УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ТРУБЧАТЫХ АНКЕРОВ

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использовано при креплении выработок трубчатыми анкерами, с использованием штатного оборудования для бурения шпуров.
Известно устройство для установки анкеров включающее корпус с цилиндрическим хвостовиком, втулку, подпружиненный разъемный замок, с выполненной полуцилиндрической резьбовой выемкой и выступом на свободном конце, причем втулка установлена с возможностью взаимодействия с выступом замка (см. а.с СССР №1721255, E21D 21/00).
Недостатки известного устройства для установки анкеров заключаются: в трудоемкости операции соединения с анкером и невысокой надежности из-за значительного числа элементов участвующих в передаче усилий и имеющих при этом, малую поверхность контакта.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является устройство для установки трубчатых анкеров, включающее цилиндрический корпус с полостью для размещения открытого конца анкера штуцер, установленный с наружного торца корпуса. При этом корпус выполнен с конусообразным выступом на дне и имеет кооксиальное продольное отверстие сообщающееся с отверстием штуцера (см. а.с. СССР №1670144, E21D 21/00).
Недостатком известного устройства является низкая надежность. Трубчатые анкеры устанавливаются с помощью перфораторов, рабочий орган которого совершает возвратно поступательное и вращательное движение. При вращении имеет место относительное движение между цилиндрическим корпусом и трубчатым анкером. Как следствие происходит интенсивный износ конусообразного выступа, увеличивается зазор между трубчатым анкером и корпусом. Наличие зазора приводит к потере соосности корпуса и трубчатого анкера, что ведет к нецентральному приложению усилия к анкеру и потери его устойчивости при установке, что ведет к снижению надежности работы устройства для установки трубчатого анкера.
Кроме того, при установке трубчатых анкеров известное устройство не обеспечивает формирование замка за счет изменения формы открытого торца трубчатого анкера.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении надежности анкерной крепи.
Техническая задача решается тем, что в известном устройстве для установки трубчатых анкеров, включающее корпус с полостью для размещения конца анкера, выступ, взаимодействующий с трубчатым анкером, отверстие для промывочной жидкости, корпус состоит из коаксиально соединенных, с возможность свободного вращения вокруг продольной оси бойка и основания, при этом полость выполнена в бойке в форме части тороидальной поверхности сопряженной с выступом, а отверстие для промывочной жидкости выполнено в основании.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображено поперечное сечение устройства для установки трубчатого анкера.
Устройство содержит корпус 1 состоящий из основания 2 (фиг.1), на котором коаксиально, с возможностью свободного вращения вокруг продольной оси 3 установлен боек 4. В бойке 4 выполнена полость 5 имеющая тороидальную форму. Выступ 6 также является частью бойка 4. При этом стенки тороидальной поверхности полости 5 сопряжены с внешней поверхностью выступа 6. Для фиксации бойка 4 на основании 2, от случайных смещений, на нем установлено стопорное кольцо 7. Соединение с перфоратором осуществляется по сопряженной поверхности 8. В основании 1 выполнено отверстие 9 для промывочной жидкости. Сопряжение бойка 4 и основания 2 осуществляется по цилиндрической поверхности 10 и по торцевой поверхности 11.
Конец трубчатого анкера 12 (условно показан штрих - пунктирной линией, как не являющаяся частью устройства для установки) размещается в полости 5. На трубчатом анкере 12 установлена опорная плита 13 (так же показана штрих - пунктирной линией).
При установке в шпур трубчатый анкер 12 взаимодействует с бойком 4. Перфоратор, обеспечивающий установку трубчатого анкера 12, совершает вращательное и возвратно-поступательное движение. Аналогичные движения совершает соединенное с ним, по поверхности 8, основание 2. При этом боек 4 совершает только возвратно-поступательные движения, без вращения, за счет того, что он соединен с основанием 2 с возможностью свободного вращения. Осевое усилие с вращающегося основания 2 передается на боек 4 по торцевой поверхности 11. Поперечные смещения бойка 4 относительно основания 2 исключаются за счет их контакта по цилиндрической поверхности 10. Площадь контакта вращающегося основания 2 с не вращающимся бойком 4 (поверхности 10 и 11) значительно превышают поверхность контакта боек 4 - трубчатый анкер 12. В связи с этим удельное давление на поверхностях 10 и 11 незначительно, что практически исключает их износ при установке трубчатых анкеров.
