпильні гайки, встановлені на різьбових кінцях кріпильної скоби ["Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів "М7" UA4933 (U) (ВАТ "ДОНЕРМ") E21D11/22, E21D11/14, 15.02.2005] [4]. Планка виконана прямою, а висота упорів рівна відстані від зовнішньої поверхні денця внутрішнього спецпрофілю (від планки) до його фланців. Недоліком відомого замка є велика металоємність, недостатня жорсткість і міцність упорів планки-стабілізатора, а також те, що не досягається стабілізація параметрів робочого опору вузла податливості в інтервалі конструктивної податливості кріплення, при роботі в податливому режимі, що знижує його надійність. Підвищена металоємність замка пояснюється тим, що планка виконана прямою, а висота двох упорів рівна практично висоті похилої бічної стінки внутрішнього спецпрофілю. 2 UA 105969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При цьому кріпильна скоба П-подібної форми має довгі різьбові кінці, що в сукупності суттєво збільшує геометричні параметри і вагові характеристики, як планки-стабілізатора і кріпильної скоби, так і замка в цілому. Недостатня міцність упорів планки стабілізатора замка пояснюється великою висотою упорів планки-стабілізатора, виконаних у вигляді не замкнутих знизу коробчастих профілів, внаслідок чого їх опорні бічні стінки мають знижену подовжню стійкість від вертикального навантаження, що знижує жорсткість і міцність замка. Крім того, у зв'язку з тим, що кріпильна скоба має велику довжину кінцевих частин, яка перевищує висоту сполучених внутрішнього і зовнішнього профілів і товщини планки, то відносне ковзання внутрішнього і зовнішнього спецпрофілів, при роботі кріплення в податливому режимі, приводить до перекосу кріпильної скоби із-за великого плеча захоплення зовнішнього спецпрофілю (довжини кінцевих частин скоби). З цієї причини суттєво порушується плавність роботи вузла податливості кріплення, відносне ковзання внутрішнього і зовнішнього спецпрофілів в податливому режимі роботи кріплення відбувається ривками, робочий опір кріплення набуває різко виражену пилкоподібну характеристику, внаслідок чого порушується стабільність робочого опору в інтервалі конструктивної податливості кріплення, а відхилення величини робочого опору від проектної величини значно перевищують допустимі ±12-15 %, що знижує надійність замка і негативно впливає на стан виробки, що підтримується кріпленням. Згадані конструктивні недоліки погіршують основні характеристики відомого замка, оскільки не забезпечують повною мірою основні вимоги до замкових з'єднань вузлів податливості металевих кріплень з шахтних спецпрофілів - постійність заданої величини робочого опору на інтервалі конструктивної податливості кріплення, а також знижують жорсткість і надійність його конструкції. З рівня техніки відомий також найбільш близький по кількості загальних ознак і технічному результату, що досягається, замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, який містить планку-стабілізатор, що включає фігурну планку і два упори, які сполучені з кінцевими частинами похилих бічних стінок фігурної планки зварні з'єднання, і мають крізні вертикальні отвори, а також кріпильну скобу П-подібної форми з різьбовими кінцями, що пропущені через крізні вертикальні отвори упорів, і забезпечені гайками, причому у вузлах податливості кріплення планка-стабілізатор і кріпильна скоба охоплюють по замкнутому периметру внутрішню і зовнішню ланки, які сполучені між собою внапусток, з можливістю відносного ковзання з опором під навантаженням, мають денця, похилі бічні стінки і фланці і виконані з коробчастих шахтних спецпрофілів однакового типорозміру ["Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів " М7Д" UA71969 (U) (ТОВ НВП "ДОНМАШ" (UA), E21D11/22; E21D11/14; 25.07.2012] [5]. За рахунок зміни форми планки з прямої на фігурну, яка частково охоплює внутрішню ланку на оптимальну величину, що приводить до зменшення висоти упорів і довжини різьбових кінців кріпильної скоби П-подібної форми, забезпечити компактну конструкцію планки-стабілізатора і кріпильної скоби з меншими геометричними параметрами і ваговими характеристиками і блокування кутового перекосу кріпильної скоби при роботі замка у складі