Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів
Номер патенту: 68553
Опубліковано: 16.08.2004
Автори: Ченський Олександр Андрійович, Яненко Анатолій Петрович, Рисухін Володимир Володимирович, Дубров Вадим Герасимович, Семенов Олег Валентинович, Алієв Парвіз Натікбєкович
Формула / Реферат
1. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, що містить планку з отворами і кріпильну П-подібну скобу з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори планки, розташовані між ними внапуск внутрішній і зовнішній спецпрофілі, гайки і підсилювачі-стабілізатори, встановлені між планкою і фланцями внутрішнього спецпрофілю, з отворами в полках, через які пропущені різьбові кінці кріпильної скоби, який відрізняється тим, що підсилювачі-стабілізатори виконані у вигляді двох просторових елементів, поперечні перерізи яких є рівновеликими трапеціями, установлених між планкою і фланцями внутрішнього спецпрофілю врозпір, при цьому бічні стінки елементів утворюють двогранний кут, зовнішні грані якого контактують з бічними стінками внутрішнього спецпрофілю.
2. Замок вузла податливості за п. 1, який відрізняється тим, що між кріпильною П-подібною скобою і полицею шахтного спецпрофілю встановлена планка-згладжувач, що має хвилеподібні уступи, одним із яких вона упирається в скобу, у зоні контактування зі спецпрофілем - циліндричний ложемент для кріпильної П-подібної скоби, зворотна поверхня якого є площиною, по якій планка-згладжувач контактує зі спецпрофілем.
3. Замок вузла податливості за п. 1, який відрізняється тим, що поперечні перерізи підсилювачів-стабілізаторів є рівнобедреними трапеціями.
4. Замок вузла податливості за п. 1, який відрізняється тим, що підсилювачі-стабілізатори установлені послідовно на кріпильній П-подібній скобі, а кількість їх знаходитися у однозначній відповідності до номера шахтного спецпрофілю.
Текст
Винахід відноситься до гірничорудної справи, зокрема до затискних пристосувань для ковзного при надмірному навантаженні з'єднання аркових елементів податливих металевих кріплень, які виготовлені із шахтних спецпрофілів і використовуються для кріплення гірничих (підземних) виробок рудників, вугільних і сланцевих шахт. Відомо, що для кріплення і підтримки гірничих виробок рудників, вугільних і сланцевих шахт застосовуються жорсткі і податливі кріплення. Жорсткі кріплення застосовуються головним чином в умовах з постійним і незначним гірським тиском. Податливі кріплення найбільш універсальні, тому що вони знаходять застосування в складних гірничо-геологічних умовах при можливому значному впливі очисних робіт на кріплення виробок. Як правило, у складних гірничо-геологічних умовах застосовують багатоланкові (триланкові, п'ятиланкові) металеві рамні податливі кріплення. Триланкові металеві рамні податливі кріплення рекомендуються для гірничих виробок з очікуваним зсувом порід покрівлі до 500мм. П'ятиланкові металеві рамні податливі кріплення рекомендуються для гірничих виробок з очікуваним зсувом порід покрівлі більш 500 мм. Рама податливого кріплення має форму арки, що складає з ланок, виконаних із шахтних спецпрофілів. Спецпрофілі у вузлах податливості з'єднані внаклад і скріплені замками. Замки, звичайно, складаються зі скоб П-подібної форми з різьбовими кінцями, планок з отворами і гайок, з'єднаних таким чином, що при зсуві масиву гірничих порід відбувається їхнє взаємне ковзання з одночасною зміною поперечного перерізу рами. Ковзання ланок (спецпрофілів) податливого кріплення у вузлах податливості залежить від робочої характеристики жолобчастих спецпрофілів і обумовлено формою їхнього поперечного перерізу й матеріалом. Спецпрофілі у вузлах податливості фіксуються замками з визначеним зусиллям, гранична величина якого залежить від конструктивних особливостей самих замків. 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 сполученими 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 і стабільність опору рами податливого кріплення поряд з формою поперечного перерізу та матеріалом спецпрофілів істотно залежить і від конструкції замків вузлів податливості. У гірництві знайшли застосування в основному два типи замків вузлів податливості - болтового і клинового типів. Найбільш широке поширення одержали замки вузлів податливості болтового типу три відомих видів АПЗ.ОЗО, ЗСД і ОЗШ-1 («Рамные крепи горных выработок». Обзорная информация и справочные материалы. Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ Госуглепрома Украины, 1992, с. 3-4, рис. 3-а, рис. 3-б, рис. 3-у). Замок АПЗ. 030 вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів включає два хомути, кожний з який містить плоску планку з отворами і кріпильною скобою П - подібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори планки, розташовані між ними внапуск внутрішній і зовнішній спецпрофілі і гайки ( («Рамные крепи горных выработок». Обзорная информация и справочные материалы. Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ Госуглепрома Украины, 1992, с. 3-4, рис. 3-а,), аналог). Цей замок універсальний і має просту і технологічну конструкцію, однак він має низьку надійність. Так, при роботі кріплення в податливому режимі ці замки перекошуються, недостатньо жорстка планка згинається, кріпильна скоба витягається і відбувається різке скидання опору кріплення, що часто приводить до розриву кріпильних скоб на різьбових кінцях, відриву гайок і руйнуванню замка. Таким чином, цей замок не тільки не забезпечує заданий робочий опір кріплення в податливому режимі, але навіть не гарантує цілісність його конструкції (15-50% замків руйнуються). Замок ЗСД вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів являє собою подвійний хомут, що містить фігурну планку з отворами і дві зблоковані за допомогою підкладки і розташовані під кутом друг до друга кріпильні скоби П - подібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори фігурної планки, розташовані між ними внапуск внутрішній і зовнішній спецпрофілі і гайки Фігурна планка виготовляється зі спеціального профільного прокату ПЗС-20.( («Рамные крепи горных выработок». Обзорная информация и справочные материалы. -Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ Госуглепрома Украины, 1992, с. 3-4, рис. 3-б) аналог). Цей замок універсальний і має більш високу надійність. Однак цей замок має підвищену податливість, що послабляє конструкцію і вимагає періодичного підтягування гайок, а необхідність застосування спеціального профільного прокату ПЗС-20 викликає збільшення номенклатури деталей, зниження технологічності і підвищення собівартості. У вузлі податливості серійного кріплення передбачена установка одного такого замка. Оскільки один такий замок забезпечує дуже вузьку ділянку затиснення спецпрофілів, вузол податливості під час дії згинаючого моменту часто здобуває 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, виникає необхідність установки у вузлі податливості двох таких замків, що збільшує вартість кріплення, а в традиційних кріпленнях (АП-3, АП-5) стає неможливим, тому що підвищення робочого опору кріплення приводить до зменшення її запасу міцності і надійності. Замок ОЗШ-1 вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів включає два хомути, кожний з який містить фігурну планку з отворами, і кріпильну скобу П - подібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори фігурної планки, розташовані між ними внапуск внутрішній і зовнішній спецпрофілі і гайки ("Рамные крепи горных выработок». Обзорная информация и справочные материалы. -Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ Госуглепрома Украины, 1992, с.3-4, рис. 3-у аналог). Цей замок забезпечує більш високу надійність роботи кріплення в податливому режимі, але не технологічний у виготовленні і складний при монтажі. Однак, замок цього виду менш універсальний, тому що фігурна планка повинна мати конфігурацію охоплюваного спецпрофілю, що, у зв'язку з великою номенклатурою спецпрофілів, вимагає розширення типорозмірного ряду фігурних планок. Крім того, для цього замка властива пружна-пластична податливість кінців фігурної планки, поворот кінцевих частин її щодо осі кріпильної скоби в межах монтажного зазору, що приводить до ексцентричного навантаженого нарізного сполучення кріпильної скоби з гайками. При затягуванні нарізних сполучень торці гайок розташовуються під кутом до опорних площин, а самі нарізні сполучення навантажуються як осьовим зусиллям, так і додатково згинаючим моментом. У результаті, у нарізних сполученнях кріпильної скоби і гайок виникає складний напружений стан, що приводить до розриву одного з різьбових кінців кріпильної скоби по внутрішньому діаметрі різьблення, зниженню навантажувальної здатності, а також до зниження рівня стабільності робочого опору і надійності замка. Відомий замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, що включає скобу і фігурну планку зі скосом і виступом, що контактує зі стінкою фланця спецпрофілю («Замок податливості для кріплення зі спецпрофілю». Авторське посвідчення СРСР № 1263872, А1, МПК-4: Е21D11/22, автори В. П, Макаров, И.