t
(21)4674454/04
(22)04.04.89
(46) 23.04.91. Вюл. № 15
(71)Тульский политехнический институт
(72)В.Г.Сальников, А.Е.Горбачев, В.И.Елозин и А.И.Баранов
(53)622.284 (088.8)
(56)Авторское свидетельство СССР № 320629, кл. Е 21 D 23/00, 1970.
(54)СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ
(57)Изобретение относится к добыче полезных ископаемых подземным способом, а именно к креплению очистных забоев механизированными крепями. Цель - снижение металлоемкости секции за счет уменьшения нагрузок и повышение производительности. Секция механизированной крепи включает основание 7 и ограждение, соединенные шарнирно прикрепленными гидростойкой. Основание 1 и ограждение 2 вме- cie с демпфирующей траверсой (Т) и жесткой Т образованы в четьгрехзвенный направляющий механизм. Демпфирующая Т выполнена в виде жесткой поперечины 12, на которой симметрично закреплены податливые элементы 13. Каждый из них сформирован из трубчатой направляющей (ТН) 14, в которой размещена гильза 15 силового гидроцилиндра (ГЦ). Шюк 16 ГЦ выполнен на одном конце с удерживающим крепежным элементом 17 поршнем 18 с уплотнениями, а на другом,его конце - с буртиком 19. Соосно со штоком 16 в гильзе 15 размещен плунжер 20, на цилиндрической поверхности которого выполнены шлицы
(Л
25
74 77 Г5 /8 Ю ОМ 27 20 Фиг 2
о
Ј
оо
00
00
21 „ В стенках ТН 14 радиально закреплены цилиндрические фиксаторы 22, проходящие через сквозные продолговатые отверстия 23. Гильза 15 перекрыта днищем 24 с отверстием для выхода проушины 10, К днищу 24 своими заплечиками прижат плунжер 20. При этом ТН 14 выполнены с днищем 25, переходящим в проушину 8. Поршневая полость ГЦ гидравлически соединена с поршневой полостью стойки и штоковой поло
Изобретение относится к добыче полезных ископаемых подземным спосо бом, а именно к креплению очистных забоев механизированными крепями. .
Целью изобретения является снижение металлоемкости секции за счет уменьшения нагрузок и повышение производительности.
На фиг,1 показана секция механизированной крепи, общий вид;на фиг.2 - демпфирующая траверса; на фиг.З - податливый элемент в раздвинутом состоянии; на фиг.4 - податливый элемент в сжатом состоянии;на фиг.5 - гидравлическая схема секции механизированной крепи.
Секция механизированной крепи состоит из основания 1 и ограждения 2, соединенных шарнирно прикрепленной распорной гидростойкой 3. Основание 1 и ограждение 2 вместе с демпфирующей траверсой 4 и жесткой траверсой
5образованы в четырехзвенный направ- ляющий механизм. Основание 1 соединено с направляющей балкой (конвейером) посредством двухполостного домкрата
6передвижки. Размеры траверс 4 и 5,
а также места их шарнирного присоеди- нения к ограждению 2 и основанию 1 выбраны таким образом, чтобы козырек 7, шарнирно прикрепленный к ограждению 2, был выполнен при любой степени конструктивной раздвижки секции с определенным, наперед заданным зазором между своей передней кромкой и грудью забоя. Шарнирное соединение демпфирующей траверсы 4 с ограждением 2 выполнено в виде цилиндрического шарнира, представляющего собой проушину 8 и .опору 9 с двумя щеками, а с основанием 1 в виде проушины 10 и кронштейна 11.
стью домкрата передвижения с возможностью их раздельного подключения. Использование при растяжении и сжати Т только поршневой полости ГЦ позволяет значительно снизить габариты узла и металлоемкость секции. Секции из-за меньших усилий на основание более устойчивы, меньше внедряются в почву и меньше заштыбовываются.Это приводит к повышению скорости передвижки и распора. Ь ил.
