Гидравлическая стойка индивидуальной крепи Советский патент 1983 года по МПК E21D15/44 

а:

О) Изобретение относится к добыче угля, а именно к индивидуальным гид равлическим средствам крепления очистных забоев, в которых телескоп ческие цилиндры требуют устройства для надежного ограничения хода шток относительно цилиндра при наличии нулевой или весьма малой разности в размерах диаметров их рабочих повер -ностей. Известна гидравлическая стойка 21ВС с внешней гидросистемой питания для очистных забоев, состоящая из цилиндра, штока с поршнем и голо кой, накидной втулки и предохранительно-разгрузочного устройства. Для зменьшения ее массы применяются высокопрочные тонкостенные трубы, обработанные методом холодной дефор мации. Причем зазоры между наружной поверхыостью ВЕДЦВИЖНОГО штока и вну реннимиоповерхностями охватывающих его цилиндра и наквднойвтулки составляют соответственно 0,5 мм и .6,25 мм на сторону по номинальньам размерам этих.элементов, При столь малых зазорах обеспечение надежного ограничения входа штока обычным . . способом (упор кольцевого.бортика на.торце поршня в накидную втулку) при его вьщвижении гидравлическим усилием становится невозможным. Поэтому для предотвращения выталкивания штока из цилиндра рабочей жидкостью в стойке предусмотрен ограничитель (предохранитель), выполненный в виде радиайьных отверстий в стенке цилиндра, закрытых проволочным ограж дением. При вьодвижению штока гидравлическим усилителем и после перехода поршнем этих отверстий жидкость из .поршневой полости стойки выбрасывает ся через отверстия наружу, давление в цилиндре падает и стойка дальше не раздвигается fl. Недостатком такой стойки является то, что ограничитель хода штока не в полной мере выполняет свои функции так как величина внутреннего давления в поршневой полости стойки, во-зникающего при истечении жидкости через радиальные отверстия, оказывается достаточной для дальнейшего вылвижения штока вплоть до выхода его из .цилиндра. Кроме того, такой ограничитель не обеспечивает требования транспортабельности, стоек, что является причиной потерь их.выдвижной части в шахтных условиях, а большая скорость истечения жидкости через радиальные отверстия и ее распыление в окружай щей атмосфере создают опасные условия работы и нарушают санитарно-гигиенические нормы. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является гидравлическая стойка, включающая цилиндр, внутрикоторого расположен шток с поршнем и головкой, накидную втулку, установленную опорной по- верхностью на торец цилиндра, на внутренней поверхности которой выполнен кольцевой паз, и устройство для ограничения хода штока относительно цилиндра, представляющее собой направляющее разрезное пружинное кольцо, расположенное в У-образной кольцевой канавке, выполненной в нижней части штока 2. Упругие сжимающие силы кольца обеспечивают его плотное прилегание к поверхностям канавки, а профиль и глубина этой канавки - выступ кольца за пределы наружной поверхности штока. Поскольку зазор между наружной поверхностью штока и внутренней поверхностью цилиндра составляет (по номинальным размерам этих элементов) всего 0,5 мм на сторону, то выступающая за пределы наружной поверхности штока часть направляющего кольца с учетом технологических погрешностей может иметь размер меньше величины указанного зазора. Поэтому ри выдвижении штока под действием внутреннего давления жидкости направляющее кольцо либо заклинивается в зазоре между внутренней поверхностью накидной втулки и наружной поверхностью штока, либо вовсе не препятствует выходу штока из цилиндра через накидную втулку. В серийных стойках из-за низкого уровня надежности фиксации штока относительно цилиндра при его выдвижении описанное устройство с направляющим пружинным кольцом не применяются. Цель изобретения - повышение надежности работы стойки за счет исключения заклиниваний штока и вьахода его за пределы накидной втулки при раздвижке стойки. Поставленная цель достигается тем, что в гидравлической стойке индивидуальной крепи, включающей цилиндр, внутри которого расположен шток с У-образной кольцевой канавкой в его нижней , пружинное кольцо и накидную втулку, установленную. опорной плоскостью на торец цилиндра, на внутренней поверхности которой выполнен кольцевой паз, кольцевой паз вьшолнен трапециевидным, при этом его верхняя поверхность параллельна в осевом сечении стойки нижней поверхности У-образной .