Замок вузла податливості металевого рамного податливого кріплення з шахтних спецпрофілів

1. Замок вуз ла податли во сті мета лево го рамного податливо го кріплення з ша хтни х спецпро фі лі в, що місти ть планки з отвор ами, кріпильні скоби П -подібної форми з різьбовими кінцями, пропущеними через отвори в планках, розташовані між ними внакладку внутрішній і зовнішній спецпрофілі, підсилювачі-стабілізатори, гайки і стяжні шпильки, який відрізняє ться тим, що несучі планки розташовані паралельно фланцям шахтного спецпрофілю, підсилювачістабілізатори виконані у вигляді півсфер з торцевою площиною і отвором для П-подібної скоби в зоні полюсів, зовнішня поверхня сфери, що утворюється при сполученні обох півсфер по екваторіальному колу, контактує з бічною стінкою внутрі шнього спецпрофі лю, одночасно при цьому торцева C2 2 (19) 1 3 85177 4 вним чином в умовах з постійним і незначним гірнірне з'єднання елементів дає можливість їх взаєничим тиском. Податливі рамні кріплення наймного повороту в площині рами із заданим згинабільш універсальні, оскільки вони знаходять заючим моментом, рівним в звичних з'єднаннях стосування в складних гірничо-геологічних умовах, моменту сил тертя в шарнірі. Якщо сусідні елемепри можливому значному впливі очисних робіт на нти кріплення сполучені податливо, то залежно від кріплення виробки. Однією з основних переваг конструкції такого з'єднання («вузла» або «замка» рамних податливих кріплень є їх здатність працюподатливості) один з них або обидва можуть певати в податливому режимі, тобто сприймати зсуреміщатися в подовжньому напрямі, якщо подовжви гірничих порід при зростанні гірничого тиску. ня сила перевищує опір податливості. Від харакРама податливого кріплення утворена з ланок, теристики замка вузла податливості залежить виконуваних з шахтни х спецпрофілів типу СВП працездатність кріплення в цілому. Кількість і місабо СПА і їй може надаватися різноманітна форма це розташування того або іншого з'єднання пови(наприклад арки), залежно від призначення виробнна визначатися особливостями взаємодії кріпки і очікуваних проявів гірничого тиску. Несучі лення з масивом. У практиці найбільше елементи рамного податливого кріплення виконані поширення набули податливі і шарнірні з'єднання. у вигляді прямо - або криволінійних стрижнів, що Згідно приведеному аналізу і опису конструкпрацюють на стиснення і (або) вигин. Вони викоції, рамне кріплення складається з великого числа нують функцію сприйняття і перерозподілу тиску з елементів різного функціонального призначення, боку масиву на оточуючі виробку породи, створюякі повинні, взаємодіючи один з одним і масивом ють підпір на контурі і перешкоджають розвитку гірничих порід, забезпечити експлуатаційну стійзсувів порід всередину виробки. Несучий елемент, кість виробок в різних гірничо-геологічних умовах. що сприймає навантаження з боку крівлі, звичайно Працездатність і деформаційно-силові харакназивають верхняком. Він передає навантаження теристики сталевих рамних кріплень, область їх на зчленовані з ним за допомогою різного типу ефективного застосування багато в чому залежить з'єднань несучі елементи, що називаються стійкавід числа, місцерозташування і конструктивної ми. Останні, при незамкнутій конструкції кріплення, ефективності з'єднань їх ланок. спираються своїми кінцями на грунт гірничої вироДо таких сполучни х елементів ланок рамного бки, а в замкнутій - на нижній несучий елемент кріплення відносяться затискні пристрої, різного (лежень). конструктивно-технологічного виконання, здійснюУ гірничодобувній і вугільній промисловості, ючі силове замикання у вузлах податливості, з найпоширенішими формами арок рамних кріплень одночасною можливістю подовжнього ковзання, є кільцева (циркульна), підковоподібна, овоїдна, при досягненні максимального навантаження в еліптична; значно рідше зустрічаються склепінчасз'єднаннях. та і трапецієвидна форми [див. В.Н. Каретников, Б. Найпоширенішим видом силового замикання Клейменов, А.Г. Н уждихин Крепление капитальланок рам із спецпрофілів у вузла х податливості, ных и подготовительных горных выработок. Спращо сполучаються внакладку, є замки різного консвочник. - M.: Недра, 1989. - 571с.: ил.]. труктивного виконання. Як правило, в складних гірничо-геологічних Замки, звичайно, складаються з скоб Пумовах застосовують багатоланкові (триланкові, подібної форми з різьбовими кінцями, планок з п'ятиланкові) металеві рамні податливі кріплення отворами і гайок, сполучених таким чином, що при [див. Б.А. Грядущий, Н.А. Алиев, В.