Стенд для испытания шахтных крепей Советский патент 1992 года по МПК E21D11/14 

Изобретение относится к горному делу, а именно к стендам для испытания шахтных крепей.

Известны стенды для комплексных испытаний шахтных крепей, общими признаками для которых является наличие подвижных и неподвижных силовых перекрытий с продольными и поперечными балками, между которыми размещены комплекты (секции) испытываемой крепи.

К недостаткам таких стендов кроме громоздкости, металлоемкости, неэффективности использбв ания производственной площади относится также и невозможность приложения к отдельным секциям крепи всех известных направлений нагрузок различной величины. Кроме того, на таких стендах невозможны проведение испытаний крепей с большой степенью податливости.

Известны стенды для испытания секций шахтных крепей, общими признаками которых является наличие охватывающих секций крепи пространственной опорной рамы, воспринимающей реакции нагрузок на крепь, создаваемые канатными системами или гидродомкратами. При всей громоздкости стендов они предназначены для испытания очень узких диапазонов размеров крепей. Кроме того, недостатками таких стендов является невозможность создания разнообразных по величине и направлению нагрузок на крепь.

Известен горизонтальный универсальный стенд, представляющий собой силовую анкерную плиту, на которой закреплены опорные траверсы, домкраты, испытываемая шахтная крепь. .

Стенд предназначен для испытания арочных крепей в широком диапазоне их размеров. Недостатком стенда является необходимость фиксации штоков силовых домкратов относительно испытываемой крепи и следовательно изменение схемы нагрузки на крепь по мере изменения ее размеров при работе в режиме податливости. Скачкообразное падение сопротивления крепи в режиме податливости приводит также к резким боковым нагрузкам на силовые домкраты и их разрушению.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является стенд для испытания моделей пневматических конструкций арочного типа, имеющий закрепленный на силовом полу замкнутую опорную раму с нагрузочными приспособлениями в виде домкратов. Создаваемые домкратами нагрузки передаются на силовую плиту, на которой смонтирована опорная рама. Недостатками прототипа следует считать узкий

диапазон размеров испытываемых крепей, кроме того, возможность исследования и испытания крепей, соответствующих форме опорной рамы стенда.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения испытания различных типоразмеров и форм крепей.

Предлагаемый стенд, включающий пли0 ту с установленной на ней опорной рамой с гидродомкратами и шарнирными упорами, снабжен закрепленными на опорной раме направляющими, с которыми соединены гидродомкраты, и каретками, установлен5 ными на направляющих с возможностью продольного перемещения и соединенными с шарнирными упорами, выполненными с опорными катками.

С целью снижения влияния сил трения

0 в системе стенд - испытываемая крепь, стенд снабжен подпружиненными планками, между которыми размещены опорные катки.

С целью упрощения установки испыты5 ваемых крепей различных типоразмеров и форм, каретки стенда снабжены консолями. С целью упрощения конструкции опорной рамы она выполнена из двух кольцевых частей.

0 Наряду с уменьшением затрат на его изготовление расширяется диапазон размеров и форм испытываемых крепей, улучшаетсявозможность установки регистрирующей аппаратуры и перевод ра5 боты стенда в автоматический режим регистрации нагрузок и напряжений.

На фиг.1 показан в плане стенд в горизонтальном исполнении с испытываемой арочной крепью; на фиг.2 - стенд в плане с

0 крепью трапециевидной формы; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - упор с подпружиненными планками.

Стенд для испытания шахтных крепей состоит из опорной рамы, выполненной из

5 двух круговых колец 1, 2 небольшого диаметра, закрепленных на силовом анкерном поле (плите) 3. Опорная рама для испытания незамкнутых крепей снабжена опорной траверсой 4, закрепленной над кольцами 1, 2.

0 Над этими же кольцами закреплены направляющие 6 с переставными опорами 7 для цилиндров 8 гидродомкратов и подвижными каретками 9, соединенными со штоками 10 гидродомкратов. На каретках установле5 ны шарнирно закрепленные упоры 11 с опорными катками 12, взаимодействующими с крепью 13 и 14, уложенной на консоли 15 шарнирных упоров 11, расположенные выше направляющих б таким образом, что крепь располагается в плоскости ;идродомкратов, которая проходит через центр опор траверсы 4.

Размещение опорных катков 12 между подпружиненными планками 16 обеспечивает их среднее расположение между огра- н,ичителями 17.