кріплення під навантаженням в податливому режимі. Це удосконалення забезпечує зниження металоємності, підвищення жорсткості, міцності і надійності замка, а також забезпечує поліпшення стабілізації параметрів робочого опору вузла податливості кріплення. Недоліки відомого замка [5] полягають в наступному: - можливе неповне блокування перекосу площини кріпильної скоби і фігурної планки щодо подовжньої осі поперечного перетину ланок, що сполучаються, обумовлене тим, що фігурна планка, що частково охоплює внутрішню ланку, не здатна повністю запобігти власному кутовому перекосу і перекосу кріпильної скоби при роботі замка у складі кріплення під навантаженням в податливому режимі; - недостатня жорсткість і міцність упорів планки-стабілізатора тому, що зварні з'єднання під навантаженням тріскаються і руйнуються. - не досягається ефективна стабілізація параметрів робочого опору вузла податливості в інтервалі конструктивної податливості кріплення, при його роботі в податливому режимі, що знижує його надійність. Викликано це тим, що елементи упору не примикають і не обмежують бічний зсув фланців внутрішньої ланки при роботі кріплення під навантаженням в податливому режимі. 3 UA 105969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 При роботі кріплення під навантаженням внутрішня ланка і зовнішня ланка згинаються, їх фланці розходяться в поперечному напрямі, а елементи упору не перешкоджають такому переміщенню. В результаті неадекватної деформації внутрішньої і зовнішньої ланок, відбувається спотворення їх геометричних параметрів, що приводить до порушення плавності ковзання ланок в податливому режимі роботи кріплення. З цієї причини суттєво порушується плавність роботи вузла податливості кріплення, відносне ковзання внутрішньої і зовнішньої ланок в податливому режимі роботи кріплення відбувається ривками, робочий опір кріплення набуває різко вираженої пилкоподібної характеристики, унаслідок чого порушується стабільність робочого опору в інтервалі конструктивної податливості кріплення. За рахунок цього відхилення величини робочого опору від проектної величини перевищують допустимі ±12-15 %, що знижує надійність замка і негативно впливає на стан виробки, підтримуваною кріпленням. Таким чином, згадані конструктивні недоліки фігурної скоби і упорів планки-стабілізатора погіршують основні характеристики відомого замка, оскільки не забезпечують повною мірою основні вимоги до замкових з'єднань вузлів податливості металевих кріплень з ланок, виконаних з шахтних спецпрофілів, - постійність заданої величини робочого опору на інтервалі конструктивної податливості кріплення, а також знижують жорсткість і надійність його конструкції. У основу винаходу поставлена технічна задача ефективне блокування перекосу площини кріпильної скоби і фігурної планки щодо подовжньої осі поперечного перетину внутрішньої і зовнішньої ланок, що сполучаються, надійна фіксація вдосконаленим упором фланців внутрішньої ланки в заданому положенні при роботі кріплення під навантаженням в податливому режимі, а також плавна і ефективна робота замка у вузлах податливості. Технічний результат, який досягається при розв'язанні поставленої технічної задачі і використанні вдосконаленого замка вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, полягає в підвищенні жорсткості, міцності і надійності замка, а також в забезпеченні стабілізації параметрів робочого опору вузла податливості в інтервалі конструктивної податливості кріплення, при якій відхилення величини робочого опору від проектної величини не перевищують допустимі ±12-15 %. Поставлена технічна задача розв'язується, а технічний результат досягається тим, що в замку вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, який містить планку-стабілізатор, що включає фігурну планку і два упори, які сполучені з кінцевими частинами похилих бічних стінок фігурної планки, і мають крізні вертикальні отвори, а також кріпильну скобу П-подібної форми з різьбовими кінцями, що пропущені через крізні вертикальні отвори упорів і забезпечені гайками, причому у вузлах податливості кріплення планкастабілізатор і кріпильна скоба охоплюють по замкнутому периметру внутрішню і зовнішню ланки, які сполучені між