Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів “м4″
Номер патенту: 4932
Опубліковано: 15.02.2005
Автори: Шевченко Віталій Віталійович, Вайнштейн Сергій Леонідович, Чернухин Юрий Борисович, Вайнштейн Аркадій Леонідович, Єфремов Ігор Олексійович, Сугаренко Георгій Георгійович
Формула / Реферат
1. 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 нарізними кінцями, пропущеними через отвори кожної планки, розташовані між ними внапусток внутрішній і зовнішній спецпрофілі, гайки, і встановлені між кожною планкою й фланцями внутрішнього спецпрофілю упорні елементи, виконані у вигляді замкнутих по периметру профілів з отворами, через які пропущені нарізні кінці кожної кріпильної скоби, який відрізняється тим, що упорні елементи виконані у вигляді трубчастих паралелограмів із верхніми й нижніми виступами, розташованими в зонах гострих кутів паралелограмів, при цьому верхні виступи упорних елементів упираються в місця сполучень фланців із похилими бічними стінками внутрішніх спецпрофілів, а нижні виступи взаємодіють із кінцевими частинами планок.
2. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за п. 1, який відрізняється тим, що кожний упорний елемент виконаний з прокатного профілю у вигляді трубчастого паралелограма з верхніми й нижніми виступами, розташованими в зонах гострих кутів паралелограма.
3. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за п. 1, який відрізняється тим, що кожний упорний елемент виконаний з прокатного профілю у вигляді трубчастого паралелограма, а верхній і нижній виступи, розташовані в зонах гострих кутів паралелограма, виконані у вигляді безперервного або переривчатого наплавлення метала.
4. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за п. 1,який відрізняється тим, що кожний упорний елемент виконаний з - подібного і
- подібного профілів, сполучених між собою зварюванням у вигляді трубчастого паралелограма так, що кінцеві частини похилих полиць виступають за межі верхніх і нижніх горизонтальних полиць і утворюють верхні й нижні виступи, розташовані в зонах гострих кутів паралелограма.
5. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за пп. 1-4, який відрізняється тим, що в кожному упорному елементі похила й горизонтальна полиці в зоні тупого кута паралелограма сполучені між собою кутовим радіусним переходом.
6. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за пп. 1-5, який відрізняється тим, що в кожному упорному елементі отвори, через які пропущені нарізні кінці кожної кріпильної скоби, розташовані в зоні тупого кута паралелограма і виконані у вигляді прорізів овальної форми, подовжня вісь яких співпадає з подовжньою віссю планки.
7. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за п. 1, який відрізняється тим, що кожен упорний елемент сполучений з кожною планкою зварними з'єднаннями.
Текст
1. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, що містить щонайменше одну планку з отворами і щонайменше одну кріпильну скобу Пподібної форми з нарізними кінцями, пропущеними через отвори кожної планки, розташовані між ними внапусток внутрішній і зовнішній спецпрофілі, гайки, і встановлені між кожною планкою й фланцями внутрішнього спецпрофілю упорні елементи, виконані у вигляді замкнутих по периметру профілів з отворами, через які пропущені нарізні кінці кожної кріпильної скоби, який відрізняється тим, що упорні елементи виконані у вигляді трубчастих паралелограмів із верхніми й нижніми виступами, розташованими в зонах гострих кутів паралелограмів, при цьому верхні виступи упорних елементів упираються в місця сполучень фланців із похилими бічними стінками внутрішніх спецпрофілів, а нижні виступи взаємодіють із кінцевими частинами планок. 2. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за п. 1, який відрізняється тим, що кожний упорний елемент виконаний з прокатного профілю у вигляді трубчастого паралелограма з верхніми й нижніми виступами, розташованими в зонах гострих кутів паралелограма. Корисна модель відноситься до гірської справи, зокрема, до затисків для ковзаючого при надмірному навантаженні з'єднання ланок рам мета 3. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за п. 1, який відрізняється тим, що кожний упорний елемент виконаний з прокатного профілю у вигляді трубчастого паралелограма, а верхній і нижній виступи, розташовані в зонах гострих кутів паралелограма, виконані у вигляді безперервного або переривчатого наплавлення метала. 4. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за п. 1, який відрізняється тим, що кожний упорний . Г .fi .7 . елемент виконаний з - подібного і - подібного профілів, сполучених між собою зварюванням у вигляді трубчастого паралелограма так, що кінцеві частини похилих полиць виступають за межі верхніх і нижніх горизонтальних полиць і утворюють верхні й нижні виступи, розташовані в зонах гострих кутів паралелограма. 5. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за пп 1-4, який відрізняється тим, що в кожному упорному елементі похила й горизонтальна полиці в зоні тупого кута паралелограма сполучені між собою кутовим радіусним переходом. 6. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за пп. 1-5, який відрізняється тим, що в кожному упорному елементі отвори, через які пропущені нарізні кінці кожної кріпильної скоби, розташовані в зоні тупого кута паралелограма і виконані у вигляді прорізів овальної форми, подовжня вісь яких співпадає з подовжньою віссю планки. 7 Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за п. 1, який відрізняється тим, що кожен упорний елемент сполучений з кожною планкою зварними з'єднаннями. левих податливих кріплень, виконаних із шахтних спецпрофілів і що використовуються для кріплен CM со О) 4932 ня гірських виробок вугільних, рудних і сланцевих шахт. Відомо, що для кріплення й підтримки гірських виробок вугільних, рудних і сланцевих шахт застосовують жорсткі й податливі кріплення. Жорсткі кріплення застосовують, головним чином, в умовах із постійним і незначним гірським тиском. Податливі кріплення найбільш універсальні і тому їх застосовують, як в умовах із постійним і незначним гірським тиском, так у складних горногеологічних умовах при можливому значному впливі очисних робіт на кріплення виробки. Як правило, у складних горно-геологічних умовах застосовують багатоланкові /триланкові, чотириланкові й п'ятиланкові/ металеві рамні податливі кріплення. Триланкові металеві рамні податливі кріплення використовують у гірських виробках з очікуваним зсувом порід крівлі до 500мм. Чотириланкові й п'ятиланкові металеві рамні податливі кріплення використовують у гірських виробках з очікуваним зсувом порід крівлі від 500 до 1000мм і більше. Рама податливого кріплення має форму арки, що складається з ланок, виконаних із шахтних спецпрофілів. Спецпрофілі у вузлах податливості сполучені внапустку і скріплені замками. Замки, звичайно, складаються зі скоб Пподібної форми з нарізними кінцями, планок з отворами й гайок, сполучених між собою таким чином, що при зсуві масиву гірських порід, відбувається їх взаємне ковзання з одночасною зміною поперечного перетину рами. Ковзання ланок /спецпрофілів/ податливого кріплення у вузлах податливості залежить від робочої характеристики жолобчастих спецпрофілів і обумовлено формою їх поперечного перетину й матеріалом. Спецпрофілі у вузлах податливості стискаються замками з певним зусиллям, гранична величина якого залежить від конструктивних особливостей замків і кріплення. Робота податливого кріплення багато в чому залежить від параметрів робочої характеристики замка, основне призначення якого полягає в тому, щоб при його затягуванні створити стабільні зусилля тертя між зв'язаними у вузлах податливості поверхнями спецпрофілів. Відповідно до вимог до податливого кріплення взаємне ковзання спецпрофілів у податливому режимі повинне здійснюватися із забезпеченням стабільного робочого опору кріплення. Таким чином, величина й стабільність робочого опору рами податливого кріплення разом із формою поперечного перетину й матеріалом спецпрофілів суттєво залежить і від конструкції замків вузлів податливості. У гірській справі знайшли застосування в основному два типи замків вузлів податливості - нарізний і клиновий типи. У зв'язку з більшою надійністю ширше застосування знайшли замки вузлів податливості нарізного типа. Рудоремонтні заводи випускають і постачають замки нарізного типа трьох відомих видів АПЗ.ОЗО, ЗСД і ОЗШ-1 /«Рамные крепи горных выработок», обзорная информация и справочные материалы, ЦБНТИ Дон УГИ Госуглепрома Украины, Донецк, 1992, с.3-4, рис.З-а, рис.З-б, рис.З-в/. Відомий замок АПЗ.ОЗО вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів містить плоску планку з отворами і кріпильну скобу П-подібної форми з нарізними кінцями, пропущеними через отвори планки, розташовані між ними внапустку внутрішній і зовнішній спецпрофілі і гайки /«Рамные крепи горных выработок», обзорная информация и справочные материалы, ЦБНТИ Дон УГИ Госуглепрома Украины, Донецк, 1992, с.3-4, рис.З-а, аналог/. Цей замок універсальний, технологічний і має просту конструкцію. Проте цей замок має низьку надійність. Викликано це тим, що при роботі кріплення в податливому режимі цей замок перекошується, недостатньо жорстка планка згинається, кріпильна скоба витягується й відбувається різке скидання опору кріплення з повним спотворенням її робочої характеристики, що часто приводить до розриву кріпильних скоб на нарізних кінцях, відриву гайок і руйнуванню замка. Таким чином, цей замокшие тільки не забезпечує заданий робочий опір кріплення в податливому режимі, але навіть не гарантує цілісність його конструкції. Практично 15-50% цих замків руйнуються з цієї причини. Відомий замок ЗСД вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів уявляє собою хомут, який містить фігурну планку з отворами і дві зблоковані за допомогою підкладки і розташовані під кутом одна до одної кріпильних скоби П-подібної форми з нарізними кінцями, пропущеними через отвори фігурної планки, розташовані між ними внапустку внутрішній і зовнішній спецпрофілі і гайки /«Рамные крепи горных выработок», обзорная информация и справочные материалы, ЦБНТИ Дон УГИ Госуглепрома Украины, Донецк, 1992, с.3-4, рис.