Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів

1. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення з шахтних спецпрофілів, що містить планку з отворами і 3 81126 4 зусилля тертя між зв'язаними поверхнями деталей, зниження технологічності і підвищення спецпрофілів у вузлах податливості. собівартості. У вузлі податливості серійного Відповідно до вимог до податливого кріплення кріплення передбачена установка одного такого взаємне ковзання спецпрофілів у податливому замка. Оскільки один такий замок забезпечує дуже режимі повинне здійснюватися із забезпеченням вузьку ділянку затиснення спецпрофілів, вузол стабільного робочого опору кріплення. Таким податливості під час дії згинаючого моменту часто чином, величина і стабільність опору рами набуває функції шарнірного вузла і починає податливого кріплення поряд з формою функціонувати за принципом шарнірного поперечного перерізу та матеріалом спецпрофілів з'єднання, що супроводжується розривною істотно залежить і від конструкції замків вузлів деформацією одного зі зв'язаних спецпрофілів. У податливості. зв'язку з цим, і у випадках, коли необхідна У гірництві знайшли застосування в основному підвищена величина робочого опору кріплення, два типи замків вузлів податливості - болтового і виникає необхідність установки у вузлі клинового типів. Найбільш широке поширення податливості двох таких замків, що збільшує одержали замки вузлів податливості болтового вартість кріплення, а в традиційних кріпленнях типу - три відомих видів АПЗ.ОЗО, ЗСД і ОЗШ-1 (АП-3, АП-5) стає неможливим, тому що [Рамные крепи горных выработок /Обзорная підвищення робочого опору кріплення призводить информация и справочные материалы. -Донецк: до зменшення її запасу міцності і надійності. ЦБНТИ, ДонУГИ Госуглепрома Украины, 1992, с.3Замок ОЗШ-1 вузла податливості металевого 4, рис.3-а, рис.3-б, рис.3-у]. рамного податливого кріплення із шахтних Замок АПЗ.ОЗО вузла податливості спецпрофілів включає два хомути, кожний з який металевого рамного податливого кріплення із містить фігурну планку з отворами, і кріпильну шахтних спецпрофілів включає два хомути, скобу Π-подібної форми з різьбовими кінцями, кожний з який містить плоску планку з отворами і пропущеними через отвори фігурної планки, кріпильною скобою Π-подібної форми з різьбовими розташовані між ними внапуск внутрішній і кінцями, пропущеними через отвори планки, зовнішній спецпрофілі і гайки [Рамные крепи розташовані між ними внапуск внутрішній і горных выработок /Обзорная информация и зовнішній спецпрофілі і гайки [Рамные крепи справочные материалы. -Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ горных выработок /Обзорная информация и Госуглепрома Украины, 1992, с.3-4, рис.3-у справочные материалы. -Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ аналог]. Госуглепрома Украины, 1992, с.3-4, рис.3-а – Цей замок забезпечує більш високу надійність аналог]. роботи кріплення в податливому режимі, але не Цей замок універсальний і має просту і технологічний у виго товленні і складний при технологічну конструкцію, однак він має низьку монтажі. надійність. Так, при роботі кріплення в Однак, замок цього виду менш податливому режимі ці замки перекошуються, універсальний, тому що фігурна планка повинна недостатньо жорстка планка згинається, кріпильна мати конфігурацію охоплюваного спецпрофілю, скоба витягається і відбувається різке скидання що, у зв'язку з великою номенклатурою опору кріплення, що часто призводить до розриву спецпрофілів, вимагає розширення кріпильних скоб на різьбових кінцях, відриву гайок і типорозмірного ряду фігурних планок. Крім того, руйнуванню замка. Таким чином, цей замок не для цього замка властива пружно-пластична тільки не забезпечує заданий робочий опір податливість кінців фігурної планки, поворот кріплення в податливому режимі, але навіть не кінцевих частин її щодо осі кріпильної скоби в гарантує цілостності його конструкції (15-50% межах монтажного зазору, що призводить до замків руйнуються). ексцентричного навантаженого нарізного Замок ЗСД вузла податливості металевого з'єднання кріпильної скоби з гайками. При рамного податливого кріплення із шахтних затягуванні нарізних з'єднань торці гайок спецпрофілів являє собою подвійний хомут, що розташовуються під кутом до опорних площин, а містить фігурну планку з отворами і дві зблоковані самі нарізні сполучення навантажуються як за допомогою підкладки і розташовані під кутом осьовим