собою внапусток, з можливістю відносного ковзання з опором під навантаженням, мають денця, похилі бічні стінки і фланці та виконані з коробчастих шахтних спецпрофілів однакового типорозміру, згідно з винаходом, в планці-стабілізаторі фігурна планка виконана з увігнутою середньою частиною так, що вона огинає денце і повністю охоплює похилі бічні стінки внутрішньої ланки, а на торцевих поверхнях кінцевих частин похилих бічних стінок фігурної планки планки-стабілізатора виконані горизонтальні опорні виступи, для контакту з фланцями внутрішньої ланки кріплення знизу, а упори виконані так, що їх нижні частини примикають до кінцевих частин похилих бічних стінок фігурної планки планки-стабілізатора зовні, а їх верхні частини виступають над торцевими поверхнями кінцевих частин похилих бічних стінок фігурної планки планки-стабілізатора зверху, мають похилі бічні опорні поверхні для контакту з фланцями внутрішньої ланки кріплення зовні, виконані як одне ціле з фігурною планкою і утворюють ковано-штамповану моноконструкцію планки-стабілізатора. У зв'язку з тим, що в планці-стабілізаторі фігурна планка виконана з увігнутою середньою частиною так, що вона огинає денце і повністю охоплює похилі бічні стінки внутрішньої ланки, досягається щільне примикання фігурної планки до похилих бічних стінок внутрішньої ланки, внаслідок чого досягається повне блокування перекосу площини кріпильної скоби і фігурної планки щодо подовжньої осі поперечного перерізу внутрішньої і зовнішньої ланок кріплення, що сполучаються внапусток, і плавність роботи вузла податливості кріплення і стабільність робочого опору. Завдяки тому, що на торцевих поверхнях кінцевих частин похилих бічних стінок фігурної планки планки-стабілізатора виконані горизонтальні опорні виступи, для контакту з фланцями 4 UA 105969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 внутрішньої ланки кріплення знизу, а упори виконані так, що їх нижні частини примикають до кінцевих частин похилих бічних стінок фігурної планки планки-стабілізатора зовні, а їх верхні частини виступають над торцевими поверхнями кінцевих частин похилих бічних стінок фігурної планки планки-стабілізатора зверху, мають похилі бічні опорні поверхні для контакту з фланцями внутрішньої ланки кріплення зовні, забезпечується, як необхідне силове затягування зв'язаних внапусток внутрішньої і зовнішньої ланок кріплення у вузлах податливості через упори при стяганні фігурної планки планки-стабілізатора і кріпильної скоби П-подібної форми гайками, так і ефективна бічна протидія упорів бічному зсуву фланців внутрішньої ланки при роботі кріплення під навантаженням в податливому режимі. За рахунок цього забезпечується плавність роботи вузла податливості кріплення, оскільки відносне ковзання внутрішньої і зовнішньої ланок в податливому режимі роботи кріплення відбувається без ривків, робочий опір кріплення набуває прямолінійної характеристики, унаслідок чого досягається стабільність робочого опору в інтервалі конструктивної податливості кріплення. При цьому відхилення величини робочого опору від проектної величини не перевищують допустимі ±12-15 %, що підвищує надійність замка і позитивно впливає на стан виробки, підтримуваною кріпленням. За рахунок того, що в планці-стабілізаторі фігурна планка і упори виконані як одне ціле з фігурною планкою і утворюють ковано-штамповану моноконструкцію планки-стабілізатора суттєво підвищується надійність замка, в якій відсутні зварні з'єднання, що під навантаженням тріскаються і руйнуються. Це підвищує міцність і надійність замка а також позитивно впливає на безпеку робіт і стан виробки, підтримуваної кріпленням. Окрім наведених вище головних відмінностей, винахід має і додаткові відмінності, які характеризують вдосконалений замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення в різних модифікаціях його виконання залежно від умов виготовлення і експлуатації. У замку вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, згідно з винаходом, по краях похилих бічних стінок фігурної планки планки-стабілізатора виконані поздовжні зовнішні ребра жорсткості. Таке удосконалення підвищує міцність і надійність планки-стабілізатора і замка в цілому. У замку вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, згідно з винаходом, похилі бічні стінки фігурної планки планки-стабілізатора виконані так, що їх ширина (b) поступово збільшується знизу вверх від ширини (b min) біля увігнутої середньої частини до ширини (b max) біля їх місць сполучення з упорами. За рахунок цього збільшується ширина контакту планки-стабілізатора з внутрішньою ланкою, що підвищує надійність блокування перекосу площини кріпильної скоби і фігурної планки щодо подовжньої осі поперечного перерізу внутрішньої і зовнішньої ланок кріплення, що сполучаються внапусток, і забезпечує плавність роботи вузла податливості кріплення і стабільність робочого опору. Додатково у замку вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення горизонтальні опорні виступи на торцевих поверхнях кінцевих частин похилих бічних стінок фігурної планки планки-стабілізатора, призначені для контакту з фланцями внутрішньої ланки кріплення знизу, мають форму, що відповідає формі контактних поверхонь сполучення похилих бічних стінок і поверхонь фланців знизу внутрішньої ланки кріплення. Це дозволяє використовувати цей замок для кріплень, внутрішні і зовнішні ланки яких виготовлені попарно з різних шахтних спецпрофілів, наприклад СПВ або СПА. Надалі винахід пояснюється прикладом його здійснення з посиланнями на креслення, що додаються. На фіг. 1 зображений замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, загальний вид. На фіг. 2 зображений замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, вид знизу. На фіг. 3 зображений замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, вид збоку. На фіг. 4 зображений замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, аксонометрія положення 1. На фіг. 5 зображений замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, аксонометрія положення 2. 5 UA 105969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фіг. 6 зображена планка-стабілізатор замка вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, загальний вид. На фіг. 7 зображена планка-стабілізатор замка вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, вид зверху. На фіг. 8 зображений змонтований замок у вузлі податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, загальний вид. На фіг. 9 зображений змонтований замок у вузлі податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, аксонометрія положення 1. На фіг. 10 зображений змонтований замок у вузлі податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, аксонометрія положення 2. Замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення (фіг. 1-10), який містить (фіг. 1-7) планку-стабілізатор 1, що включає фігурну планку 2 і два упори 3, які сполучені з кінцевими частинами 4 похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2, і мають крізні вертикальні отвори 6, а також кріпильну скобу 7 П-подібної форми з різьбовими кінцями 8, що пропущені через крізні вертикальні отвори 6 упорів 3, і забезпечені гайками 9. Причому (фіг. 8-10) у вузлах податливості кріплення планка-стабілізатор 1 і кріпильна скоба 7 охоплюють по замкнутому периметру внутрішню 10 і зовнішню 11 ланки (10, 11) (фіг. 6, 7), які сполучені між собою внапусток, з можливістю відносного ковзання з опором під навантаженням, мають денця 12, похилі бічні стінки 13 і фланці 14 та виконані з коробчастих шахтних спецпрофілів однакового типорозміру. Головними особливостями конструкції замка вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення є наступні удосконалення його конструкції. В планці-стабілізаторі 1 фігурна планка 2 виконана з увігнутою середньою частиною 15 так, що вона (2) огинає денце 12 і повністю охоплює похилі бічні стінки 13 внутрішньої ланки 10. За рахунок цього досягається повне блокування перекосу площини кріпильної скоби 7 і фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 щодо подовжньої осі поперечного перерізу внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) кріплення, що сполучаються внапусток, і плавність роботи вузла податливості кріплення і стабільність робочого опору. На торцевих поверхнях 16 кінцевих частин 4 похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 виконані горизонтальні опорні виступи 17, для