Узел податливости рамной крепи Советский патент 1981 года по МПК E21D11/14 

(54)УЗЕЛ ПОДАТЛИВОСТИ РАМНОЙ КРЕПИ

I

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к конструкциям крепей, и предназначено для использования в условиях динамических форм проявления горного давления и сейсмических нагрузок на крепь на предприятиях угольной, рудной и нерудной промышленности.

Известен узел податливости, включающий металлические стойку и сег,мент,стянутые фигурной плаикой,хомутом и металлическими клиньями flj.

Недостатком этого узла податливости является то, что он работает в режиме заданной нагрузки при постоянном сопротивлении. Поэтому при динамическом нагружении(например, при горном ударе) когда нагрузки намиого превышают несущую способность крепи, она резко оседает, в результате этого ослабляется несущая способность крепи и становится невозможным ее повторное использование.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является конструкция узла податливости рамной крепи, включакяцая скобу, охватывающую элементы крепи, соединенные внахлестKV планку, регулировочные гайки и внутренние упругие элементы .

Недостатком данного узла податливости является то, что он не приспособлен к условиям действия динаtoмических нагрузок. При воздействии ударной нагрузки на верхняк упругий элемент не получает дополнительных деформаций, и поэтому сопротивление крепи при ударе такое же, как

IS и при установке крепи и действии статических нагрузок.

Цель изобретения - повышение сопротивления рамной крепи, снижение осадок и предупреждения разрушения

20 металлических стоек при динамических нагрузках.

Поставленная цель достигается тем, что узел податливости рамной

крепи снабжен дополнительными упругими элементами, выполненньми в виде тарельчатых пружин с жесткостью на порядок ниже, чем у внутренних упругих элементов, и планками, причем дополнительные упругие элементы расположены между дополнительными планками на скобе с внешней стороны элемента крели.

На фиг. 1 изображен узел податливости, общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Узел податливости рамной крепи содержит сегмент 1 и стойку 2,.стянутые для обеспечения трения скобой 3 с помощью планки 4 и гаек 5. На скобе 3 с внутренней стороны стойки 2 между планкой 4 и гайкой 5 установлены внутренние тарельчатые пружины 6. Внешние тарельчатые пружины 7 устано лены на скобе 3 между планками 8 и 9 с внешней стороны сегмента I. Жесткость внешних пружин принята на порядок в 10 раз ниже, а их суммарная величина йрогиба (f у, в 3-4 раза вьш1е, чем внутренних пружин. Узел податливости работает следую щим образом. При установке крепи внешние пружи 7 сжимают гайкой 5 на величину уил, что обеспечивает сопротивление трения в узле податливости при заданных статических нагрузках. Когда последние достигнут начального усилия сжатия, крепь начинает работать в режиме заданной нагрузки - сегмент 1 проседает относительно стойки 2, а сопротивление крепи остается практически постоянным. При динамических нагрузках значительно превышающих действующие статические нагрузки, внутренние пружины 6, взаимосвязанны с сегментом 1 и стойкой 2, воспринимают избыточные нагрузки и сжимаются, под их воздействием на величину , а внешние пружины раздаются на эту же величину. При этом общее усилие сжатия пружины (Q) составляет Q-Q,-CQi-«V

где Q - усилие сжатия внутренних пружин при величине прогиба fy,;

Qy - усилие сжатия внешних пружин при величине прогиба ()-устлп1ле сжатия внешних пружин при величине прогиба ()В этот момент крепь работает в режиме взаимовлиянщей деформации. Сопротивление крепи возрастает соответственно избыточным нагрузкам за счет повышения усилия трения в узле податливости. Величина осадки сегмента 1 относительно стойки 2 резко уменьшается. Этим самым исключаются условия для разрушения элементов крепи. После удара пружины возвращаются в исходное положение и крепь продолжает работать в режиме задавной нагрузки. Формула изобретения Узел податливости рамной крепи, включающий скобу, обхватывающую элементы крепи, соединенные внахлестку, планку, регулировочные гайки и внутренние упругие элементы, о т л-ичающийся тем, что, с целью повышения сопротивления рамной крепи, снижения осадок и предупреждения разрушения металлических стоек при динамических нагрузках, он снабжен дополнительными упругими элементами, выполненными в виде тарельчатых пружин с жесткостью на порядок ниже, чем у внутренних упругих элементов, и планками, причем дополнительные упругие элементы расположены между дополнительными планками на скобе с внешней стороны элемента крепи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Урванцев В. П. и др. Опыт применения металлической крепи повышенной несущей способности в Никопольс-.крм бассейне, - Горный журнал, 1978, 9, с. 40-41. 2.Патент ФРГ 1152981, кл. 5 С 9/10, 1964 (прототип).