Желобчатый профиль

3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ(71) Научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) В.П,Макаров, И,Б,Ильина, 1 О,А,Белоглазое, В,Я,Мининберг, В,Г,Лисичкин и И,В.Крылов(56) Гелескул М,НКаретников В.Н, Споавочник по креплению капитальных и подготовител ьн ых горных выработок. - М.: Недра 1982, с, 27, рис,2. 1 .Авторское свидетельство СССРМ 1348527, кл. Е 21 О 11/14, 1987,(54) ЖЕЛОБЧАТЫИ ПРОФИЛЬ(57) Изобретение относится к горному делу и м,б, использовано для крепления горных выработок. Цель - повышение величины и стабильности сопротивления крепи при относительно меньшем усилии сжатия профилей в замке. Желобчатый профиль состоит из днища 1, наклонных стенок 2 с фланцами . Верхние 4 и нижние 5 поверхности фланцев 3 параллельны и расположены перпендикулярно оси симметрии профиля У-У. На нижних поверхностях 5 выполнены выступы 6 с опорными гранями 7, К верхним поверхностям 4 примыкают наклонные поверхности 8, параллельные опооным граням 7, Ширина верхних поверхностей 4 больше, чем ширина нижних поверхностей 5, а угол наклона опорных граней к оси симметрии профиля не превышает 45, Наклонные стенки 2 образованы гглоскими параллельными поверхностями 9 и 10, Все участки сопряжения поверхностей имеют технологические радиус. закругления, В собранном виде в -.утренний профиль1 взаимодействуе. с наклонными поверхностями 8 и с поверхностями 9 внешнего пр билл 12, Между никннми поверхностями фланцеа 3 внутреннего профил, 11 и вер ни и поверхностями 4 фла;цев внешне профиля 12 иеется зазор 13, Взаимодеис вие опорных гоа. ей н наклонных поверхн стей г.ри стягивании профилей податливых узлах замками позволяет им самоустанаеливаться с обеспечением требуе. мого сопротивления к епи, 2 ил.Иэоб)етение от 1 осится к гооному делу и может бы 1 ь использовано для коепления горных выработок,гэвестны Ос 1 рукци специальньх желобчатых профилей, содержащие прямо- линейое днище, наклон 1 ые с генки с флан ЦаМИ НЭ КОНЦак, 1 л 81 ОЩИМИ ПЛОСКИЕ ПОВ 8 ОХНОСТИ,Недоста)ко",л уксза.н.1 х г 1 ОфилеЙ явля" 8 тся то, что г 1 ои их рабо 8 в г 1 одатливх узлах обеспечивается с; бнЛьное сопротивление крепи, так ка: усилие гжатия соединенных внахлесту росилей не является стабильн и, при из Иб 81 Одатливь 1 х узлов в положении фланцами низ внутренний профиль верхняк) гровап 1 вается во внешний профиль (сОйку), конец стойки разрывается на лепеси. 8,)хнлй замок Ослаб 8 вае), нижний замок вытягивается, образуется зев, согротивление крепи возрастает, э при дальнейшсм смещении пород значительно снижаетсяИзвестна констоукция специального желобчатого профиля, вы)ранного в качестве прото гипа, вкл;о;аощего днище, наклонные стенки с фланцами на концах, имеющими плоские поверхности, верхние и нижние поверхности фланцев параллельны и расположен. перпеги;ул 1 рно оси симметрии профиля. Д 11 иь 1 е пгсфиля выполнено толшиной равной высоте фланцев, а ширина дни)1 э рай 1 э сю;лярной толщин 8 фланцев,Недостаткам этого профиля является отсутствие стабильности сопротивлония в податливых уэах, так как при одинаковом сжатии соединяемых профилей усилие сжатия на контактных поверхностях будет различ 1 ым. Профи ль, ак известно, иэготовля 1 от с определенньми допусками, т,е. высота фланцев и толщина дница практически не совпадают. При большей высоте фланцев и меньшей толщ 1 не днища, при сохранении высоты профиля на том же уров 11 е взаимодействие происходит только по нижним Говерхност:м ф 1 анцев, так как контакта го днлщу и наклонным стенкам не будет, Для достикз 1 и определенного сопротивления пода 1 ливого узла в этом случае потребуется дополнительное усилие сжатия соединяемь 1 х п,О)изей.Общим недостатк 1: м рассмотренных профилей являе)ся то, ч.