Устройство для имитации нагрузки на рамную крепь Советский патент 1992 года по МПК E21D17/00 

(Л

с

Использование: в конструкциях стендов для испытания рамной крепи. Сущность изобретения: устройство включает силовой домкрат и направляющую с вертикальными и горизонтальными полками. Силовой домкрат снабжен перемещающейся по направ- ляющей кареткой с вертикальными и горизонтальными роликами. Каретка шар- нирно связана со штоком гидродомкрата через траверсу, котооая снабжена вертикальными роликами, передающими нагрузку. 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к шахтному строительству, и может быть использовано при испытаниях шахтной рамной крепи горизонтальных, вертикальных и наклонных выработок замкнутого и незамкнутого типов.

Известен стенд для испытаний шахтной крепи, включающий железобетонный блок с опорными кольцами, автономно управляемые силовые домкраты с шаровыми опорами, расположенными ярусами по периметру блока и укрепленными к опорным кольцам и подушкам, взаимодействующим с крепью.

Известен стенд для испытания шахтных крепей, включающий корпус с рабочей камерой и размещенной в ней испытуемой крепью, силовые элементы со штоками и датчиками измерения нагрузки, контактирующие с крепью, верхнюю и нижнюю крышки, соединенные стяжками.

Недостатком известных технических решений является низкая надежность полученных показателей при проведении испытаний за счет того, что при нагружении крепи не обеспечивается ее имитация горным давлением. Это связано прежде всего с возникающими погрешностями из-за трения в контактирующих поверхностях крепи и стенда. Кроме того, конструкции рассчитаны на испытания замкнутых (кольцевых) крепей, что значительно сокращает типы крепей (невозможно проводить исследования на рамных незамкнутых крепях).

Так же известен стенд конструкции Куз- НИИшахтостроя для испытаний крепей по определению несущей способности металлической арочной крепи, включающий замкнутую неразрезную металлическую раму с жестко закрепленными домкратами, и опорные плиты, соединенные шарнирно со штоками домкратов, причем между плитами и

V| XI

О СО

го ы

ы

крепью размещены прокладки, и приборы регистрации смещений.

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату является стенд дня испытания гидравлических домкратов и стоек, включающий станину, перемещающуюся по ее направляющим траверсу, нагружающие домкраты, буферное устройство, испытуемый гидродомкрат (стойку), соединенный одним концом с траверсой, а другими с буферным устройством, перемещающимся по направляющим станины и соединенным с последней посредством пазов и ригелей, пальцы которых входят в спиралевидные пазы, двухстороннего поворотного кулачка, с рукоятью, винтовую пару, гайка которой закреплена снизу буферного устройства, а винт с рукоятью установлен с торца станины.

Если этот стенд использовать для испытаний рамных крепей, то будут иметь место те же недостатки, что и в выше упомянутых стендах.

Цель изобретения - повышение достоверности проведения испытаний при имитации воздействия нагрузки на крепь.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для имитации нагрузки на рамную крепь, включающее силовой домкрат, выполненный с возможностью зацепления на жесткой раме (основании), и направляющую с противоположными вертикальными и горизонтальными полками, направляющей кареткой, выполненной с вертикальными рамками, установленными на противоположные горизонтальные поверхности полок направляющих, и горизонтальными роликами, установленными на противоположные боковые вертикальные поверхности попок, при этом каретка шарнирно связана со штоком гидродомкрата посредством траверсы, которая снабжена вертикальными рамками для передачи нагрузки.

Такое выполнение устройства для имитации нагрузки на рамную крепь позволит при испытаниях крепей повысить точность их проведения за счетснижения для трения, возникающих между стендом и крепью.

Указанными свойствами, обусловленными отличительными признаками технического решения, не обладают известные технические решения, что- позволяет считать данное решение обладающим существенными отличиями. Кроме того, подобная взаимосвязь отличительных признаков, заключающаяся в повышении точности испытаний за счет предложенного конструктивного выполнения, и позволяющая достичь поставленной цели, в известных технических решениях не обнаружены,

поэтому предлагаемое техническое решение отвечает критериям новизны и существенные отличия.

На фиг.1 представлен общий вид устройства (вид сверху); на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство для испытаний нагрузки на рамную крепь состоит из жесткой рамы (осноеания) 1, представляющего собой цельнометаллический корпус в виде круга с закрепленными на нем опорной балкой 2 и радиально расположенными направляющими 3 (фиг.1). Над каждой направляющей 3

установлен силовой распорный элемент - например гидродомкрат 4. Шток 5 гидрр- домкрата 4 соединен с направляющей 3 посредством траверс 6 и каретки 7. Каждая каретка 7 выполнена из П-обрэзного профиля, на вертикальных образующих которого с внутренней стороны закреплены рамки 8, а на горизонтальной установлены ролики 9 (фиг.2), Ролики 8 и 9 расположены соответственно на осях 10 и 11 (фиг.З). В свою

очередь каждая направляющая 3, закрепленная на основании 1, имеет рабочую поверхность 12, на которую опираются ролики 8 и 9 с возможностью перемещения по поверхности 12. Каждая траверса 6 штока 5

гидродомкрата 4 на своих концах имеет упорные вертикальные ролики 13, установленные на осях 14, При этом через траверсы 6 пропущена втулка 15, установленная вертикально и входящая в отверстие 16, выполненное в каретке 7, Таким образом соединение гидродомкрата 4 с направляющей 3 выполнено в виде связи: шток 5 гидродомкрата 4 - втулка 15 траверс 6 - отверстие 16 в каретке 7 (отверстие 16 выполнено в горизонтальной образующей каретки 7) - ролики 8 и 9 каретки 7, охватывающие рабочую поверхность 12 направляющей 3.