Б. Грядущий зсуві масиву гірничих порід, відбувається їх взаємКритерии, определяющие возможности интенсине ковзання з одночасною зміною поперечного фикации отработки месторождений полезных исперерізу рами. Ковзання ланок (спецпрофілів) покопаемых. В сборнике научных тр удов: Способы и датливого кріплення у вузлах податливості залесредства создания безопасных и здоровых усложить від робочої характеристики спецпрофілів вий труда в угольных шахтах. Часть 1; Государстжолобів і обумовлене формою їх поперечного певенный Макеевский научно-исследовательский рерізу і матеріалом. Спецпрофілі на ділянках институт по безопасности работ в горной промызчленовування фіксуються замками з певним зушленности МакНИИ. Макеевка-Донбасс, 2004. силлям, гранична величина якого залежить від стр.106...118]. конструктивних особливостей самих замків. Триланкові металеві рамні податливі кріпленРобота податливого кріплення багато в чому ня рекомендуються для гірничих виробок з очікузалежить від параметрів робочої характеристики ваним зсувом порід крівлі до 500мм. П'ятиланкові замка, основне призначення якого полягає в тому, металеві рамні податливі кріплення застосовуютьщоб при його затягуванні створити стабільні зуся в основному для гірничих виробок з очікуваним силля тертя між зв'язаними у вузла х податливості зсувом порід крівлі більше 500мм. поверхнями шахтних спецпрофілів. Звідси і вимоги Працездатність кріплення багато в чому заледо такого кріплення: взаємне ковзання спецпрофіжить від прийнятої конструкції з'єднань (вузлів) лів в податливому режимі повинне здійснюватися несучих ланок. Серед них слід розрізняти жорсткі, із забезпеченням стабільного робочого опору кріпшарнірні, податливі і комбіновані. З'єднання грузолення. Таким чином, величина і стабільність опору несучих елементів один з одним не тільки повинні рами податливого кріплення разом з формою посприймати всі зусилля, що виникають в кріпленні, перечного перерізу і матеріалом спецпрофілів але і забезпечувати необхідну де формаційну хаістотно залежить і від конструкції замків вузлів рактеристику кріплення. Жорстке з'єднання елеподатливості і їх функціональної можливості здійментів є найпростішим по конструкції і забезпечує снювати силове замикання. нерухому фіксацію контактуючих елементів. Шар 5 85177 6 У гірничодобувній і вугільній промисловості пластична податливість кінців фігурної планки, знайшли застосування в основному два типи замповорот кінцевих частин її щодо осі кріпильної ків вузлів податливості - болтового і клинового скоби в межах монтажного зазору, що приводить типів [див. Б. А. Маркович Шахтная металлическая до ексцентричного навантаження різьбових з'єдкрепь и способы ее массового производства. - M.: нань кріпильної скоби з гайками. При затягуванні Недра, 1974. с.7, рис.3, с.8, рис.4, с.5, рис.5]. Найрізьбових з'єднань торці гайок розташовуються під більш широке розповсюдження отримали замки кутом до опорних площин, а самі різьбові з'єднанвузлів податливості болтового типу трьох відомих ня навантажуються як осьовим зусиллям, так і видів АПЗ.ОЗО, ОЗШ-1 ЗСД [див. «Рамные крепи додатково згинаючим моментом. В результаті, в горных выработок». Обзорная информация и різьбових з'єднаннях кріпильної скоби і гайок винисправочные материалы». Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ кає складний напружений стан, що приводить до Госуглепрома Украины, 1992, с.3-4, рис.3-а, рис.3розриву одного з різьбових кінців кріпильної скоби б, рис.3-в, див. также Г.Г. Литвинский , Г.И. Гайко, по внутрішньому діаметру різьблення, зниженню Н.И. Кулдыркаев Стальные рамные крепи горных здатності навантаження, а також до зменшення выработок. - К.: Техника, - 1999, с.87, рис.3.9, с.91, рівня стабільності робочого опору і надійності замрис.3.12, с.92, рис.3.13]. ка. Замок АПЗ. ОЗО вузла податливості металеВідомий замок вузла податливості металевого вого рамного податливого кріплення з шахтних рамного податливого кріплення з шахтних спецпспецпрофілів включає два хомути, кожний з яких рофілів, що включає скобу і фігурн у планку з скомістить плоску планку з отворами і кріпильну скобу сом і виступом, що контактує із стінкою фланця Π - подібної форми з різьбовими кінцями, пропуспецпрофілю [«Замок податливости для крепи из щеними через отвори планки, розташовані між спецпрофиля», Авторское свидетельство СССР ними внакладку внутрішній і зовнішній спецпрофілі №1263872, A1, МПК-4: Е21D11/22, авторы В.П. і гайки [див.«Рамные крепи горных выработок», Макаров, И.Б. Ильина, Ю.А. Белоглазое, В. Я. Миобзорная информация и справочные материалы. нинберг, заявл. 02.01.1985, опубл. 15.10.1986, Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ Госуглепрома Украины, бюл. №38, аналог]. Цей замок близький по конс1992, с.3-4, рис.3-а, аналог]. трукції до замка ОЗШ-1, але частково позбавлений Цей замок універсальний, простий конструктивід вищеназваних недоліків. Для підвищення ставно і технологічний при виробництві. Проте він, за більності робочого опору замка скіс планки викоінших рівних умов, має низьку надійність при екснаний з приливом, а планка встановлена з можлиплуатації. Зусилля, що виникають від тертя скоб і вістю взаємодії поверхні приливу з фланцем планок щодо спецпрофілів, що переміщаються і одного із спецпрофілів, що сполучаються. викликають перекіс скоб, достатньо великі, щоб Недоліками цього замка є низька технологічрозтягнути скоби і навіть викликати їх розрив, який ність, громіздкість, велика металоємність і складвідбувається на найбільш навантаженій ділянці ність збірки, що підвищує його собівартість. Виклирізьбових з'єднань в районі планки. Крім того, при кано це тим, що фігурна планка замка, яка роботі кріплення в податливому режимі, при виниздійснює силове замикання конструкції, може бути кненні перекосу замків, недостатньо жорстка планвиготовлена тільки із спеціального прокату складка згинається, кріпильна скоба витягується, відбуного профілю. Крім того, фігурна