Узел податливости металлической арочной крепи Советский патент 1992 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению горных выработок.

Известна металлическая арочная податливая крепь, включающая стойки и верхняк из спецпрофиля, соединенные между собой в узлах податливости металлическими хомутами с соединительной планкой, скобой с гайками, при этом хомуты развернуты на 180°, а соединительные t планки снабжены дополнительными профилированными планками с ребрами жесткости, входящими в зацепление с торцами стойки и верхняка.

Недостатком конструкции является сложность монтажа, поскольку при возведении крепи гайки одного из хомутов расположены со стороны горного массива.

Известна металлическая арочная податливая крепь, включающая стойки и верхняк из спецпрофиля в виде донца и двух боковых стенок, и соединенные между собой в узлах податливости металлическими хомутами с соединительной планкой, скобой с гайками, при этом на участке сопряжения стойки и верхняка между донцами расположено два вкладыша, каждый из которых снабжен ребром для зацепления, соответственно, с торцом стойки и с торцом верхняка, а на участке стыковки двух вкладышей выполнены клиновые участки с углами скоса во взаимно противоположных направлениях.

Недостатком известной крепи является сложность конструкции узла податливости, поскольку для обеспечения регулировки соы

СП

противления перемещению верхняка относительно стойки под действием внешней нагрузки требуется два вкладыша.

Кроме того, из-за ограниченного пространства между сопрягаемыми элементами верхняка и стойки наличие двух вкладышей при прочих равных условиях требует уменьшения поперечного сечения вкладышей, как минимум в два раза, а этом снижает несущую способность крепи в целом, f

Целью изобретения является упрощение конструкции при повышении несущей способности крепи.

Это достигается тем, что в узле податливости, включающем верхняк и стойки, соединяющиеся между собой металлическими хомутами С соединительными планками, скобами и гайками а на участке сопряжения стойки и верхняка между днищами спецпрофиля расположен вкладыш, взаимодействующий с торцом верхняка, вкладыш выполнен фигурным и состоит из двух участков - прямоугольного и клинового, к которым прикреплены ребра жесткости, при этом ребро жесткости, прикрепленное к клиновому участку, повернуто на 90° относительно продольной оси вкладыша с возможностью контакта с боковыми торцами стоек, причем прямоугольный участок расположен в месте сопряжения верхняка и стойки и по длине соответствует длине сопряжения спецпрофилей стойки и верхняка, а длина участка вкладыша клиновой части соответствует величине податливости.

На фиг.1 изображен узел податливости металлической арочной крепи; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг 3 - конструкция вкладыша в плане.

Узел податливости металлической арочной крепи состоит из стоек 1 и верхняка 2 из спецпрофиля Спецпрофиль имеет днище 3 и две боковые стенки 4. Стойки 1 и верхняк 2 соединены между собой металлическими хомутами с соединительными планками 5, скобами 6 и гайками 7. На участке сопряжения спецпрофилей стойки 1 и верхняка 2 между днищами 3 расположен вкладыш 8, взаимодействующий с торцом верхняка 2. Вкладыш 8 выполнен фигурным и состоит из прямоугольного участка 9 с ребром жесткости 10 и клинового участка 11 с ребром жесткости 12, повернутым на 90° относительно продольной оси вкладыша 8 с возможностью контакта с боковыми торцами стоек 2, и клиновых поверхностей 13.

Выбор геометрических параметров клинового участка вкладыша 8, обеспечивающих необходимое сопротивление узла податливости, пренебрегая усилием затягивания хомутов, в каждый момент определяется

N

:rCpSi+aCM 82 ,

где тср - предел прочности на срез, кПа;

Si - суммарная площадь среза, м2,1

0см предел прочности на смятие, кПа;

$2 суммарная площадь смятия, м . Длина прямоугольного участка 9 вкладыша 8 соответствует длине сопряжения спецпрофиля стойки 1 и верхняка 2, а длина участка вкладыша 8 с клиновой поверхностью 13 - величине конструктивной подат- тшвости кртепи.

Крепь работает следующим образом.

Нагрузка от горного давления передается на вкладыш 8 торцевой поверхностью верхняка 2 через ребро жесткости 10. Вкладыш 8, взаимодействуя клиновыми поверхностями 13 с боковыми стенками 4 спецпрофиля стойки 1, внедряется между днищами 3 на величину конструктивной податливости крепи до жестко посадки ребра жесткости 12 на торцевую поверхность стойки 1.

Использование изобретения повышает несущую способность металлической арочной крепи за счет использования в узле по- датливости вкладыша в виде фигурного клина, позволяющего регулировать конструктивную податливость крепи путем изменения клиновой части вкладыша.

Формула изобретения

Узел податливости металлической арочной крепи, включающий верхняк и стойки, соединяющиеся между собой металлическими хомутами с соединительными планками, скобами и гайками, а на участке сопряжения стойки и верхняка между днищами спецпрофиля расположен вкладыш, взаимодействующий с торцом верхняка, отличающийся тем, что, с целью

упрощения конструкции и повышения несущей способности крепи, вкладыш выполнен фигурным и состоит из двух участков прямоугольного и клинового, к которым прикреплены ребра жесткости соответственно, при

этом ребро жесткости, прикрепленное к клиновому участку, повернуто на 90° относительно продольной оси вкладыша с возможностью контакта с боковыми торцами стоек, а прямоугольный участок расположен

в месте сопряжения верхняка и стойки и по длине соответствует длине сопряжения спецпрофилей стойки и верхняка, а длина, участка вкладыша клиновой части соответствует величине податливости.

Использование: в горной промышленности, в частности при креплении горных выработок. Сущность изобретения: упрощение конструкции крепи при повышении ее несущей способности. Это достигается за счет использования вкладыша, размещаемого между донцами стоек и верхняка из спецпрофиля. Вкладыш выполнен фигурным и состоит из прямоугольной части с ребром жесткости и клиновой части с ребром жесткости, повернутый на 90° относительно ребра жесткости и клиновых поверхностей. Нагрузка от горного давления передается на вкладыш торцевой поверхностью верхняка через ребро жесткости. Вкладыш, взаимодействуя клиновыми поверхностями с боковыми стенками спецпрофиля стойки, внедряется между донцами на величину конструктивной податливости крепи до жесткой посадки ребра жесткости на торцевую поверхность стойки. 3 ил.

.l

1

t

QutJ

13