зусиллям, так і додатково згинаючим одна до одної кріпильні скоби Π-подібної форми з моментом. В результаті, у нарізного з'єднання різьбовими кінцями, пропущеними через отвори кріпильної скоби і гайок виникає складний фігурної планки, розташовані між ними внапуск напружений стан, що призводить до розриву внутрішній і зовнішній спецпрофілі і гайки. Фігурна одного з різьбових кінців кріпильної скоби по планка виготовляється зі спеціального внутрішньому діаметру різьблення, зниженню профільного прокату ПЗС-20. [Рамные крепи навантажувальної здатності, а також до зниження горных выработок /Обзорная информация и рівня стабільності робочого опору і надійності справочные материалы. -Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ замка. Госуглепрома Украины, 1992, с.3-4, рис. 3-б Відомий замок вузла податливості металевого аналог]. рамного податливого кріплення із шахтних спец Цей замок універсальний і має більш високу профілів, що включає скобу і фігурн у планку зі надійність. Однак цей замок має підвищену скосом і виступом, який контактує зі стінкою податливість, що послабляє конструкцію і вимагає фланця спецпрофілю [Замок податливості для періодичного підтягування гайок, а необхідність кріплення зі спецпрофілю, авторське свідоцтво застосування спеціального профільного прокату СРСР №1263872, А1, МПК-4: Ε21D11/22, автори ПЗС-20 викликає збільшення номенклатури В.П. Макаров, І.Б. Ільїна, Ю.А. Белоглазов, В.Я. 5 81126 6 Мінінберг, заявл. 02.01.1985, опубл. 15.10.1986, конструкції замка вузла податливості і стабільність бюл. №38, аналог]. Цей замок близький по їхньої роботи в конструкції кріплення вирішена. конструкції до замка ОЗШ-1, але частково не має Однак запропоноване рішення нетехнологічне, вищезгаданих недоліків. Для підвищення конструктивно складне, для створення замкнутої стабільності робочого опору замка скіс планки просторової системи - підсилювача-стабілізатора, виконаний із припливом, а планка встановлена з у ньому використовуються зварювальні операції. У можливістю взаємодії поверхні припливу з ребром свою чергу це додає в технологічну операцію фланця одного з спецпрофілів, що з'єдн уються. збирання замка операцію відпалювання, яке може Недоліками цього замка є низька привести до руйнування звареного шва, і технологічність, громіздкість, велика відповідно втрати силових характеристик, як металомісткість і складність збирання, що замка, так і кріплення в цілому. Крім того, підвищує його собівартість. Викликано це тим, що запропонована конструкція підсилювачафігурна планка замка, яка здійснює силове стабілізатора не симетрична в плані, потрібна її замикання конструкції, може бути виготовлена обов'язкова орієнтація при збиранні замка, що не тільки зі спеціального прокату складного профілю. завжди можливо в шахтних умовах, особливо при Крім того, фігурна планка замка не забезпечує ліквідації аварійних ситуацій, а також вона не стабільну роботу вузла податливості при зміні універсальна для всіх типорозмірів кріплень. навантаження на кріплення. Це досягається тим, Тобто для кожного типорозміру кріплення потрібно що фігурна планка замка має складну просторову виготовлення нового замка з відповідним даного конфігурацію, що призводить до її деформації, кріплення підсилювачем-стабілізатором. До того ж, утраті працездатності при високих навантаженнях і неконтрольоване затягування гайок замкового зниженню надійності. з'єднання, через велику жорсткість підсилювачаНайбільш близьким до винаходу за стабілізатора по цьому патенті може створити призначенням, числом загальних ознак і умови переходу податливого кріплення у жорсткий результатом що досягається, є замок вузла режим роботи і повне його руйнування. податливості металевого рамного податливого В основу винаходу поставлена задача кріплення із шахтних спецпрофілів. Він містить удосконалення замка, з підсилювачемпланку з отворами і кріпильної скобою Π-подібної стабілізатором, поліпшення його технології форми з різьбовими кінцями, пропущеними через виготовлення, відмови від зварювальних операцій, отвори планки, розташовані між ними внапуск введення в конструкцію податливого елемента внутрішній і зовнішній спецпрофілі, гайки і упорні розпору і формування підсилювача-стабілізатора у скоби С-подібної форми, виконані з отворами в вигляді просторової системи, що пружнополках, через які пропущені різьбові кінці деформується, із збереженням надійності і кріпильної скоби, і встановлені між планкою і