Секция механизированной крепи

ОЕ 60 А 1 р) Е 21 0 23/04, 23/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕП:ЛЬСТИМ 1 15 22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР.(71) Тульский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР У 320629, кл. Е 21 0 23/00, 1970. (54) СЕКИИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ (57) Изобретение относится к добыче полезных ископаемых подземным способом, а именно к креплению очистных забоев механизированными крепями, Цель - снижение металлоемкости секции за счет уменьшения нагрузок и повышение производительности. Секция механизированной крепи. включает основанне 7 и ограждение, соединенныешарнирно прикрепленными гидростойкой. Основание 1 и ограждение 2 вместе с демпфирующей траверсой (Т) ижесткой Т образованы в четырехзвенныйнаправляющий механизм. ЛемпфирующаяТ выполнена в виде жесткой поперечины12, на которой симметрично закреплены податливые элементы 13. Каждый изних сформирован из трубчатой направляющей (ТН) 14, в которой размещенагильза 15 силового гидроцилиндра (ГЦ).Шток 16 ГЦ выполнен на одном концес удерживающим крепежным элементом17 поршнем 18 с уплотнениями а надругом, его конце - с буртиком 19,Соосно со штоком 16 в гильзе 15 размещен плунжер 20, на цилиндрическойповерхности которого выполнены шпицы643733 510 21. В стенках ТН 14 радиально закреплены цилиндрические Фиксаторы 22,проходящие через сквозные продолговатые отверстия 23. Гильза 15 перекрытаднищем 24 с отверстием для выходапроушины 10, К днищу 24 своими заплечиками прижат плунжер 20. При этомТН 14 выполнены с днищем 25, переходящим в проушину 8. Поршневая полостьГЦ гидравлически соединена с поршневой полостью стойки и штоковой полоИзобретение относится к добыче полезных ископаемых подземным способом, а именно к креплению очистных забоев механизированными крепями.Целью изобретения является снижение металлоемкости секции за счет уменьшения нагрузок и повышение производительности, 25На фиг.1 показана секция механизированной крепи, общий вид;на Фиг,2 демпфирующая траверса; на фиг.3 податливый элемент в раздвинутом состоянии; на фиг.4 - податливый элемент 30 в сжатом состоянии;на Фиг.5 - гидравлическая схема секции механизированной крепи.Секция механизированной крепи состоит из основания 1 и ограждения 2, соединенных шарнирно прикрепленной распорной гидростойкой 3. Основание 1 и ограждение 2 вместе с демпфирующей траверсой 4 и жесткой траверсой 5 образованы в четырехзвенный направ ляющий механизм, Основание 1 соединено с направляющей балкой (конвейером) посредством двухполостного домкрата 6 передвижки. Размеры траверс 4 и 5, а также места их шарнирного крисоеди нения к ограждению 2 и основанию 1 выбраны таким образом, чтобы козырек 7, шарнирно прикрепленный к огражде - нию 2, был выполнен при любой степени конструктивной раздвижки секции с определенным, наперед заданным зазором между своей передней кромкой и грудью забоя. Шарнирное соединение демпфирующей траверсы 4 с ограждени- ем 2 выполнено в виде цилиндрического55 шарнира, представляющего собой проушину 8 и,опору 9 с двумя щеками, а с основанием 1 в виде проушины 10 и кронштейна .11. стью домкрата передвижения с возможностью их раздельного подключения.Использование при растяжении и сжатииТ только поршневой полости ГЦ позволяет значительно снизить габаритыузла и металлоемкость секции. Секциииз-за меньших усилий на основаниеболее устойчивы, меньше внедряютсяв почву и меньше заштыбовываются.