0
5
о
дд
дс, „
5
Демпфирующая траверса 4 выполнена в виде жесткой поперечины 12, на которой симметрично закреплены податливые элементы 13. Каждый податливый элемент 13 сформирован из трубчатой направляющей 14, в которой без трения и зазора коаксиально размещена гильза 15 силового гидроцилиндра. Шток 16 гидроцилиндра выполнен на одном конце с удерживаемым крепежным элементом 17 поршнем 18 с уплотнениями, а на другом его конце с буртиком 19. Соос- но со штоком 16 в гильзе 15 размещен плунжер 20, на цилиндрической поверхности которого выполнены продольные шлицы 21. К стенках трубчатой направляющей 14 радиально закреплены цилиндрические фиксаторы 22, проходящие через сквозные продолговатые отверстия 23 в стенке гильзы 15 и своими концами размещенные в шлицах 21. Гильза 15 перекрыта днищем 24 с отверстием для выхода проушины 10. К днищу 24 своими заплечиками прижат плунжер 20. Трубчатая направляющая 14 также выполнена с днищем 25, переходящим в проушину 8. Рабочее подпорш- невое пространство 26 оборудовано уплотненным поршнем 18 и придонной частью гильзы 15. В стенке трубчатой направляющей 14 выполнено сквозное отверстие 27. Длины отверстий 27, 23 и шлицов 21 должны быть- выбраны по заданному рабочему ходу поршня 18. Сквозь отверстие 27 в стенке гильзы 15 закреплена гайка 28 со сквозным осевым отверстием. С помощью разъемного соединения известной конструкции к гайке 28 посредством трубопровода 29 присоединен гидроблок 30, состоящий из двух идентичных запорных клапанов 31 и 32 одностороннего действия
и предохрани ельного клапана 33. Вход запорного клапана 31 присоединен к штоковой полости домкрата 6 передвижения, вход запорного клапана 32 и предохранительного 33 присоединен к стоечному гидроблоку 34.Последний и домкрат передвижения по известной схеме присоединены к гидрораспределителю 35 секции крепи, имеющему выход на напорную и сливную гидролинии комплекса.
Секция механизированной крепи работает следующим образом.
В цикле поддержания кровли гидрораспределитель 35 управления режимом работы секции устанавливается в положение Поддержание кровли. В этом положении гидрораспределителя 35 поршневая полость гидростойки 3 н подпоршневое пространство 26 податливого элемента 13, объединенные гидравлически, посредством трубопровода 29, отсекаются от напорной и сливной магистралей крепи. Давление рабочей жидкости в поршневой полости гидростойки 3 и подпоршневом пространстве 26 податливого элемента 13 равно давлению начального распора. Горное давление воздействует на различные элементы секции крепи, в т ом числе на перекрытие, сосюящее из козырька 7 и ограждения 2. Нагрузки от перекрытия передаются через гидростойку 3, демпфирующую траверсу 4, кронштейн 11 и жесткую траверсу 5 на основание 1. В зависимости от направления относительного сдвижения пород кровли и почвы (направления сдвигающей силы на перекрытии) податливые элементы 13 демпфирующей траверсы 4 могут испытывать растягивающие или сжимающие усилия. При направлении сдвигающей силы в сторону завала податливые элементы 13 демпфирующей траверсы 4 работают на растяжение. В этом случае растягивающее усилие передается от опоры 9 на проушину 8, стремясь сдвинуть ее влево (фиг.2), а проушину 10 вправо.