планка замка не вається різке скидання опору кріплення, що і забезпечує стабільну роботу вузла податливості приводить до розриву кріпильних скоб на різьбопри зміні навантаження на кріплення. Пояснюється вих кінцях, динамічному зриву гайок і руйнуванню це тим, що фігурна планка замка має складну прозамка. Таким чином, цей замок не тільки не забезсторову конфігурацію, що приводить до її дефорпечує заданий робочий опір кріплення в податлимації, втрати працездатності при високих наванвому режимі, але навіть не гарантує цілісність його таженнях і зниженню надійності вузла. конструкції (15-50% замків руйнуються). Найближчим до пропонованого винаходу за Замок ОЗШ-1 вузла податливості металевого призначенням, числу загальних ознак і результату, рамного податливого кріплення з шахтних спецпщо досягається, є замок ЗСД вузла податливості рофілів включає два хомути, кожний з яких містить металевого рамного податливого кріплення з шахфігурну планку з отворами, і кріпильну скобу Πтних спецпрофілів. подібної форми з різьбовими кінцями, пропущениЗамок ЗСД вузла податливості металевого ми через отвори фігурної планки, розташовані між рамного податливого кріплення з шахтних спецпними внакладку внутрішній і зовнішній спецпрофілі рофілів є подвійним хомутом, який містить фігурну і гайки [«Рамные крепи горных выработок», обзорпланку з отворами і дві що блокуються за допомоная информация и справочные материалы, гою підкладки і розташовані під кутом один до одЦБНТИ ДонУГИ Госуглепрома Украины, Донецк, ного кріпильних скоби Π-подібної форми з різьбо1992, с.3-4, рис.3-в, аналог]. вими кінцями, пропущеними через отвори фігурної Цей замок забезпечує ви щу надійність роботи планки, розташовані між ними внакладку внутрікріплення в податливому режимі, але не технолошній і зовнішній спецпрофілі і гайки. Фігурна плангічний у виго товленні і складний при монтажі. ка виготовляється із спеціального профільного Проте, замок цього вигляду менш універсальпрокату ПЗС-20. [«Рамные крепи горных вырабоний, оскільки фігурна планка повинна мати конфіток». Обзорная информация и справочные матегурацію охоплюваного спецпрофілю, що, у зв'язку риалы. Донецк: ЦБНТИ, ДонУГИ Госуглепрома з великою номенклатурою спецпрофілів, вимагає Украины, 1992, с.3-4, рис.3-б, см. также Г.Г. Литрозширення типорозмірного ряду фігурних планок. винский, Г.И. Гайко, Н.И. Кулдыркаев Стальные Крім того, для цього замка властива пружно 7 85177 8 рамные крепи горных выработок. - К.: Те хника , податливого кріплення із шахтни х спецпрофілів 1999, с.91, рис.3.12, прототип]. "Патент Украины №68553 А, МПК - 7 Е21D11/22, Замок ЗСД універсальний, має достатньо виE21D11/14, заявлено 18.07.2003г., опубликовано соку надійність. Проте він володіє відносно підви16.08. 2004г. Бюллетень №8, авторы Рисухин В.В., щеною податливістю, що в робочому режимі приАлиев П.Н., Яненко А.П., Ченский А.А., Семенов водить до ослаблення конструкцію кріплення і О.В., Дубров В.Г., прототип]. вимагає періодичного підтягання гайок, а необхідЦей замок характеризується вищою надійнісність застосування спеціального профільного протю і меншою собівартістю виготовлення в порівкату ПЗС-20 викликає збільшення номенклатури нянні з попередньою конструкцією. У ньому реалідеталей, зниження технологічності і підвищення зоване силове замикання конструкції в цілому, собівартості. У вузлі податливості серійного кріпвиключена можливість вигину планки і відповідно лення передбачена установка одного такого замексцентричне навантаження болтового з'єднання, ка. Оскільки один такий замок забезпечує дуже що приводить до руйнування різьбового кінця сковузьку ділянку затискання спецпрофілів, вузол би і часто викликає важкі травми і обвалення кріпподатливості під час дії згинаючого моменту, часто лення. набуває функції шарнірного вузла і починає функДосягається це за рахунок установки в замок ціонувати за принципом шарнірного з'єднання, що замкнутої просторової конструкції - підсилювачасупроводжується розривною деформацією одного стабілізатора, що контактує двогранним кутом одіз зв'язаних спецпрофілів. У зв'язку з цим, і у випанієї з пар з бічними стінками шахтного спецпрофідках, коли необхідна підвищена величина робочолю, а паралельними сторонами зовнішнього спецго опору кріплення, виникає необхідність установпрофілю, що упирається у фланець, і в планку ки у вузлі податливості двох таких замків, що замка, що підвищує жорсткість системи і дозволяє збільшує вартість кріплення, а в традиційних ароздійснити силове замикання конструкції. Таким чних кріпленнях типу АП-3, АП-5, [див. В.Н. Каретчином, у вказаному патенті вирішена задача заников, Б. Клейменов, А.