о сопротивление податливых узлов из зт" х )рофилей с увеличением усилия сжатия в замках повышается незначительно, так ка. 1:1-за сравнительно малой толщины накло ных стенок и довольно большого угла их наклона онослтельно оси симметрии профиля с .еЛичением усилия с;катил происодиг расширение внеш 10 . щем днище и наклонные стенки с фланцами на концах, имеющими плоские поверхно 20 25 30 55 Поэтому повышение сопротивления податливого узла, особенно пои использовании г 1 рофилей тяжелого типа, достигается только эа счет прямой передачи увеличенного усилия сжатия соединяемых профилей на верхнюю выпуклую поверхность фланцев,35 40 45 50 него профиля, особенно его конца, и уменьшение площади контакта стенок соединяемых профилей. Цель изобретения - повышение величины и стабильности сопротивления крепи при относительно меньшем усилии сжатия профилей в замке,укаэанная цель достигается тем, что визвестном хелобчатом профиле, содержасти. верхние и нижние поверхности фланцев параллельны и расположены перпендикулярно оси симметрии профиля, на нижних поверхностях фланцев выполнены выступь с опорными гранями, к верхним поверхностям примыкают наклонные поверхности, расположенные параллельно опорным граням, При этом ширина верхних поверхностей больше, чем нижних, а угол наклона опорных граней к оси симметрии профиля не превышает 45,Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать выводы, что желобчатый профиль отличается тем, что на нижних поверхностях выполнены выступы с опорными гранями, к верхним поверхностям фланцев примыкают наклонные поверхности, расположенные параллельно опорным граням, При этом ширина верхних поверхностей больше, чем ширина нижних поверхностей, а угол наклона опорных граней к оси симметрии профиля не превышает 45. Таким образом, желобчатый профиль соответствует критерию "Новизна",Анализ гехнических решений показывает., что известны также желобчатые профили, содержащие плоское днище, криволинейные стенки переменной толщины и фланцы с криволинейными верхними и нижними поверхностями, верхние поверхности выпуклые, а нижние поверхности вогнуто-выпуклые с плавным переходом в боковые стенки, Выпуклая часть нижней поверхности образует выступ, а верхняя выпуклая поверхность заканчивается наклонной плоскостью, Однако криволинейный выступ нижней поверхности фланца играет роль ограничителя и препятствует расширению внешнего профиля при увеличении усилия сжатия соединяемых профилей.Опорная грань, параллельная верхней наклонной плоскости, у него отсутствует, 1701928что требует повышенной прочности замковых соединений, увеличенной металлоемкости, не говоря уже о ключах с увеличенным рычагом или гайковертах с повышенным моментом закручивания гаек,В предлагаемом желобчатом профиле на выступах имеются опорные грани, параллельно которым выполнены наклонные поверхности, поимыкающие к верхим поверхностям. При этом ширина нижних поверхностей меньше, чем верхних. При таком исполнении усилие сжатия, передаваемое опорными гранями выступов на наклонные поверхности, будет, благодаря клиновому эффекту, увеличено, что повысит сопротивление податливого узла при относительно меньшем усилии сжатия профилей.Предлагаемый желобчатый профиль позволяет использовать крепи, ширина профиля внешних элементов (стоек) у которых больше ширины профиля внутренних элементов (верхняков), так как пои сборке замки сжимают соединяемые элементы, и за счет скольжения наклонных поверхностей внешних элементов по опорным граням внутренних элементов ширина профиля внешнего элемента уменьшится, а ширича профиля внутреннего элемента увеличится, и профили начнут взаимодействовать по плоскостям наклонных стенок, В результате сопротивление податливых узлов, как и самой рамы крепи, возрастет до