З-б, аналог/. Фігурна планка виготовляється зі спеціального профільного прокату ПЗС-20. Цей замок універсальний і має вищу надійність. Проте цей замок має нестабільне затискне зусилля, що ослабляє робочий опір кріплення і вимагає періодичного підтягання гайок, а необхідність застосування спеціального профільного прокату ПЗС-20 викликає збільшення номенклатури деталей, зниження технологічності й підвищення собівартості. У вузлі податливості серійного кріплення передбачена установка одного такого замка. Оскільки один такий замок забезпечує дуже вузьку ділянку затиску спецпрофілів, вузол податливості під час дії згинального моменту часто придбаває функцію шарнірного вузла і починає функціонувати за принципом шарнірного з'єднання, що супроводжується розривною деформацією одного зі сполучених спецпрофілів. У зв'язку з цим, і у випадках, коли необхідна підвищена величина робочого опору кріплення, 4932 виникає необхідність установки у вузлі податливості двох таких замків, що збільшує вартість кріплення. Відомий замок ОЗШ-1 вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів містить фігурну планку з отворами, і кріпильну скобу П-подібної форми з нарізними кінцями, пропущеними через отвори фігурної планки, розташовані між ними внапустку внутрішній і зовнішній спецпрофілі і гайки /«Рамные крепи горных выработок», обзорная информация и справочные материалы, ЦБНТИ Дон УГИ Госуглепрома Украины, Донецк, 1992, с.3-4, рис.З-в, аналог/. Цей замок забезпечує вищу надійність роботи кріплення в податливому режимі, а також технологічний у виготовленні і при монтажі. Проте, замок цього виду менш універсальний, оскільки фігурна планка повинна мати конфігурацію охоплюваного спецпрофілю, що, у зв'язку з великою номенклатурою спецпрофілів, вимагає розширення й номенклатури фігурних планок. Крім того, для цього замка властива пружнопластична податливість кінців фігурної планки й поворот кінцевих частин її щодо осі кріпильної скоби в межах монтажного зазору, що приводить до ексцентричного навантаження нарізних з'єднань кріпильної скоби з гайками. При затягуванні нарізних з'єднань торці гайок цих замків розташовуються під кутом до опорних площин, а самі нарізні з'єднання навантажуються як осьовим зусиллям, так і додатково згинальним моментом. В результаті в нарізних з'єднаннях кріпильної скоби і гайок виникає складний напружений стан, що приводить до розриву одного з нарізних кінців кріпильної скоби по внутрішньому діаметру нарізки, зниженню навантажувальної здатності, а також до зниження рівня стабільності робочого опору і надійності замка. З рівня техніки відомі замки вузлів податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, які схожі між собою і подібні замкам ОЗШ-1, кожний з яких містить, щонайменше, одну фігурну планку з отворами і, щонайменше, одну кріпильну скобу П-подібної форми з нарізними кінцями, пропущеними через отвори кожної планки, розташовані між ними внапустку внутрішній і зовнішній спецпрофілі і гайки /Исаченко В.М. и другие, «Замок узлов податливости металлической крепи», авторское свидетельство, SU, №1744265, А1, 5МПК E21D11/22, заявл.23.01.90, опубл. 30.06.92, бюл. №24, аналог; Халимендик Ю.М., «Замок податливости для крепи из спецпрофиля», патент, UA, №26734, СІ, 6МПК E21D11/22, заявл. 17.02.99, опубл. 12.11.99, бюл. №7, аналог; Исаченко В.М. и другие, «Замок узлов податливости металлической рамной крепи», патент, SU, №2018682, СІ, 5МПК E21D11/22, заявл. 15.05.90, опубл. 30.08.94, бюл. №16, аналог; Макаров В.П. и другие, «Замок податливости для крепи из спецпрофиля», авторское свидетельство, SU, №1263872, А1, 4МПК E21D11/22, заявл. 02.01.1985, опубл. 15.10.1986, бюл. №38, аналог/. Конструкції згаданих замків в основному відрі зняються незначними конструктивними відмінностями фігурних планок. Так, в замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за авторським свідоцтвом SU №1744265 для підвищення жорсткості й опору податливості кріплення фігурні планки замків виконано з товщиною, що зменшується до кінців, і має сполучені з нею парні поперечні й подовжні ребра жорсткості. Поперечні ребра жорсткості виконані по всій ширині фігурної планки з можливістю контакту із стінками спецпрофілю до його нейтральної осі. Подовжні ребра жорсткості виконані від кінців фігурної планки до поперечних ребер. У замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів по патенту UA №26734 для спрощення конструкції поверхня фігурної планки в місцях отворів для виходу нарізних кінців скоби (із зовнішньої сторони) виконана у вигляді горизонтальної площини, а в місцях отворів для входу нарізних кінців скоби (із внутрішньої сторони) виконана у вигляді симетрично розташованих двох похилих площин. У замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів по патенту RU №2018682 для підвищення зусилля стиснення фігурна планка має опорні площини, що контактують із фланцями внутрішнього спецпрофілю. У замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів за авторським свідоцтвом SU №1263872 для підвищення стабільності робочого опору замка планка має скіс із приливком і встановлена з можливістю взаємодії поверхні приливку з ребром фланця внутрішнього спецпрофілю. Характерними загальними недоліками згаданих аналогічних замків /авторске свідоцтво, SU №1744265; патент, UA №26734; патент, SU №2018682 і авторське свідоцтво, SU №1263872/ є надмірна жорсткість, низька універсальність, технологічність, громіздкість і велика металоємність, що підвищує собівартість їх виготовлення. Крім того, надмірна жорсткість замків приводить до зниження рівня стабільності робочого опору податливого кріплення й порушенню плавності роботи вузлів податливості. 