Г. Нуждихин Крепление безпечення жорсткості з одночасним пружнокапитальных и подготовительных горных вырабодеформуванням конструкції замка вузла податлиток. Справочник. - M.: Недра, 1989. с.52, с.54, вості при стабільності їх роботи в складі кріплення. рис.3.4] стає неможливим, оскільки підвищення Проте запропоноване рішення конструктивно робочого опору кріплення приводить до зменшенскладне, для створення замкнутої просторової ня її запасу міцності і надійності. системи - підсилювача-стабілізатора, в ньому виБезпосередньо ж, в самому замку ЗСД зміна користовується як мінімум чотири елементи, для числа хомутів або збільшення відстані між стягувсього замка - вісім елементів (при повній ідентичваннями неможлива через конструктивне виконості їх між собою), утр уднена збірка і орієнтація нання замка, що також є його недоліком. елементів замка. За призначенням, числу загальних ознак і реЗастосування в замку ЗСД з подвійним хомузультату, що досягається, пропонованому винахотом, підсилювачів-стабілізаторів по [патенту Украду також близький замок вузла податливості меїни №68553], збільшує можливості замкового з'єдталевого рамного податливого кріплення з нання і покращує роботу вузла з'єднання шахтних спецпрофілів, що містить планку з отвоелементів кріплення в режимі податливості, але в рами і кріпильну скобу Π-подібної форми з різьбоцілому не вирішує дилему силового замикання вими кінцями, пропущеними через отвори планки, вузла з можливістю роботи обох замків або двох розташовані між ними внакладку внутрішній і зовП-подібних скоб одночасно при скиданні навантанішній спецпрофілі, гайки і упорні скоби C-подібної ження. Недоліком такого замка є також те, що при форми, виконані з отворами в полицях, через які цьому потрібно 16 елементів формуючих підсилюпропущені різьбові кінці кріпильної скоби і встановач-стабілізатор в замку ЗСД. влені між планкою і фланцями внутрішнього спецКрім того, неконтрольоване затягування гайок профілю бічними стінками всерединуб який відріззамкового з'єднання, через велику жорсткість підняється тим, що підсилювачі-стабілізатори силювача-стабілізатора по цьому патенту може утворені з елементів, виконаних у вигляді двох пар створити умови переходу податливого кріплення в рівновеликих або нерівнобічних просторових тражорсткий режим роботи і повне її р уйнування. Вапецієвидних фігур, розташованих у вузлі з розвожливе значення має той факт, що при скиданні ротом однієї пари щодо іншої на прямий кут, а навантаження, через неможливість абсолютно зовнішня сторона елементів, що створюють підсирівного додатку моменту затягування гайок Плювачі-стабілізатори є вузлом розпору, що забезподібних скоб, замки перемішаються з перекосом, печує жорсткість системи. При цьому паралельні і відповідно скоба витягується, що приводить її до полиці елементів створюючих підсилювачіруйнування. У всі х типах замків має місце вказастабілізатори упираються у фланець спецпрофілів ний вид конструктивної недосконалості і типовий і планку замка, що дозволяє здійснювати силове випадок порушення роботи кріплення як несучої замикання вузла податливості із забезпеченням споруди. стабільного робочого опору кріплення. Відомий так само сполучний вузол для шахтТака компоновка вузла податливості утворює ного кріплення із спецпрофілю, що включає скобу і просторову, замкнуту систему, що з усіх боків прупланку, що скріплена у вер хній частині скобою, жно-деформується, оскільки підсилювачзабезпечений опорною вилкою з вирізом для розстабілізатор формується з чотирьох трапецієвидміщення в нім днища спецпрофілю, при цьому них елементів орієнтованих по квадрантах кола планка виконана з двох частин, що скріпляються в ["Замок вузла податливості металевого рамного нижній частині болтом [«Сполучний вузол для ша 9 85177 10 хтного кріплення із спецпрофілю», Авторське свіції. Таке технічне рішення замка вузла податливодоцтво CPCP №697728, М.Кл.2: Е21D11/14, автори сті з конструкцією несучих подовжніх планок, що В.В. Смірняков і В.І. Очкуров, заявл. 16.05.1975, сполучають між собою П-подібні скоби, з установопубл. 15.11.1979, бюл. 42]. кою під кожну з них підсилювачів-стабілізаторів у Недоліками цього замка є низька технологічвигляді півсфер з торцевою площиною і отвором ність (неможливо забезпечити щільну посадку видля Π-подібної скоби в зоні полюса, стягуючих лки на торець спецпрофілю з урахуванням погрішшпильок, дозволяє формувати його з елементів, ності прокату на різницю товщини лівої і правої кількість яких напряму пов'язаний з умовами підбоковин спецпрофілю, яка допускається до 1мм по тримки, а зв'язок П-подібних скоб між собою, за ГОСТ (ДСТУ) 18662-83 - «Профілі гарячекатані допомогою подовжніх планок, виключає їх перекіс СВП для кріплення гірничих виробок. Сортамент.», при скиданні навантаження, сприяє одночасному це не дозволяє запобігти перекосам в процесі взазсуву і одночасній фіксації їх на рамі кріплення. ємного ковзання спецпрофілів, отже кріплення При цьому основні елементи такого замка, уніфізаклинюватиме, вона втратить свою податликовані з деталями замками типа ЗСД і ОЗШ-1, техвість), громіздкість, велика металоємність і складнологічні при виготовленні, що збираються без ність збірки, що підвищує його собівартість. Роздізварювальних операцій, а силова і пружнолення планки на дві складові, сполучені болтом податлива характеристики його варіюється, при виконано виключно тільки для того, щоб між ними необхідності, кількістю встановлених скоб, підсизатиснути вилку. Жорстке силове з'єднання планок лювачів-стабілізаторів і завдовжки подовжніх пласкобою у верхній частині без проміжних пружних нок. елементів не дозволяє регулювати орієнтацію заТака конструкція замка широко універсальна, мка щодо осі спецпрофілю болтовим з'єднанням зокрема абсолютно ідентична для групи шахтних нижніх частин планок, викликає заклинювання спецпрофілів, силова характеристика його варіюсполучного вузла і втрату податливості кріплення. ється як зміною числа елементів, так і їх жорсткосУ основу винаходу поставлена задача ствоними параметрами-кривизною, товщиною, площею рення універсального, зменшеної металоємності і контактуючих деталей і т.