Спецпрофиль
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления горных выработок. Цель - обеспечение надежности работы податливой крепи из спецпрофиля (СП) в сложных горно-геологических условиях за счет повышения ее несущей способности при соединении СП внахлестку путем повышения трения в узлах податливости и за счет усиления узлов податливости путем увеличения контактного давления в клине. Для этого толщина прямолинейного днища 1 спецпрофиля равна высоте фланцев 3 и составляет 3,9-4,4 толщины боковых стенок (БС) 2 СП. Угол наклона БС 2 к оси симметрии СП равен углу, образованному продолжением средних линий БС 2 и осью симметрии при пересечении этих линий в центре изгиба сечения СП. Внутренняя поверхность СП выполнена эквивалентно внешней. Поверхности (П) 4 и 5 БС 2 выполнены с переменным углом наклона и угол наклона внешней боковой П 4 в области днища α дн определен по ф-ле: α дн=α бс+(3÷5)°, где α бс - угол наклона БС 2. Точка изменения угла наклона внутренней П 5 смещена вдоль вертикальной оси СП от точки изменения угла наклона внешней П 4 на расстояние 1,2-1,25 толщины днища. Внешняя П 4 на уровне днища выполнена с накаткой или с рифлениями. Наличие клина, образованного в днищевой части соединенных СП, позволяет увеличить клиновый эффект в 1,5-2,0 раза. При этом косвенно производится усиление БС 2. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
Ai,,ÄSUÄÄ 1587202 (51)5 Е 21 D 11 14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2I) 4451712/23-03 (22) 30.06.88 5...5
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (46) 23.08.90. Бюл. № 31 (71) Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов (72) А. И. Соколов, Л. Ф. Новикова, В. А. Потапенко, Б. В. Цыплаков, Б. А. Азимов, Б. П. Макаров, В. И. Меркулов и 10. T. Смирнов (53) 622.281.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1348527, кл. Е 21 D 11/14, 1986. (54) СПЕЦПРОФИЛЬ (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления горных выработок. Цель — обеспечение надежности работы податливой крепи из спецпрофиля (СП) в сложных горно-геологических условиях за счет повышения ее несущей способности при соединении СП внахлестку путем повышения трения в узлах податливости и за счет усиления узлов податливости путем увеличения контактного
2 давления в клине. Для этого толщина пря молинейного днища 1 спецпрофиля равна высоте фланцев 3 и составляет 3,9 — 4,4 толщины боковых стенок (5C) 2 СП. Угол наклона БС 2 к оси симметрии СП равен углу, образованному продолжением средних линий БС 2 и осью симметрии при пересечении этих линий в центре изгиба сечения СП. Внутренняя поверхность СП выполнена эквивалентно внешней. Поверхности (П) 4 и 5 БС 2 выполнены с переменным углом наклона и угол наклона внешней боковой П 4 в области днища ад„ определен по ф-ле: а„„=а + (3 — 5 ), где а, — угол наклона БС 2. Точка изменения угла наклона внутренней П 5 смещена вдоль вертикальной оси СП от точки изменения угла наклона внешней П 4 на расстояние 1,2 — 1,25 толщины днища. Внешняя П 4 на уровне днища выполнена с накаткой или с рифлениями. Наличие клина, образованного в днищевой части соединеных СП, позволяет увеличить клиновый эффект в 1 5 — 2 0 раза. При этом косвенно производится усиление БС 2. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
1587202
Изобретение относится к горному делу, и именно к шахтным металлическим податливым крепям из специального взаимозаменяемого унифицированного профиля (СВПУ).
Целью изобретения является обеспечение надежности работы податливой крепи из пецпрофиля в сложных горно-геологических словиях поддержания выработок за счет овышения несущей способности при соединении профилей внахлестку, путем повыше-! ия трения в узлах податливости, а также а счет усиления узлов податливости пуем увеличения контактного давления в лине.
На фиг. 1 изображен специальный заимозаменяемый унифицированный проиль (СВПУ), общий вид; на фиг. 2 — соеинение профилей внахлестку.
Предлагаемый спецпрофиль состоит из рямолинейного днища 1, боковых стенок 2, ланцев 3, внешней поверхности 4 бокоой стенки 2, внутренней поверхности 5 оковой стенки 2 и компенсационного заора 6.
Толщина днища 1 равна высоте флан цев 3 и составляет 3,9 — 4,4 толщины бо ковых стенок 2, а угол наклона боко.вых стенок к оси симметрии профиля ра вен углу, образованному продолжением средних линий боковых стенок профиля и осью симметрии при пересечении этих линий в центре изгиба сечения спецпрофил я.
Элементы крепи из спецпрофиля укладываются с нахлестом друг на друга и стягиваются соединительными узлами. При этом контакт профилей осуществляется по боковым стенкам 2 и с расклинивающимэффектом между внешней поверхностью боковой стенки 4 в области днища одного элемента и внутренней поверхностью 5 другого элемента.
Несущая способность податливой металлической крепи зависит от усилия сопротивления в замках податливости, поэтому для увеличения несущей способности крепи, работающей в тяжелых горно-геологических условиях, внешняя поверхность боковой стенки 4 днища 1 спецпрофиля снабжена накаткой, за счет этого происходит повышение сил трения в клине, противодействующих относительному перемещению профилей в соединении.