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 нарізними кінцями, пропущеними через отвори планки, розташовані між ними внапустку внутрішній і зовнішній спецпрофілі, гайки і закладні упорні скоби < = подібної форми, виконані з отворами в полицях, через які пропущені нарізні кінці кріпильної скоби, і встановлені між планкою і фланцями внутрішнього спецпрофілю бічними стінками всередину /Сугаренко Г.Г. и другие, «Соединительный узел металлической податливой крепи из спецпрофиля», патент, UA, №43111, А, 7МПК E21D11/14, заявл.20.02.2001, опубл.15.11.2001, бюл. №10, аналог/. Кожна упорна скоба с= - подібної або 7 - подібної форми одним кінцем упирається у фланець 4932 внутрішнього спецпрофілю, а іншим кінцем - в плоску планку Цей замок володіє простою конструкцією, підвищеною універсальністю й технологічністю, а також зниженою металоємністю й собівартістю виготовлення Проте в цій конструкції не реалізовано повне силове замикання замка вузла податливості кріплення через те, що КІНЦІ планок і полиці упорних скоб уявляють собою консолі, які зберігають податливість навіть при збільшенні їх товщини Викликано це тим, що упорні скоби мають не замкнутий по периметру профіль Тому при затягуванні гайок і доданні великих навантажуючих зусиль недостатня жорсткість замка приводить до неповного прилягання полиць упорних скоб до планки, повороту кінцевих частин планки, ексцентричного вантаження нарізних з'єднань нарізних КІНЦІВ кріпильної скоби з гайками й порушення стабільності роботи, як замка, так і кріплення в цілому Таким чином, задача підвищення жорсткості конструкції замка з плоскою планкою, у тому числі й вузла податливості, а також стабільності їх роботи у складі кріплення вирішена лише частково З рівня техніки відомий найбільш близький до корисної моделі за призначенням, числу загальних ознак і результату, що досягається, 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 нарізними кінцями, пропущеними через отвори кожної планки, розташовані між ними внапустку внутрішній і ЗОВНІШНІЙ спецпрофілі, гайки, і встановлені між кожною планкою й фланцями внутрішнього спецпрофілю упорні елементи, виконані у вигляді замкнутих по периметру профілів з отворами, через які пропущені нарізні КІНЦІ кожної кріпильної скоби /Сугаренко Г Г и другие, «Замок узла податливости металлической рамной податливой крепи из шахтных спецпрофилей», UA, №56078, А, 7МПК E21D11/22, E21D11/14, заявл 28 10 2002, опубл 15 04 2003, бюл №4, найбільш близький аналог-прототип/ Упорні елементи виконані у вигляді скоб с подібної форми, у яких між полицями встановлені замикаючі розпірні елементи, а бічні стінки виконані двогранними, при цьому ЗОВНІШНІ грані контактують із 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 стержнів У зв'язку з тим, що упорні елементи спільно з розпірними елементами утворюють замкнутий по периметру профіль, в цій конструкції реалізовано повне силове замикання замка Цей замок характеризується простотою конструкції, підвищеною універсальністю й технологічністю, а також зниженою металоємністю й собівартістю виготовлення Недоліком цього замку є його зайва жорсткість, що приводить до неприпустимих спотворень 8 параметрів робочої характеристики кріплення Викликано це тим, що зусилля затягування, які передаються, головним чином, ЗОВНІШНІМИ гранями упорних елементів у бічні стінки внутрішнього спецпрофілю, створюють надмірні зусилля заклинювання упорних елементів при затягуванні замків При роботі таких замків у складі кріплення в податливому режимі, згадані зусилля викликають крутні моменти навколо осей нарізних КІНЦІВ кріпильних скоб, що приводить до деформації контактних поверхонь ЗОВНІШНІХ граней упорних елементів і внутрішнього спецпрофілю З цієї причини порушується плавність роботи вузла податливості кріплення, і він придбаває пилкоподібну характеристику робочого опору, при якій порушується стабільність робочого опору, а відхилення величини робочого опору від проектної величини значно перевищують допустимі ±10-12% При цьому величина робочого опору може бути рівна нулю або досягати величини несучої здатності кріплення У першому випадку кріплення не чинить ніякого опору гірському 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 криволінійнійному згинанні в роликовому згинальному стані 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 В основу корисної моделі поставлена задача в замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів шляхом удосконалення конструкції упорних елементів, фіксації