д., сприяє підпружинюполіпшеної технології виготовлення, замка вузла ванню і стопорінню різьбових з'єднань замка, з податливості з конструкцій підсилювачавиключенням вірогідного переходу роботи кріпстабілізатора у вигляді просторової пружнолення в жорсткий режим, одночасно здійснюючи деформованої системи, що контактує з подовжнівибірку зазорів і технологічної недосконалості спеми несучими планками, можливістю варіювання цпрофілів з силовим замиканням системи. кількістю П-подібних скоб, зусилля затягування і При необхідності для підтримки виробок з переміщення замкового вузла без перекосу Пскладними геомеханічними умовами зміну жорстподібних скоб, із збереженням надійності і стабікісних параметрів кріплення в цілому або безпосельності роботи силового замка в режимі податлиредньо замків вузла податливості може бути здійвості, що виключає можливість переходу податлиснено як зміною відстані між скобами, так і вого рамного кріплення в жорсткий режим. діаметрами скоб і різьбових шпильок. Поставлена задача розв'язується тим, що в замку До універсальності запропонованого технічновузла податливості металевого рамного кріплення го рішення можна віднести можливість установки в з шахтних спецпрофілів, що містить кріпильні скозамку широкого спектру реалізованих на практиці би Π-подібної форми з різьбовими кінцями, поконструкцій підсилювачів-стабілізаторів, зокрема: довжні несучі планки, розташованих між ними вна[по заявці №200503100 на винахід - Замок вузла кладку внутрішній і зовнішній спецпрофілі, фланці податливості металевого рамного податливого яких паралелні несучим планкам, гайки і стяжні кріплення з шахтних спецпрофілів, автора винахошпильки, підсилювачі-стабілізатори, згідно винаду Алієва П.Н.; по заявці №200504338 замок вузла ходу, виконані у вигляді півсфер з торцевою плоподатливості металевого рамного податливого щиною і отвором для Π-подібної скоби в зоні покріплення з шахтних спецпрофілів, авторів Алієва люса, зовнішня поверхня сфери, що утворюється П.Н., Зудікова А.Б., Фатєєва А.А.]. при сполучені обох півсфер, контактує з бічною Дане технічне рішення дозволяє стабілізувати стінкою внутрішнього спецпрофілю, одночасно при процес роботи замкового з'єднання у вузлах подацьому торцева площина полюса однієї з півсфер тливості, в режимі скидання навантаження, виклюспирається в планку замка, а протилежна торцева чає умови, що приводять до перекосу замків і відплощина іншої півсфери введена в розпір з фланповідно зумовлює можливість збільшення цем внутрішнього шахтного спецпрофілю, на позатискного зусилля на 30-35%. Можливість переверхні підсилювачів-стабілізаторів сформовані косу замка при такому рішенні може бути виклюпази, унаслідок чого збільшується пружночений через те, що контакт підсилювачаподатлива характеристика замка в цілому. При стабілізатора з бічною стінкою спецпрофілю може цьому П-подібні скоби, кількість яких залежить від відбуватися не по площині, а по утворюючій сфеумов навантаження і геомеханічних умов підтримри, що зменшує контактні навантаження в зоні ки, пропущені через отвори подовжніх несучих сполучення деталей, згладжує нерівномірність їх планок і підсилювачів-стабілізаторів, стягнуті гайрозподілу, стабілізує процес роботи замкового ками для здійснення силового замикання підсилюз'єднання. Тобто застосування в замках такого вачів-стабілізаторів, планок і бічних сторін спецпелементу дозволяє здійснити заміну нижчої кінерофілю, з одночасною фіксацією правої і лівої матичної пари на вищу [І.І. Артобольовській. Теонесучих планок стягнутими шпильками між собою і рія машин і механізмів. Видавництво 3, - M.: Наука, створенням пружно-податливої несучої конструк1975. 10, з. 45] і створює умови відносного ковзан 11 85177 12 ня підсилювача-стабілізатора по бічній стінці спенавантаження різьбового з'єднання з руйнуванням цпрофілю при скиданні навантаження, тобто викоскоби. нувати роль підшипника ковзання в елементах В цілому елементи запропонованого замка висилового замикання вузла. готовляються з вуглової стандартизованої сталі, Приведені ознаки, що характеризують винахід, технологічні, менш металоємні, порівняно з двомає істотними, оскільки в сукупності достатні для трьома замками типа ОЗШ-1 або ЗСД, хоча саме забезпечення працездатності і досягнення вирішутаку кількість вони замінюють, функціонально ваної технічної задачі, а кожен окремо необхідний більш надійні і регульовані по зусиллю силового для ідентифікації і відмінності замка, що заявлязамикання. ється, від відомих в техніці аналогічних рішень. Надалі винахід пояснюється докладним опиТаким чином, нова сукупність загальних (відосом прикладу конкретного виконання його кращого мих) і відмітних (нових) від прототипу істотних варіанту з посиланнями на прикладені креслення. ознак, якими характеризується новий замок, є доНа Фіг.1 зображений замок вузла податливості статньою у всіх випадках, на які розповсюджується металевого