контакту з фланцями 14 внутрішньої ланки 10 кріплення знизу. А упори 3 виконані так, що їх (3) нижні частини 18 примикають до кінцевих частин 4 похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 зовні, а їх (3) верхні частини 19 виступають над торцевими поверхнями 16 кінцевих частин 4 похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 зверху, мають похилі бічні опорні поверхні 20 для контакту з фланцями 14 внутрішньої ланки 10 кріплення зовні. Упори 3 виконані як одне ціле з фігурною планкою 2 і утворюють ковано-штамповану моноконструкцію планки-стабілізатора 1, в якій відсутні зварні з'єднання, що під навантаженням тріскаються і руйнуються. Це підвищує міцність і надійність замка а також позитивно впливає на безпеку робіт і стан виробки, підтримуваною кріпленням. Додатковими особливостями конструкції замка вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення є наступні модифікації його конструкції. У замку вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення по краях похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 виконані поздовжні зовнішні ребра жорсткості 21. Крім того у замку вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення похилі бічні стінки 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 виконані так, що їх ширина (b) поступово збільшується знизу вверх від ширини (b min) біля увігнутої середньої частини 15 до ширини (b max) біля їх місць сполучення з упорами 3. За рахунок цього забезпечується, як необхідне силове затягування зв'язаних внапусток внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) кріплення у вузлах податливості через упори 3 при стягуванні фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 і кріпильної скоби 7 П-подібної форми гайками 9, так і ефективна бічна протидія упорів 3 бічному зсуву фланців 14 внутрішньої ланки 10 при роботі кріплення під навантаженням в податливому режимі. Додатково у замку вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення горизонтальні опорні виступи 17 на торцевих поверхнях 16 кінцевих частин 4 похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1, призначені для контакту з фланцями 14 внутрішньої ланки 10 кріплення знизу, мають форму, що відповідає формі контактних 6 UA 105969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поверхонь сполучення похилих бічних стінок 13 і поверхонь фланців 14 знизу внутрішньої ланки 10 кріплення. Це дозволяє використовувати цей замок для кріплень, внутрішні 10 і зовнішні 11 ланки (10, 11) яких виготовлені попарно з різних шахтних спецпрофілів, наприклад СПВ або СПА. Замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення працює таким чином. При зведенні кріплення її внутрішню 10 і зовнішню 11 ланки (10, 11) рами зчленовують внапусток і сполучають замками у вузлах податливості. Внутрішню 10 і зовнішню 11 ланки (10, 11) у вузлах податливості рами стискають замками з певним зусиллям, гранична величина якого залежить від конструктивних особливостей і можливості самих замків. В процесі утворення навколо контуру виробки зони непружних деформацій відбувається усестороннє зовнішнє обтискання кріплення порушеними породами гірського масиву. При усесторонньому обтисканні податливого кріплення в замках вузлів податливості відбувається взаємне ковзання внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) з одночасною зміною поперечного перетину рам. Ковзання внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) податливого кріплення у вузлах податливості залежить від робочої характеристики шахтних спецпрофілів і обумовлене формою їх поперечного перерізу і матеріалом. В процесі роботи кріплення в податливому режимі у зв'язку з тим, що в планці-стабілізаторі 1 фігурна планка 2 виконана з увігнутою середньою частиною 15 так, що вона (2) огинає денце 12 і повністю охоплює похилі бічні стінки 13 внутрішньої ланки 10, досягається повний обхват внутрішнього спецпрофілю 10 і фіксація фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 бічними стінками 5 згаданою увігнутою середньою частиною 15 в положенні, при якому кожна фігурна планка 2 розташовується строго упоперек внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11). При цьому здійснюється