Вузол “захват” для рамного кріплення

Реферат: UA 81839 U UA 81839 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої галузі і її слід використовувати для кріплення гірничих виробок рамними конструкціями кріплення із спецпрофілю. Відомий вузол піддатливості, що містить жорстко закріплені на ділянці перекриття спецпрофілів планки з розпірними прорізями та поперечні клини, які забито в розпірні прорізі двох планок та розташовано під гострим кутом до вісі зміщення [А.с. СРСР № 796436, кл. Е21D 11/14, 1981]. Недоліками конструкції є складність виготовлення та монтажу, нестабільність роботи внаслідок перекосу вузла при переміщенні фланців, велика маса, недостатній опір піддатливості. Відомий вузол піддатливості, в якому спецпрофілі на ділянці їх перекриття з'єднані за допомогою ексцентрикових пристроїв, які розташовані симетрично центральної вісі рами [А.с. СРСР № 540042, кл. Е21 D 11/14, 1976]. Недоліками цього вузла є велика маса, конструктивна складність і висока трудомісткість монтажу. Відомий вузол піддатливості, що містить П-подібну скобу, фігурні лапи та гайки і охоплює фланці спецпрофілів на ділянці їх перекриття [А.С. СРСР № 875071, кл. Е21 D 2/14, 1981]. До недоліків такого вузла слід віднести перекоси скоб при переміщенні елементів спецпрофілів, неможливість досягнення їх погодженої роботи й заданої величини піддатливого опору, складність і трудомісткість виготовлення та монтажу. Слід відзначити, що різьбові з'єднання в усіх таких конструкціях вузлів розташовані на ділянці сполучення спецпрофілів, причому між скобами і кінцями елементів кріплення залишають значну відстань, що збільшує перекриття елементів і, відповідно, витрати металу. Найбільш близьким за технічною суттю та ефектом, що досягається, є піддатливий вузол "Захват" для з'єднання спецпрофілів рамного кріплення, який містить різьбові сполучення у вигляді фігурних лап, що стискають фланці спецпрофілів верхняка і стійки захватами, які встановлені на кожному фланці спецпрофілів поза межами ділянки їх перекриття з можливістю ковзання під тиском торців фланців суміжного спецпрофілю, причому кінці фланців заходять під захвати фігурних лап [Патент України № 6290, кл. Е21D 11/14, 2005, Бюл. № 5, 2005 p.]. Головними недоліками прототипу є недостатній рівень сил піддатливості у вузлі, складність його конструкції, велика кількість деталей і необхідність точного їх виготовлення, малий момент, який вузол може сприйняти при вигині елемента кріплення зовнішнім навантаженням з боку масиву гірських порід, невисокі надійність і економічність конструкції. В основу корисної моделі поставлено задачу створити такий вузол "Захват" для рамного кріплення, в якому нові конструктивні елементи та їх особливе розташування на ділянці з'єднання спецпрофілів забезпечать заданий високий опір піддатливості, достатню простоту конструкції, здатність витримувати великі моменти вигину в елементі кріплення, простоту монтажу і демонтажу кріплення, високу надійність і економічність його конструкції. Поставлена технічна задача вирішується тим, що вузол "Захват" для рамного кріплення, що містить різьбові конструкції у вигляді замкнутих обойм, які стискають спецпрофілі верхняка і стійки з можливістю ковзання під тиском торців фланців суміжного спец профілю. Згідно з корисної моделлю, його замкнуті обойми встановлено незалежно на спецпрофілях верхняка і стійки, виконано із зовнішньої і внутрішньої вставок спецпрофілю. Фланці вставок спецпрофілю оснащено накладками, в яких передбачено шпильки з гайками, причому торці спецпрофілів і вставок в замкнутих обоймах виконано скошеними. На фіг. 1 показано боковий вигляд піддатливого вузла "Захват", на фіг. 2 - вид з боку масиву гірських порід, на фіг. 3 - поперечний переріз вузла, на фіг. 4 показано вузол в діаметрі. Вузол "Захват" рамного кріплення з'єднує стійку 1 і верхняк 2 і складається з двох замкнутих обойм. Кожна обойма встановлена на стійку 1 і верхняк 2 поза межами ділянки їх перекриття, і складається з двох вставок спецпрофілю - зовнішнього 3, 4 і внутрішнього 5, 6, на фланцях 7 яких нерухомо (наприклад за допомогою зварки) встановлені накладки 8. Кожну вставку спецпрофілю 3-6 виконано з одним скошеним торцем. Пари накладок 8 з'єднані між собою за допомогою шпильок 9 і гайок 10 і стискають відповідні вставки спецпрофілів 3 з 5 і 4 з 6. Між ними розміщено спецпрофілі стійки 1 і верхняка 2, причому торці 11 всіх спецпрофілів, які контактують між собою, виконано скошеними. Завдяки виконанню вузла з встановленими зовнішньою 3, 4 і внутрішньою 5, 6 вставками спец профілю, з жорстко встановленими на їх фланцях накладками 8, створено подвійні ділянки контакту між вставками і рухомими елементами кріплення 1 і 2, на яких при піддатливості забезпечено високі значення сил тертя ковзання без ривків і спадів, тому що ліквідовано