рамного податливого кріплення з шахоб'єм правового захисту, оскільки вирішує поставтних спецпрофілів; загальний вигляд, поперечний лену задачу. розріз; елементи замка виконані у вигляді несучої Позначені ознаки, що характеризують винахід, подовжньої планки, стягнути х між собою шпилькане є обов'язковими, але, на думку заявника, є ми і П-подібними скобами, підсилювачівкращими і не виключають можливості іншого конкстабілізаторів, виконаних у вигляді півсфер з торретного еквівалентного виконання замка в межах цевою площиною і отвором для Π-подібної скоби в вказаної суті винаходу. зоні полюсів. При цьому зовнішня поверхня сфери, Причинно-наслідковий зв'язок відмітних (нощо утворюється при сполучені обох півсфер по вих) ознак при їх взаємодії з відомими (загальниекваторіальному колу, введена в контакт з бічною ми) ознаками в забезпеченні нових властивостей стороною внутрішнього спецпрофілю, чим забезоб'єкту винаходу, обумовлених поставленою техпечується пружно-податливе силове замикання нічною задачею, полягає в наступному. вузла. У зв'язку з тим, що замок містить несучі поНа Фіг.2 зображений замок вузла податливосдовжні планки, що сполучають між собою Пті, вигляд збоку, з двома П-подібними скобами і подібні скоби, з установкою під кожну з них підсипідсилювачами-стабілізаторами, контактуючими лювачів-стабілізаторів у вигляді півсфер з торцеверхніми сторонами з фланцем внутрішнього спевою площиною і отвором для Π-подібної скоби в цпрофілю; довжина планок, кількість скоб і стабілізоні полюса, зовнішня поверхня сфери, що утвозаторів може варіюватися залежно від геомеханічрюється при сполучені обох півсфер по екваторіаних умов підтримки. льному колу, введена в контакт з бічною стороною На Фіг.3 зображений елемент замка вузла повнутрішнього спецпрофілю, чим забезпечується датливості з підсилювачем-стабілізатором, викопружно-податливе силове замикання консольних наним у вигляді півсфер з торцевою площиною і частин планки замка і значне збільшення стабільотвором для П-подібної скоби в зоні полюса, запоності і надійності роботи замка при збереженні внений пластмасовим наповнювачем, як в зоні режиму податливості вузла. Таке технічне рішення внутрішньої півсфери, так і по отвору, внаслідок дозволяє формувати замок з елементів, кількість чого елемент набуває пружно-податливу характеяких напряму пов'язана з умовами підтримки, а ристику і можливість для повороту навколо скоби. зв'язок П-подібних скоб між собою, за допомогою При цьому зовнішня поверхня сфери, що утворюподовжніх планок, виключає їх перекіс при скиданється при сполучені обох півсфер, контактує з поні навантаження, сприяє одночасному зсуву їх і хилою бічною стінкою шахтного спецпрофіля, одфіксації на рамі кріплення. ночасно при цьому торцевою площиною полюса Тому при одному і тому ж зусиллі затягування одного з елементів контактуючи з планкою замка, замка, збільшується і стабілізується сила тертя а з діаметрально протилежною введена в розпір з між похилою бічною стінкою внутрішнього спецпфланцями шахтних спецпрофілів. рофілю і похилою поверхнею елементу підсилюНа Фіг.4 зображений елемент замка вузла повача-стабілізатора, між поверхнями внутрішнього і датливості з підсилювачем-стабілізатором, утвозовнішнього спецпрофілів, а також між П-подібною реним з упорних скоб, виконаних з отворами в скобою і полицями спецпрофілю, що також підвиполицях, через які пропущені різьбові кінці Пщує стабільність і надійність роботи замка. подібної скоби, і встановлених між подовжньою У режимі скидання навантаження, при виконесучою планкою і фланцями внутрішнього спецпнанні похилої бічної стінки підсилювачарофілю, який відрізняється тим, що в полицях упостабілізатра з радіусом кривизни, вузол набуває рних скоб утворені фігурні пази в які встановлені можливості відносного ковзання по бічній поверхні елементи розпорів у вигляді циліндрових панелей, внутрішнього спецпрофілю, тобто виконувати роль кривизна яких направлена в зовнішню сторону підшипника ковзання в елементах силового замизамка. кання вузла податливості, що збільшує функціоПерелік позначень і найменувань елементів нальні можливості запропонованого рішення. винаходу «Замок вузла податливості металевого Крім того, таке рішення дозволяє відмовитися рамного податливого кріплення з шахтних спецпвід використовування подовжньої планки, що прирофілів»: сутня практично у всіх те хнічних рішеннях замків, 1. Подовжня несуча планка піддається вигину і приводить до ексцентричного 2. Отвір в планці 3. Кріпильна скоба П-подібної форми 13 85177 14 4. Різьбовий кінець кріпильної скоби ням гайок 7 і 18, цілком залежним від умов роботи 5. Внутрішній шахтний спецпрофіль рамного кріплення. податливого кріплення На Фіг.2 зображений замок вузла податливос6. Зовнішній шахтний спецпрофіль рамного ті, вигляд збоку, з двома П-подібними скобами 3, податливого кріплення гайками 7, наверненими на різьбові кінці 4, і підси7. Гайка П-подібної скоби. лювачами-стабілізаторами виконаними у вигляді 8. Стяжна шпилька. півсфер 17 і 18 з пелюстками, утвореними пазами 9. Отвір в підсилювачі-стабілізаторі 20, що збільшують пружно-податливу характерис10. Бічна стінка внутрішнього ша хтного спецптику замка. Залежно від умов навантаження рамрофілю рамного