Б. Ільїна, Ю.А. Белоглазов, В.Я. Мінінберг, заявл. 02.01.1985, опубл. 15.10.1986, бюл. №38, аналог). Цей замок близький по конструкції до замка ОЗШ-1, але частково має захист від вищезгаданих недоліків. Для підвищення стабільності робочого опору замка скіс планки виконаний із припливом, а планка встановлена з можливістю взаємодії поверхні припливу з ребром фланця одного з спецпрофілів, що з'єднуються. Недоліками цього замка є низька технологічність, громіздкість, велика металоємність і складність збирання, що підвищує його собівартість. Викликано це тим, що фігурна планка замка, що здійснює силове замикання конструкції, може бути виготовлена тільки зі спеціального прокату складного профілю. Крім того, фігурна планка замка не забезпечує стабільну роботу вузла податливості при зміні навантаження на кріплення. Порозумівається це тим, що фігурна планка замка має складну просторову конфігурацію, що приводить до її деформації, утраті працездатності при високих навантаженнях і зниженню надійності. Найбільш близьким до винаходу по призначенню, числу загальних ознак і результату, що досягається, є замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, що містить планку з отворами і кріпильної скобою П - подібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори планки, розташовані між ними внапуск внутрішній і зовнішній спецпрофілі, гайки і упорні скоби С- подібної форми, виконані з отворами в полках, через які пропущені різьбові кінці кріпильної скоби, і встановлені між планкою і фланцями внутрішнього спецпрофілю бічними стінками усередину, що відрізняється тим, що додатково містить розпірні елементи, установлені між полками упорних скоб, при цьому бічні стінки упорних скоб виконані двогранними, зовнішні грані яких контактують з похилими бічними стінками внутрішнього спецпрофілю, а внутрішні грані розташовані симетрично зовнішнім граням.("3амок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів "Патент України №56078А, МПК-7 Е21D11/22, Е21D11/14, заявлено 28.10.2002p., опублікований 15.04.2003 p. Бюлетень № 4, автори Г.Г. Сугоренко, Н.А. Алієв, В.Я. Кириченко, прототип). Цей замок характеризується більш високою надійністю і меншою собівартістю виготовлення в порівнянні з попередньою конструкцією. У ньому реалізоване силове замикання конструкції в цілому, виключена можливість вигину планки і відповідно ексцентричне навантаження болтового з'єднання, що приводить до руйнування різьбового кінця скоби і часто зухвалі важкі травми й обвалення кріплення. Досягається це за рахунок установки в замок замкнутої просторової конструкції-підсилювача-стабілізатора, що контактує двогранним кутом з бічними стінками шахтного спецпрофілю, а рівнобіжними сторонами упирається у фланець зовнішнього спецпрофілю й у планку замка, що підвищує жорсткість системи і дозволяє здійснити силове замикання конструкції. Таким чином, вирішена задача забезпечення жорсткості конструкції замка вузла податливості і стабільності їхньої роботи в складі кріплення вирішена. Однак запропоноване рішення нетехнологічне, конструктивно складне, для створення замкнутої просторової системи - підсилювача-стабілізатора, у ньому використовуються зварювальні операції. У свою чергу це додає в технологічну операцію збирання замка операцію віджигання, може привести до руйнування звареного шва, і відповідно втрати силових характеристик, як замка, так і кріплення в цілому. Крім того, запропонована конструкція підсилювача-стабілізатора не симетрична в плані, потрібно її обов'язкова орієнтація при збиранні замка, що не завжди можливо в шахтних умовах, особливо при ліквідації аварійних ситуацій, а також не універсальна для всіх типорозмірів кріплень. Тобто для кожного типорозміру кріплення потрібно виготовлення нового замка з відповідним даної кріплення підсилювачем-стабілізатором. До того ж, неконтрольоване затягування гайок замкового з'єднання, через велику жорсткість підсилювача-стабілізатора по цьому патенті може створити умови переходу податливого кріплення у жорсткий режим