можливий перекіс вставок спецпрофілів 3, 5 і 4, 6 відносно стійки 1 і верхняка 2. Скошені контакти 11 спецпрофілів стійки 1 і верхняка 2 забезпечують простоту монтажу кріплення в 1 UA 81839 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 цілому і створюють умови для опору, виникаючим від гірського тиску моментом вигину в елементах кріплення на ділянці вузла піддатливості. Цим досягають надійної фіксації спецпрофілів верхняка і стійки в піддатливому з'єднанні одразу після встановлення елементів кріплення, чим забезпечують надійне сприймання вузлом робочих згинаючих моментів від гірського тиску. Крім цього така конструкція вузла забезпечує високий опір піддатливості та можливість монтажу різьбових сполучень до початку зведення кріплення (наприклад у цеху виготовлення кріплення на поверхні), що значно скорочує час і трудомісткість встановлення кріплення в небезпечних умовах прохідницького вибою. При цьому суттєво скорочується довжина ділянки перекриття спецпрофілів, чим зменшується маса кріплення. Піддатливий вузол "Захват" для рамного кріплення працює наступним чином. При виготовленні кріплення у цеху на заводі на стійках 1 і верхняках 2 монтують замкнуті обойми із зовнішніх 3, 4 і внутрішніх 5, 6 вставок, на фланцях 7 яких жорстко (наприклад за допомогою зварки) встановлені зовнішні і внутрішні накладки 8. При цьому, в залежності від гірничогеологічних умов використання кріплення, за допомогою різьбового скріплення шпильок 9 і гайок 10 створюють належне притискання через вставки 3, 5 і 4, 6 до спецпрофілів стійки 1 і верхняка 2, що гарантує заданий опір піддатливості. Елементи кріплення у вигляді стійок 1 і верхняків 2 з повністю готовими до експлуатації встановленими на них замкнутими обоймами 3, 5 і 4, 6 вузла піддатливості транспортують до вибою виробки. Раму кріплення споруджують, з'єднуючи в єдину конструкцію стійки 1 і верхняка 2 шляхом простого вставлення кінців спецпрофілів стійок 1 і верхняків 2 під замкнуті обойми 3, 5 і 4, 6 вузла піддатливості з забезпеченням контакту їх скошених торців 11. На цьому монтаж рами завершується, після чого на раму кріплення встановлюють затяжки і проводять забутовку закріпного простору. При проявах гірського тиску шляхом переміщень порід гірського масиву у виробку, верхняк 2 своїм скошеним торцем передає через скошені торці 11 вставок спецпрофілю 3-6 нормальне зусилля від верхняка 2 на стійку 1. При цьому скошені торці 11 стійки 1 і верхняка 2 входять під скошені торці вставок спецпрофілю 4, 5, які їх затискують. Цим забезпечується підвищений опір піддатливості вузла і придатність його сприйняти високі моменти в конструкції рами кріплення. Великий діапазон можливого регулювання опору піддатливості за рахунок варіації сил натягу гайок 10 на шпильках 9 слід віднести до значних переваг запропонованої конструкції піддатливого вузла. Таким чином, запропонована корисна модель вирішує поставлену технічну задачу і дозволяє: 1) перенести в зручні комфортні умови (поза межами прохідницького вибою) роботи по монтажу і наладці піддатливого вузла, що позитивно позначиться на якості монтажу і подальшої роботи вузла піддатливості; 2) значно скоротити час монтажу кріплення у вибої (на 1,5-2,5 люд./час), який тепер є необхідним лише для вставлення верхняка 2 в стійку 1, що до мінімуму скорочує трудові витрати і час перебування шахтарів під розкріпленими породами масиву, полегшує працю гірників, зменшує вірогідність травматизму, покращує комфортність праці; 3) заздалегідь задавати, в залежності від гірничо-геологічних умов експлуатації кріплення, бажаний рівень опору піддатливості при монтажі елементів вузла; 4) значно поліпшити адаптивні властивості кріплення в цілому за рахунок фіксації кінців спецпрофілів у захватах і рівномірного зміщення різьбових сполучень вузла; 5) зменшити масу рами кріплення за рахунок зменшення ділянки перекриття спецпрофілів з 400 до 200 мм завдяки встановленню вузла поза межами перекриття спецпрофілів. Таким чином, технічне завдання по створенню вузла піддатливості нового технічного рівня можна вважати виконаним. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Вузол для рамного кріплення, що містить різьбові конструкції у вигляді замкнутих обойм, які стискають спецпрофілі верхняка і стійок з можливістю ковзання під тиском торців фланців суміжного спецпрофілю, який відрізняється тим, що замкнуті обойми виконані з двох вставок спецпрофілю - зовнішнього і внутрішнього - та встановлені незалежно на спецпрофілях верхняка і стійки. 2. Вузол для рамного кріплення за п. 1, який відрізняється тим, що фланці вставок спецпрофілю оснащено накладками, в яких передбачено шпильки з гайками, причому торці спецпрофілів і вставок в замкнутих обоймах виконано скошеними. 2 UA 81839 U 3 UA 81839 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 4