Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПЕЦПРОФИЛЬ
СПЕЦПРОФИЛЬ

СПЕЦПРОФИЛЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: поддержание горных выработок податливыми крепями из взаимозаменяемых профилей. Сущность изобретения: спецпрофиль состоит из наклонных боковых стенок с фланцами и прямолинейного днища шириной, равной суммарной толщине фланцев.Днище сопрягается с боковыми стенками цилиндрическими поверхностями. Радиус кривизны внешней цилиндрической поверхности выбирается из диапазона R1 = (0,2-0,5)d, а радиус кривизны внутренней цилиндрической поверхности определяется зависимостью , при этом толщина боковых стенок спецпрофиля равна d1= [d-(R2-R1)(1-sinα)]sinα , где d - толщина днища спецпрофиля, равная высоте фланцев; α - угол наклона боковых стенок к оси симметрии спецпрофиля. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2086769
Класс(ы) патента: E21D11/14
Номер заявки: 96121806/03
Дата подачи заявки: 15.11.1996
Дата публикации: 10.08.1997
Заявитель(и): Каретников Валентин Николаевич; Клейменов Венедикт Борисович; Лунев Владимир Георгиевич
Автор(ы): Каретников Валентин Николаевич; Клейменов Венедикт Борисович; Лунев Владимир Георгиевич
Патентообладатель(и): Каретников Валентин Николаевич; Клейменов Венедикт Борисович; Лунев Владимир Георгиевич
Описание изобретения: Изобретение относится к горному делу, а именно к шахтным металлическим податливым крепям из специального взаимозаменяемого профиля.
Известен спецпрофиль, содержащий прямолинейное днище, наклонные боковые стенки, расположенные под углом к оси симметрии профиля, фланцы, высота которых равна толщине днища и составляет 3,9-4,4 толщины боковых стенок спецпрофиля, а суммарная толщина фланцев равна ширине днища [1]
К недостаткам данного профиля можно отнести то, что в сложных горно-геологических условиях крепи из данного профиля не обеспечивают достаточно высокое сопротивление в замковых соединениях из-за отсутствия в них податливости. Это обусловлено тем, что внутренняя и внешняя поверхности профиля эквидистантны, и несущая способность узлов податливости крепи из указанного профиля достигается только за счет сил трения, создаваемых затяжкой соединительных хомутов, без использования эффекта взаимного заклинивания, так как между днищами и фланцами соединяемых профилей отсутствует компенсационный зазор.
Известен спецпрофиль, содержащий наклонные боковые стенки с фланцами, прямолинейное днище, выполненное с толщиной d, равной высоте фланцев и составляющей 3,1-3,8 толщины боковых стенок, и шириной, равной суммарной толщине фланцев. Днище сопряжено с наклонными стенками с внутренней и внешней сторон с образованием внутренней и внешней сторон с образованием внутренней и внешней цилиндрических поверхностей. Причем радиус кривизны внутренней цилиндрической поверхности составляет 1,2-1,5 радиуса кривизны внешней цилиндрической поверхности [2] Такое выполнение профиля позволяет в замковом соединении крепи обеспечить компенсационный зазор,равный (0,03-0,17)d. Однако такой зазор несущественно повышает несущие способности податливой крепи. Это обусловлено тем, что 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. Кроме того, с учетом существующего диапазона допусков на геометрические размеры изготовляемых профилей, компенсационный зазор в замковом соединении при повторном использовании таких профилей может свестись к нулю.
Целью изобретения является повышение надежности работы податливой крепи из спецпрофиля в сложных горно-геологических условиях поддержания горных выработок за счет повышения несущей способности при соединении профилей внахлестку, а именно усиления узлов податливости путем увеличения контактного давления в зоне днищ соединяемых профилей и величины компенсационного зазора между днищами и фланцами профилей.
Поставленная цель достигается тем, что в спецпрофиле, содержащем наклонные боковые стенки с фланцами, прямолинейное днище, выполненное с толщиной d, равной высоте фланцев и превышающей толщину боковых стенок d1, и шириной, равной суммарной толщине фланцев, и сопрягающееся с наклонными стенками с внутренней и внешней сторон цилиндрическими поверхностями, радиус кривизны внутренней цилиндрической поверхности R1 выбирается из диапазона R1 0,2-0,5)d, радиус кривизны внешней цилиндрической поверхности R2 определяется зависимостью

