Рессорный верхняк индивидуальной крепи Советский патент 1992 года по МПК E21D11/14 E21D17/02 

1

(61) 1257195 (21)4801185/03 (22)11.03.90 (46) 23.09.92. Бюл. № 35

(71)Донецкий научно-исследовательский угольный институт

(72)Н.Ф.Гордиенко, С.А.Чалый, П.И.Катуль- ко и В.П.Цыкалов

(56)

Авторское свидетельство СССР № 1257195, кл. Е 21 D 17/02, 1986. (54) РЕССОРНЫЙ ВЕРХНЯК ИНДИВИДУАЛЬНОЙ КРЕПИ

(57) Использование: верхняк применяется для крепления очистных выработок s условиях тонких и весьма тонких пластов. Сущность: верхняк состоит из консолм 1 с верхней 2 и нижней 3 рессорами, задние участки которых изогнуты вверх с наклоном под острым углом аи жестко закреплены на опоре 5. образуя вместе наклонный участок 6, основной участок 4 консоли 1 выполнен наклонным и сопряжен с наклонным участком по дуге окружности, центральный угол которой равен острому углу наклона заднего участка относительно продольной плоскости основной части консоли 1, а дуга выполнена длиной не более двухкратной длины заднего наклонного участка. 1 п.ф-лы, 3 ил.

ч

о ы

Ч О

ю

Изобретение относится к области горного дела, а именно для крепления очистных выработок в условиях тонких и весьма тонких пластов 1.

Известен рессорный верхняк индивиду- альной крепи, включающий закрепленную задним наклонным участком на плоской опоре консоль, причем расположение заднего наклонного участка относительно продольной плоскости основной части кон- соли выполнено под острым углом.

Конструкция рессорного верхняка такого типа обеспечивает требуемое усилие прижатия консоли к кровле пласта при распоре стойки за счет ее упругой ребочей деформа- ции и исключает возможность его силового выброса в сторону при отсутствии жесткого крепления к стойке в процессе ее разгрузки и опускания.

Недостатком описанного рессорного верхняка является малый срок службы из-за концентрации напряжений кручения в зоне сопряжения заднего наклонного участка и основной части консоли при циклических ее нагружениях. вызывающей пластическую деформацию верхняка в этой зоне.

Целью изобретения является увеличение срока службы верхняка путем снижения напряжений кручения в зоне сопряжения заднего наклонного участка с основной час- тью консоли при циклических ее нагружениях.

Достигается это тем, что в рессорном верхняке индивидуальной крепи, включающем закрепленную задним наклонным уча- стком на плоской опоре консоль, причем расположение заднего наклонного участка относительно продольной плоскости основной части консоли выполнено под острым углом - на основной части консоли выпол- нен дополнительный наклонный участок, сопряженный с задним наклонным участком и основной частью консоли по дуге окружности, центральный угол которой выполнен равным острому углу наклона за- днего участка относительно продольной плоскости основной части консоли, а размер дуги выполнен по ее длине не более двухкратного размера длины заднего наклонного участка.

На фиг. 1 показан верхняк, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг,1; на фиг. 3 - положение верхняков в раме индивидуальной крепи после прижатия к кровле пласта и при навеске к нему вновь устанавливаемого верхняка.

Распорный верхняк индивидуальной крепи (фиг, 1 и 2) состоит из консоли 1, включающей верхнюю 2 и нижнюю 3 рессоры, задние участки которых изогнуты вверх с

наклоном под острым углом щ относительно продольной плоскости основной части А консоли 1 и жестко закреплены к плоской опоре 5, образуя вместе задний наклонный участок 6 с размером по длине Н. Плоская опора 5 снабжена фиксирующими пазами 7 для соединения верхняка с шипами головки стойки. Для соединения рессорных верхняков между собой в раме индивидуальной крепи передний конец консоли 1 снабжен V-образным крюком 8, а конец заднего наклонного участка 6 - вилкой 9,

На основной части 4 консоли выполнен дополнительный наклонный участок 10, сопряженный с задним наклонным участком 6 и передней чатсью 4 консолк по дуге h окружности, центральный угол Пг которой при различных значениях радиуса R этой дуги и, следовательно, при различных значениях ее длины la выполнен равным острому углу наклона заднего участка 6 относительно продольной плоскости основной части 4 консоли.

