УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЯГИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПИ ДАНИЛЬЧЕНКО Российский патент 1994 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сборке крепей подземных горных выработок.

Наиболее близким по технической сути изобретению является устройство, включающее охватывающие элементы крепи скобы и зажимное устройство, имеющее вал с рычагом и взаимодействующий с элементами крепи эксцентрик, на котором соосно установлен дополнительный эксцентрик с дополнительным рычагом [1].

Известное устройство обладает тем недостатком, что, когда основной эксцентрик при перемещении рычага скользит по внутренней поверхности дополнительного эксцентрика, передавая через него усилие на днище внешнего профиля крепи, то дополнительный эксцентрик непременно смещается относительно шероховатой поверхности указанного днища, при этом возникают неизбежно силы трения на внутренней и наружной поверхностях дополнительного эксцентрика, на преодоление этих сил трения затрачивается дополнительная энергия, что немаловажно при многократности повторения циклов поворотов эксцентриков, так как это приводит к снижению производительности работ по установке крепи.

Цель изобретения - повышение производительности работ по установке крепи за счет снижения циклов поворотов эксцентриков.

Цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем охватывающие элементы крепи скобы и зажимное устройство, имеющее вал с рычагом и взаимодействующий с элементами крепи эксцентрик, на котором соосно установлен дополнительный эксцентрик с дополнительным рычагом, зажимное устройство снабжено подвижно установленным на дополнительном эксцентрике кольцом с упруго-деформирумым элементом, закрепленным на нем по окружности с возможностью взаимодействия с наружным профилем крепи, и установленным внутри основного эксцентрика подшипником, с осью которого неподвижно соединены скобы, причем упруго-деформируемый элемент имеет упругую деформацию, равную или превышающую величину эксцентриситета основного эксцентрика.

Такая новая совокупность признаков неизвестна из аналогичных технических решений и обуславливает достижение нового положительного эффекта: повышается производительность работы по установке крепи за счет снижения циклов поворотов эксцентриков.

Объясняется (обуславливается) это следующим. В устройстве по прототипу дополнительный эксцентрик непосредственно контактирует с шероховатой поверхностью днища внешнего профиля и проворачивается относительно последнего. Поэтому его эксцентриситет не используется для создания усилия и стягивания элементов крепи, т. е. перемещения наружного и внутреннего профилей относительно друг друга, так как при этом дополнительно затрачивается энергия на преодоление сил трения. В связи с этим по прототипу дополнительный эксцентрик используется только для компенсации образовавшегося зазора после каждого цикла сжатия и отвода основного эксцентрика. По прототипу для перемещения профилей крепи относительно друг друга используется только эксцентриситет основного эксцентрика, который при рычаге длиной 1000 мм и усилии до 50 кг не должен превышать 3 мм. С учетом того, что рычаг поворачивают на угол не более 90^о, то за один цикл профили стягивают практически не более, чем на 1-1,5 мм. В зависимости от фактического исходного зазора между полками профилей крепи определяется количество циклов. Хотя в начале процесса стягивания профилей, когда требуются небольшие усилия, можно было бы с допустимым для одного человека усилием на рычаге за одни цикл перемещать профили относительно друг друга на расстояние по величине большее, чем величина эксцентриситета основного эксцентрика. Для этого необходимо для стягивания профилей в начале процесса использовать эксцентриситет дополнительного эксцентрика, а для смыкания полок профилей, когда требуются большие усилия - использовать основной эксцентрик с малым эксцентриситетом. Эту задачу решает предложенное устройство, при использовании которого для стягивания элементов крепи без оставления зазора между полками профилей с допустимым для одного человека усилием на рычагах требуется не более двух циклов, что значительно снижает трудоемкость работ по установке крепи. Достигается это за счет уменьшения трения между элементами устройства и устройством и днищем верхнего профиля путем соответственно установки на дополнительном эксцентрике кольца с упруго-деформируемым элементом, который имеет упругую деформацию, равную или превышающую величину эксцентриситета основного эксцентрика. За счет сил упругой деформации упруго-деформируемого элемента, работающего в процессе стягивания элементов крепи практически на сжатие и растяжение, кольцо при передаче усилия от эксцентриков профилям фиксируется от проворота по отношению к днищу верхнего профиля. При этом при провороте дополнительного эксцентрика он скользит в кольце, которое при сближении с верхним днищем профиля крепи сжимает упруго-деформируемый элемент между ними с незначительным проскальзыванием относительно дополнительного эксцентрика. Поэтому упруго-деформируемый элемент, закрепленный на кольце, которое в процессе стягивания элементов крепи совершает угловые перемещения, претерпевает только упругую деформацию, а не проскальзывает относительно днища верхнего профиля с шероховатой поверхностью. За счет того, что между упруго-деформируемым элементом и шероховатой поверхностью днища верхнего профиля крепи отсутствует трение движения и энергия, затрачиваемая на упругую деформацию упруго-деформируемого элемента не превращается в тепло трения и не исчезает бесследно, а используется для передачи усилия на днище верхнего профиля, обеспечивается повышение КПД устройства и снижение трудоемкости работ по установке крепи, так как при перемещении рычага дополнительного эксцентрика не только уменьшается зазор между кольцом и днищем профиля, а и передается через упругую деформацию упруго-деформируемого элемента усилие на днище верхнего профиля. За счет того, что стягивание элементов крепи в начале процесса, когда требуются еще небольшие усилия, осуществляют дополнительным, т.е. с большим эксцентриситетом, эксцентриком, а в конце процесса, т.е. в момент стягивания элементов крепи до полного контакта полок профилей, когда требуется большое усилие,- применяют основной эксцентрик с малым эксцентриситетом, что обеспечивает стягивание элементов крепи без оставления зазора между полками профилей с допустимым для одного человека усилием на рычаге практически за один цикл (один поворот рычага дополнительного эксцентрика на передачу усилия на стягиваемые элементы крепи), снижается трудоемкость и повышается производительность работ по установке крепи.