а толщина боковых стенок равна d1= [d-(R2-R1)(1-sinα)]sinα, где α угол наклона боковых стенок к оси симметрии спецпрофиля.
На фиг. 1 представлено соединение заявляемых взаимозаменяемых спецпрофилей внахлестку; на фиг. 2 фрагмент соединяемых профилей в узле податливости для расчет заявляемых геометрических параметров спецпрофиля.
Спецпрофиль состоит из прямолинейного днища 1, двух наклонных боковых стенок 2 с фланцами 3. Днище 1 сопрягается с боковыми стенками 2 внешней цилиндрической поверхностью 4 и внутренней цилиндрической поверхностью 5. В замковом соединении профили образуют компенсационный зазор 6.
Днище 1 выполнено толщиной d, равной высоте фланцев 3. Боковые стенки 2 выполнены с углом наклона к оси симметрии спецпрофиля, равным a(tgα = 0,25). Днище 1 выполнено шириной b1, равной суммарной ширине фланцев b1 (b - b2). Радиус кривизны внешней цилиндрической поверхности 4 выбирают из диапазона R1 (0,2-0,45)d. Наименьшее значение радиуса обусловлено технологическим процессом изготовления спецпрофиля. Верхнее значение радиуса R1 ограничено расчетным значением радиуса кривизны внутренней цилиндрической поверхности 5, который определяет величину компенсационного зазора 6. Радиус кривизны внутренней цилиндрической поверхности 5 определяется зависимостью
,
где δ компенсационный зазор между профилями в замковом соединении.
Для повышения несущей способности податливой металлической крепи компенсационный зазор выбирают равным d = (0,15÷0,4)d, тогда

При выбранных значения d, R1 и R2 для создания заклинивающего эффекта по цилиндрическим поверхностям 4 и 5 необходимо, чтобы данные поверхности в точке А их контакта имели общую касательную. Это возможно, если толщина боковых стенок профиля d1 будет равна
d1= [d-(R2-R1)(1-sinα)]sinα .
При эксплуатации крепей из спецпрофилей их укладывают с нахлестом и стягивают соединительными узлами. При этом контакт профилей осуществляется по боковым стенкам 2 и с расклинивающим эффектом между внешней цилиндрической поверхностью 4 внутреннего профиля и внутренней цилиндрической поверхностью 5 наружного профиля. Поскольку цилиндрические поверхности 4 и 5 в момент затяжки соединительных хомутов имеют общую касательную и толщина стенки профиля от места их контакта (точка А) к днищу профиля увеличивается, область спецпрофиля 7 создает нарастающий заклинивающий эффект. Под воздействием горного давления на крепь происходит перемещение профилей в узлах податливости и взаимный износ трущихся поверхностей. Кроме того, сопротивление перемещению будет зависеть не только от трения, но в большей степени от геометрических параметров и от упруго-пластического свойства материала профиля в области 7, реализующей заклинивающий эффект двух профилей.
В отличие от прототипа в заявляемом спецпрофиле для типоряда 14-33 СПВ кг/м, радиус кривизны внутренней цилиндрической поверхности составляет 1,4-3,7 радиуса внешней цилиндрической поверхности, а толщина дна днища составляет 4,1-5,5 толщины боковых стенок, что обеспечивает в замковом соединении спецпрофилей компенсационный зазор, равный 0,15-0,4 толщины днища.
Кроме того, в заявляемой конструкции спецпрофиля стенки в местах сопряжения с днищем работают не на изгиб, а на сдвиг, что исключает раскрытие профиля. Таким образом, заявляемый спецпрофиль обладает повышенной несущей способностью по сравнению с прототипом за счет увеличения заклинивающего эффекта в области днищ профилей и повышения сопротивления взаимному перемещению спецпрофилей в замковых соединениях.
Формула изобретения: Спецпрофиль, содержащий наклонные боковые стенки с фланцами, прямолинейное днище, выполненное толщиной, равной высоте фланцев и превышающей толщину боковых стенок, и шириной, равной суммарной толщине фланцев, и сопрягающееся с наклонными стенками внутренней и внешней цилиндрическими поверхностями, отличающийся тем, что радиус кривизны внешней цилиндрической поверхности выбирают из диапазона R1 (0,2 oC 0,5)d, радиус кривизны внутренней цилиндрической поверхности определяют зависимостью

а толщина боковых стенок спецпрофиля равна
d1= [d-(R2-R1)(1-sinα)]sinα,
где d толщина спецпрофиля;
α - угол наклона боковых стенок к оси симметрии спецпрофиля.