роботи і повне її руйнування. В основу винаходу поставлена задача удосконалення замка з конструкцій підсилювача-стабілізатора, поліпшення його технології виготовлення, відмовлення від зварювальних операцій і формування підсилювачастабілізатора у виді симетричної рівноміцної конструкції податливості, що збирається у вузлі, без спеціальної орієнтації, при збереженні надійності і стабільності роботи силового замка в режимі податливості, з можливою універсальністю його для близьких по ряду типорозмірів спецпрофілів. Поставлена задача зважується тим, що в замку вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, що містить планку з отворами і кріпильною скобою П - подібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори планки, розташовані між ними внапуск внутрішній і зовнішній спецпрофілі, гайки, підсилювач-стабілізатор виконаний у виді двох чи декількох рівновеликих просторових трапецієподібних фігур з отворами в полках, через які пропущені різьбові кінці кріпильної скоби, і встановлених між планкою і фланцями внутрішнього спецпрофілю, так що площина рознімання їх проходить по нижній підставі трапеції, а зусилля розпору передається через нижні бічні грані елементів, приведених у зіткнення між собою. Причому бічні стінки кожного з елементів підсилювача-стабілізатора, що утворять трапецію контактують із похилими бічними стінками внутрішнього спецпрофілю, здійснюючи силове замикання, як елементів підсилювачастабілізатора, так і замка вузла податливості металевого рамного кріплення. Таке технічне рішення підсилювача-стабілізатора замка дозволяє формувати його з двох чи декількох однакових просторових трапецієподібних елементів, технологічних при виготовленні, що збираються без зварювальних операцій, що не вимагають спеціальної орієнтації їх щодо фігурної планки, спецпрофілів і скоби при установці і силовому замиканні вузла. Пружна-податлива характеристика такого підсилювача-стабілізатора, регульована для кожного зі спецпрофілів варіацією товщини сполучених елементів, крім того, здійснює підпружинення та стопоріння нарізного сполучення, одночасно здійснюючи вибірку зазорів і технологічних недосконалостей спецпрофілів із силовим замиканням системи. При необхідності переходу від одного з типорозмірів спецпрофілю на наступний, убік зростання по ряду типорозмірів, елементи підсилювачастабілізатора можуть чи додаватися набиратися парами, при цьому орієнтація їх може здійснюватися уздовж подовжньої стінки спецпрофілю. Таке рішення дозволяє одержувати для ряду спецпрофілів універсальну конструкцію замка вузла податливості, поліпшити технологію його виготовлення, а також зменшити витрати виробництва при переході на новий вид спецпрофілю, наприклад, для підтримки виробок із складними геомеханічними умовами. При затягуванні нарізного сполучення, в усіх без винятку замках, контакт П- подібної скоби із шахтним спецпрофілем відбувається по лінії, тобто контактування відбувається по кінематичній парі вищого порядку (И.И. Артоболевский. Теория машин и механизмов. Изд. 3-е. М:. Наука, 1975. 9, с.28). Передача збільшеного зусилля затягування від скоби на полицю спецпрофілю здійснюється по мінімально можливій для даної пари сполучених елементів площі контактування, умовно наближеної до лінії. Це у свою чергу сприяє виникненню великих контактних напруг по зоні сполучення, приводить до нерівномірного прилягання поверхонь сполучення, створює умови до перекосу замків при скиданні навантаження в режимі податливості. Особливо зазначене явище виявляє себе при установці в замках підсилювачів-стабілізаторів, і відповідно можливості збільшення затискного зусилля у вузлах податливості на 30-35%. Для розподілу контактного навантаження в зоні сполучення П-подібної скоби із шахтним спецпрофілем, при використанні в замках запропонованого технічного рішення підсилювача-стабілізатора, поліпшення роботи замкових з'єднань у режимі податливості при скиданні навантаження, між П-подібною скобою і полицею шахтного спецпрофілю встановлена планка-згладжувач, що має хвилеподібні уступи, якими вона упирається в скобу, а в зоні контактування зі спецпрофілем циліндричну поверхню, в який укладається П-скоба і базова площина, по якій відбувається сполучення планки зі спецпрофілем. Тобто застосування в замках такого елемента дозволяє здійснити заміну вищої кінематичної на нижчу (И. И. Артоболевский. Теория машин и механизмов. Изд. З, -М.: Наука, 1975. 