При передаче растягивающего усилия плунжер 20 своими заплечиками давит на днище 24 гильзы 15 силового гидроцилиндра. Поскольку трубчатая направляющая 14, выполненная заодно с поперечиной 12, удерживается посредством днища 25 и проушины 8 на месте, гильза 15 смещается вслед за проушиной 10. Фиксаторы 22 позволяют бес
10
15
20
25
437336
препятственно смещаться гильзе 15 относительно трубчатой направляющей 14, так как свободно проходят через продолговатые отверстия 23, в то же время удерживают шток 16 на месте, поскольку буртик 19 штока 16 упирается в фиксаторы 22. Относительное смещение гильзы 15 и поршня 18, удерживаемого на штоке 16 крепежным элементом 17, вызывает увеличение давления рабочей жидкости в подпоршневом пространстве 26. Поскольку подпоршневое пространство 26 в выемочном цикле гидравлически соединено с поршневой полостью гидростойки 3, то при превышении номинального давления в подпоршневом пространстве 26 происходит срабатывание предохранительного клапана 33, а сброшенная через клапан часть жидкости оказывается в трубопроводе под давлением, равным давлению в поршневой полости стойки 3. Если это давление превышав номинальное давление в гидростойке 3, происходит срабатывание предохранительного клапана стоечного гидробпока 34. Этому соответствует скачкообразное изменение длины (просадка) гндростой- ки 3 и податливого элемент л 13. Изменение длины этих элементов зависит от конкретной конфигурации опускающихся тол 14 кровли и автоматически формирует геометрию крепи, наиболее приспособленную к конкретной ситуации. В случае направления сдвигающих сил на перекрытии или его части в сторону забоя податливые элемешы 13 демпфирующей траверсы 4 работают на сжатие. Схема передачи усилий от перекрытия к основанию 1 остается прежней, но сжимающее усилие от проушины 10 передается на плунжер 20. Последний давит на буртик 19 штока 16, который передает усилие на поршень 18, так как фиксаторы 22 не препятствуют перемещению плунжера 20 влево (фиг.2), поскольку размещены в шлицах 21, Так как днище гильзы 15 прижато к днищу 25, давление рабочей жидкости в подпоршневом пространстве 26 и поршневой полости гидростойки 3 будет повышаться до номинального. Далее схема работы та же, что и в случае растягивающей нагрузки. Лпя осуществления цикла передвижки рукоятка гидрораспределителя 35 устанавливается в положение Передвижка, что влечет сброс давления в
30
35
40
4S
50
55
поршневой полости стойки, подключенной к сливной гидролинии крепи. Давление в подпоршневом пространстве 26 податливого элемента 13 остается на прежнем уровне, так как запорный клапан 32 одностороннего действия остается закрытым. Дальнейшая работа механизма зависит от способа передвижки секции - с остаточным подпором или с отрывом козырька (перекрытия) от кровли.
В случае передвижки секции с остаточным подпором давление сбрасывается до величины, соответствующей величине остаточного подпора. Длина гидростойки 3 и демпфирующей траверсы 4 остается практически неизменной. Гидрораспределитель 35 управления секции устанавливается в положение Передвижка, при этом к напорной магистрали крепи подключаются штоковая по- Лость гидродомкрата 6 передвижки и подпоршневая полость 26 податливых элементов 13 демпфирующей траверсы 4, При движении секции на козырек (перекрытие 7) действует сила, направленная на забой, которая вызывает растяжение податливых элементов 13
демпфирующей траверсы 4. Однако вели- 30 сдвигающих сил на забой и на завал.
