Секция щитовой механизированной крепи Советский патент 1992 года по МПК E21D23/04 

на перекрытии, установленным в вертикальных направляющих коробчатого сечения, которые закреплены на основании и выполнены с вертикальным пазом 13 для размещения ограничителя 14 хода. Несущий элемент связан с П 6 П-образными скобами 23, установленными под заплечиками П 6 по внутреннему периметру вертикальных направляющих с расположением их полок параллельно внешним несущим элементам. Конец П б имеет форму нажимного клина 18, установленного с возможностью взаимодействия со скользунами 19, верхние поверхности которых расположены параллельно

поверхностям нажимного клина 18, а их нижние поверхности связаны с упругим элементом 22 через подвижную опору 21 и наклонена к оси несущих элементов и клиновидных пластин 25. Плоские элементы 26 трения закреплены нижней частью в окнах 27 вертикальных направляющих кронштейна. Дальние от центральной оси вертикальных направляющих плоскости клиновидной пластины 25 и скобы параллельны этой оси, а ближние образуют с ней острый угол. Возврат П 6 в исходное положение осуществляется за счет энергии упругого элемента 22, 6 ил.

Изобретение относится к щитовым механизированным крепям очистного забоя. Цель изобретения - повышение надежности работы крепи при внезапном обрушении кровли. Секция крепи включает перекрытие 3 с козырьком, которое шарнирно связано с основанием 10 в забойной части гидростойкой, а в завальной- ползуном(П)6 демпферного устройства, шарнирно закрепленным

Изобретение относится к подземным способам добычи полезных ископаемых и предназначено для крепления очистных забоев угольных шахт щитовыми механизированными крепями.

Цель изобретения - повышение надежности работы секции при внезапном обрушении кровли.

Секция щитовой механизированной крепи включает перекрытие с козырьком, шарнирно связанное с основанием посредством гидростойки, расположенной в забойной части, и ползуна демпферного устройства, расположенного в завальной части. Ползун демпферного устройства установлен в вертикальных направляющих, закрепленных на основании, и имеет вертикальный паз, в котором размещен ограничи- тель хода. Ползун, заканчивающийся нажимным клином, выполнен с заплечиками и связан с несущим элементом посредством П-образных скоб, установленных под заплечиками по внутреннему периметру вертикальных направляющих с окнами, и скользунов. Верхние поверхности скользу- нов параллельны поверхностям нажимного клина, а нижние связаны с упругим элементом посредством подвижной опоры и наклонены к оси несущих элементов. Между скользунами и П-образными пластинами расположены клиновидные пластины с плоскими элементами трения, закрепленные нижней частью в окнах вертикальных направляющих кронштейна. Дальние от центральной оси вертикальных направляющих плоскости клиновидной пластины и скобы параллельны этой оси, а ближние образуют с ней острый угол, что позволяет перемещающуюся от резкой осадки кровли ползуну

раздвигать вертикальные направляющие, причем сопротивление движению ползуна возрастает интенсивнее, чем пройденный им путь. Возврат ползуна в исходное

положение происходит за счет накопленной упругим элементом энергии, освобождающейся по мере снижения динамической нагрузки на крепь и во время передвижки секции.

На фиг.1 изображена секция щитовой крепи, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - поглощающий аппарат; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.З; на фиг.6 - геометрия

механизма и схема действующих сил.

Секция щитовой механизированной крепи содержит козырек 1, закрепленный посредством цилиндрического пальца 2 на консольной части перекрытия 3. Перекрытие 3, выполненное в виде жесткой металлической конструкции, опирающейся в забойной части на гидростойку 4, в завальной части посредством цилиндрического шарнира 5 соединено с ползуном 6 демпферного устройства. Неподвижная часть кронштейна 7 жестко закреплена за внешние несущие элементы 8 посредством ребер 9 к основанию 10 секции крепи. Внешние несущие элементы 8 расположены таким образом, что образуют вместе с внутренними несущими элементами 11 вертикальные направляющие 12 коробчатого сечения.

В боковых стенках вертикальных направляющих 12 выполнены соосные сквозные отверстия. На одной оси с ними в

подвижных частях кронштейна 7 выполнены соосные сквозные пазы 13 с вертикаль- ,

ным расположением направляющих. В пазы

вставлены цилиндрические ограничительные пальцы 14 с односторонней цилиндрической головкой 15, длина которых больше ширины вертикальных направляющих 12. Количество вертикальных направляющих 12 зависит от проектной несущей способности секции крепи.