10, с.45). Таке рішення - установка планки - згладжувача, у зоні контактування скоби замка зі спецпрофілем, зменшує контактні навантаження в зоні сполучення деталей, згладжує нерівномірність їхнього розподілу, стабілізує процес роботи замкового з'єднання у вузлах податливості в режимі скидання навантаження. Приведені ознаки, що характеризують винахід, є істотними, тому що в сукупності достатні для забезпечення працездатності і досягнення розв'язуваної технічної задачі, а кожний окремо необхідний для ідентифікації й відмінності замка, що заявляється, від відомих у техніці аналогічних технічних рішень. Таким чином, нова сукупність загальних (відомих) і відмітних (нових) від прототипу істотних ознак, якими характеризується новий замок, є достатньої у всіх випадках, на яких поширюється об'єм правового захисту, тому що вирішує поставлену задачу. Приведені ознаки, що характеризують винахід, не є обов'язковими, але, на думку заявника, є кращими і не виключають можливості іншого конкретного еквівалентного виконання замка в межах зазначеної сутності винаходу. Причинно-наслідковий зв'язок відмітних (нових) ознак при їхній взаємодії з відомими (загальними) ознаками в забезпеченні нових технічних властивостей об'єкта винаходу, обумовлених поставленою технічною задачею, полягає в наступному. У зв'язку з тим, що замок містить пружні-податливі елементи-підсилювачі-стабілізатори, у виді двох чи декількох рівновеликих просторових деталей з отворами в полках, установлених між планкою і фланцями внутрішнього спецпрофілю, чим забезпечується жорстке силове замикання консольних частин планки і замка в цілому, а також планку-згладжувач, розмішену між П-подібної скобою й полицею спецпрофілю, що дозволяє згладжувати нерівномірність розподілу контактних навантажень у зоні сполучення скоби зі спецпрофілем, і значно збільшувати стабільність і надійність роботи замка. Замикання деталей, що утворять підсилювач-стабілізатор між планкою й фланцем спецпрофілю з формуванням бічних стінок отриманої фігури у виді двогранного кута, зовнішні грані якої контактують із похилими бічними стінками внутрішнього спецпрофілю, забезпечує, по-перше, утворення симетричної бічної стінки, а, подруге, збільшення площі контактної поверхні тертя замка. Крім того, таке компонування підсилювачастабілізатора створює можливість підпружинення та стопоріння нарізного сполучення, вибирання зазорів і технологічних недосконалостей, і відповідно збільшення надійності і стабільності фіксації замкового з'єднання. Тому при тому самому зусиллі затягування замка збільшується і стабілізується сила тертя між похилою бічною стінкою внутрішнього спецпрофілю і зовнішньою гранню бічної стінки елемента підсилювача-стабілізатора, між поверхнями внутрішнього і зовнішнього спецпрофілів, а також між П-подібної скобою й полками спецпрофілю, що підвищує стабільність і надійність роботи замка. Таке рішення, крім вищевказаних переваг, ще дозволяє здійснювати зборку замків без спеціальної орієнтації підсилювача-стабілізатора у вузлі. Підсилювач-стабілізатор також може бути виконаний у виді елементів полиць, що складаються з двогранного кута і, з отворами в них для фіксації їхній на різьбовому кінці П-подібної скоби, установлюваних між фігурною планкою і фланцями внутрішнього спецпрофілю, але в обов'язковому порядку зі згладжувачем, що вирівнює контактні навантаження по сполучених поверхнях, тобто між П-подібної скобою й полицею спецпрофілю. Підсилювач-стабілізатор може бути виконаний у виді двох чи декількох рівновеликих просторових нерівнобоких трапецієподібних фігур, установлених, як і в попередньому варіанті, між фігурною планкою й фланцями внутрішнього спецпрофілю, чим забезпечується жорстке силове замикання консольних частин планки. У цьому випадку, за інших рівних умов, зовнішня сторона елементів, що утворять підсилювач-стабілізатор буде відігравати роль розпірного елемента, що збільшує жорсткість системи і відповідно підвищувальна стабільність і надійність роботи замка. Таке технічне рішення застосовне для постановки податливих кріплень, при проходженні штреків у важких геомеханічних умовах підтримки гірничих виробок. Однак при цьому потрібно організація орієнтації елементів при збиранні підсилювача-стабілізатора. Надалі винахід пояснюється докладним описом прикладу