щільне примикання фігурної планки 2 до похилих бічних стінок 13 внутрішньої ланки 10, внаслідок чого відбувається повне блокування перекосу площини кріпильної скоби 7 і фігурної планки 2 щодо подовжньої осі поперечного перерізу зв'язаних внапусток внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) і досягається плавність роботи вузла податливості кріплення і стабільність її робочого опору. Додатково виключається кутовий перекіс, як фігурних планок 2, так і кріпильних скоб 7 замка щодо подовжньої осі внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) при роботі замка у складі кріплення під навантаженням в податливому режимі, що забезпечує стабілізацію параметрів робочого опору вузлів податливості в інтервалі конструктивної податливості конкретного кріплення. Крім того в процесі роботи кріплення в податливому режимі, у зв'язку з тим, що на торцевих поверхнях 16 кінцевих частин 4 похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 виконані горизонтальні опорні виступи 17, для контакту з фланцями 14 внутрішньої ланки 10 кріплення знизу, а упори 3 виконані так, що їх (3) нижні частини 18 примикають до кінцевих частин 4 похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 зовні, а їх (3) верхні частини 19 виступають над торцевими поверхнями 16 кінцевих частин 4 похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 зверху, мають похилі бічні опорні поверхні 20 для контакту з фланцями 14 внутрішньої ланки 10 кріплення зовні, забезпечується стабілізація параметрів робочого опору вузлів податливості в інтервалі конструктивної податливості кріплення. При цьому досягається, як необхідне силове затягування зв'язаних внапусток внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) кріплення у вузлах податливості через упори 3 при стягуванні фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 і кріпильної скоби 7 П-подібної форми гайками 9, так і ефективна бічна протидія упорів 3 бічному зсуву фланців 14 внутрішньої ланки 10 при роботі кріплення під навантаженням в податливому режимі. Це забезпечує плавність роботи вузла податливості кріплення, оскільки відносне ковзання внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) в податливому режимі роботи кріплення відбувається без ривків, робочий опір кріплення набуває прямолінійної характеристики, унаслідок чого досягається стабільність робочого опору в інтервалі конструктивної податливості кріплення. При цьому відхилення величини робочого опору від проектної величини не перевищують допустимі ±12-15 %, що підвищує надійність замка і позитивно впливає на стан виробки, підтримуваною кріпленням. За рахунок того, що в планці-стабілізаторі 1 фігурна планка 2 і упори 3 виконані як одне ціле з фігурною планкою 2 і утворюють ковано-штамповану моноконструкцію планки-стабілізатора 1 7 UA 105969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в процесі роботи кріплення в податливому режимі суттєво підвищується надійність замка за рахунок відсутні зварних з'єднань, які під навантаженням тріскаються і руйнуються, що позитивно впливає на безпеку робіт і стан виробки, підтримуваною кріпленням. Поздовжні зовнішні ребра жорсткості 21 по краях похилих бічних стінок 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 в процесі роботи кріплення в податливому режимі також підвищують міцність і надійність планки-стабілізатора 1 і замка в цілому. В процесі роботи кріплення в податливому режимі похилі бічні стінки 5 фігурної планки 2 планки-стабілізатора 1 виконані так, що їх ширина (b) поступово збільшується знизу вверх від ширини (b min) біля увігнутої середньої частини 15 до ширини (b max) біля їх місць сполучення з упорами 3, підвищують надійність блокування перекосу площини кріпильної скоби і фігурної планки 2 щодо подовжньої осі поперечного перерізу внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) кріплення, що сполучаються, що також забезпечує плавність роботи вузла податливості кріплення і стабільність робочого опору. При затягуванні замків у вузлах податливості кріплення і стягуванні внутрішнього 10 і зовнішнього 11 ланок (10, 11) на ділянках їх напустки силове замикання відбувається тільки між основними несучими елементами: кріпильними