На внешней боковой поверхности внутреннего несущего элемента 11 соосно с пальцем 14 закреплен отрезок трубы 16, внутренний диаметр которой больше на- ружного диаметра цилиндрической головки 15 пальца 14 на величину зазора, позволяющего вставить палец с головкой без трения. В стенках отрезка трубы 16 выполнены со- осные отверстия, в которые вставлены сто- порные элементы 17, например шплинты.

В нижней части ползуна 6 выполнен нажимной клин 18, которым ползун опирается на скользуны 19. Верхние поверхности скользунов 19 выполнены параллельными нижним поверхностям нажимного клина 18 с возможностью их взаимодействия и наклонены к оси несущих элементов на острый угол. Дальние от центральной оси вертикальных направляющих 12 плоскости скользунов 19 наклонены к этой оси на острый угол, величину которого выбирают исходя из условия требуемой податливости демпферного устройства.

В нижней части скользунов 19 выпол- нено опорное гнездо, плоская опорная поверхность 20 которого наклонена к центральной оси вертикальных направляющих 12 на тупой угол, С плоскостью 20 скользуна 19 взаимодействует подвижная опора 21. Поджатиеопоры 21 осуществлено посредством упругого элемента 22, например пружины или силового гидроцилиндра, опирающихся на основание 10.

По внутреннему периметру вертикаль- ных направляющих 12 коробчатого сечения расположены две П-образные скобы 23, прижатые плоскими частями по внутреннему периметру вертикальных направляющих. Между полками скоб 23 и удаленными от центральной оси вертикальных- направляющих 12 плоскостями скользунов 19 образованы полости 24. В полостях 24 размещены неподвижные клиновидные пластины 25. Дальняя от центральной оси плоскость клиновидной пластины 25 параллельна ей, а ближняя наклонена на тот же угол, что и внешняя плоскость скользуна 19. На боковых плоскостях неподвижной клиновидной пластины 25 закреплены плоские элементы 26 трения, например металлоке- рамические. Элементы 26 трения вставлены в ниши неподвижных пластин 25 и закреплены посредством винтов или сварки по контуру/Неподвижные пластины 25 закреплены нижней частью в окне 27, выполненном во внешнем несущем элементе 8. В стенках П-образных скоб 23 выполнены несквозные ниши 28, в которые входят без трения приливы 29 опоры 21. Координаты -ниш и приливов выбраны таким, чтобы между заплечиками ползуна 6 и скобами 23 оставался зазор.

Секция механизированной крепи работает следующим образом.

В цикле поддержания кровли опускающаяся толща пород воздействует на козырек 1 секции или непосредственно на перекрытие 3, вызывая его изгиб. Нагрузка от козырька 1, передаваемая через цилиндрический палец 2, и непосредственно приложенная к перекрытию 3, распределяется в зависимости от условий контактирования между гидростойкой 4 и кронштейном 7. Поскольку соединение перекрытия 3 и ползуна 6 осуществляется посредством цилиндрического шарнира 5, нагрузка на кронштейн 7 передается в виде сосредоточенной силы, одна составляющая которой направлена вдоль продольной оси кронштейна 7, а вторая перпендикулярна ей, Со- ставляющая силы, перпендикулярная вертикальной оси кронштейна 7, передается от ползуна 6 непосредственно на внешние несущие элементы 8, а такжэ от площадок контактирования ползуна 6 со скользунами 19 через клиновидную неподвижную пластину 25 на скобу 23 и далее на внешний несущий элемент 8, вызывая его поперечный изгиб. При изгибе внешний несущий элемент 8 накапливает потенциальную энергию за счет упругой деформации. Составляющая нагрузки вдоль вертикальной оси кронштейна 7 от смещающегося вниз ползуна б передается на нажимной клин 18. По мере передвижения вниз нажимной клин 18 давит на скользуны 19, создавая на контакте с ними раздвигающее усилие. Поскольку угол наклона верхней площадки скользунов больше угла наклона нижней и обе площадки выполнены из одного материала, сдвигающая составляющая на верхней площадке всегда больше, чем на нижней, что предотвращает заклинивание скользунов. Раздвигающее усилие на плоской опорной поверхности 20 прижимает скользуны 19 к неподвижным клиновидным пластинам 25 с элементами 26 трения. Так как клиновидная пластина 25 не закреплена от поворота, своей второй плоской стороной с элементами 26 трения она прижимается к неподвижным скобам 23, оставаясь в полости 24. Смещению клиновидной пластины 25 вниз препятствует прилив в нижней части, входящий с зазором в окно 27.