їх, головним чином у місцях сполучення фланців із похилими бічними стінками внутрішнього спецпрофілю і запобігання їх кутового розвороту, навколо нарізних КІНЦІВ кріпильної скоби від крутного моменту, що виникає при терті контактних поверхонь упорних елементів і внутрішнього спецпрофілю, забезпечити зниження жорсткості замка й стабілізацію параметрів робочої характеристики кріплення Поставлена задача вирішується тим, що у замку 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 нарізними кінцями, пропущеними через отвори кожної планки, розташовані між ними внапустку внутрішній і ЗОВНІШНІЙ спецпрофілі, гайки, і встановлені між кожною планкою й фланцями внутрішнього спецпрофілю упорні елементи, виконані у вигляді замкнутих по периметру профілів з отворами, через які пропущені нарізні КІНЦІ кожної крі 4932 пильної скоби, згідно корисної моделі, упорні елементи виконані у вигляді трубчастих паралелограмів із верхніми і нижніми виступами, розташованими в зонах гострих кутів паралелограмів, при цьому верхні виступи упорних елементів упираються в місця сполучень фланців із похилими бічними стінками внутрішніх спецпрофілів, а нижні виступи взаємодіють із кінцевими частинами планок. Приведені ознаки корисної моделі є суттєвими, оскільки в сукупності, достатні для забезпечення працездатності, рішення поставленої задачі, а кожен окремо необхідний для ідентифікації замка, що заявляється. Нова сукупність загальних і відмітних від прототипу суттєвих ознак, якими характеризується вдосконалений замок, є достатньою у всіх випадках, на які розповсюджується об'єм правового захисту, оскільки вирішує поставлену задачу. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак замка, зокрема, відмітних при їх взаємодії із загальними ознаками, в забезпеченні його нових технічних властивостей, обумовлених вирішуваною задачею, полягає в наступному. Так, виконання упорних елементів у вигляді трубчастих паралелограмів із верхніми й нижніми виступами, розташованими в зонах гострих кутів паралелограмів, забезпечує формування простої у виготовленні, універсальної й надійної в експлуатації замкнутої по периметру форми порожнистого профілю. Установка упорних елементів так, що верхні виступи упорних елементів упираються в місця сполучень фланців похилими бічними стінками внутрішніх спецпрофілів, забезпечує надійну фіксацію упорних елементів і стабільні зусилля тертя між сполученими у вузлах податливості контактними поверхнями спецпрофілів. Пояснюється це тим, що, зусилля затягування передаються не в похилі бічні стінки внутрішніх спецпрофілів, а безпосередньо в місця сполучень фланців із похилими бічними стінками внутрішніх спецпрофілів, що знижує величину зусилля затягування, зменшує до оптимальної величини жорсткість замків і забезпечує плавність роботи вузла податливості кріплення. За рахунок цього вузли податливості в період вантаження кріплення створюють не пилкоподібну, а плавно наростаючу характеристику його робочого опору, а досягши геомеханічної рівноваги системи «кріплення-масив», забезпечують стабільну проектну величину робочого опору. При цьому відхилення величини робочого опору кріплення від проектної величини не перевищують допустимі ±10-12%. Крім того, взаємодія верхніх виступів упорних елементів, розташованих з боку спецпрофілів, тільки з місцями сполучень фланців із похилими бічними стінками внутрішніх спецпрофілів, виключає негативний вплив деформацій стінок спецпрофілів, які неминучі при їх криволінійному згинанні в роликовому згинальному стані, на параметри робочої характеристики кріплення. Тому фактична величина робочого опору кріплення практично не відрізняється від проектної. 10 Установка упорних елементів так, що нижні виступи взаємодіють із кінцевими частинами планок, забезпечує надійну фіксацію упорних елементів від крутного моменту, що виникає при терті контактних поверхонь упорних елементів і внутрішнього спецпрофілю. Досягається це за рахунок того, що згадані нижні виступи знаходяться в зачепленні з торцями планок і, при роботі кріплення в податливому режимі, запобігають кутовому повороту упорних елементів навколо нарізних кінців кріпильної скоби. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів має й інші відмітні ознаки, які доповнюють і характеризують винахід в окремих випадках його виконання і використовуються для поліпшення його технічних властивостей. Так, у замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, згідно корисної моделі, кожен упорний елемент виконаний з прокатного профілю у вигляді трубчастого паралелограма з верхніми й нижніми виступами, розташованими в зонах гострих кутів паралелограма. Такий варіант виконання, упорного елемента (варіант 1) передбачає його виготовлення з прокатного профілю спільно з верхніми й нижніми виступами, що підвищує технологічність і знижує трудомісткість його виготовлення. У замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, згідно корисної моделі, кожен упорний елемент виконаний з прокатного профілю у вигляді трубчастого паралелограма, а верхній і нижній виступи, розташовані в зонах гострих кутів