чина этого усилия значительно меньше, чем в выемочном цикле, а площадь поршня 18 больше площади (со стороны штоковой полости) домкрата 6 передвижения. Поэтому, если в предшествую- щем цикле (поддержания) траверса растягивалась, сила давления жидкости на поршень 18 будет прижимать его вместе со штоком 16 к фиксаторам 22, а сила, действующая на днище гильзы 15, будет перемещать его вдоль трубчатой направляющей 14 вместе с плунжером 20 и проушиной 10 до тех пор, пока днище гильзы 15 не упрется в днище 25, выполненное заодно с проушиной 8. Если в предшествующем цикле Поддержание кровли на демпфирующую траверсу 4 действовало сжимающее усилие, то к началу передвижки днище гильзы 15 прижато к днищу 25, поэтому сила давления жидкости, действующа на поршень 18, будет перемещать его до упора буртика 19 в фиксаторы 22. Давление жидкости в подпоршневое пространство 26 будет поддерживаться одинаковым с давлением рабочей жидко- сти в штоковой полости домкрата 6 передвижения, так как через запорный клапан 31 одностороннего действия
0
5
гидроблока 30 рабочая жидкость подается по трубопроводу 29 через гайку 28, которая закреплена на гильзе 13 и свободно перемещается в сквозном отверстии 27. В том и в другом варианте поршень, 18 займет среднее положение, а длина рычага демпфирующей траверсы 4 приобретет размер, гарантирующий проектную кинематику секции. По завершению передвижки гидрораспределитель 35 секции устанавливается в положение Распор, к напорной магистрали крепи подключаются поршневая полость гидростойки 3 и подпоршневое пространство 26 податливого элемента 1 3. Далее циклы повторяются.
Использование при растяжении и сжатии траверсы только поршневой полости гидроцилиндра позволяет значительно снизить габариты узла и металлоемкость секции, а подпитка рабочей полости в цикле передвижки секции позволяет установить проектный размер рычага, соответствующий наилучшей кинематике в последующем выемочном цикле.
Кроме того, регулирование нагрузок в равной степени при направлении
так как рабочая полость одна, приводит к уменьшению внедрения основания секции в породы почвы, а также к повышению производительности труда.
При реализации предлагаемой конструкции значительно снижается металлоемкость секции крепи, прежде всего это металлоемкость самой демпфирующей траверсы за счет того, что рабочая площадь определяется площадью поршня, в то время как в известных решениях она определяется разностью площадей поршня и штока; далее это металлоемкость всей секции, которая снижается за счет того, что усилия на ограждение и основание регулируются и значительно меньше, чем в нерегулируемых траверсах. Кроме того, повышается производительность крепления за счет того, что секции крепи из-за меньших усилий на основание более устойчивы, меньше внедряются в почву и меньше заштыбовываются, а это приводит к повышению скорости передвижки и распора . Формула изобретения
Секция механизированной крепи, включающая ограждение с козырьком и
основание, соединенные шарнирно прикрепленными гидростойкой с гидрозамком и имеющими проушины жестким рычагом и силовым гидроцилиндром, в гильзе которого соосно размещены поршень со штоком и дополнительный подвижный элемент, один торец которого установлен с возможностью взаимодействия с торцом штока, а другой выполнен с проушиной для соединения с ограждением, подвижно установленной в отверстии днища гильзы, имеющей радиальные ограничители на внутренней поверхности для взаимодействия с подвижными элементами, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости за счет уменьшения нагрузок на секцию и повышения надежности работы, проушина соединения гильзы с основанием выполнена с трубчатой направляющей, в которой коаксиально
7 I
Щиг1 „ ь,
J 77YSs .Sjr
Щ 26 17 18 16 /5 22 2J
Фиг. 3
5
0
размещен силовой дополнительный подвижный элемент, выполненный в виде плунжера, радиальные ограничители выполнены в виде фиксаторов, закрепленных в стенках трубчатой направляющей и установленных в продолговатых отверстиях, выполненных в гильзе гидроцилиндра, свободные концы которых размещены в продольных шлицах, выполненных на цилиндрической поверхности плунжера, контактирующий с последним конец штока выполнен с контактной площадкой с буртиком, при этом средняя часть плунжера выполнена с. заплечикам, контактирующими с. днищем гильзы, имеющим отверстие для выхода проушины, а поршневая полость цилиндра гидравлически соединена с поршневой полостью стойки и штоковон полостью домкрата передвижения с возможностью их раздельного подключения.
В
5
826
////// /т 2ЧЮ
Л 18 Щ № 19 75 23 22 20 Ф0аЈ
Напорная гидролиния
ишбнм гидЬалинця
16
73
