ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА ДВОЙНОЙ РАЗДВИЖНОСТИ И СПОСОБ ЕЕ СБОРКИ Российский патент 1996 года по МПК E21D15/44 

Изобретения относятся к горному делу и касаются конструкции и сборки гидравлической стойки двойной раздвижности, используемой в механизированных крепях, обеспечивающих кровли в очистных забоях шахт.

Известны гидравлические стойки двойной раздвижности для механизированных крепей, включающие снабженный основанием цилиндр, в котором установлены снабженные поршнями плунжеры первой и второй ступеней раздвижности. Поршни плунжеров обычно выполняются с направляющими поясками из относительно мягкого металла, преимущественно сплавов на основе меди. Между направляющими поясками поршней обычно устанавливают манжетные уплотнения, выполненные из эластичного материала, преимущественно резиновые.

Уплотнения штоковых полостей цилиндра и плунжера первой степени выполняются обычно с помощью грундбукс, внутренние поверхности которых изготавливаются с направляющими поясками и манжетным уплотнением между ними.

Направленное перемещение плунжеров при работе стойки обеспечивается направляющими поясками поршней и грундбукс, гидравлическое уплотнение полостей стойки манжетными уплотнениями, установленными между направляющими поясками.

Хода плунжеров при работе стойки ограничены упором поршней плунжеров в торцовые поверхности грундбукс.

Гидравлические стойки двойной раздвижности, содержащие упомянутые элементы, известны, например, из описаний изобретений к авторским свидетельствам СССР N 605015, 609901, 739242, 1149024, 1198218, 1418474, кл. Е 21 D 15/44.

Указанные признаки присущи также:
гидравлической стойке двойной раздвижности, используемой в агрегате 1 АЩ см. В. И. Распопов и Г.Г.Васильев. Щитовой агрегат 1 АЩ. Донецк, "Донбасс", 1973, с.12-13, рис.5;
гидравлической стойке двойной раздвижности комплекса КМ87ДН см. Брук Я.С. и др. Угледобывающий комплекс КМ87ДН, М. "Недра", 1975, с.18-19, рис. II4;
гидравлической стойке двойной раздвижности механизированной крепи МК-97 см. Ильинский С. Г. и др. Машинист механизированного комплекса очистного забоя. М. "Недра", 1973, с.30-32, рис.14, с.202, рис.103.

Аналогичное в описанной части выполнение имеет гидравлическая стойка двойной раздвижности комплекса "Донбасс" см. Угледобывающий комплекс "Донбасс". М."Недра", 1978, с.23-25, рис. III3. Известная стойка имеет снабженный основанием цилиндр с установленными в нем плунжерами первой и второй ступеней, снабженных поршнями с направляющими поясками, уплотнения штоковых полостей цилиндра и плунжера первой ступени, содержащие направляющие пояски с манжетами, а также ограничители ходов плунжеров. При этом уплотнения штоковых полостей выполнены с помощью грундбукс, внутренние поверхности каждой из которых покрыты слоем латуни, образующими направляющие пояски, между которыми в кольцевом пазу установлена манжета. Грундбуксы крепят в цилиндре и плунжере первой ступени разрезными пружинными кольцами, устанавливаемыми в кольцевые пазы на внутренней поверхности цилиндра и плунжера первой ступени.

Указанные грундбуксы являются также ограничителями ходов плунжеров: выдвижение плунжера происходит до упора его поршня в торец грундбуксы.

Поузловая сборка известной гидравлической стойки двойной раздвижности производится в следующей последовательности (см. Угледобывающий комплекс "Донбасс". М. "Недра", 1978, с.249, рис.XII.11):
в цилиндр через его открытый торец вводят плунжер первой ступени со снаряженным поршнем;
в кольцевой зазор между цилиндром и штоком плунжера первой ступени вводят снабженную уплотнительным кольцом и манжетой грундбуксу, продвигают ее по штоку на глубину, большую установочной, пока не откроется кольцевой паз, выполненный на внутренней поверхности цилиндра;
в указанный паз устанавливают разрезное пружинное кольцо;
во внутреннюю полость плунжера первой ступени через его открытый торец вводят плунжер второй ступени со снаряженным поршнем;
в кольцевой зазор между плунжерами первой и второй ступеней вводят снабженную уплотнительным кольцом и манжетой грундбуксу, продвигают ее по штоку плунжера второй ступени на глубину, большую установочной, пока не откроется кольцевой паз на внутренней поверхности плунжера первой ступени;
в указанный кольцевой паз устанавливают разрезное пружинное кольцо.

Подачей давления в штоковые полости плунжеров грундбуксы перемещаются в установочное положение выдвигаются до упора своими торцами в пружинные разрезные кольца.