конкретного виконання його кращого варіанта з посиланнями на прикладені креслення. На фіг.1 зображений замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів; загальний вид; елементи підсилювача-стабілізатора виконані у виді двох рівновеликих просторових трапецієподібних фігур із рівними сторонами. Згладжування контактних навантажень у зоні сполучення П-подібної скоби зі спецпрофілем здійснюється планкой-згладжувачем, хвилеподібний виступ якої розташовується в центрі П-подібної скоби, здійснюючи переміщення кінцевих частин згладжувача під зони сполучення деталей замка. На фіг.2 зображений вид А на фіг.1. На фіг.3 зображений замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів; загальний вид; елементи підсилювача-стабілізатора виконані у виді двогранного кута і подовжених полиць, з отворами в них для фіксації їх на різьбовому кінці П-подібної скоби, установлюваних полками паралельно один одному. На фіг.4 зображений вид А на фіг.3 - варіанти збиранні підсилювача-стабілізатора з можливістю орієнтації зовнішнього елемента в напрямку довгої сторони спецпрофілю рамного податливого кріплення - як у праву, так і ліву сторони. На фіг.5 зображений замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів; загальний вид; елементи, що формують підсилювач-стабілізатор виконані у виді двох рівновеликих просторових трапецієподібних фігур із нерівними сторонами. У такому варіанті виконання зовнішня сторона елемента перпендикулярна полиці й у підсилювачі-стабілізаторі відіграє роль розпірного елемента, що збільшує жорсткість системи і підвищує надійність роботи замка. На фіг.6 зображена планка-згладжувач як деталь, формована штампуванням, і встановлювана між П подібною скобою і полицею шахтного спецпрофілю. Кінцеві ділянки планки загнуті і зафіксовані на П - подібній скобі, що значно полегшує її орієнтацію і полегшує зборку вузла в шахтних умовах, при безсумнівній перевазі використанні її у замках для рівномірного розподілу контактних навантажень у зоні сполучення П-скоби зі спецпрофілем. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів (фіг.1-6), містить планку 1 з отворами 2 і кріпильну скобу 3 П-подібні форми з різьбовими кінцями 4, пропущеними через отвори 2 планки 1, розташовані між ними внапуск, внутрішній і зовнішній спецпрофілі 5, 6, гайки 7, а також елементи 8 і 9 трапецієподібної чи призматичної форми, що утворять підсилювачі-стабілізатори, виконані з отворами 10 у полках 11, через які пропущені різьбові кінці 4 кріпильної скоби 3, і встановлені між планкою 1 і фланцями 12 внутрішнього спецпрофілю 5, бічними стінками 13 усередину. Замок додатково містить планку-згладжувач 14 установлену між контактуючими поверхнями П-подібної скоби 1 і полицею 15 зовнішнього шахтного спецпрофілю 6, при цьому кінцеві елементи 16 планки 14 зафіксовані на Пподібній скобі, виступ 17 розташований у центрі П-скоби і контактує з нею, а бічні стінки 13 елементів 8 і 9, що формують підсилювач-стабілізатор, утворять двогранний кут, зовнішні грані 18 яких контактують із похилими бічними стінками 19 внутрішнього спецпрофілю 5, а внутрішні грані 20 розташовані симетрично зовнішнім граням 18. Тобто кут нахилу зовнішніх і внутрішніх граней 18 і 20 бічних стінок 13 елементів 8 і 9 підсилювачастабілізатора відповідає куту нахилу бічних стінок 19 внутрішнього спецпрофілю 5 до вертикальної площини симетрії спецпрофілів 5, 6 і замка в цілому і дорівнює куту «a». Така конструкція підсилювача-стабілізатора, виконаного з елементів 8 і 9, установка їх у розпір по нижніх гранях 21 і 22 елементів, з утворенням двогранного кута, і фіксація їх на похилих бічних стінках спецпрофілю 5 дозволяє сформувати замкнуту силову конструкцію, що виконує в замку вузла податливості роль підсилювачастабілізатора, що створює жорстке силове замикання замка з одночасним підпружиюванням і стопорінням нарізного сполучення, що забезпечує підвищення стабільності й надійності його роботи. На фіг.7 зображений замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів; загальний вид; елементи, що формують підсилювач-стабілізатор; виконані у виді двогранного кута і полиць, з отворами в них для фіксації їх на різьбовому кінці П-подібної скоби, установлюваних полками паралельно один одному, а кількість їх варіюється в залежності від типорозміру профілю: більшому номеру спецпрофілю відповідає більша кількість чи