скобами 7, упорами 3 і фланцями 14 внутрішніх ланок 10, які стягнуті між собою гайками 9 через фігурні планки 2 планки-стабілізатора 1. Фігурні планки 2 планки-стабілізатора 1, які повністю охоплюють внутрішню ланку 10, не піддаються дії згинаючих моментів при затягуванні і роботі замка, не є несучими і можуть бути виконані полегшеними і мати меншу металоємність. Крім того завдяки тому, що кінцеві частини 4 фігурних планки 2 планки-стабілізатора 1 контактують з фланцями 14 внутрішньої ланки 10 знизу і з боків, забезпечується надійна фіксація фланців внутрішньої ланки 10 і стабілізація зусилля тертя між зв'язаними у вузлах податливості контактними поверхнями внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) кріплення. Пояснюється це тим, що зусилля затягування передаються в місця сполучень кінцевих частин 4 фігурних планки 2 планки-стабілізатора 1 і фланців 14 внутрішньої ланки 10 безпосередньо по поверхнях їх контакту, що знижує величину зусилля затягування по поверхнях тертя, забезпечує оптимальні величини жорсткості замків і плавність роботи вузлів податливості кріплення. За рахунок цього вузли податливості в період навантаження кріплення створюють не пилкоподібну, а плавно наростаючу характеристику їх робочого опору, а досягши геомеханічної рівноваги системи "кріплення-масив", забезпечують стабільну проектну величину робочого опору. При гірському тиску, що перевищує опір тертя внутрішньої 10 і зовнішньої 11 ланок (10, 11) податливого кріплення, що скріплені замками у вузлах податливості, під дією зсуву масиву гірських порід, ковзають один щодо одного, внаслідок чого змінюється геометрія і поперечний перетин рам кріплення. Стала геомеханічна рівновага системи "кріплення-масив" забезпечується силами тертя контактних поверхонь внутрішніх 10 і зовнішніх 11 ланок (10, 11), тобто силами опору у вузлах податливості, створюваними замками. В період навантаження кріплення взаємне ковзання внутрішніх 10 і зовнішніх 11 ланок (10, 11) в податливому режимі здійснюється із забезпеченням стабільної величини робочого опору, який потрібний для нормальної роботи податливого кріплення. У подальший період роботи кріплення в податливому режимі при гірському тиску, що перевищує опір податливості кріплення при проміжній геомеханічній рівновазі системи "кріплення-масив", під дією подальшого зсуву масиву гірських порід процес плавного ковзання внутрішніх 10 і зовнішніх 11 ланок (10, 11) що скріплені замками у вузлах податливості, постійно повторюється. Це відбувається до тих пір, поки не встановиться кінцева геомеханічна рівновага системи "кріплення-масив" в новому стані, аж до вичерпання всієї величини конструктивної податливості кріплення. Після вичерпання всієї величини конструктивної податливості кріплення його поперечний перетин досягає мінімальної величини і кріплення переходить в жорсткий режим роботи. Пропонований замок має просту для масового виробництва конструкцію і характеризується відносно малою собівартістю виготовлення ковано-штампованої моноконструкції удосконаленої планки-стабілізатора 1. Незначні витрати на виготовлення вдосконаленої ковано-штампованої моноконструкції удосконаленої планки-стабілізатора 1 заявленого замка вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення компенсуються забезпеченням стабілізації 8 UA 105969 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 параметрів робочого опору вузлів податливості в інтервалі конструктивної податливості кріплення, збільшенням жорсткості, підвищенням надійності і зниженням металоємності замка. Винахід не обмежується описаними і зображеними на кресленнях модифікаціями здійснення замка, але може бути змінена, модифікована або доповнена в рамках об'єму, обмеженого формулою винаходу. Пропонований замок перевірений в процесі стендових випробувань, а також в реальних шахтних умовах. Результати випробувань такого замка повністю підтвердили його технічну і економічну ефективність, а також доцільність його широкого використання. Замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення може бути виготовлений в умовах промислового виробництва на будь-якому механічному заводі гірничорудної промисловості і може знайти широке застосування на