Выполнение гидравлических стоек двойной раздвижности с двумя грундбуксами, внутренние поверхности которых снабжены направляющими поясками с манжетами, а внешние уплотнительными кольцами, усложняет изготовление и сборку стоек, предопределяет высокие требования к точности изготовления и обработки посадочных и уплотнительных поверхностей элементов стоек.

Задача, решаемая настоящими изобретениями, состоит в создании гидравлической стойки двойной раздвижности, в которой герметизация штоковых полостей, направленное перемещение плунжеров и ограничение их хода обеспечивались бы средствами, размещенными на внутренних поверхностях цилиндра и плунжера первой ступени, и за счет этого оказалось бы возможным исключить грундбуксы, как обязательные структурные элементы таких стоек. Это упростило бы конструкцию и сборку стоек двойной раздвижности, упростило бы технологию изготовления стоек, повысило их ремонтопригодность.

Понятно, что сборка таких стоек последовательным введением плунжеров через открытый верхний торец цилиндра -- невозможна, поскольку направляющие пояски и манжетные уплотнения штоковых полостей должны выполняться по диаметру штока, а плунжеры -- по традиционной схеме сборки -- вводиться вперед поршнем, имеющим больший диаметр, чем диаметр штока. Поэтому задача состояла также в том, чтобы обеспечить возможность сборки такой стойки.

Предлагаемая гидравлическая стойка двойной раздвижности, как и известные конструкции, включает снабженный основанием цилиндр с установленными в нем плунжерами первой и второй ступеней, снабженными поршнями с направляющими поясками, уплотнения штоковых полостей цилиндра и плунжера первой ступени, содержащие направляющие пояски с манжетами, а также ограничители ходов плунжеров, и характеризуется тем, что уплотнения штоковых полостей выполнены на внутренних поверхностях цилиндра и плунжера первой ступени, ограничители ходов плунжеров выполнены ниже направляющих поясков уплотнений штоковых полостей, а основание цилиндра выполнено с монтажным отверстием диаметром, не меньшим диаметра поршня плунжера первой ступени, в котором установлена и зафиксирована герметизирующая пробка.

Благодаря такому выполнению, функциональные элементы, бывшие ранее связанными с грундбуксами, оказываются размещенными на внутренних поверхностях цилиндра и плунжера первой ступени, а грундбуксы, как структурные элементы,
исключенными.

Понятно, что в результате исключаются как операции по изготовлению грундбукс, так и по их установке и креплению при сборке стойки. Понятно также, что при таком выполнении стойки обеспечивается нетривиальная возможность сборки ее: последовательным введением плунжеров снизу через монтажное отверстие основания цилиндра.

Другое отличие предлагаемой стойки состоит в том, что ограничители ходов плунжеров выполнены в виде пружинных разрезных колец, устанавливаемых в кольцевых пазах на внутренних поверхностях цилиндра и плунжера первой ступени.

Выполнение ограничителей хода съемными является предпочтительным с точки зрения технологии изготовления элементов стойки: обработка внутренних поверхностей цилиндра и плунжера первой ступени в этом случае осуществляется за одну установку заготовки одним диаметром на полную длину.

Способ обработки гидравлической стойки двойной раздвижности включает операции введения в цилиндр плунжеров первой и второй ступеней, установки манжет уплотнений штоковых полостей и ограничителей ходов плунжеров и отличается тем, что сначала устанавливают манжеты уплотнений штоковых полостей и ограничители ходов, после чего через монтажное отверстие основания в цилиндр последовательно вводят плунжеры первой и второй ступеней, устанавливают и фиксируют пробку в основании цилиндра.

Ниже приводится подробное описание изобретений, иллюстрируемое чертежом, на котором предлагаемая гидравлическая стойка двойной раздвижности приведена в разрезе.

Стойка включает цилиндр 1 с основанием 2, в котором выполнено монтажное отверстие с диаметром, не меньшим диаметра поршня плунжера первой ступени, закрытое герметизирующей пробкой 3; пробка зафиксирована относительно основания 2, например, посредством проволочного кольца 4, установленного через окно 5 в основании 2 в кольцевой паз, образованный проточками в пробке и основании. Внутри цилиндра 1 размещены плунжеры первой 6 и второй 7 ступеней с поршнями 8 и 9 соответственно; на поршнях выполнены направляющие пояски 10 и 11 из сплава на основе меди.

Герметизирующая пробка совместно со стенками цилиндра 1 и поршнями 8 и 9 плунжеров образуют поршневую полость стойки.

В верхних частях цилиндра 1 и плунжера 6 первой ступени на их внутренних поверхностях выполнены уплотнения, образованные направляющими поясками 12, 13 и 14, 15 с размещенными между ними манжетами 16 и 17.