Такая конструкция стенда позволяет иметь очень небольшой размер колец 1, 2 опорной рамы, а концы направляющих 6 могут быть расположены у центра стенда, на расстоянии определенном их количеством и шириной. В то же время максимальный размер крепи может даже превышать размер кольца 2 опорной рамы стенда. Опоры 7 для цилиндров 8 могут переставляться в зависимости от величины хода поршней гидродомкратов. Траверса 4 может быть снята с колец опорной рамы при испытании замкнутых крепей, при этом необходимо увеличить число гидродомкратов или изменить размещение направляющих 6 на опорных кольцах 1, 2. которые соединяются между собой болтами.

Изменение положения направляющих 6 относительно колец 1, 2 опорной рамы необходимо также при испытании крепей различных форм, когда радиальное расположение направляющих будет нерационально.

Работа стенда, например, при испытании металлической податливой арочной крепи осуществляется следующим образом.

Согласно принятой схеме нагружения крепи устанавливается необходимое число направляющих 6 с гидродомкратами. Концы стоек крепи 13 устанавливаются в гнездах траверсы 4, а крепь укладывается на консоли 15 поворотных опор 11 кареток 9.

При подаче рабочей жидкости в цилиндры 8 гидродомкратов подвижные каретки 9 под действием штоков 10 гидродомкратов смещаются вдоль направляющих б стенда. При этом усилие, развиваемое гидродомкратами через шарнирную опору 11 и катки 12, передается на испытываемую крепь 13 по нормали в точке контакта. Боковые нагрузки при этом гасятся в системах каретки 9 - направляющие 6.

При работе испытываемой крепи 13 в податливом режиме форма ее, как правило, изменяется скачкообразно из-за изменения усилий в узелках податливости крепи до перехода работы крепи в жесткий режим, вплоть до полного разрушения.

По мере возрастания нагрузок на крепь 13 изменяется ее геометрическая форма еще до срабатывания узлов податливости.

При этом выбираются все люфты между направляющими 6 и каретками 9, поворачиваются шарнирные упоры 11, а опорные катки 12 смещаются в ту или иную стороны отно-- 5 сительно упоров 11 вместе с подпружинен- ными планками 16, не доходя до ограничителей 17.

При скачкообразном срабатывании узлов податливости теряется ча некоторое

0 время контакт между крепью 13 и катками 12, которые под действием пружин через планки 16 устанавливаются в нейтральное положение до восстановления контакта под действием домкратов.

5 На стенде могут последовательно испытываться крепи самых различных типоразмеров в пределах хода гидродомкратов при неподвижных опорах 7 для цилиндров или в пределах длины направляющих 6 при пере0 становке опор 7.

Изменение положения направляющих 6 относительно колец 1, 2 опорной рамы позволяет легко переходить к исследованию крепей различных форм. Размещение на5 правляющих для силовых гидродомкратов между плоскостью опорных колец и испытываемой крепью позволяет уменьшить размеры силовой опорной рамы и опорной анкерной плиты и в то же время испытывать

0 крепи различных форм и размеров. Формула изобретения

1.Стенд для испытания шахтных крепей, включающий плиту, установленную на ней опорную раму с гидродомкратами и

5 шарнирными упорами, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения испытания различных типоразмеров и форм крепей, он снабжен закрепленными на опорной раме

0 направляющими, с которыми соединены гидродомкраты, и каретками, установленными на направляющих с возможностью продольного перемещения и соединенными с шарнирными упорами, выполненными с

5 опорными катками.

2.Стенд по п.1, 9 гличающийся тем, что, с целью снижения влияния сил трения в системе стенд - испытываемая крепь, он снабжен подпружиненными план0 ками, между которыми размещены опорные кагки.

3.Стенд по п.1 .отличающийся тем, что, с целью упрощения установки испытываемых крепей различных типоразме5 ров и форм, каретки снабжены консолями.

4.Стенд по п.1, отличающийся тем, что опорная рама выполнена из двух кольцевых частей.

Фиг. 2

О

55

I

Ч

§

Е

СО

Я 12

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к средствам для определения несущей способности и крепи горных выработок. Сущность изобретения: стенд снабжен связанными с гидродомкратами направляющими 6 с каретками 9. Они соединены с шарнирными упорами 11, выполненными с опорными Катками. Последние размещены между планками, подпружиненными относительно ограничителей. Для установки испытываемых крепей различных типоразмеров и форм каретки 9 снабжены консолями. Опорная рама стенда выполнена из двух кольцевых частей 1, 2. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. в fe V4 00 Ю N3 00 N СО

Фиг. 4