Кроме того, между роликами 13, закрепленными на траверсах 6, установлен на оси 17 опорный ролик 18. Ось 17 ролика 18 закреплена на каретке 7 и размещена перпен- дикулярно осям 14 роликов 13. Для предотвращения бокового смещения каретки 7 при ее перемещении по направляющей 3 каретка имеет дополнительные ролики 19, обкатывающие торцы рабочей поверхности 12 направляющей 3,

На основании 1 устройства для имитации нагрузок на рамную крепь закреплены прижимные балки 20. Для регулирования подачи гидродомкратов 4 устройство имеет маслостанцию 21 с пультом управления и регистрации параметров 22.

Испытываемая крепь 23 устанавливается (укладывается) на ролики 18 и обжимается вертикальными роликами 13,

Устройство для имитации нагрузки на рамную крепь работает следующим обра- зом.

При испытании на устройстве незамкнутой крепи 23 на основании 1 закрепляют опорную балку 2, на которую опираются стойки испытываемой крепи 23. Над крепью 23 к основанию 1 закрепляют прижимные балки 20, крепь 23 при этом предварительно уложена на ролики 18 кареток 7. Прижимные балки 20 ограничивают перемещения крепи 24 вверх при действии на нее нагруз- ки. С пульта управления и регистрации параметров 22 включают маслостанцию 21, соединенную с гидродомкратами 4. Последние выдвигают штоки 5, Штоки 5, соединенные через траверсы б, перемещают каретки 7 по направляющим 3. При этом ролики 8 и 9 каретки 7 обкатывают рабочую поверхность 12 направляющей 3, а дополнительные ролики 19 - ее торцы. То есть, каретки 7 перемещаются по направляющим 3 до упора вертикальных роликов 13 с крепью 23.

При дальнейшем нагружении крепи 23 из-за роликов 8 и 9 снижаются силы трения между каретками 7 и направляющими 3. Одновременно упорные вертикальные ролики 13, закрепленные на траверсах 6, и опорные ролики 18, закрепленные на каретках 7 и на которых уложена крепь 23, снимают силы трения между каретками 7 и крепью 23. То есть, повышается точность снятия параметров за счет снижения погрешностей, связанных с влиянием сил трения.

Регистрацию параметров по нагрузке и перемещению осуществляется датчиками давления и датчиками перемещения, расположенными на каретках 7 (датчики условно не показаны). Электрический сигнал с них поступает на осцилографы и обрабатывается мини-ЭВМ. Управление стендом осуще- ствляют с пульта управления и регистрации

параметров 22. Давление в системе гидродомкратов л обеспечивается маслостан- цией 21. Положение гидродомкратов 4 выбирается исходя из того, чтобы податливость крепи 23 обеспечивалась ходом штоков 5, а их количество - исходя из схемы нагружения крепи 23. Последняя нагружается по схеме, предусмотренной методикой испытания. В процессе испытания контролируют значение усилий гидродомкратов, снимают показания с датчиков давления и перемещений.

После окончания испытаний снимают давление в гидросистеме, отключают масло- станцию и демонтируют крепь. Для испытания замкнутых, кольцевых крепей порядок выполнения работ аналогичен, но без установки опорной балки 2.

Предположенное техническое решение по сравнению с прототипом обеспечивает необходимую достоверность испытаний при имитации воздействия нагрузки на крепь. Устройство для имитации нагрузки на рамную крепь разработано на стадии Т.Э.О.

Формула изобретения

Устройство для имитации нагрузки на рамную крепь, включающее силовой домкрат, связанный с траверсой и установленный на жесткой раме, и направляющую с противоположными вертикальными и горизонтальными полками, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов стендовых испытаний, домкрат снабжен установленной с возможностью перемещения направляющей кареткой, выполненной с вертикальными роликами, установленными на противоположные горизонтальные поверхности полок направляющих, и горизонтальными роликами, установленными на противоположные боковые вертикальные поверхности полок, при этом каретка шарнирно связана со штоком гидродомкрата с помощью траверсы, которая снабжена вертикальными роликами для передачи нагрузки.

4

fc - v VV VA VVVVVV VVVVVX V XVXVVVV-VVVVVVVXXV-V 1

1--Y

8

19

Я Фаг1

7

Фиа 2

фие.З