елементів пара елементів, що утворять підсилювач-стабілізатор, чим досягається універсальність технічного рішення, що заявляється. На фіг.8 зображений замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів; загальний вид; елементи підсилювача-стабілізатора виконані у виді двох пар рівновеликих просторових трапецієподібних фігур із рівними сторонами. Причому, якщо перша пара елементів утворюючих підсилювач-стабілізатор, своїм двогранним кутом спирається в бічну стінку спецпрофілю, те наступні розташовуються паралельно бічній стінці спецпрофілю і формують підсилювач-стабілізатор як замикаючі деталі складального вузла. Таке розташування елементів підсилювача-стабілізатора необхідно при виготовленні рамного податливого кріплення зі спецпрофілю, більшого, ніж початковий, на один чи два номер у ряді шахтних спецпрофілів. На фіг.9 зображений замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів, де елементи формуючі підсилювач-стабілізатор виконані у виді двох пар рівновеликих просторових трапецієподібних фігур з нерівними сторонами. У такому варіанті виконання замок може встановлюватися й використовуватися для особливо тяжких умов підтримання гірничих виробок. На фіг.6 зображена планка - згладжувач, як деталь, формована штампуванням, і встановлювана між Пподібною скобою й полицею шахтного спецпрофілю. Планка-згладжувач виготовляється чи штампуванням ковальським куванням для одержання площини, по якій вона контактує з полицею спецпрофілю. Одночасно при виготовленні її формується ложемент, у який укладається циліндричне тіло П-подібної стяжки. Така форма поверхонь, що сполучаються, забезпечує вирівнювання контактних напруга по зоні сполучення П-подібної стяжки і спецпрофілю. Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів працює таким способом. При зведенні кріплення її ланки - спецпрофілі 5, 6 рами зчленовують внапуск і з'єднують замками у вузлах податливості. Спецпрофілі 5, 6 у вузлах податливості стискають замками з визначеним зусиллям, гранична величина якого залежить від конструктивних особливостей і можливості самих замків. У процесі утворення навколо контуру виробок зони не пружних деформацій відбувається всебічне зовнішнє обтиснення кріплення порушеними породами. При гірському тиску, що перевищує опір податливості кріплення спецпрофілі 5, 6 скріплені замками у вузлах податливості, під дією зсуву масиву гірничих порід, сковзають друг щодо друга, у результаті чого змінюється геометрія і поперечний переріз рами. При цьому встановлюється необхідне геомеханічна рівновага системи «кріплення-масив», що забезпечується силами тертя, тобто силами опору замків у вузлах податливості кріплення. У процесі роботи кріплення в податливому режимі цей процес постійно повторюється доти, поки не установиться геомеханічна рівновага системи «кріплення-масив» у новому стані. 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 сполученими у вузлах податливості поверхнями спецпрофілів 5, 6. При цьому взаємне ковзання спецпрофілів 5, 6 у податливому режимі повинне здійснюватися із забезпеченням стабільного робочого опору, що потрібно від податливого кріплення. У випадку зносу зовнішньої грані 18 бічної стінки верхнього елемента 8 підсилювача-стабілізатора, його розвертають таким чином, щоб симетрична грань елемента 8 чи 9 зайняла положення зовнішньої грані 18 і контактувала з похилою бічною стінкою 19 внутрішнього спецпрофілю 5, що збільшує термін служби й надійність замка. Нова конструкція підсилювача-стабілізатора, що складає з елементів 8 і 9, збирання й установка їх у розпір з упором у бічну стінку спецпрофілю, із можливістю довільної їхньої орієнтації й взаємозамінності дозволяє створити технологічну, замкнуту конструкцію, що виконує в замку вузла податливості роль підсилювачастабілізатора, що забезпечує силове замикання замка, здійснює підпружинування та стопоріння нарізного сполучення, з одночасною вибіркою зазорів і технологічних недосконалостей спецпрофілів, підвищує стабільність його роботи, з одночасним збільшенням терміну служби й експлуатаційної надійності. Таким чином, на основі запропонованого удосконалення замка, досягається одержання силовий, геометричне незмінної конструкції і повного блокування перекосу планки 1 і кріпильної скоби 3 у процесі осідання кріплення під дією гірського тиску, з одночасним поліпшенням технології виготовлення