требуемого уровня и будет стабильным, Как видно, предлагаемый желобчатый профиль соо- ветствует критерию "Существенные отличия",На фиг.1 изображен желобчатый профиль, общий вид; на фиг.2 - то же, в сборе,Желобчатый профиль состоит из днигца 1, наклонных стенок 2 с фланцами 3, поверхности элементов плоские, Верхние 4 и нижние 5 поверхности фланцев ". параллельны и расположены перпендикулярно оси симметрии профиля У-У. На нижних поверхностях 5 выполнены выступы 6 с опорными грачями 7, К верхним поверхностям примыкают наклонные поверхности 8, расположенные параллельно опорным граням 7, Ширина Ь верхних поверхностей 4 больше, чем ширина Ь 2 нижних поверхностей 5, Угол наклона опорных граней а к оси симметрии профиля не превышает 45. Наклонные стенки 2 образованы плоскими параллельными поверхностями 9 и 10. Угол наклона этих поверхностей к оси симметрии профиля а может быть постоянным на всю длину стенки 2. Поверхности 9 и 10 стенок 2 могут иметь несколько участков с различными углами наклона а к оси симметрии 10 15 20 25 30 35 40 50 55 профиля При этом вышележащие по отношению к фланцам профиля участки имеют угол наклона а 1, меньше, чем нижележащие участки, Все участки сопряжения поверхностей имеют технологические оадиусы закругления. В собранном виде вчутренний профиль 11 опорными гранями 7 и поверхностями 10 взаимодействует с наклонными поверхностями 8 и с поверхностями 9 внешнего профиля 12. Ыежду нижними поверхностями 5 фланцев 3 внутреннего профиля 11 и верхними поверхностями 4 фланцев 3 внешнего профиля 12 имеется зазор 13,В податливьчх узлах с использованием предлагаемых профилей усилие сжатия в замках по сравнению с профилями типа СВП и СВПУ при одинаковом сопротивлении податливых узлов и осевой нагрузке уменьшается на 10-15. Наг.оимер, в податливых узлах из профиля СВП 22 при сопротивлении осевой нагрузке 120 - 130 кН момент закручивания гаек в замках составляет 200 Н;м, длч аналогичного предлагаемого профиля указанное сопротивление достигается при моментах закручивания гаек в замках 170-180 Н м.При изгибе в положении фланцами вниз внутренний профиль не проваливается во внешний, концы в:. зшнего профиля не расширяет и не разрывает, что позьоляет повысить, козф(Ьициет по Ото Оед Го использования элементов крепи и замков, а взаимодействие опорных раней и накло- ;ых поверхностей при стягивании профилей в податливых узла заь хами позволяет им самоустанаяиваться с обепечением требумого сопрот.елани,"- крепи.Использотва:-ы.е предлага мого профиля позвол,",ет снизить ме.-:,ллое.кость горных выработок е менее, чв на 5-8;ь, повысить коэффициент: - говтзрного использования крепи, умеьшит затраты на поддержание выработок, получ:.ть эко омический эффект 5 - 10 руб. на 1 м вы.;або кн,сР а р м у .-: - и з о б р е -н и яЖелобчатый про.иль, содегж;.щий днище и наклонные стеки с фланцами на концах, имеющие плоские поверхности. верхние и нижние поверхности фланцев параллельнь и располпж;.ь; перпендикулярно к оси симме-и профиля, о т л и ч а ющ и Й с я тем что. с цеью повышения величины и стеб ". ости сопротивления крепи при отос.чельно меньшем усилии сжатия профилей в замке, на нижних поверхностях фланцев выполнены выступы с опорными граням, а к вер "ни поверхностям фланцев нрк;лч:ают наклоые повер1701928 Составитель П, Харитошиндактор Н, Кобылянская Техред М,Моргентал Корректор Н,кдя Заказ 4522 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и113035, Москва, Ж 35, Раушская наб 4/5 ГКНТ ССС одственно-изда 1 ельский комбинат "Патент, г Ужгород, ул,Гагарина. 101 хности, расположенные параллельно опорным граням, при этом ширина верхних поверхностей больше, чем ширина нижних поверхностей, а угол наклона опорных граней к оси симметрии профиля не превышает450