Секция щитовой механизированной крепи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1 Т 23335 А 51)5 Е 21 О 23/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВУ К РСКО ут(71) Тульский политехнический инст(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 934046, кл, Е 21 0 23/04, 1980.Авторское свидетельство СССРМ 866219, кл. Е 21 0 23/04, 1978. ЕКЦИЯ ЩИТОВОЙ МЕХАНИЗИРООЙ КРЕПИобретение относится к щитовым мерованным крепям очистного забоя.зобретения - повышение надежности ты крепи при внезапном обрушении. Секция крепи включает перекрытие ырьком, которое шарнирно связано с нием 10 в забойной части гидростойв завальной - ползуном(П) 6 демпферстройства, шарнирно закрепленным(54) С ВАНН (57) Из ханизи Цель и рабо кровли Зс коз основа кой, а ного у1723335 10 на перекрытии, установленным в вертикальных направляющих коробчатого сечения, которые закреплены на основании и выполнены с вертикальным пазом 13 для размещения ограничителя 14 хода, Несущий элемент связан с П 6 П-образными скобами 23, установленными под заплечиками П 6 по внутреннему периметру вертикальных направляющих с расположением их полок параллельно внешним несущим элементам. Конец П 6 имеет форму нажимного клина 18, установленного с возможностью взаимодействия со скольэунами 19, верхние поверхности которых расположены параллельно Изобретение относится к подземным способам добычи полезных ископаемых и предназначено для крепления очистных забоев угольных шахт щитовыми механизиро- ванными крепями,Цель изобретения - повышение надежности работы секции при внезапном обрушении кровли.Секция щитовой механизированной крепи включает перекрытие с козырьком, шарнирно связанное с основанием посредством гидростойки, расположенной в забойной части, и ползуна демпферного устройства, расположенного в завальной части, Ползун демпферного устройства установлен в вертикальных направляющих, закрепленных на основании, и имеет вертикальный паз, в котором размещен ограничитель хода, Ползун, заканчивающийся нажимным клином, выполнен с заплечиками и связан с несущим элементом посредством П-образных скоб, установленных под заплечиками по внутреннему периметру вертикальных направляющих с окнами, и скольэунов. Верхние поверхности скользунов параллельны поверхностям нажимного клина, а нижние связаны с упругим элементом посредством подвижной опоры и наклонены к оси несущих элементов. Между скольэунами и П-образными пластинами расположены клиновидные пластины с плоскими элементами трения, закрепленные нижней частью в окнах вертикальных направляющих кронштейна, Дальние от центральной оси вертикальных направляющих плоскости клиновидной пластины и скобы параллельны этой оси, а ближние образуют с ней острый угол, что позволяет перемещающуюся от резкой осадки кровли ползунч поверхностям нажимного клина 18, а их нижние поверхности связаны с упругим элементом 22 через подвижную опору 21 и наклонена к оси несущих элементов и клиновидных пластин 25, Плоские элементы 26 трения закреплены нижней частью в окнах 27 вертикальных направляющих кронштейна. Дальние от центральной оси вертикальных направляющих плоскости клиновидной пластины 25 и скобы параллельны этой оси, а ближние образуют с ней острый угол. Возврат П 6 в исходное положение осуществляется за счет энергии упругого элемента 22, 6 ил. раздвигать вертикальные направляющие, причем сопротивление движению полэуна возрастает интенсивнее, чем пройденный им путь. Возврат ползуна в исходное положение происходит за счет накопленной упругим элементом энергии, освобождающейся по мере снижения динамической нагрузки на крепь и во время передвижки секции.На фиг,1 изображена секция щитовой крепи, общий вид; на фиг.2 - разрез А - А на фигЛна фиг,З - поглощающий аппарат; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - разрез В-В на фиг,З; на фиг.6 - геометрия 15 механизма и схема действующих сил.Секция щитовой механизированнойкрепи содержит козырек 1, закрепленный посредством цилиндрического пальца 2 на консольной части перекрытия 3. Перекры тие 3, выполненное в виде жесткой металлической конструкции, опирающейся в забойной части на гидростойку 4, в завальной части посредством цилиндрического шарнира 5 соединено с ползуном 6 де мпферного устройства. Неподвижная частькронштейна 7 жестко закреплена за внешние несущие элементы 8 посредством ребер 9 к основанию 10 секции крепи, Внешние несущие элементы 8 расположены таким об разом, что образуют вместе с внутренниминесущими элементами 11 вертикальные направляющие 12 коробчатого сечения.