паралелограма, виконані у вигляді безперервного або переривчатого наплавлення метала. Такий варіант виконання упорного елемента (варіант 2) передбачає автономне виготовлення прокатного профілю і подальше наплавлення верхніх і нижніх виступів у зонах гострих кутів паралелограма, що розширює технологічні можливості його виготовлення. У замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, згідно корисної моделі, кожен упорний елемент виконаний з Г - образного і J -образного профілів, сполучених між собою зварюванням у вигляді трубчастого паралелограма так, що кінцеві частини похилих полиць виступають за межі верхніх і нижніх горизонтальних полиць і утворюють верхні й нижні виступи, розташовані в зонах гострих кутів паралелограма. Такий варіант виконання упорного елемента (варіант 3) передбачає його виготовлення складеним з однотипних, але повернених на 180° Г- образних профілів і з'єднання їх у проектному положенні зварюванням, що додатково розширює технологічні можливості і суттєво знижує трудомісткість його виготовлення. У замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, згідно корисної моделі, в кожному упорному елементі похила й горизонтальна полиці в зоні тупого кута паралелограма сполучені між собою 4932 12 11 кутовим радіусним переходом. ки 1, розташовані між ними внапустку внутрішній і зовнішній спецпрофілі 5, 6, гайки 7, і встановлені Виконання кутового радіусного переходу між між кожною планкою 1 і фланцями 8 внутрішнього похилою й горизонтальною полицями в зоні тупого спецпрофілю 5 упорні елементи 9. кута паралелограма підвищує пружність упорних елементів і знижує концентрацію напруг у місці Упорні елементи 9 виконані у вигляді замкнусполучення. тих по периметру профілів з отворами 10, через які пропущені нарізні кінці 4 кожної кріпильної скоУ замку вузла податливості металевого рамби 3. ного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, згідно корисної моделі, в кожному упорному Упорні елементи 9 виконані у вигляді трубчаселементі отвори, через які пропущені нарізні кінці тих паралелограмів із верхніми й нижніми вистукожної кріпильної скоби, розташовані в зоні тупого пами 11, 12, розташованими в зонах гострих кутів кута паралелограма і виконані у вигляді прорізів паралелограмів. овальної форми, подовжня вісь яких співпадає з Верхні виступи 11 упорних елементів 9 упираподовжньою віссю планки. ються в місця сполучень фланців 8 із похилими бічними стінками 13 внутрішніх спецпрофілів 5, а Виконання отворів у вигляді прорізів овальної нижні виступи 12 взаємодіють із кінцевими частиформи забезпечує гарантований крізний прохід нами планок 1. нарізних кінців кожної кріпильної скоби через них при монтажі і надійну фіксацію упорних елементів Замок може бути виконаний у двох варіантах у проектному положенні. виконання, які зображені на Фіг.1 (варіант 1) і на Фіг.2 (варіант 2). У замку вузла податливості металевого рамВаріант 1 (Фіг.1) характеризується тим, що заного податливого кріплення із шахтних спецпрофімок містить одну планку 1 з отворами 2 і одну крілів, згідно корисної моделі, кожен упорний елепильну скобу 3 П-подібної форми з нарізними кінмент сполучений з кожною планкою зварними цями 4, пропущеними через отвори 2 планки 1, з'єднаннями. розташовані між ними внапустку внутрішній і зовТаке удосконалення підвищує надійність конснішній спецпрофілі 5, 6, гайки 7, і встановлені між трукції і знижує трудомісткість монтажу кріплення в кожною планкою 1 і фланцями 8 внутрішнього гірських виробках. спецпрофілю 5 упорні елементи 9. З рівня техніки заявником не виявлені рішення, що мають ознаки, які співпадають із відмітними У цьому варіанті виконання замка (варіант 1) ознаками пропонованої корисної моделі. кожен упорний елемент 9 має один верхній і один нижній отвори 10, осі яких співпадають з осями Приведені ознаки не є обов'язковими, але, на отворів 2 планки 1. думку заявника, є переважними в досягненні технічного результату. Вузол податливості металевого рамного подаПри цьому не виключається можливість іншого тливого кріплення може включати два однакові еквівалентного виконання замка в об'ємі суті прозамки, виконані по варіанту 1 (Фіг.1). понованої корисної моделі. Варіант 2 (Фіг.2) характеризується тим, що заНадалі корисна модель пояснюється описом мок містить дві планки 1 з отворами 2 і дві кріпипереважних варіантів його виконання з посиланльні скоби 3 П-подібної форми з нарізними кінцями нями на креслення, що додаються, на яких: 4, пропущеними через отвори 2 кожної планки 1, розташовані між ними внапустку внутрішній і зовна Фіг.1 зображений замок вузла податливості нішній спецпрофілі 5, 6, гайки 7, і встановлені між металевого рамного податливого кріплення із шакожною планкою 1 і фланцями 8 внутрішнього хтних спецпрофілів, загальний вид, аксонометрія, спецпрофілю 5 загальні упорні елементи 9. варіант 1 ; на Фіг.2 зображений замок вузла податливості У цьому варіанті виконання замка (варіант 2) металевого рамного податливого кріплення із шакожен упорний елемент 9 має два верхніх і два хтних спецпрофілів, загальний вид, аксонометрія, нижні отвори 10, осі яких попарно співпадають з варіант 2; осями отворів 2 планок 1. на Фіг.