стабільності роботи силового замка в режимі фланцями внутрішнього спецпрофілю бічними податливості, що виключає можливість переходу стінками усередину. Замок відрізняється тим, що аркового кріплення в жорсткий режим роботи. додатково містить розпірні елементи, установлені Поставлена задача досягається тим, що в між полками упорних скоб, при цьому бічні стінки замку вузла податливості металевого рамного упорних скоб виконані двогранними, зовнішні грані кріплення з шахтних спецпрофілів, що містить яких контактують з похилими бічними стінками планку, кріпильну скобу Π-подібної форми, внутрішнього спецпрофілю, а внутрішні грані розташовані між ними внапуск внутрішній і розташовані симетрично зовнішнім граням. зовнішній спецпрофілі, гайки, підсилювачі[Патент України №56078А. “Замок вузла стабілізатори виконані у вигляді податливих скоб, податливості металевого рамного податливого в паралельних полицях яких .сформовані отвори, кріплення із шахтни х спецпрофілів. МПК-7 через які пропущені різьбові кінці скоби і пази, а в Е21D11/22, Ε21D11/14, заявлено 28.10.2002p., пазах, згідно винаходу, встановлений елемент опублікований 15.04.2003р. Бюлетень №4, автори розпору у вигляді циліндричної панелі, твірна якої Г.Г. Сугоренко, Н.А. Алієв, В.Я. Кириченко, паралельна фланцю шахтного спецпрофілю. прототип]. Цей замок характеризується більш Таке технічне рішення підсилювачависокою надійністю і меншою собівартістю стабілізатора замка дозволяє формувати його з виготовлення в порівнянні з попередньою двох елементів, технологічних при виготовленні, конструкцією. У ньому реалізоване силове що збираються без зварювальних операцій, а замикання конструкції в цілому, виключена пружно-податлива характеристика такого можливість вигину планки і відповідно підсилювача-стабілізатора, змінна залежно від ексцентричне навантаження болтового з'єднання, радіусу кривизни і товщини елемента розпору, що призводить до руйнування різьбового кінця здійснює підпружинювання і стопоріння різьбового скоби і часто зухвалі важкі травми й обвалення з'єднання, з виключенням вірогідного переходу кріплення. Досягається це за рахунок установки в роботи кріплення в жорсткий режим, одночасно замок замкнутої просторової конструкції здійснюючи вибірку зазорів і технологічної підсилювача-стабілізатора, який контактує недосконалості спецпрофілів з силовим двогранним кутом з бічними стінками шахтного замиканням системи. спецпрофілю, а рівнобіжними сторонами При необхідності для підтримки виробок зі упирається у фланець зовнішнього спецпрофілю й складними геомеханічними умовами зміну у планку замка, що підвищує жорсткість системи і жорсткості параметрів кріплення в цілому або дозволяє здійснити силове замикання конструкції. безпосередньо замків вузлів податливості може В цьому пристрої забезпечується жорсткість бути здійснено зміною радіусу кривизни елемента 7 81126 8 розпору або варіацією його товщини. Аналогічний спецпрофілів, а також між П-подібною скобою і результат - варіація робочих параметрів замка фланцем спецпрофілю, що підвищує стабільність і може бути також здійснена створенням елемента надійність роботи замка. розпору з різними радіусами кривизни зовнішньої і Надалі винахід пояснюється докладним внутрішньої твірної циліндрових поверхонь. описом прикладу конкретного виконання його Пази в полицях податливих скоб можуть бути кращого варіанту з посиланнями на прикладені утворені у вигляді не крізних вибірок різної креслення. конфігурації, проте у всіх випадках елемент На Фіг.1 зображений замок вузла податливості розпору повинен бути виконаний у вигляді металевого рамного податливого кріплення з циліндричної панелі і встановлений паралельно шахтних спецпрофілів; загальний вигляд; фланцям спецпрофілів, з кривизною, направленою елементи підсилювача-стабілізатора виконані у назовні замка. вигляді двох упорних скоб, між паралельними Приведене технічне рішення дозволяє полицями яких встановлений елемент розпору у стабілізувати процес роботи замкового з'єднання у вигляді циліндричної панелі, утвореної вузла х податливості в режимі скидання поверхнями рівного радіусу кривизни. навантаження, виключає умови, що приводять до На фіг 2 зображений замок вузла податливості перекосу замків при скиданні навантаження в з елементами розпорів (вигляд збоку); режимі податливості, і дозволяє збільшува ти На Фіг.3 зображена упорна скоба з пазом і затискне зусилля у вузлах податливості на 30елемент розпору з виступами