При рабочей длине U рессорного верхняка, определяемой шагом La установки гидравлических стоек в раме индивидуальной крепи (фиг.З), величина упругой рабочей деформации hi консоли 1 (стрела прогиба) зависит от длины дуги h окружности радиуса R и от угласт наклона заднего учатка 6: при увеличении 2 стрела прогиб,а hi уменьшается, при увеличении ссг стрела прогиба hi увеличивается. Для сохранения заданной величины стрелы прогиба hi консоли 1 некоторое уменьшение ее размера за счет увеличения длины дуги 2 можно компенсировать только увеличением угла а наклона заднего участка 6. Однако изменение угла а в сторону его увеличения ограничено требованиями надежного зацепления верхняка при угловых его перемещениях в процессе раздвижки и опускания стойки, когда глубина зацепления фиксирующих пазов 7 плоской опоры 5 с шипами головки стойки становится меньше допустимой с точки зрения появления возможности силового выброса верхняка в сторону энергией упруго деформированных рессор 2 и 3. Поэтому длина дуги 2 окружности с радиусом R определена с учетом сохранения заданного числового значения стрелы прогиба hi при допустимой величине а определяющего надежность зацепления фиксирующих пазов 7 плоской опоры 5 с шипами головки стойки в процессе угловых перемещений заднего наклонного участка 6 в периоды распора и опускания стойки. Учитывая необходимость строгого соблюдения существующей технологии крепления очистных

забоев индивидуальными крепями с возможным использованием двух типоразмеров рессорных верхняков ( 0,8 м; L2 1,0), длина дуги г окружности с радиусом R не должна превышать двухкратного раз- мера длины И заднего наклонного участка 6.

Процесс прижатия верхняка к кровле пласта осуществляется после установки стойки под плоскую опору 5 (фиг.З), фиксирующие пазы 7 которой входят в зацепле- ние с шипами головки стойки, а вилка 9 - с V-образным крюком 8. При этом нижняя поверхность опоры 5 располагается под острым углом относительно рабочей поверхности головки стойки. Прижатие вер- хняка к кровле пласта осуществляется в процессе распора стойки, когда верхний округлый участок вилки 9 и конец консоли 1 контактируют с кровлей пласта, а задний наклонный участок б совершает угловое пе- ремещение за счет упругой деформации участка рессор 2 и 3 на длине дуги 12. Причем заданные локальные напряжения изгиба и кручения на этом участке пропорциональны упругой деформации hz рессор 2 и 3.

В процессе опускания кровли пласта возможны случаи дополнительной упругой деформации рессор 2 и 3, и, следовательно, дополнительные нагрузки на консоль 1, способствующие перемещению ее конца за пределы стрелы прогиба hi и перераспределению напряжений по длине верхняка в пределах допустимых величин.

При разгрузке стойки по мере ее опускания потенциальная энергия упруго де- формированной консоли 1 расходуется на обратный поворот заднего участка 6, при этом переднтя ее часть 4 принимает первоначальную конфигурацию, когда округлый участок вилки 9 находится еще в контакте С кровлей пласта. Такой характер разгрузки верхняка предотвращает возможность его силового выброса в сторону энергией упруго деформированных рессор 2 и 3, что обес- печивает безопасные условия его применения, обусловленное также надежностью зацепления фиксирующих пазов 7 с шипами головки стойки при заданном угле а наклона заднего участка относительно

продольной плоскости основной части 4 консоли и рабочей поверхности головки стойки.

После переустановки верхняка по мере подвижения угольного забоя цикл его нагру- жения повторяется, равно как и последующий цикл его разгрузки. Циклический характер работы рессорного верхняка предопределяет требуемую степень выносливости рессор 2 и 3 на заданной длине г дуги окружности с радиусом R, повышение их служебных качеств и увеличение срока службы рессорного верхняка в целом.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Выполнение на основной части консоли дополнительного наклонного участка, сопряженного с задним наклонным участком и основной частью консоли по дуге окружности, центральный угол которой выполнен равным острому углу наклона заднего участка относительно продольной плоскости основной части консоли, а также выполнение размера дуги по ее длине не более двухкратного размера длины заднего наклонного участка, позволяют устранить концентрацию напряжений на локальном участке изгиба, повысить степень выносливости рессор при циклических их нагружениях, что в конечном результате позволяет достигнуть повышения служебных качеств верхняка и увеличения срока его службы.

Формула изобретения

Рессорный верхняк индивидуальной крепи по звт св. № 1257195. отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы верхняка путем снижения напряжений кручения в зоне сопряжения заднего наклонного участка с основной частью консоли, на основной части консоли выполнен дополнительный наклонный участок, сопряженный с задним наклонным участком и основной частью консоли по дуге окружности, центральный угол которой равен острому углу наклона заднего участка относительно продольной плоскости основной части консоли, при этом дуга выполнена длиной не более двухкратной длины заднего наклонного участка.

Редактор

Техред М.Моргеитал

Заказ 3439ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

&

Фиё.1

Корректор М .Андрушенко