З зображений замок вузла податливості Кожен упорний елемент 9 може бути виконаметалевого рамного податливого кріплення із шаний з прокатного профілю у вигляді трубчастого хтних спецпрофілів, поперечний розріз; паралелограма з верхніми й нижніми виступами 11, 12, розташованими в зонах гострих кутів парана Фіг.4 зображений упорний елемент замка лелограма (варіант 1) (Фіг.4). вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, варіант 1 ; Кожен упорний елемент 9 може бути виконаний з прокатного профілю у вигляді трубчастого на Фіг.5 зображений упорний елемент замка паралелограма, а верхній і нижній виступи 11, 12, вузла податливості металевого рамного податлирозташовані в зонах гострих кутів паралелограма, вого кріплення із шахтних спецпрофілів, варіант 2; виконані у вигляді безперервного або переривчана Фіг.6 зображений упорний елемент замка того наплавлення метала (варіант 2) (Фіг.5). вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, варіант 3; Кожен упорний елемент 9 може бути виконана Фіг.7 зображений вид А на Фіг.4, 5, 6 ний з Г - образного і J - образного профілів, сполучених між собою зварюванням у вигляді трубчасЗамок вузла податливості металевого рамного того паралелограма так, що кінцеві частини податливого кріплення із шахтних спецпрофілів похилих полиць 14 виступають за межі верхніх і (Фіг. 1-7) містить, щонайменше, одну планку 1 нижніх горизонтальних полиць 15, 16 і утворюють (Фіг.1, 2, 3) з отворами 2 і, щонайменше, одну кріверхні й нижні виступи 11, 12, розташовані в зонах пильну скобу 3 П-подібної форми з нарізними кінгострих кутів паралелограма (варіант 3) (Фіг.6). цями 4, пропущеними через отвори 2 кожної план 4932 14 13 У кожному упорному елементі 9 похила й гороликовому згинальному стані, на параметри роризонтальна полиці 14 і 15 або 14 116 у зоні тупого бочої характеристики кріплення кута паралелограма зв'язані між собою кутовим При гірському тиску, що перевищує опір подарадіусним переходом 17 тливості кріплення, внутрішній і ЗОВНІШНІЙ спецпрофілі 5, 6, що скріпляють замками у вузлах подаУ кожному упорному елементі 9 отвори 10, четливості, під дією зсуву масиву гірських порід, рез які пропущені нарізні КІНЦІ 4 кожної кріпильної ковзають один щодо одного, внаслідок чого змінюскоби 3, розташовані в зоні тупого кута паралелогється геометрія і поперечний перетин рами рама і виконані у вигляді прорізів овальної форми (Фіг 7), подовжня вісь яких співпадає з подовжУсталена геомеханічна рівновага системи ньою віссю планки 1 «кріплення-масив» забезпечується силами тертя контактних поверхонь внутрішнього й зовнішнього Кожен упорний елемент 9 може бути сполучеспецпрофілів 5, б, тобто силами опору у вузлах ний з кожною планкою 1 зварними з'єднаннями 18 податливості, створюваними замками (Фіг 1,2,3) При цьому нижні виступи 12 упорних елеменЗавдяки тому, що упорні елементи 9 виконані тів 9 взаємодіють із кінцевими частинами планок 1 у вигляді трубчастих паралелограмів із верхніми й і забезпечують надійну їх фіксацію від крутного нижніми виступами 11, 12, розташованими в зонах моменту, що виникає при терті контактних повергострих кутів паралелограмів, забезпечується фохонь упорних елементів 9 і внутрішнього спецпрормування простої у виготовленні, універсальної й філюб надійної в експлуатації замкнутої по периметру форми порожнистого профілю Досягається це за рахунок того, що згадані Замок вузла податливості металевого рамного нижні виступи 12 знаходяться в зачепленні з торподатливого кріплення із шахтних спецпрофілів цями планок 1 і, при роботі кріплення в податлипрацює таким чином вому режимі, запобігають повороту упорних елементів 9 навколо нарізних КІНЦІВ 4 кріпильної скоби При зведенні кріплення його ланки - внутріЗ шній і ЗОВНІШНІЙ спецпрофші 5, 6 рами зчленовують внапустку і з'єднують замками у вузлах податЦей ефект посилюється у варіанті, коли кожен ливості упорний елемент 9 з'єднаний з кожною планкою 1 зварним з'єднанням 18 Внутрішній і ЗОВНІШНІЙ спецпрофілі 5, 6 у вузлах податливості стискають замками з певним У період вантаження кріплення взаємне ковзусиллям, гранична величина якого залежить від зання внутрішнього й зовнішнього спецпрофілів 5, конструктивних особливостей і можливості самих 6 у податливому режимі здійснюється із забезпезамків ченням стабільної величини робочого опору, який потрібен для нормальної роботи податливого кріУ процесі утворення навколо контуру виробки плення зони не пружних деформацій відбувається усестороннє зовнішнє обтискання кріплення порушеними У подальший період роботи кріплення в подапородами гірського масиву тливому режимі при гірському тиску, що перевищує опір податливості кріплення при проміжній Верхні виступи 11 упорних елементів 9 упирагеомеханічній рівновазі системи «кріпленняються в місця сполучень фланців 8 із похилими масив», під дією подальшого зсуву масиву гірських бічними стінками 13 внутрішніх спецпрофілів 5 і порід процес плавного ковзання внутрішніх і ЗОВзабезпечують надійну фіксацію упорних елементів НІШНІХ спецпрофілів 