Этоприводит к повышению скорости передвижки и распора5 ил. Демпфирующая траверса 4 выполнена в виде жесткой поперечины 12, на которой симметрично закреплены податливые элементы 13. Каждый податливый элемент 13 сформирован из трубчатой направляющей 14, в которой без трения и зазора коаксиально размещена гильза 15 силового гидроцилиндра. Шток 16 гидроцилиндра выполнен на одном конце с удерживаемым крепежным элементом 17 поршнем 18 с уплотнениями, а на другом его конце с буртиком 19. Соосно со штоком 16 в гильзе 15 размещен плунжер 20, на цилиндрической поверхности которого выполнены продольные шлицы 21. В стенках трубчатой направляющей 14 радиально закреплены цилиндрические фиксаторы 22, проходящие через сквозные продолговатые отверстия 23 в стенке гильзы 15 и своими концами размещенные в шлицах 21.Гильза 15 перекрыта днищем 24 с отверстием для выхода проушины 10. К днищу 24 своими заплечиками прижат плунжер 20. Трубчатая направляющая 14 также выполнена с днищем 25, переходящим в проушину 8. Рабочее подпоршневое пространство 26 оборудовано уплотненным поршнем 18 и придонной частью гильзы 15В стенке трубчатой направляющей 14 выполнено сквозное отверстие 27. Длины отверстий 27, 23 и шлицов 21 должны быть выбраны по заданному рабочему ходу поршня 18. Сквозь отверстие 27 в стенке гильзы 15 закреплена гайка 28 со сквозным осевым отверстием. С помощью разъемного соединения известной конструкции к гайке 28 посредством трубопровода 29 присоединен гидроблок 30, состоящий из двух идентичных запорных клапанов 31 и 32 одностороннего действияи предохранигельного клапана 33Вход запорного клапана 31 присоединенк штоковой полости домкрата 6 передвижения, вход запорного клапана 32и предохранительного 33 присоединенк стоечному гидроблоку 34.Последний идомкрат передвижения по известнойсхеме присоединены к гидрораспределителю 35 секции крепи, имеющему выходна напорную и сливную гидролиниикомплекса.Секция механизированной крепиработает следуюоГим образом,В цикле поддержания кровли гидрораспределитель 35 управления режимомработы секции устанавливается в положение Поддержание кровли . В этомположении гидрорлспределителя 35поршневая полость гидростойки 3 иподпоршневое пространство 26 податливого элемента 13, объединенные гидравлически. посредсгвом рубопровода29, отсекаются от напорной и сливноймагистралей крепи .,двление рабочейжидкости в поршневой полости гидростойки 3 и подпоршневом пространстве26 податливого элемента 13 равно дав -лению начального рдспора, орное дав -ление воздействует нл различные элементы секции крепи, в том числе наперекрытие, состоящее из козырька 7и ограждения 2. Нагрузки от перекрытия передаются через гидростойку 3,демпфирующую траверсу 4, кронштейн11 и жесткую траверсу 5 нд основание1. В зависимости от направления относительного сдвижения пород кровли ипочвы (направления сдвигающей силына перекрытии) податливые элементы 13демпфирующей траверсы 4 могут испытывать растягивающие или сжимающие усилия. При направлении сдвигающей силыв сторону завала податливые элементы13 демпфирующей траверсы 4 работаютна растяжение. В этом случае растягивающее усилие передается от опоры9 на проушину Я, стремясь сдвинутьее влево (Фиг.2), а проушину 10вправо.При передаче растягивающего усилияплунжер 20 своими заплечиками давитна днище 24 гильзы 15 силового гидроцилиндра . 1 оскольку трубчатая направляющая 14, выполненная заодно с поперечиной 12, удерживается посредством днища 25 и проушины 8 на месте,гильза 15 смещается вслед за проушиной 10. фиксаторы 22 позволяют бес 1 О 15 30 35 40 45 50 55 усганавливается в положение "Передвижка",что влечет сброс давления в препятственно смещаться гильзе 15относительно трубчатой направляющей14, так как свободно проходят черезпродолговатые отверстия 23, в то жевремя удерживают шток 16 нд месте,поскольку буртик 19 штока 16 упирается в фиксаторы 22. Относительное смещение гильзы 15 и поршня 18, удерживаемого на штоке 16 крепежным элементом 17, вызывает увеличение давления рабочей жидкости в подпоршневомпространстве 26. Поскольку подпоршневое пространство 26 в выемочном ггггклегидрлвлически соединено с поршневойполостью гидростойки 3, то при превышении номинального длвления в подпоршневом пространстве 26 происходитсрлблтывлние предохранительного клапана 33, д сброшегггяя через клапанчасть жидкости оказывается в трубопроводе под давлением, рлвным давлению в поршневой полости стойки 3.