Выполнение полости 5 в бойке 4 в форме тороидальной поверхности обеспечивает деформацию конца трубчатого анкера 12 в виде копирующем форму полости 5, обеспечивающем оптимальное взаимодействие с опорной плитой 13. Кроме того, по мере увеличения сопротивления движению трубчатого анкера 12 увеличивается площадь сопряжения деформируемого торца трубчатого анкера 12 и полости 5.
Сопряжение тороидальной полости 5 с выступом 6 обеспечивает соосное расположение трубчатого анкера 12 и бойка 4. За счет этого обеспечивается центральное приложение силу со стороны бойка 4 к трубчатому анкеру 12 и исключается потеря его устойчивости при установке в шпур.
Устройство для установки трубчатых анкеров работает следующим образом.
Корпус 1, через основание 2, соединяется с перфоратором, смонтированном на манипуляторе. В тороидальной полость 5, бойка 4, устанавливается конец трубчатого анкера 12. С помощью манипулятора свободный конец трубчатого анкера 12 подводится к устью шпура. Включается перфоратор и механизм продольной подачи манипулятора. Основание 2, совместно с перфоратором, совершает вращательное движение вокруг продольной оси 3 и поступательное движение в направлении устья шпура.
Основание 2 взаимодействует с бойком 4 по торцевой поверхности 11, через которое передается на него осевое усилие. При работе перфоратора основание 2 вращается с ним совместно. Однако боек 4 при этом не вращается, т.к. этому препятствует сопротивление, возникающее на поверхности трубчатый анкер 12 - шпур.
Осевое усилие с бойка 4, через тороидальную поверхность полости 5, передается на торец трубчатого анкера 12, обеспечивая его ввод в шпур. Трубчатый анкер 12 испытывает сопротивление поступательному движению со стороны шпура. В результате этого торец трубчатого анкера 12, сопряженный с тороидальной поверхностью полости 5 деформируется. При этом увеличивается диаметр торца трубчатого анкера 12. По мере ввода трубчатого анкера 11 в шпур форма его торца приближается к тороидальной. Движение трубчатого анкера 12 в шпур продолжается до тех пор, пока опорная плита 13 не подожмется его деформированным торцом к укрепляемой поверхности.
Промывочная жидкость, подаваемая через отверстие в основании 2 обеспечивает отвод тепла возникающего в результате вращательного движения основания 2 относительно бойка 4 (трение на поверхностях 10 и 11).
Выполнение корпуса 1 в виде бойка 4 коаксиально соединенного, с возможность свободного вращения вокруг продольной оси 3, с основанием 2 исключает вращение трубчатого анкера 12 при установке относительно выступа 6. Тем самым исключается износ выступа 6, обеспечивается центрирование трубчатого анкера 12 относительно продольной оси 3 в течении всего срока службы. Соосное положение трубчатого анкера 12 и бойка 4, частью которого является выступ 6, исключает нецентральное приложение к нему усилия. Тем самым обеспечивается устойчивость трубчатого анкера 12 и надежность его введения в шпур.
Тороидальная форма полости 5 и ее сопряжение с выступом 6, обеспечивает, при установке трубчатого анкера 12, деформацию его свободного торца в форме, обеспечивающей надежное удержание опорной плиты 13. При этом поверхности сопряжения полости 5 - торец трубчатого анкера 12 увеличивается по мере роста сопротивления движения трубчатого анкера 12. Это обеспечивает стабильную, незначительную величину контактных напряжений на поверхности полости 5 и тем самым малый ее износ и большую надежность в работе.
Выполнение отверстия 9 для промывочной жидкости в основании 2 обеспечивает отвод тепла возникающего в результате движения бойка 4 по основанию 2. За счет этого снижается температура на поверхностях контакта 10 и 11, что обеспечивает снижение их износа, стабильность размеров и как следствие большую надежность при длительной эксплуатации.
Таким образом, заявляемая анкерная крепь, обладает более высокой надежностью.