5, 6, скріплених замками у 9 і стабільні зусилля тертя між сполученими у вузвузлах податливості, постійно повторюється до лах податливості контактними поверхнями внутрітих пір, поки не встановиться кінцева геомеханічна шнього й зовнішнього спецпрофілів 5, 6 рівновага системи «кріплення-масив» у новому Пояснюється це тим, що зусилля затягування стані, аж до вичерпання всієї величини конструкпередаються безпосередньо в місця сполучень тивної податливості кріплення фланців 8 із похилими бічними стінками 13 внутрішніх спецпрофілів 5, що знижує величину зусилПісля вичерпання всієї величини конструктивля затягування по поверхням тертя, зменшує до ної податливості кріплення його поперечний переоптимальної величини жорсткість замків і забезпетин досягає мінімальної величини й кріплення печує плавність роботи вузла податливості кріпленреходить у жорсткий режим роботи ня Пропонований замок має просту для масового За рахунок цього вузли податливості в період виробництва конструкцію і характеризується відвантаження кріплення створюють не пилкоподібну, носно малою собівартістю виготовлення а плавно наростаючу характеристику його робочоПри незначних витратах на виготовлення удого опору, а досягши геомеханічної рівноваги сиссконалених упорних елементів 9 у вигляді трубчатеми «кріплення-масив» забезпечують стабільну стих паралелограмів із верхніми й нижніми виступроектну величину робочого опору пами 11, 12 собівартість замка трохи зростає й компенсується зниженням його жорсткості, плавніПри цьому відхилення величини робочого стю роботи вузла податливості й стабілізацією опору кріплення від проектної величини не перевеличини робочого опору кріплення, тобто стабілівищують допустимі ±10-12% зацією параметрів робочої характеристики на Крім того, взаємодія верхніх виступів 11 упорвсьому інтервалі конструктивної податливості кріних елементів 9 тільки з місцями сполучень фланплення ців 8 із похилими бічними стінками 13 внутрішніх спецпрофілів 5 виключає негативний вплив дефоЗа рахунок цього суттєво підвищується надійрмацій згаданих стінок 13 внутрішніх спецпрофілів ність і ДОВГОВІЧНІСТЬ, як самих замків, так і зведено5, які неминучі при їх криволінійному згинанні в го з їх допомогою кріплення L 4932 16 15 2. Отвір планки; Корисна модель не обмежується описаними й зображеними на кресленнях варіантами реалізації, 3. Кріпильна скоба; але може бути змінений, модифікований або до4. Нарізний кінець кріпильної скоби; повнений у рамках об'єму, обмеженого формулою 5. Внутрішній спецпрофіль; корисної моделі. 6. Зовнішній спецпрофіль; 7. Гайка; Пропонований замок перевірений у процесі стендових випробувань, а також у реальних шахт8. Фланець внутрішнього спецпрофіля; них умовах. 9. Упорний елемент; 10. Отвір упорного елемента; Результати випробувань такого замка повніс11. Верхній виступ упорного елемента; тю підтвердили його технічну й економічну ефек12. Нижній виступ упорного елемента; тивність, а також доцільність його широкого вико13. Похила бічна стінка внутрішнього спецпристання рофіля; Замок податливості металевого рамного пода14. Похила полиця паралелограма упорного тливого кріплення із шахтних спецпрофілів може елемента, бути виготовлений в умовах промислового вироб15. Верхня горизонтальна полиця паралелогництва на будь-якому механічному заводі гірничорама упорного елемента, рудної промисловості і може знайти широке засто16. Нижня горизонтальна полиця паралелогсування на вугільних шахтах Донбасу для рама упорного елемента; стабілізації параметрів робочої характеристики вживаних кріплень, підвищення їх надійності й 17. Кутовий радіусний перехід упорного елебезпеки ведення гірських робіт. мента; 18. Зварне з'єднання. Перелік позначень елементів: 1. Планка; AJ Li Ю Ю І? 1$ Н 10 f? 15 і? 15 И tf Вид Л n Фіг. 7 Комп'ютерна верстка В Мацело Підписне Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ-42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюLock of the compliance node of the metal frame yielding support made of mine special profiles “m4”
Автори англійськоюVainstein Arkadii Leonidovych, Vainstein Serhii Leonidovych, Yefremov Ihor Oleksiiovych, Sugarenko Georgii Georgiiovych, Shevchenko Vitalii Vitaliiovych
Назва патенту російськоюЗамок узла податливости металлического рамного податливого крепления из шахтных спецпрофилей «м4»
Автори російськоюВайнштейн Аркадий Леонидович, Вайнштейн Сергей Леонидович, Ефремов Игорь Алексеевич, Сугаренко Георгий Георгиевич, Шевченко Виталий Витальевич
МПК / Мітки
МПК: E21D 11/22
Мітки: спецпрофілів, податливості, рамного, шахтних, металевого, м4, замок, кріплення, податливого, вузла
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-4932-zamok-vuzla-podatlivosti-metalevogo-ramnogo-podatlivogo-kriplennya-iz-shakhtnikh-specprofiliv-m4.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів “м4″</a>
Попередній патент: Шнековий прес для пресування брикетів
Наступний патент: Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів “м7″
Випадковий патент: Спосіб регулювання тиску в робочих просторах печей двухванного агрегату з одним спільним вертикалом