Если это давление превышает номинальное давление в гидростойке 3, происходит срдбдтывание предохрднительного клапана стоечного гпдроблокд 34.Этому соответствует склчкообрлзноеизменение длины (прослдкд) гидростойки 3 и податливого элементл 13, Измейение длины этих элементов здвиситот конкретной конфигурации опускающихся толщ кровли и двтомдтическиФормирует геометрию крепи, наиболееприспособленную к конкретной ситуации. В случае направления сдвигающихсил нл перекрытии или его части всторону здбоя податливые элементы13 демпФирующей трлнерсы 4 рдботдютна сжатие. Схема передачи усилий отперекрытия к основднию 1 остдетсяпрежней, но сжимающее усилие от проушины 10 передается пл плунжер 20,Последнии давит на буртик 19 штока16, который передает усилие нл поршень 18 тдк как Фиксаторы 22 не препятствуют перемещению плунжера 20влево (Фиг.2), поскольку размещеныв шлицах 21, Так как днище гильзы15 прижато к днищу 25, давление ра -бочей жидкости в подпорвневом пространстве 26 и поршневой полости гидростойки 3 будет повышаться до номинального. 1 алее схема работы та же,что и в случае растягивающей нагрузки. Для осуществления цикла передвижки рукоятка гидрораспределителя 35поршневой полости стойки, подключенной к сливной гидролинии крепи. Давление в подпоршневом пространстве 26 податливого элемента 13 остается на прежнем уровне, так как запорный клапан 32 одностороннего действия остается закрытым, Дальнейшая работа механизма зависит от способа передвижки секции - с остаточным подпором или .с отрывом козырька (перекрытия) от кровли.В случае передвижки секции с остаточным подпором давление сбрасывается до величины, соответствующей величине 15 остаточного подпора. Длина гидростойки 3 и демпфирующей траверсы 4 остается практически неизменной, Гидро- распределитель 35 управления секции устанавливается в положение Передвижка", при этом к напорной магистрали крепи подключаются щтоковая полость гидродомкрата 6 передвижки и подпоршневая полость 26 податливых элементов 13 демпфирующей траверсы 4. 25 При движении секции на козырек (перекрытие 7) действует сила, направленная на забой, которая вызывает растяжение податливых элементов 13 демпфирующей траверсы 4. Однако вели чина этого усилия значительно меньше, чем в выемочном цикле, а площадь поршня.18 больше площади (со стороны штоковой полости) домкрата 6 передвижения. Поэтому, если в предшествую щем цикле (поддержания) траверса растягивалась, сила давления жидкости на поршень 18 будет прижимать его вместе со штоком 16 к фиксаторам 22, а сила, действующая на днище гильзы 40 15, будет перемещать его вдоль трубчатой направляющей 14 вместе с плунжером 20 и проушиной 10 до тех пор, пока днище гильзы 15 не упрется в днище 25, выполненное заодно.с проу шиной 8. Если в предшествующем цикле"Поддержание кровли" на демпфирующую траверсу 4 действовало сжимающее усилие, то к началу передвижки днище гильзы 15 прижато к днищу 25, поэтому сила давления жидкости, действующая на поршень 18, будет перемещать его до упора буртика 19 в Фиксаторы 22, Давление жидкости в подпоршневое пространство 26 будет поддерживаться одинаковым с давлением оабочей жидкости в штоковой полости домкрата 6 передвижения, так как через.