В боковых стенках вертикальных направляющих 12 выполнены соосные сквоэ ные отверстия. На одной оси с ними вподвижных частях кронштейна 7 выполнены соосные сквозные пазы 13 с вертикаль-, ным расположением направляющих. В пазы вставлены цилиндрические ограничительные пальцы 14 с односторонней цилиндрической головкой 15, длина которых больше ширины вертикальных направляющих 12. Количество вертикальных направляющих 12 зависит от проектной несущей способности секции крепи.На внешней боковой поверхности внутреннего несущего элемента 11 соосно с пальцем 14 закреплен отрезок трубы 16, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра цилиндрической головки 15 пальца 14 на величину зазора, позволяющего вставить палец с головкой без трения, В стенках отрезка трубы 16 выполнены соосные отверстия, в которые вставлены стопорные элементы 17, например шплинты.В нижней части ползуна 6 выполнен нажимной клин 18, которым ползун опирается на скользуны 19, Верхние поверхности скользунов 19 выполнены параллельными нижним поверхностям нажимного клина 18 с возможностью их взаимодействия и наклонены к оси несущих элементов на острый угол. Дальние от центральной оси вертикальных направляющих 12 плоскости скольэунов 19 наклонены к этой оси на острый угол, величину которого выбирают исходя из условия требуемой податливости. демпферного устройства.В нижней части скользунов 19 выполнено опорное гнездо, плоская опорная поверхность 20 которого наклонена к центральной оси вертикальных направляющих 12 на тупой угол, С плоскостью 20 скользуна 19 взаимодействует подвижная опора 21, Поджатие опоры 21 осуществлено посред-. ством упругого элемента 22, например пружины или силового гидроцилиндра, опирающихся на основание 10.По внутреннему периметру вертикальных направляющих 12 коробчатого сечения расположены две П-образные скобы 23, прижатые плоскими частями по внутреннему периметру вертикальных направляющих, Между полками скоб 23 и удаленными от центральной оси вертикальныхнаправляющих 12 плоскостями скользунов 19 образованы полости 24. В полостях 24 размещены неподвижные клиновидные пластины 25. Дальняя от центральной оси плоскость клиновидной пластины 25 параллельна ей, а ближняя наклонена на тот же угол, что и внешняя плоскость скользуна 19. На боковых плоскостях неподвижной клиновидной пластины 25 закреплены плоские 5 элементы 26 трения, например металлокерамические. Элементы 26 трения вставлены в ниши неподвижных пластин 25 и закреплены посредством винтов или сварки .по контуру. Неподвижные пластины 25 закрепленц нижней частью в окне 27, выполненном во внешнем несущем элементе 8. Встенках П-образных скоб 23 выполнены несквозные ниши 28, в которые входят безтрения приливы 29 опоры 21. Координаты-ниш и приливов выбраны таким, чтобы между заплечиками ползуна 6 и скобами 23 оставался зазор,Секция механизированной крепи работает следующим образом.В цикле поддержания кровли опускающаяся толща пород воздействует на козырек 1 секции или непосредственно наперекрытие 3, вызывая его изгиб. Нагрузкаот козырька 1, передаваемая через цилиндрический палец 2, и непосредственно приложенная к перекрытию 3, распределяетсяв зависимости от условий контактированиямежду гидростойкой.4 и кронштейном 7.Поскольку соединение. перекрытия 3 и ползуна 6 осуществляется посредством цилиндрического шарнира 5, нагрузка накронштейн 7 передается в виде сосредоточенной силы, одна составляющая которойнаправлена вдоль продольной оси кронштейна 7, а вторая перпендикулярна ей. Составляющая силы, перпендикулярнаявертикальной оси кронштейна 7, передается от ползуна 6 непосредственно на внеш 30 ние несущие элементы 8, а также отплощадок контактирования ползуна 6 соскользунами 19 через клиновидную неподвижную пластину 25 на скобу 23 и далее навнешний несущий элемент 8, вызывая его35 поперечный изгиб, При изгибе внешний несущий элемент 8 накапливает потенциальную энергию за счет упругой деформации.Составляющая нагрузки вдоль вертикальной оси кронштейна 7 от смещающегосявниз ползуна 6 передается на нажимнойклин 18. По мере передвижения вниз нажимной клин 18 давит на скользуны 19, создавая на контакте с ними раздвигающееусилие. Поскольку угол наклона верхнейплощадки скользунов больше угла наклонанижней и обе площадки выполнены из одного материала, сдвигающая составляющая наверхней площадке всегда больше, чем нанижней, что предотвращает заклиниваниескользунов. Раздвигающее усилие на плоской опорной поверхности 20 прижимаетскользуны 19 к неподвижным клиновиднымпластинам 25 с элементами 26 трения. Таккак клиновидная пластина 25 не закрепленаот поворота, своей второй плоской сторонойс элементами 26 трения она прижимается к, неподвижным скобам 23, оставаясь в полости 24, Смещению клиновидной пластины25 вниз препятствует прилив в нижней части. входящий с зазором в окно 27,5 10 15 20 По мере опускания кровли и увеличения нагрузки скользуны 19 создают все большее прижимное усилие неподвижной клиновидной пластины 25 к подвижной скобе 23, увеличивая силу трения между этими элементами. Увеличение силы трения приводит к тому, что ползун 6, смещаясь вниз, встречает нарастающее сопротивление демпферного устройства и продольное усилие плавно передается на стенки вертикальных направляющих 12 и основание 10. Угол р подбирают таким образом, чтобы при предполагаемых значениях статической нагрузки просадка ползуна 6 была меньше зазора между нижней опорной поверхностью заплечиков ползуна 6 и П-образными скобами 23.