для розміщення 35%. його між полицями скоби. При цьому пази Приведені ознаки, що характеризують винахід, сформовані в полицях паралельно фланцю є істотними, оскільки в сукупності достатні для спецпрофілю і в них виступами встановлені забезпечення працездатності і досягнення елементи розпору. Причому елемент розпору вирішуваної те хнічної задачі, а кожен окремо виконаний з циліндровими поверхнями різного необхідний для ідентифікації і відмінності замка, радіусу, що дозволяє одержувати змінний по що заявляється, від відомих в техніці аналогічних жорсткості і податливості замок і варіювати його технічних рішень. робочими параметрами. Таким чином, нова сукупність загальних На Фіг.4 зображений замок вузла податливості (відомих) і відмітних (нових) від прототипу істотних металевого рамного податливого кріплення з ознак, якими характеризується новий замок, є шахтних спецпрофілів; загальний вигляд; достатньою у всі х випадках, на які елементи підсилювача-стабілізатора виконані у розповсюджується об'єм правового захисту, вигляді упорної скоби з подовженими полицями, оскільки вирішує поставлену задачу. кінці яких відбортовані і в перехідній зоні Приведені ознаки, що характеризують винахід, сформована закрита порожнина. Форма і глибина не є обов'язковими, але, є кращими і не порожнини для установки в ній виступу елемента виключають можливості іншого конкретного розпору визначаються умовами роботи замка і еквівалентного виконання замка в межах вказаної потребами виробництва. При такому технічному суті винаходу. рішенні контактуючі поверхні порожнини і виступу Причинно-наслідковий зв'язок відмітних елемента розпору працюють як шарнір, що (нових) ознак при їх взаємодії з відомими покращує і згладжує навантаження на замок із (загальними) ознаками в забезпеченні нових збереженням надійності і стабільності роботи технічних властивостей об'єкту винаходу, силового замка в режимі податливості. обумовлених поставленою технічною задачею, На всіх зображених варіантах збірки полягає в наступному. підсилювача-стабілізатора з елементом розпору, У зв'язку з тим, що замок містить пружновстановленим своїми виступами в поперечний податливі елементи - підсилювачі-стабілізатори у крізний паз або западину в полиці податливої вигляді двох податливих скоб і встановлених між скоби, елемент розпору може бути виконаний з їх паралельними полицями елементів розпорів у постійною або змінною по ширині товщиною, але у вигляді циліндричної панелі, забезпечується обов'язковому порядку у ви гляді двох циліндрових пружно-податливе силове замикання консольних поверхонь, а торець виступів 18 обкреслений по частин планки і замка в цілому, значне збільшення радіусу. стабільності і надійності роботи замка при Замок вузла податливості металевого збереженні режиму податливості вузла. Крім того, рамного податливого кріплення з шахтних така компоновка підсилювача-стабілізатора спецпрофілів працює таким чином. При зведенні створює можливість підпружинювання і стопоріння кріплення її ланки - спецпрофілі 5, 6 рами різьбового з єднання, вибирання зазорів через зчленовують внапусток і з'єднують замками у технологічну недосконалість спецпрофілів, вузла х податливості. виключає застосування зварювальних робіт і Спецпрофілі 5, 6 у вузлах податливості відповідно призводить до збільшення надійності і стискають замками з певним зусиллям, гранична стабільності фіксації замкового з'єднання. величина якого залежить від конструктивних Тому при одному і тому ж зусиллі затягування особливостей і можливості самих замків. замка збільшується і стабілізується сила тертя між В процесі утворення навколо контура виробки похилою бічною стінкою внутрішнього зони не пружних деформацій відбувається спецпрофілю і зовнішньою гранню бічної стінки всебічне зовнішнє обтискування кріплення елемента підсилювача-стабілізатора, між порушеними породами. При гірничому тиску, що поверхнями внутрішнього і зовнішнього перевищує опір податливості кріплення, 9 81126 10 спецпрофілі 5, 6, скріплені замками у вузлах створюються умови для обгрунтованого податливості, під дією зсуву масиву гірничих порід, зменшення кроку розстановки рам кріплення, що ковзають один щодо одного, внаслідок чого значно знижує її металомісткість при збереженні змінюється геометрія і поперечний переріз рами. високої надійності. При цьому встановлюється необхідна Винахід не обмежується описаними і геомеханічна рівновага системи «кріпленняпоказаними на кресленнях