кольцевой канавки или образует с ней острый угол с вершиной, направленной в сторону трапециевидного паза, а пружинное кольцо установлено в этом пазу. Кроме того, пружинное кольцо может быть выполнено в виде замкнутого пружинного спирального контура, внутри которого расположены криволинейные цилиндрические стержни. Взаимодействие пружинного кольца с коническими поверхностями трапеци паза и У-обраэной кольцевой канавки, а также с рабочей поверхностью штока создают условия для надежной фиксации штока относительн цилиндра при его вьвдвнжении и плавное, без заеданий и заклинивания, опускание при его осадке. На фиг. 1 изображена гидравличес кая стойка индивидуальной крепи в сложенном положении, продольный раз рез; на фиг. 2 - элементы ограничителя хода штока в осевом сечении стойки, в положении, когда стойка полностью раздвинута; на фиг. 3 поперечное сечение стойки в плоскос ти пружинного кольца; на фиг. 4 - поперечное сечение стойки в плоскос ти пружинного спирального контура; на фиг. 5 - вариант элементов ограничителя хода штока с применением съёмного кольца в осевом сечении стойки в крайнем верхнем положении штока. Гидравлическая стойка индивидуал . ной крепи (фиг. 1) включает ци-линдр 1,внутри которого расположен шток укрепленными на нем поршнем 3 и головкой 4, накидную втулку 5 с узлом 6 крепления,.установленную опорной плоскостью 7 на торце цилин ipa 1. В теле накидной втулки 5 со стороны внутренней ее поверхности выполнен кольцевой трапециевидный паз 8 с верхней конической поверхностью 9 и нижней поверхностью 10. Внутри этого паза установлено пружи ное кольцо 11. В нижней части штока 2,на его наружной поверхности, выполнена У-образная кольцевая канавка 12 с верхней 13 и нижней 14 крническими поверхностями. Гидравлическая стойка работает следующим образом. При распоре стойки гидравлическая сила, действующая на поршень 3 (фиг. 1) перемещает вверх шток 3 относительно цилиндра 1. Пружинное .кольцо 1-1 в этот период силами упру гости постоянно прижато к наружному поверхности штока 2. При дальнейшем выдвижении штока 2 У-образная канав ка 12 приблизится -к месту расположе ния пружинного кольца 11, упругие силы которого обеспечивают его«скол жение по конической поверхности 13 этой канавки до момента зажатия, его между коническими поверх-ностями 9 и 14 соот-ветствен.но трапециевидного паза 8 и У-образной канавки 12 (фиг. 2),«после чего шток 2 дальше не выдвигается. При этом форма и глубина У-образной канавки 12 обесп чивают фиксированное положение осев линии пружинного кольца 11 в плоско ти поперечного сечения стойки Р пределах стЕлка между внутренней поверхностью накидной втулки 5 и наружной поверхностью штока 2. Таким образом посредством пружинного кольца 11 и двух конических поверхностей 9 и 14 осуществляется ограничение хода штока 2 при его выдвижении и восприятие накидной втулкой 5 с узлом 6 крепления гидравлической силы, действующей на шток 2 со стороны поршня 3. Для предотвращения выталкивания пружинного кольца 11 в полость трапециевидного п&за 8 радиальной составляющей усилия его контактас коническими поверхностями 9 и 14 последние выполняются либо параллельными в осевом сечении стойки, либо под острым углом с вершиной, направленной в сторону трапециевидного паза 8. При движении штока 2 в противоположном направлении, происходящем под действием внешнего усилия, пружинное кольцо 11 прижато к У-образной канавке 12 остаточными силс1ми упругости, остается в прежнем положении до-мо-. мента касания его с нижней боковой поверхностью 10 трапециевидного паза 8 (фиг. 2). При дальнейшем движении штока 2 пружинное кольдо 11 под действием радиальной составляющей усилия его контакта с поверхностью 13 У-образной канавки 12 выталкивается по всему периметру в полость трапециевидного паза 8 и занимает исходное положение (фиг. 1). Нижняя поверхность 10 трапециевидного паза 8 выполнена с уклоном (З-Ю) в сторону наружной поверхности штока 2. Это предотвращает, закусывание пружинного кольца 11 кромкой поверх-жэсти 10 в период опускания штока 2 при возможных отклонениях осевой линии пружинного кольца 11 от линии внутренней поверхности накидной втулки 5. При. опускании штока 2 выталкивание в трапециевидный паз 8 пружинного кольца 11 разрезного типа (фиг.З) происходит за счет увеличения зазора S между его концами.. Такой вид деформации пружины 11 вызьшает неравномерное распределение сил упругости по. его длине и, следовательно дополнительные сопротивления опусканию штока 2. Для снижения усилия при осадке гидравлических стоек за счет уменьшения жесткости пружинного кольца и обеспечения равномерного распределения сил упругости по его длине, оно может быть выполнено в виде замкнутог.о пружинного спирального контура 15 (фиг,4), внутри которого размещены криволиней 1ые цилиндрические стержни 16. Процесс работы стойки с использованием такого пружинного кольца не