податливого кріплення ного кріплення число П-подібних скоб може бути 11. Торцева площина полюса верхньої півзбільшено, для чого в подовжній планці 1 сформосфери підсилювача-стабілізатора вані додаткові пази 2, внаслідок чого може варію12. Фланець внутрішнього шахтного спецпроватися її довжина (так само які довжина ребрафілю рамного податливого кріплення шайби 16) залежно від геомеханічних умов і конс13. Фланець зовнішнього шахтного спецпротрукції ланок кріплення. У сукупності, таке рішення філю рамного податливого кріплення є універсальним, як по зміні силової характеристи14. Торцева площина полюса нижньої півсфеки замка, так і по стабілізації його роботи у вузлі ри підсилювача-стабілізатора податливості. Число стягнутих шпильок 8 з гайка15. Гайка стяжної шпильки ми 15 також може бути змінено, що дозволяє та16. Шайба-ребро кож змінювати силову характеристику замка, при 17. Верхня півсфера підсилювачазміні умов підтримки, роблячи його ще більш уністабілізатора версальним. 18. Нижня півсфера підсилювачаНа Фіг.3 представлений замок вузла податлистабілізатора вості з підсилювачем-стабілізатором, виконаним у 19. Елемент-наповнювач підсилювачавигляді д півсфер 17 і 18 з торцевою площиною 11 стабілізатора і отвором 9 для П-подібної скоби 3 в зоні полюса, 20. Пази півсфер підсилювача-стабілізатора заповнений пластмасовим наповнювачем 19, як у 21. Упорні скоби підсилювача-стабілізатора зоні всередині півсфери, так і по отвору 9. 22. Елемент-панель розпору Причому монтаж півсфер 17 і 18 на стрижень Описане вище технічне рішення дозволяє скоби 3 робиться таким чином, що обидві півсфери сформувати універсальну конструкцію, що містить контактують між собою по екваторіальному колу, а кріпильні скоби Π-подібної форми з різьбовими зовнішня поверхня сфери, що формується з повекінцями, подовжні несучі планки, розташовані між рхонь твірних обох півсфер, контактує з бічною ними внакладку внутрішній і зовнішній спецпрофістінкою 10 внутрішнього шахтного спецпрофілю 5. лі, фланці яких паралельні несучим планкам, гайки Одночасно при цьому, торцева площина 11 полюі стяжні шпильки, підсилювачі-стабілізатори, різноса верхньої півсфери 17, з одного боку, введена в го конструктивного виконання, з введенням їх в розпір з фланцем 12 внутрішнього спецпрофілю 5, контакт з фланцем і бічною стінкою спецпрофілю, а діаметрально протилежна торцева площина 14 виконуючу у вузлі податливості кріплення роль нижньої півсфери 18 контактує з площиною позамка, який створює жорстке силове замикання довжньої планки 1 замка. Для збільшення пружноланок рами, з можливістю варіювання пружноподатливої характеристики і створення умов проподатливою характеристикою вузла, що забезпевертання стабілізаторів навколо скоби 3 Пчує підвищення стабільності і надійності його роподібної форми, внутрішня порожнина півсфер боти в режимі податливості за різних умов наванзаповнена наповнювачем 19, включаючи простір таження і геомеханічних умов підтримки. між півсферами і скобою 3, що при скиданні наваЗамок вузла податливості металевого рамного нтаження, зменшує сили тертя між стрижнем скоподатливого кріплення з шахтних спецпрофілів би 3 і стабілізаторам, сприяє його повороту. Крім (Фіг.1), містить несучу подовжню планку 1 з отвотого, контакт стабілізаторів із спецпрофілем відбурами 2, кріпильну скобу Π-подібної форми 3 з різьвається по кінематичній парі вищого порядку, що бовими кінцями 4, пропущеними через отвори 2 при скиданні навантаження сприяє переміщенню планки 1, розташовані між ними внакладку, вн утпрофілів і ковзанню їх без перекосу П-подібних рішній і зовнішній спецпрофілі 5, 6, гайки 7, а таскоб. кож підсилювачи-стабілізатори виконані у вигляді На Фіг.4. зображений замок вузла податливоспівсфер 17 і 18 з пелюстками, створеними пазами ті з підсилювачем-стабілізатором, утвореним з 20, що збільшують пружно-податливу характерисупорних скоб 21, виконаних з отворами 9 в политику замка, з торцевою площиною 11 і отвором 9 цях, через які пропущені різьбові кінці 4 П-подібної для Π-подібної скоби 3 в зоні полюса. скоби 3, встановлених між подовжньою несучою Подовжні планки 1, розташовані паралельно планкою 1 і фланцями внутрішнього спецпрофілю фланцям спецпрофілів і симетрично по обидві 12 в розпір. Причому, в полицях упорних скоб 21 сторони внутрішнього спецпрофілю 5 стягнуті між утворені фігурні пази в які встановлені елементи собою різьбовими шпильками 8, за допомогою розпорів 22 у вигляді циліндрових панелей різного гайок 15. Для збільшення подовжньої жорсткості радіусу кривизни. Таке рішення дозволяє варіювапланки 1 під гайки 15 встановлені шайби-ребра 16. ти і змінювати силову характеристику вузла подаСиловое замикання і зусилля притиску як підситливості для різних геомеханічних умов підтримки. лювача-стабілізатора 8, так і планки 1 до бічної Замок вузла податливості металевого рамного стінки 10 спецпрофілю 5, здійснюється затягуванподатливого кріплення з шахтних спецпрофілів 15 85177 16 працює таким чином. При зведенні кріплення його Причому, на відміну від відомих технічних рішень ланки - спецпрофілі 5, 6 рами зчленовують вназамків, отвір в подовжній планці виконаний у викладку і сполучають замками у вузла х податливосгляді паза, що створює універсальність замка при ті. використовуванні його для групи спецпрофілів. Спецпрофілі 5, 6 у вузлах податливості стисДо універсальності запропонованого рішення кають замками з певним зусиллям, гранична велислід віднести і можливість використовування підчина якого залежить від конструктивних особливосилювачів-стабілізаторів інших виконань: у вигляді стей і можливості самих замків. півсфер з пазами, півсфер з наповнювачем, упорВ процесі утворення навколо контура виробки них скоб з ребром-панеллю і т.