АНКЕР ШАХТНОЙ КРЕПИ

Полезная модель относится к горно-добывающей промышленности, в частности, к анкерам крепления контура горных выработок.
Известна анкерная крепь по полезной модели №39359, E21D 21/00, опубл. 2004.07.27, в которой грузонесущий стержень выполнен из стеклопластика и содержит замковый конец, снабженный втулкой с наружной резьбой под гайку, образующий замок, контактирующий с опорной плитой. Замок и опорная плита выполнены из композиционного полимерного материала.
Недостатком данной конструкции является технологическая сложность и дороговизна изготовления резьбовой части из полимерного материала.
Прототипом полезной модели является патент на полезную модель №85948, E21D 21/00, опубл. 20.08.2009. Анкер шахтной крепи включает стеклопластиковый стержень, содержащий выходной конец и замковую часть, снабженную приклеенной к ней металлической втулкой с наружной резьбой, под гайку, контактирующую с опорной плитой. На выходной конец нанесен закрепленный на нем зернистый материал, а замковая часть снабжена хвостовиком с выполненными на нем углублениями. Недостатком данной конструкции является наличие хвостовика, который служит исключительно для закрепления металлической втулки на стеклопластиковом стержне, что увеличивает массу конструкции и удлиняет ее. Отсутствие зернистого материала по всей длине стержня приводит к неполному закреплению анкера шахтной крепи в шпуре, что приводит к уменьшению его несущей способности.
Техническим результатом полезной модели является упрощение технологии и улучшение сцепления металлической втулки со стеклопластиковым стержнем, уменьшение массо-габаритных характеристик анкера шахтной крепи.
Технический результат достигается за счет того, что анкер шахтной крепи содержит стеклопластиковый стержень, на замковой части которого имеется металлическая втулка с наружной резьбой, по всей длине стеклопластиковый стержень покрыт зернистым материалом, а резьба выполнена накаткой.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Фиг.1 - общий вид анкера шахтной крепи.
На чертеже изображен анкер шахтной крепи, содержащий грузонесущий стеклопластиковый стержень 1 с нанесенным зернистым покрытием, снабженный металлической втулкой 2 с наружной резьбой под гайку, закрепленной на стержне посредством прессования и компаунда (например, эпоксидного клея).
При производстве стеклопластиковых стержней в ходе технологического процесса на всю его длину наносят зернистый материал, например, песок. Прессование, приклеивание и формование резьбы на замковой части металлической втулки производятся в ходе одной технологической операции, а именно - накатки резьбы. Важно соблюсти следующие параметры: диаметр стеклопластикового стержня 1 с нанесенным зернистым покрытием, внутренний и наружный диаметры металлической втулки 2, характеристику резьбы (тип, шаг, диаметр). Оптимизация этих параметров позволяет получить напрессовку металлической втулки в процессе накатки резьбы с максимально прочным закреплением металлической втулки на стеклопластиковом стержне.
Процесс накатки осуществляют следующим образом. На замковый конец стеклопластикового стержня с зернистым покрытием наносят эпоксидный клей в таком количестве, чтобы после накатки резьбы он заполнил бы весь объем между втулкой и стеклопластиковым стержнем. На конец стержня надевают металлическую втулку и осуществляют накатку резьбы на резьбонакатном станке. При этом происходит деформирование металла, приводящее к разогреву замковой части стержня до температуры 50°-150°С, что вызывает отверждение эпоксидного клея. Накатка резьбы вызывает вдавливание деформируемого металла в микрорельеф зернистого слоя стеклопластикового стержня, что обеспечивает повышенную прочность соединения. Кроме того, резьбовая часть втулки, полученная накаткой, имеет повышенную прочность на 10% и по твердости до 30% по сравнению с резьбой, выполненной нарезкой. Упрощение технологии вызвано тем, что несколько технологических операций производятся в процессе одной операции - накатки резьбы.
Поскольку закрепление втулки замкового конца стержня производится прессованием (накаткой) самой втулки, исчезает необходимость в хвостовике, который служил для закрепления металлической втулки на стеклопластиковом стержне. Это приводит к уменьшению длины и массы шахтной крепи на 2-5%, что сокращает себестоимость изделия, экономит материалы.
Проведенные испытания показали работоспособность конструкции, а также преимущество изделия по сравнению с аналогами по таким критериям, как себестоимость и надежность крепления металлической втулки на стеклопластиковом стержне.