елементів замка, збиранні і його експлуатації. Крім того застосування в замку планки-згладжувача 14, що вирівнює контактні навантаження в зоні сполучення П-подібної скоби і спецпрофілю сприяє стійкому силовому замиканню замка вузла податливості кріплення, виключає чи зрив зміну положення замка при взаємному ковзанні спецпрофілів кріплення в податливому режимі, що в цілому підвищує експлуатаційну надійність і безпеку його роботи. Так, удосконалена конструкція замка вузла податливості й установка в ньому елементів 8 і 9 різної форми, що утворять підсилювачістабілізатори, забезпечує надійне силове замикання в пружному-податливому режимі в одному напрямку, і у жорсткому режимі в протилежному, перпендикулярному напрямку. Це значно підвищує надійність роботи вузлів податливості, забезпечує задане зусилля затягування замка, його стабільність і стабільність робочого опору кріплення на всьому інтервалі її конструктивної податливості. При цьому замок має не складну для масового виготовлення конструкцію, що характеризується малою собівартістю виготовлення. У технологічному процесі виготовлення елементів підсилювача-стабілізатора не потрібно використовувати широкої гами оснащення й штампів, тому що у всіх випадках підсилювач-стабілізатор замка формується з однієї уніфікованої деталі, відсутні зварювальні роботи, не потрібно організація орієнтації елементів при збиранні замка. При невеликих витратах на модернізацію загальна собівартість замка зростає незначно і компенсується підвищенням надійності, довговічності й безпеки робіт. Крім того, створюються умови для обґрунтованого зменшення кроку розміщення рам кріплення, що значно знижує її металоємність при збереженні високої надійності. Винахід не обмежується описаними й показаними на кресленнях варіантами реалізації, але може бути змінено, модифіковане і доповнено в рамках обсягу, визначеного формулою винаходу. Винахід перевірений у процесі стендових випробувань, а також у шахтних умовах. Результати випробувань цілком підтвердили його технічну й економічну ефективність і доцільність широкого використання. Замок податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів може бути виготовлений в умовах промислового виробництва на будь-якому рудоремонтному чи іншому заводі і може знайти широке застосування на вугільних, рудникових і сланцевих шахтах для підвищення надійності кріплення й безпеки ведення гірничих робіт. Перелік Позначень і найменувань елементів винаходу 1. Планка 2. Отвір у планці 3. Кріпильна скоба П-подібної форми 4. Різьбовий кінець кріпильної скоби 5. Внутрішній спецпрофіль 6. Зовнішній спецпрофіль 7. Гайка 8. Елемент підсилювача-стабілізатора трапециїдальної чи двогранної форми 9. Елемент підсилювача-стабілізатора трапецеїдальної чи двогранної форми 10. Отвір у полці елемента підсилювача-стабілізатора 11. Полиця елемента підсилювача-стабілізатора 12. Фланець внутрішнього спецпрофілю 13. Бічна стінка елемента підсилювача-стабілізатора 14. Планка-згладжувач 15. Полку зовнішнього спецпрофілю 16. Кінцева ділянка планки-згладжувача 17. Виступ планки-згладжувача 18. Зовнішня грань бічної стінки елемента підсилювача-стабілізатора 19. Бічна стінка внутрішнього спецпрофілю 20. Внутрішня грань бічної стінки елемента підсилювача-стабілізатора 21. Нижня грань бічної стінки елемента підсилювача-стабілізатора 22. Нижня грань бічної стінки елемента підсилювача-стабілізатора
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюThe lock of the yielding node of metal frame yielding fixation of mine special profiles
Автори англійськоюRysukhin Volodymyr Volodymyrovych, Aliiev Parviz Natikbekovych
Назва патенту російськоюЗамок узла податливости металлического рамного податливого крепления из шахтных профилей
Автори російськоюРысухин Владимир Владимирович, Алиев Парвиз Натикбекович
МПК / Мітки
МПК: E21D 11/22
Мітки: податливості, податливого, рамного, спецпрофілів, вузла, шахтних, металевого, замок, кріплення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-68553-zamok-vuzla-podatlivosti-metalevogo-ramnogo-podatlivogo-kriplennya-iz-shakhtnikh-specprofiliv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення із шахтних спецпрофілів</a>
Попередній патент: Головотримач
Наступний патент: Спосіб корекції порушень гемостазу у дітей з вегетативними дисфункціями
Випадковий патент: Футерівка обертової трубчастої печі