запорный клапан 31 одностороннего действия гидроблока 30 рабочая жидкость подается по трубопроводу 29 через гайку28, которая закреплена на гильзе 15и свободно перемещается в сквозномотверстии 27. В том и в другом варианте поршень 18 займет среднее положение, а длина рычага демпфирующейтраверсы 4 приобретет размер, гарантирующий проектную кинематику секции.По завершению передвижки гидрораспределитель 35 секции устанавливаетсяв положение "Распор", к напорной магистрали крепи подключаются поршневаяполость гидростойки 3 и подпоршневоепространство 26 податливого элемента13, Далее циклы повторяются,Использование при растяжении исжатии траверсы только поршневой полости гидроцилиндра позволяет значительно снизить габариты узла и металлоемкость секции, а подпитка рабочейполости в цикле передвижки секциипозволяет установить проектный размеррычага, соответствующий наилучшейкинематике в последующем выемочномцикле.Кроме того, регулирование нагрузок в равной степени при направлениисдвигающих сил на забой и на завал,так как рабочая полость одна, приводит к уменьшению внедрения основаниясекции в породы почвы, а также к повышению производительности труда.При реализации предлагаемой конструкции значительно снижается металлоемкость секции крепи, прежде всегоэто металлоемкость самой демпфирующейтраверсы за счет того, что рабочаяплощадь определяется площадью поршня,в то время как в известных решенияхона определяется разностью площадейпоршня и штока; далее это металлоемкость всей секции, которая снижаетсяза счет того, что усилия на ограждение и основание регулируются и значительно меньше, чем в нерегулируемыхтраверсах. Кроме того, повышаетсяпроизводительность крепления за счеттого, что секции крепи из-за меньшихусилий на основание более устойчивы,меньше внедряются в почву и меньшезаштъбовываются, а это приводит кповышению скорости передвижки и распора.формула изобретения Секция механизированной крепи,включающая огражпение с козырьком иоснование, соединенные шарнирно прикрепленными гидростойкой с гидрозамкоми имеющими проушины жестким рычагоми силовым гидроцилиндром, в гильзекоторого соосно размещены поршень соштоком и дополнительный подвижныйэлемент, один торец которого установлен с возможностью взаимодействияс торцом штока, а другой выполнен спроушиной для соединения с ограждением, подвижно установленной в отверстии днища гильзы, имеющей радиальныеограничители на внутренней поверхности для взаимодействия с подвижнымиэлементами, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью снижения металлоемкости за счет уменьшения нагрузокна секпию и повышения надежности работы, проушина соединения гильзы соснованием выполнена с трубчаойнаправляющей, в которой коаксиально размещен силовой дополнительный подвижный элемент, выполненный в виде плунжера, радиальные ограничители выполнены в виде фиксаторов, закрепленных в стенках трубчатой направляющей и установленных в продолговатых отверстиях, выполненнох в гильзе гидроцилиндра, свободные конь которых размещены в продольных шлицах, выполненных на цилиндрической поверхности плунжера, контактирующий с последним конец штока выполнен с контактной площадкой с буртиком, при этом средняя часть плунжера выполнена с заплечиками, контактирующими с днищем гильзы, имекм отверстие для выхода проушины, а поршневая полость цилиндра гидранлически соединена с поршневой полостью стойки и штоковой полостью домкрата передвижения с возможностью их раздельного подключения.1643133 77 И Й Ю 39 75 О 22 й 7ФМФ Наяориая ацдролиая 5 Составитель В,ПономареваТехред Л.Олийнык Корректор И,Муска р А.М роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго л. Гагар акая 1225 Тираж 292 ПНИИПИ Государственного комитета по изобрете1.13035, Москва, Ж, Раушск писцое м и открытиям при ГКНТ С наб., д, 4/5