30
45
Для максимального повышения несущей способности податливой крепи, работающей в особо тяжелых горно-геологических условиях, увеличение сопротивления в узлах податливости достигается посредством увели50 чения контактного давления взаимодействующих поверхностей профилей в клине. Внеш- 55 няя боковая поверхность днища профиля в этом случае снабжена рифлениями, причем рифления могут иметь пилообразную, полнообразную, параболическую или трапециевидную формы и иметь любой угол наклона относительно как продольной, так и вертикальной оси профиля. При стягивании спецпрофилей между собой замковыми соединениями выступающие части рифлений одного профиля взаимодействуют с внутренней поверхностью боковых стенок другого профиля, образуя при этом в местах контакта «площадки текучести>. В этом случае сопротивление перемещению профилей в соединении будет зависеть не только от сопротивления трения стали по стали, а будет определяться еще и упруго-пластическими свойствами материала, т. е. стали.
Под воздействием горного давления на крепь происходит перемещение профилей в узлах податливости и взаимный износ трущихся поверхностей в клине.
Известно, что угол наклона боковых стенок а, профиля относительно его вертикальной оси симметрии составляет а ——
=14, а для уменьшения напряжений в сечении от кручения продолжение средних линий боковых стенок совпадает с центром изгиба сечения. Таким образом, максимальный угол наклона а =а«, +5 клиновидной, внешней и внутренней частей профиля СВПУ определен из условия наименьшего влияния введенных уклонов на технические характеристики профиля и смещения центра изгиба его сечения от заданного положения, так для профилей
СВПУ 15 угол наклона клиновидной части днища составляет а ==а, +5, а для профилей СВПУ 33 соответственно равен а =а, +3 .
Узлы податливости металлической крепи относятся к высоконагруженным фрикционным соединениям, поэтому в результате взаимных перемещений профилей в них происходит деформация шероховатостей и износ контактируемых поверхностей боковых стенок профиля, достигающий величины до
1 мм. Поэтому для повторного использования профилей при их соединении в крепи предусмотрен компенсационный зазор, необходимый для надежного их соединения только в клиновидной части. Величина компенсационного зазора профиля СВПУ 33 составляет 0,2 толщины днища профиля. Этот параметр определяется диапазоном допусков на геометрические размеры (Л), необходимых при прокате профилей. Помимо этого при максимальном износе (б) контактируемых поверхностей в клиновидной части профиля в 1 мм вертикальные перемещения (h) в соединении их между собой будут равны
Л вЂ” 4 — - 085 мц
1да,+ 3 0,30 что составляет 0,20 толщины днища профиля СВПУ 33 (31,6 мм).
Для спецпрофиля СВПУ 15 эта величина компенсационного зазора составит б Л 1 075 5,14 era.
1 +
1587202
Формула изобретения
Составитель Л. Чистова
Редактор В. Бугренкова Техред А. Кравчук Корректор С. Черни
Заказ 2405 Тираж 388 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О!
5 что равно 0,25 толщины днища (20,6 мм).
Наличие клина, образованного в днищевой части соединяемых спецпрофилей, позволяет увеличить клиновой эффект в 1,5 — 2,0 раза, при этом косвенно производится усиление боковых стенок профиля, за счет чего увеличивается до 5% его пластический момент сопротивления сечения W, „, а центр тяжести как и прежде равноудален от крайних волокон сечения.
Введение накатки и рифлений на боковой части днища расширяет диапазон использования специальных взаимозаменяемых унифицированных профилей в горном деле.
1. Спецпрофиль, содержащий прямолинейное днище толщиной, равной высоте фланцев и составляющей 3,9 — 4,4 толщины боковых стенок спецпрофиля, боковые стенки, имеющие угол наклона к оси симметрии профиля, равный углу, образованному продолжением средних линий боковых стенок профиля и осью симметрии при пересечении этих линий в центре изгиба сечения спецпрофиля, внутренняя поверхность спецпрофиля выполнена эквивалентно внешней, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежности работы податливой е крепи из спецпрофиля в сложных горногеологических условиях за счет повышения ее несущей способности при соединении профилей внахлестку, поверхности боковых стенок выполнены с переменным углом наклона и угол наклона внешней боковой поверхности стенки в области днища а определен по формуле а, =а,+(3 — 5); где а — угол наклона внешней поверх1О ности боковых стенок профиля, а точка изменения угла наклона внутренней поверхности боковой стенки смещена вдоль вертикальной оси профиля от точки изменения угла наклона внешней поверх15 ности боковой стенки на расстоянии 1,2—
1,25 толщины днища.
2. Спецпрофиль по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения несущей способности податливой крепи из спецпрофиля за счет повышения трения в узлах по2О датливости, внешняя поверхность боковой стенки на уровне днища выполнена с накаткой.
3. Спецпрофиль по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения несущеЙ способности податливой крепи за счет усиления узлов податливости путем увеличения контактного давления в клине внешняя поверхность боковой стенки на уровне днища выполнена с рифлениями.