отличается от описанного. Назначение стержней 16 заключается в обеспечении необходимой прочности на смятие спирального контура 15.

Выполнение трапециевидного паза 8 в теле накидной втулки 5 является общим решением задачи ограничения .хода штока,2 при раздвижке стойки. Такой же трапециевидный паз со всеми его элементами может быть получен за счет выполнения кольцевой выточки 17 на внутренней поверхност накидной втулки 5 (фиг. 5} и размещения между торцом ци.линдра 1 и накидной, втулкой 5 съемного кольца 18 с-верхней конической поверхностью 19, которая вместе с кольцевой выточкой 17 образует трапециевидный паз. Тако выполнение позволяет, облегчить сборку и разборку стойки, а легкий доступ к пружинному кольцу 11 (фиг. 3) или 16 (фиг. 4) позволяет осуществить быструю замену при выходе его из строя.

Выполнение трапециевидного кольце вого паза на внутренней поверхности накидной втулки и размещение в нем пружинного кольца позволяют при этом взаимодействии пружинного кольца с коническими поверхностями этого паза и У-образной кольцевой канавки на штоке стойки надежно ограничить ход штока относительно цилиндра, что выгодно отличает предлагаемую стойку от известной, так как отпадает необходимость в строгой дозировке объема заливаемой жидкости в .стойки с внутренней системой питания, исключает непроизвод ительные потери времени по устранению последствий заклинивания штока 1ли выхода его за пределы накидной втулки, повышает удобства ее эксплуатации в условиях очистных .забоев угольных шахт.

//

Фиг.1

Фи1.2.

Фиг.д

Фи&5

Д. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ КРЕПИ, включагадая цилиндр, внутри которого расположен шток с У-образной кольцевой канавкой в его, нижней части, пружинное кольцо и: накладную втулку, установленную опорной плоскостью.на торец цилиндра, на внутренней поверхности которой вьшолнен кольцевой паз, о т л и ч а ю ц a я с я тем, что, с целью повышения надежности стойки в работе за счет исключения заклиниваний штока и выхода его за пределы накидной втулки при раздвижке стойки, кольцевой паз выполнен трапециевидном при этом его верхняя поверхность параллельна в осевом сечении стойки .нижней поверхности У-образной кольцевой канавки или образует с ней острый угол с вершиной, направленной в сторону трапециевидного паза, a пружинное кольцо установлено в этом пазу. 2. Гидравлическая стойка по п.1, СП отличающаяся, тем, что пружинное кольцо выполнено в виде замкнутого пружинного спирального контура, внутри которого расположены криволинейные цилиндрические § стержни.