Внутрення поверхность цилиндра 1 и внешняя поверхность плунжера 6 первой ступени образуют штоковую полость плунжера первой ступени, ограниченную по торцам направляющим пояском 13 и поршнем 8; внутрення поверхность плунжера 6 первой ступени и поверхность плунжера 7 второй ступени образуют штоковую полость плунжера второй ступени, ограниченную по торцам направляющим пояском 14 и поршнем 9.

Поршневая полость стойки посредством каналов 18 и 19, выполненных в поршнях 8 и 9 и выведенных на их боковые поверхности выше направляющих поясков, сообщена со штоковыми полостями плунжеров.

На внутренних поверхностях цилиндра 1 и плунжера 6 первой ступени ниже направляющих поясков выполнены кольцевые пазы, в которые установлены разрезные пружинные кольца 20 и 21, сужающие для ограничения хода плунжеров.

Работает сойка следующим образом.

При подаче напорной рабочей жидкости в поршневую полость стойки выдвигается из цилиндра 1 плунжер 6 первой ступени до упора его поршня 8 в пружинное кольцо 20; затем выдвигается плунжер 7 второй ступени до упора соединенных с ним элементов перекрытия крепи в кровлю пласта.

В связи с тем, что штоковые полости плунжеров сообщены с поршневой полостью стойки, поршни плунжеров первой и второй ступеней не имеют манжетных уплотнений и снабжены лишь направляющими поясками, обеспечивающими совместно с направляющими поясками уплотнений штоковых полостей направленное перемещение плунжеров при работе стойки. Сообщающиеся между собой полости герметизированы уплотнениями штоковых полостей, включающими направляющие пояски 12-15 с установленными между ними манжетами 16 и 17.

Податливость стойки при опускании кровли обеспечивается стравливанием рабочей жидкости из поршневой полости стойки через предохранительный клапан (на чертеже не показан) в сливную магистраль.

При разгрузке ее поршневую полость сообщают со сливом; давление в полости падает и плунжеры под действием собственного веса и веса перекрытия вдвигаются внутрь цилиндра.

Понятно, что для уменьшения потери несущей способности стойки, обусловленной равным давлением рабочей жидкости в поршневой и штоковых полостях, необходимо, чтобы диаметры штока и поршня плунжера каждой ступени различались между собой как можно меньше.

Способ сборки предлагаемой гидравлической стойки двойной раздвижности включает выполняемые последовательно:
установку манжет уплотнений штоковых полостей в пазы между направляющими поясками цилиндра и плунжера первой ступени.

Использование: при поддержании кровли в очистных забоях шахт. Сущность изобретения: гидравлическая стойка двойной раздвижности включает цилиндр с основанием, плунжерами первой и второй ступеней с поршнями, имеющими направляющие пояски, уплотнения, ограничители ходов. Уплотнения выполнены на внутренних поверхностях цилиндра и плунжера первой ступени. Ограничители ходов плунжеров размещены ниже направляющих поясков уплотнений штоковых полостей. Основание цилиндра имеет монтажное отверстие, в котором установлена герметизирующая пробка. Диаметр монтажного отверстия больше диаметра поршня плунжера первой ступени. Способ сборки включает введение в цилиндр плунжеров обеих ступеней, установку манжет уплотнений и ограничителей. Сначала устанавливают манжеты уплотнений штоковых полостей и ограничители ходов, затем через монтажное отверстие в цилиндр вводят последовательно плунжеры обеих ступеней, устанавливают и фиксируют пробку в основании цилиндра. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидравлическая стойка двойной раздвижности преимущественно для механизированной крепи, включающая снабженный основанием цилиндр с установленными в нем плунжерами первой и второй ступеней, снабженных поршнями с направляющими поясками, уплотнения штоковых полостей цилиндра и плунжера первой ступени, содержащие направляющие пояски с манжетами, а также ограничители ходов плунжеров, отличающаяся тем, что уплотнения штоковых полостей выполнены на внутренних поверхностях цилиндра и плунжера первой ступени, ограничители ходов плунжеров размещены ниже направляющих поясков уплотнений штоковых полостей, а основание цилиндра выполнено с монтажным отверстием, в котором установлена и зафиксирована герметизирующая пробка, при этом диаметр монтажного отверстия больше диаметра поршня плунжера первой ступени. 2. Стойка по п. 1, отличающаяся тем, что ограничители ходов плунжеров выполнены в виде пружинных разрезных колец, установленных в кольцевых пазах на внутренних поверхностях цилиндра и плунжера первой ступени. 3. Способ сборки гидравлической стойки двойной раздвижности, при котором в цилиндр вводят плунжеры первой и второй ступеней, устанавливают манжеты уплотнений штоковых полостей и ограничители ходов плунжеров, отличающийся тем, что сначала устанавливают манжеты уплотнений штоковых полостей и ограничители ходов, после чего через монтажное отверстие основания в цилиндр вводят последовательно плунжеры первой и второй ступеней, устанавливают и фиксируют герметизирующую пробку в основании цилиндра.