Амортизатор стоек шахтной крепи Советский патент 1982 года по МПК E21D15/46 

(54) АМОРТИЗАТОР СТОЕК ШАХТНОЙ КРЕПИ

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к креплению очистных выработок механизированными крепями.

Известен амортизатор для стоек с упругими кольцами, установленными с натягом в зазоре между стойкой и стаканом, закреплейным на основании секции крепи. Кольцо снабжено секторообразными накладками со стяжными элементами, позволяющими регулировать положение стойки 1.

Однако известный амортизатор шахтной стойки не обладает необходимой эксплуатационной надежностью, так как низкая величина начального восстанавливающего момента не позволяет перемещать секцию крепи без отрыва о кровли, а также не обеспечивает устойчивости секции крепи на пластах крутого падения, на которых наклон стоек обусловлен действием сил тяжести верхнего перекрытия секции и стоек. Низкая величина начального восстанавливающего момента является следствием механических характеристик резины и конструктивных особенностей данного амортизатора, у которого, вследствие того, что упругий элемент представляет собой кольцо и установлен с предварительным натягом, любому воздействующему на стойку участку кольца противодействует такой же участок этого же кольца. Другими недостатками известного амортизатора шахтной стойки являются его малая долговечность, определяемая периодом старения материала упругого элементарезины, и возникновение на стойках при их максимальном наклоне значительных изгибающих моментов.

Наиболее близким к предлагаемому тех,Q ническим решением является амортизатор стоек шахтной крепи, содержащий стакан, закрепленный на поддерживающей плите секции крепи, и опору, размещенную в стакане с возможностью продольного перемещения, пружинный и опорные элементы, установленные в опоре 2. .

Однако указанное устройство характеризуется недостаточной эксплуатационной надежностью, невозможностью изменения силовой характеристики устройства в процес2Q се эксплуатации.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности амортизатора.