вугільних шахтах Донбасу для стабілізації параметрів робочої характеристики вживаних кріплень, підвищення їх надійності і безпеки ведення гірських робіт. Перелік позначень 1) планка-стабілізатор 2) фігурна планка планки-стабілізатора 3) упори планки-стабілізатора 4) кінцеві частини похилих бічних стінок фігурної планки планки-стабілізатора 5) похилі бічні стінки фігурної планки планки-стабілізатора 6) крізні вертикальні отвори упорів планки-стабілізатора 7) кріпильна скоба 8) різьбові кінці кріпильної скоби 9) гайки 10) внутрішня ланка 11) зовнішня ланка 12) денця внутрішньої і зовнішньої ланок 13) похилі бічні стінки внутрішньої і зовнішньої ланок 14) фланці внутрішньої і зовнішньої ланок 15) увігнута середня частина фігурної планки планки-стабілізатора 16) торцеві поверхні кінцевих частин похилих бічних стінок фігурної планки планкистабілізатора 17) горизонтальні опорні виступи 18) нижні частини упорів 19) верхні частини упорів 20) похилі бічні опорні поверхні 21) поздовжні зовнішні ребра жорсткості по краях похилих бічних стінках фігурної планки планки-стабілізатора ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення, який містить планку-стабілізатор (1), що включає фігурну планку (2) і два упори (3), які сполучені з кінцевими частинами (4) похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) і мають крізні вертикальні отвори (6), а також кріпильну скобу (7) П-подібної форми з різьбовими кінцями (8), що пропущені через крізні вертикальні отвори (6) упорів (3) і забезпечені гайками (9), причому у вузлах податливості кріплення планка-стабілізатор (1) і кріпильна скоба (7) охоплюють по замкнутому периметру внутрішню (10) і зовнішню (11) ланки (10, 11), які сполучені між собою внапусток, з можливістю відносного ковзання з опором під навантаженням, мають денця (12), похилі бічні стінки (13) і фланці (14) та виконані з коробчаcтих шахтних спецпрофілів однакового типорозміру, який відрізняється тим, що в планці-стабілізаторі (1) фігурна планка (2) виконана з увігнутою середньою частиною (15) так, що вона (2) огинає денце (12) і повністю охоплює похилі бічні стінки (13) внутрішньої ланки (10), а на торцевих поверхнях (16) кінцевих частин (4) похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) планки-стабілізатора (1) виконані горизонтальні опорні виступи (17), для контакту з фланцями (14) внутрішньої ланки (10) кріплення знизу, а упори (3) виконані так, що їх (3) нижні частини (18) примикають до кінцевих частин (4) похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) планки-стабілізатора (1) зовні, а їх (3) верхні частини (19) виступають над торцевими поверхнями (16) кінцевих частин (4) похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) планки-стабілізатора (1) зверху, мають похилі бічні опорні поверхні (20), для контакту з фланцями (14) внутрішньої ланки (10) кріплення зовні, виконані як одне ціле з 9 UA 105969 C2 5 10 15 фігурною планкою (2) і утворюють ковано-штамповану моноконструкцію планки-стабілізатора (1). 2. Замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення за п. 1, який відрізняється тим, що по краях похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) планкистабілізатора (1) виконані поздовжні зовнішні ребра жорсткості (21). 3. Замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення за п. 1, який відрізняється тим, що похилі бічні стінки (5) фігурної планки (2) планки-стабілізатора (1) виконані так, що їх ширина (b) поступово збільшується знизу вверх від ширини (b min) біля увігнутої середньої частини (15) до ширини (b max) біля їх місць сполучення з упорами (3). 4. Замок вузла податливості багатоланкового металевого рамного податливого кріплення за п. 1, який відрізняється тим, що горизонтальні опорні виступи (17) на торцевих поверхнях (16) кінцевих частин (4) похилих бічних стінок (5) фігурної планки (2) планки-стабілізатора (1), призначені для контакту з фланцями (14) внутрішньої ланки (10) кріплення знизу, мають форму, що відповідає формі контактних поверхонь сполучення похилих бічних стінок (13) і поверхонь фланців (14) знизу внутрішньої ланки (10) кріплення. 10 UA 105969 C2 11 UA 105969 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12