Таким образом предложенное техническое решение соответствует изобретательскому уровню, так как оно не известно из источников научно-технической и патентной информации.

На чертеже изображена схема устройства для стягивания элементов крепи.

Устройство включает охватывающие элементы 1 и 2 крепи скобы 3 и 4 и зажимное устройство, имеющее ось 5 подшипников 6, установленных внутри основного эксцентрика 7, на котором соосно установлен дополнительный эксцентрик 8. С осью 5 неподвижно соединены скобы 3 и 4. Зажимное устройство снабжено подвижно установленным на дополнительном эксцентрике кольцом 9 с упруго-деформируемым элементом 10, который имеет упругую деформацию, равную или превышающую величину эксцентриситета основного эксцентрика 7. Эксцентрик 7 снабжен рычагом 11, а эксцентрик 8 - рычагом 12.

Устройство работает следующим образом.

На нахлестку криволинейных или прямолинейных элементов крепи 1 и 2 из спецпрофиля набрасывают с двух сторон скобы 3 и 4. Поворотом эксцентрика 8 за рычаг 12, а эксцентрика 7 за рычаг 11 предварительно максимально отводят эксцентрики 7 и 8 по направлению от днища профиля, а ось 5 на скобах 3 и 4 неподвижно устанавливают с учетом типоразмера профилей так, чтобы уже при установке устройства на элементы крепи упруго-деформируемый элемент 10 соприкасался с днищем профиля или образовывал с ним минимально возможный зазор.

При перемещении рычага 12 эксцентрик 8 скользит по наружной поверхности эксцентрика 7 и внутренней поверхности кольца 9, которое смещается по направлению к днищу внешнего профиля, передавая на него усилие через упруго-деформируемый элемент 10, который при этом сжимается и за счет сил упругой деформации фиксирует от проворота кольцо 9. Рычаг 12 перемещают до упора усилием 200-250 Н, допустимым для одного человека. При этом, за счет того, что между кольцом 9 и днищем внешнего профиля при их сближении отсутствуют силы трения, а упругая деформация элемента 10 является полезной, так как используется для передачи усилия на днище внешнего профиля, то указанного усилия достаточно в начале процесса стягивания элементов 1 и 2 крепи. Дотягивание до полного контакта полок профилей (элементов 1 и 2) осуществляют эксцентриком 7. Для этого с тем же усилием одного человека перемещают рычаг 11 на сближение кольца 9 с днищем профиля. При этом эксцентрик 7 на подшипнике 6 поворачивается на оси 5 и скользит по внутренней поверхности эксцентрика 8, передавая усилие через него, кольцо 9 и упруго-деформируемый элемент 10 на днище внешнего профиля до полного контакта его полок с полками профиля (элементом 2). При этом также снижаются потери на трение за счет того, что эксцентрик 7 установлен на подшипнике 6, ось 5 которого неподвижно размещена на скобах 3 и 4.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в том, что снижается трудоемкость работ за счет снижения потерь энергии на трение в устройстве, т.е. за счет повышения КПД устройства; повышается производительность работ по установке крепи за счет снижения циклов поворотов эксцентриков, так как они оба рабочие - передают усилие на стягивание элементов крепи.

За счет предварительного стягивания элементов крепи ее несущая способность увеличивается на 15-20%, при этом исключается необходимость в подтягивании гаек при обжатии крепи вмещающими породами.

Кроме того, применение устройства в угольной промышленности обеспечивает экономию металла за счет уменьшения длины каждого хомута серийного замкового соединения примерно на 24 мм.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сборке крепей подземных горных выработок. Сущность изобретения: устройство имеет охватывающие элементы 1,2 крепи скобы и зажимное устройство. Последнее выполнено с осью 5 подшипников 6, установленных внутри основного эксцентрика 7, на котором соосно установлен дополнительный эксцентрик 8. Зажимное устройство снабжено подвижно установленным на дополнительном эксцентрике 8 кольцом 9 с упруго-деформируемым элементом 10. Он имеет упругую деформацию, равную или превышающую величину эксцентриситета основного эксцентрика 7. Эксцентрик 7 снабжен рычагом 11, а эксцентрик 8 - рычагом 12. 1 ил.

Устройство для стягивания элементов крепи, включающее охватывающие элементы крепи скобы и зажимное устройство, имеющее вал с рычагом и взаимодействующий с элементами крепи эксцентрик, на котором соосно установлен дополнительный эксцентрик с дополнительным рычагом, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности работы по установке крепи путем снижения циклов поворотов эксцентриков, зажимное устройство снабжено подвижно установленным на дополнительном эксцентрике кольцом, закрепленным на нем по окружности с возможностью взаимодействия с наружным профилем крепи и установленным в основном эксцентрике подшипником, с осью которого неподвижно соединены скобы, причем упругодеформируемый элемент имеет упругую деформацию, равную или превышающую величину эксцентриситета основного эксцентрика.