По мере опускания кровли и увеличения нагрузки скользуны 19 создают все большее прижимное усилие неподвижной клиновидной пластины 25 к подвижной скобе 23, увеличивая силу трения между этими элементами. Увеличение силы трения приводит к тому, что ползун 6, смещаясь вниз, встречает нарастающее сопротивление демпферного устройства и продольное усилие плавно передается на стенки вертикальных направляющих 12 и основание 10. Угол ft подбирают таким образом, чтобы при предполагаемых значениях статической нагрузки просадка ползуна 6 была меньше зазора между нижней опорной поверхностью заплечиков ползуна 6 и П-об- разными скобами 23.

При резких осадках кровли работа демпферного устройства в начальной стадии происходит так же, как и при ее плавном опускании. Но поскольку величина динамических нагрузок значительно превышает величину статических,указанный зазор закрывается и заплечики ползуна 6 входят в контакт со скобами 23. Поскольку скоба 23 зажата между правым (по фиг.З) металло- керамическим элементом 26 и внешним несущим элементом 8, на обеих ее рабочих плоскостях имеются силы трения, для преодоления которых требуется дополнительная сила, направленная вдоль оси кронштейна 7. Поэтому сопротивление перемещению ползуна б значительно возрастает, что приводит к гашению динамической нагрузки..

В цикле передвижки секций крепи давление кровли на перекрытие 3 значительно снижается. Упругий элемент 22, накопивший потенциальную энергию при сжатии, стремится разжаться, воздействуя на опору 21. Последняя приподнимает скользуны 19 и скобы 23, так как приливы 29 опоры 21 воздействуют на потолочину ниши 28, выполненной в стенках скоб 23. При этом к моменту касания приливами 29 потолочины ниши 28 заплечики ползуна б оказываются приподнятыми над скобами 23 на прежнюю величину. Лодъем скользунов 19 и скоб 23 происходит до тех пор, пока система не придет в равновесное состояние.

При действии составляющих нагрузок от кровли вдоль лавы они воспринимаются ползуном б (для чего ему придают соответствующую боковую жесткость) и передаются через внутренние несущие элементы 11 на основание 10.

Величина хода демпферного устройства ограничивается размерами вертикального паза 13 во внутренних несущих элементах

удерживаемым в отверстиях трубы 16.

Таким образом, применение элементов трения, закрепленных на боковых поверхностях клинообразных пластин, позволяет увеличить нагрузку на крепь, что повышает

ее надежность. Гашение динамических нагрузок за счет трения элементов друг о друга вызывает только износовые деформации элементов и при выходе их из строя не происходит разрушения конструкций, в том

числе и опасного (за счет роста усталостных трещин), что также повышает надежность крепи.

Формула изобретения

Секция щитовой механизированной крепи, включающая перекрытие с козырьком, которое шарнирно связано с основанием в забойной части гидростойкой, а в завальной части - демпферным устройством, содержащим ползун, шарнирно закрепленный на перекрытии и установленный с возможностью перемещения в вертикальных направляющих коробчатого сечения, внутренние и внешние элементы

которых закреплены на основании, упругий элемент, установленный на основании и связанный с ползуном, и ограничитель хода, установленный в вертикальном пазу ползуна, отличающаяся тем, что, с целью

повышения надежности ее работы при внезапном обрушении кровли, ползун выполнен с заплечиками и нажимным клином на конце и связан с несущим элементом посредством П-образных скоб, установленных

под заплечиками ползуна по внутреннему периметру вертикальных направляющих с расположением их полок параллельно внешним несущим элементам, выполненным с окнами, скользунов, верхние поверхности которых расположены параллельно поверхностям нажимного клина с возможностью их взаимодействия, а нижние поверхности скользунов связаны с упругим элементом посредством подвижной опоры

и наклонены к оси несущих элементов и клиновидных пластин с плоскими элементами трения, закрепленных нижней частью в окнах внешних несущих элементов и установленных между скользунами и П-образ- ными пластинами, при этом дальние от

центральной оси вертикальных направляю- скобы параллельны этой оси, а ближние к щих плоскости клинообразной пластины и ней находятся под острым углом.

А-А

Фиг. S