д. Установка таких зони непружних деформацій відбувається усестопідсилювачів-стабілізаторів збільшує можливості роннє зовнішнє обжимання кріплення порушеними кріплення в режимі скидання навантаження за рапородами. При гірничому тиску, що перевищує хунок ковзання, а установка їх в замок з фіксоваопір податливості кріплення спецпрофілі 5, 6 скріним кроком і в кількості більше двох не дають зампляючі замками у вузлах податливості, під дією ку вузла податливості працювати в режимі зсуву масиву гірських порід, ковзають один відносшарніра. но одного, внаслідок чого змінюється геометрія і Таким чином, на основі запропонованого удопоперечний переріз рами. При цьому встановлюсконалення замка, досягається отримання силоється необхідна геомеханічна рівновага системи вої, геометрично незмінної конструкції і повного «кріплення-масив», яка забезпечується силами блокування перекосу замка і П-подібної скоби в тертя, тобто силами опору замків у вузлах податпроцесі осідання кріплення під дією гірничого тисливості кріплення. В процесі роботи кріплення в ку, з одночасним поліпшенням технології виготовподатливому режимі цей процес постійно повтолення елементів замка, збірки і його експлуатації. рюється до тих пір, поки не встановиться геомехаЦе значно підвищує надійність роботи вузлів нічна рівновага системи «кріплення-масив» в ноподатливості, забезпечує задане зусилля затягувому стані. Робота податливого кріплення багато в вання замка, його стабільність і стабільність робочому залежить від параметрів робочої характерисчого опору кріплення на всьому інтервалі її констики замка, основне призначення якого полягає в труктивної податливості. При цьому замок має не тому, щоб при його затягуванні створити стабільні складну для масового виготовлення конструкцію, зусилля тертя між зв'язаними у вузлах податливояка характеризується малою собівартістю виготості поверхнями спецпрофілів 5, 6. При цьому взавлення. У технологічному процесі виготовлення ємне ковзання спецпрофілів 5, 6 в податливому елементів підсилювача-стабілізатора не вимагарежимі повинне здійснюватися із забезпеченням ється використовування широкої гамми оснащення стабільного робочого опору, який потрібен від поі штампів, оскільки у всі х випадках замок формудатливого кріплення. ється з уніфікованих деталей, відсутні зварювальні Поставлена задача розв'язується тим, що в роботи, не потрібна організація орієнтації елемензамку вузла податливості металевого рамного тів при збірці замка. При невеликих витратах на кріплення з шахтних спецпрофілів, що містить крімодернізацію загальна собівартість замка зростає пильні скоби Π-подібної форми з різьбовими кінтрохи і компенсується підвищенням надійності, цями, подовжні несучі планки, розташованих між довговічності і безпеки робіт. Крім того, створюними виклад внутрішній і зовнішній спецпрофілі, ються умови для обгрунтованого зменшення кроку фланці яких паралельні несучим планкам, гайки і розстановки рам кріплення, що значно знижує її стягнуті шпильки, підсилювачі-стабілізатори, згідно металоємність при збереженні високої надійності. винаходу виконані у ви гляді півсфер, зовнішня Винахід не обмежується описаними і показаповерхня сфери, що утворюється при сполученні ними на кресленнях варіантами реалізації, але обох півсфер по екваторіальному колу введена в може бути змінене, модифіковане і доповнене в контакт з бічною стороною внутрішнього шахтного рамках об'єму, визначеного формулою винаходу. спецпрофілю рамного кріплення торцева поверхня Винахід перевірений в процесі стендових винижніх півсфер оперта на несучу планку, а торцепробувань, а також в ша хтни х умовах. Результати ва поверхня верхніх півсфер введена в розпір з випробувань повністю підтвердили його технічну і фланцем внутрішнього спецпрофілю. При цьому економічну ефективність і доцільність широкого П-подібні скоби, кількість яких залежить від умов використовування. Замок податливості металевонавантаження і геомеханічних умов підтримки, го рамного податливого кріплення з шахтних спецпропущені через отвори подовжніх несучих планок профілів може бути виготовлений в умовах промиі підсилювачів-стабілізаторів, стягнуті гайками для слового виробництва на будь-якому здійснення силового замикання підсилювачіврудоремонтному або іншому заводі і може знайти стабілізаторів, планок і бічних сторін спецпрофілю, широке застосування на вугільних, копальневих і з одночасною фіксацією правої і лівої несучих сланцевих шахта х для підвищення надійності кріпланок стягнутими шпильками між собою і ствоплення і безпеки ведення гірничих робіт. ренням пружно-податливої несучої конструкції. 17 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 85177 Підписне 18 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601