варіантами реалізації, масив», яка забезпечується силами тертя, тобто але може бути змінений, модифікований і силами опору замків у вузлах податливості доповнений у рамках обсягу, визначеного кріплення. В процесі роботи кріплення в формулою винаходу. податливомурежимі цей процес постійно Винахід перевірений у процесі стендових повторюється до тих пір, поки не встановиться випробувань, а також у ша хтни х умовах. геомеханічна рівновага системи «кріпленняРезультати випробувань повністю підтвердили масив» в новому стані. Робота податливого його технічну й економічну ефективність і кріплення багато в чому залежить від параметрів доцільність широкого використовування. робочої характеристики замка, основне Замок податливості металевого рамного призначення якого полягає в тому, щоб при його податливого кріплення із шахтни х спецпрофілів затягуванні створити стабільні зусилля тертя між може бути виготовлений в умовах промислового зв'язаними у вузлах податливості поверхнями виробництва на будь-якому рудоремонтному або спецпрофілів 5, 6. При цьому взаємне ковзання іншому заводі, він може знайти широке спецпрофілів 5, 6 в податливому режимі повинне застосування на вугільних і сланцевих ша хта х для здійснюватися із забезпеченням стабільного підвищення надійності кріплення і безпеки ведення робочого опору, який потрібен від податливого гірничих робіт. кріплення. Перелік позначень і найменувань елементів У разі зносу зовнішньої грані 15 бічної стінки винаходу «Замок вузла податливості металевого податливої скоби 8 підсилювача-стабілізатора, рамного податливого кріплення із шахтних його розвертають так, щоб симетрична грань спецпрофілів» елемента 20 зайняла положення зовнішньої грані 1. Планка 15 і контактувала з похилою бічною стінкою 16 2. Отвір у планці внутрішнього спецпрофілю 5, що збільшує термін 3. Кріпильна скоба П-подібної форми служби і надійність замка. 4. Різьбовий кінець кріпильної скоби Нова конструкція підсилювача-стабілізатора, 5. Внутрішній шахтний спецпрофіль рамного що складається з елементів 8 і 9, складання і податливого кріплення установка їх в розпір з упором в бічну стінку 6. Зовнішній шахтний спецпрофіль рамного спецпрофілю дозволяє створити технологічну, податливого кріплення замкнуту конструкцію, що виконує в замку вузла 7. Гайка податливості роль підсилювача-стабілізатора, 8. Упорна скоба який забезпечує силове замикання замка, 9. Елемент (циліндровий) розпору здійснює підпружинювання і стопоріння різьбового 10. Отвір у полиці упорної скоби підсилювачаз'єднання, з одночасним вибиранням зазорів і стабілізатора технологічної недосконалості спецпрофілів, 11. Полиця упорної скоби підвищує стабільність його роботи, з одночасним 12. Фланець внутрішнього шахтного збільшенням терміну служби і експлуатаційної спецпрофілю рамного податливого кріплення надійності. 13. Бічна стінка упорної скоби підсилювачаТаким чином, на основі запропонованого стабілізатора удосконалення замка досягається отримання 14. Полиця зовнішнього шахтного силової, геометрично незмінної конструкції і спецпрофілю рамного податливого кріплення повного блокування перекосу планки 1 і кріпильної 15.Зовнішня грань бічної стінки упорної скоби скоби 3 в процесі осідання кріплення під дією підсилювача-стабілізатора гірничого тиску, з одночасним поліпшенням 16.Бічна стінка внутрішнього шахтного технології виготовлення елементів замка, спецпрофілю рамного податливого кріплення складання і його експлуатації. 17. Внутрішня грань бічної стінки упорної Це значно підвищує надійність роботи вузлів скоби підсилювача-стабілізатора податливості, забезпечує задане зусилля 18. Виступ торцевої елемента розпору затягування замка, його стабільність і стабільність 19. Паз фігурний у полиці упорної скоби робочого опору кріплення на всьому інтервалі її 20. Нижня грань бічної стінки упорної скоби конструктивної податливості. При цьому замок має підсилювача-стабілізатора не складну для масового виготовлення 21. Нижня грань бічної стінки упорної скоби конструкцію, яка характеризується малою підсилювача-стабілізатора собівартістю виготовлення. У технологічному процесі виготовлення елементів підсилювачастабілізатора не вимагається використовувати широкої гамми оснащення і штампів, відсутні зварювальні роботи. При невеликих витрата х на модернізацію загальна собівартість замка декілька зростає, але вона компенсується підвищенням надійності, довговічності і безпеки робіт. Крім того, 11 81126 12