Ори резких осадках кровли рабата демпферного устройства в начальной стадии происходит так же, как и при ее плавном опускании. Но поскольку величина динамических нагрузок значительно превышает величину статических, указанный зазор закрывается и заплечики ползуна 6 входят в контакт со скобами 23, Поскольку скоба 23 зажата между правым (по фиг.З) металло- керамическим элементом 26 и внешним несущим элементом 8, на обеих ее рабочих плоскостях имеются силы трения, для преодоления которых требуется дополнительная сила, направленная вдоль оси крон штейна 7. Поэтому сопроти вл ение перемещению ползуна 6 значительно возрастает, что приводит к гашению динамической нагрузкиВ цикле передвижки секций крепи давление кровли на перекрытие 3 значительно снижается. Упругий элемент 22, накопивший потенциальную энергию при сжатии, стремится разжаться, воздействуя на опору 21. Последняя приподнимает скользуны 19 и скобы 23, так как приливы 29 опоры 21 воздействуют на потолочину ниши 28, выполненной в стенках скоб 23. При этом к моменту касания приливами 29 потолочины ниши 28 заплечики ползуна 6 оказываются приподнятыми над скобами 23 на прежнюю величину. Лодьем скольэунов 19 и скоб 23 происходитдо тех пор, пока система не придет в равновесное состояние..При действии составляющих нагрузок от кровли вдоль лавы они воспринимаются ползуном 6 (для чего ему придают соответствующую боковую жесткость) и передаются через внутренние несущие элементы 11 на основание 10.Величина хода демпферного устройства ограничивается размерами вертикального паза 13 во внутренних несущих элементах 11, При исчерпании податливости нагрузка от ползуна 6 через палец 14 передается непосредственно на стенки направляющих 12 и далее на основание 10. В режиме динамического нагружения самопроизвольное выпадение пальца 14 невозможно, так как его осевое смещение в одну сторону (вверх по фиг,2) ограничено цилиндричекой головкой 15, а в другую - стопорным элементом 17, удерживаемым в отверстиях трубы 16.Таким образом, применение элементов трения, закрепленных на боковых поверхностях клинообразных пластин, позволяет увеличить нагрузку на крепь, что повышает ее надежность. Гашение динамических нагрузок за счет трения элементов друг о друга вызывает только износовые деформации элементов и при выходе их из строя не происходит разрушения конструкций, в том числе и опасного (за счет роста усталостных трещин), что также повышает надежность крепи,Формула изобретения Секция щитовой механизированной крепи, включающая перекрытие с козырьком, которое шарнирно связано с основанием в забойной части гидростойкой, а в завальной части - демпферным устройством, содержащим ползун, шарнирно закрепленный на перекрытии и установленный с возможностью перемещения в вертикальных направляющих коробчатого сечения, внутренние и внешние элементы которых закреплены на основании, упругий элемент, установленный на основании и связанный с ползуном, и ограничитель хода,установленный в вертикальном пазу ползуна, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности ее работы при вне- запном обрушении кровли, ползун выполнен с заплечиками и нэжимным клином на конце и связан с несущим элементом посредством П-образных скоб, установленных под заплечиками ползуна по внутреннему периметру вертикальных направляющих с расположением их полок параллельно%внешним несущим элементам, выполненным с окнами, скользунов, верхние поверхности которых расположены параллельно поверхностям нажимного клина с возможностью их взаимодействия,а нижние поверхности скользунов связаны с упругим элементом посредством подвижной опоры и наклонены к оси несущих элементов и клиновидных пластин с плоскими элементами трения, закрепленных нижней частью в окнах внешних несущих элементов и установленных между скользунами и П-образными пластинами, при этом дальние отцентральной оси вертикальных направляющих плоскости клинообразной пластины и скобы параллельны этой оси, а ближние кней находятся под острым углом,ул, Гагарииа; МФ П каз 1053 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5