Цель достигается тем, что опора выполнена с расположенными по радиусу аксиальными гнездами, в которых с одного конца установлены с возможностью контактирования с поддерживающей плитой опорные элементы в виде цилиндрических стержней, и имеет регулировочные винты, установленные в противоположном конце каждого гнезда, при этом пружинные элементы выполнены из объемно-плетеных спрессованных металлических проволочных спиралей и размещены в гнездах между цилиндрическим стержнем и регулировочным винтом. На фиг. 1 изображен амортизатор стоек шахтной крепи, разрез; на фиг. 2 - схема устройства, в разгрузочном состоянии; на фиг. 3 - то же, в нагруженном состоянии; на фиг. 4 - то же, в момент разгрузки или передвижки. Амортизатор шахтной стойки содержит опору 1, стакан 2, упругие элементы 3, опорHi ie цилиндрические стержни 4, регулировочные винты 5. Опора i и стакан 2 снабжены буртиками 6 и 7. Поддерживающая плита 8 является основанием или перекрытием секции крепи. Опора 1 представляет собой цилиндр с гнездом для етойки 9 и расположенными по радиусу аксиальными гнездами под упругие элементы 3. Буртик 6 опоры 1 по боковой поверхности выполнен сферическим. Упругие элементы 3 изготовлены из объемно-плетеной спрессованной проволочной спирали и установлены с натягом в аксиальных отверстиях опоры 1 между регулировочны.ми винтами 5 и стержнями 4, упирающимися в плиту 8 основания секции крепи. Стакан 2 зафиксирован на поддерживаюП1ей плите 8 при помощи болтов. Иа фиг. 2, 3 и 4 представлены схе.мы, иллюетрирующие работу а.мортизатора. На них показаны опора 1, стакан 2, упругие элементы 3, стойка 9, плита основания 8; Р -- сила реакции кровли при распоре стойравнодействующая сил, с которыми действуют на опору предварительно натянутые упругие элементы; R и R2 - силы воздействия упругих элементов на опору; F - сила, наклоняющая стойку (силы сопротивления при передвижке секции, вес верхнего перекрытия и др.); l и 3- плечи сил RI и R,; N центр поворота опоры. Амортизатор шахтной стойки работает следующи.м образом. Случай 1 (фиг. 2). Секция находится в разгруженном состоянии с оторванным от кровли верхним перекрытием или пере.мещается с подпором. При этом Р , а суммарный момент сил Р и F меньше момента силы Р„р . Такое соотнощение силовых факторов достигается соответствующим выбором РПР . В этом случае опора 1 прижата упругими элементами 3 к буртику стакана 2 и копирует его положение, т. е. зани.мает положение, предусмотренное конструкцией крепи. Сялучай 2 (фиг. 3). Секция находится в нагруженном состоянии. Стойки развивают максимальное усилие. При этом Р Ррр. В xiaHHOM случае под действием силы Р упругие элементы сжимаются, и контакт между опорой и стаканом нарущается. Действие сил F и Р уравновещивается силами RJ и Rj, которые и создают восстанавливающий момент относительно центра N поворота, лежащего вблизи (влияние нелинейности характеристик упругих элементов) геометрического центра опоры. Величина восстанавливающего момента Mg определяется разностью моментов сил R2 и Ri MB R2-E2-RfEt. При углах наклона стойки, близких к нулю, вследствие равенства деформаций упругих элементов практически выполняются следующие соотношения: RI R2 и tj 2 следовательно Mg 0. Случай 3 (фиг. 4). Осуществляется разгрузка или передвижка секций крепи при повышенных силах сопротивления F. При этом Р Р, пр Опора 1 занимает положение, показанное на фиг. 4, при котором возникает только одна точка N контакта опоры со стакано.м, которая является центром поворота. Момент относительно точки N, создаваемый силами RI и RJ, является восстанавливающим и равен су.мме моментов этих сил MB R,-fi + R2-f2 Таким образом, амортизатор, шахтной стойки работает в трех режимах: в запертом состоянии (случай 1); в режиме пониженного восстанавливающего момента (случай 2); в режиме повыщенного восстанавливающего момента (случай 3). Наличие трех режимов работы амортизатора позволяет осуществлять передвижку секции крепи без отрыва верхнего перекрытия от кровли (с подпором), разгрузить стойку от больших изгибающих мо.ментов при относительном смещении боковых пород в стадии полной загрузки секции, а также создать повышенный восстанавливающий момент при разгрузке секции, который обеспечит принудительное активное восстановление стоек в исходное положение даже при наличии сил сопротивления. Введение в конструкцию амортизатора регулировочных винтов 5 позволяет с их помощью при необходимости изменить силовую характеристику устройства в процессе эксплуатации. Использование для изготовления упругих элементов упруго-пластического материала, которым является объемно-плетеная спрессованная проволочная спираль, обеспечивает их высокую технологичность, обусловленную следующими факторами: простотой конструкции пресс-формы. Как правило, пресс-формы представляют собой втулку с двумя стержнями; применением стандартного оборудования (станка для навивки спирали, пресса и др); дешевизной исходного материала - проволоки. Для изготовления упругих элементов возможно использование некондиции и определенного вида брака, которые на сталепроволочных заводах идут на переплавку; упругие элементы после прессования не требуют дополнительной механической и термической обработки. Таким образом, амортизатор стоек шахтной крепи конструкции обладает повышенной эксплуатационной надежностью. Формула изобретения Амортизатор стоек шахтной крепи, содержаш,ий стакан, закрепленный на поддерживающей плите секции крепи, и опору, размешенную в стакане с возможностью продольного перемецдения, пружинные и опорные элементы, установленные в опоре, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности амортизатора, опора выполнена с расположенными по радиусу аксиальными гнездами, в которых с одного конца установлены с возможностью контактирования с поддерживающей плитой опорные элементы в виде цилиндрических стержней, и имеет регулировочные винты, установленные в противоположном конце каждого гнезда, при этом пружинные элементы выполнены из объемно-плетеных спрессованных металлических проволочных спиралей и размещены в гнездах между цилиндрическим стержнем и регулировочным винтом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 312052, кл. Е 21 D 15/46, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 700656, кл. Е 21 D 15/44, 1975 (прототип).