УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ТРУБЧАТЫХ АНКЕРОВ

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована при креплении выработок трубчатыми анкерами, с использованием штатного оборудования для бурения шпуров.
Известно 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, Ε21D 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.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является устройство для установки трубчатых анкеров, включающее корпус с полостью для размещения конца анкера, выступ, взаимодействующий с анкером, отверстие для промывочной жидкости (см. ПМ РФ №124736, Ε21D 21/00). Корпус состоит из коаксиально соединенных, с возможность свободного вращения вокруг продольной оси, бойка и основания, а полость в бойке выполнена в форме части тороидальной поверхности, сопряженной с выступом, а отверстие для промывочной жидкости выполнено в основании.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении срока службы устройства.
Техническая задача решается тем, что в известном устройстве для установки трубчатых анкеров, включающем основание и коаксиально установленный на нем, с возможностью свободного вращения вокруг продольной оси, боек с выступом, соприкасающейся с основанием по взаимно перпендикулярным поверхностям, полость, выполненную в бойке в форме части тороидальной поверхности и соединенную с выступом, осевое отверстие, для промывочной жидкости выполненное в основании, отличающееся тем, что основание имеет цилиндрическую часть, проходящую через боек, а выступ выполнен в форме усеченного конуса, основание которого направлено к тороидальной поверхности.
При этом возможны варианты исполнения устройства для установки трубчатых анкеров:
- на цилиндрической части установлен упор, в виде стопорного кольца, с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью выступа бойка.
соприкосновение основания и бойка, по поверхности перпендикулярной продольной оси, выполняется через упорный подшипник.
- в основании, выполнено сквозное радиальное отверстие до соединения с осевым отверстием;
- на сопряженных цилиндрических поверхностях, бойка и основания, выполнены оппозитно части тороидальной поверхности, с возможностью установки в ней шарообразных тел качения;
- на сопряженных цилиндрических поверхностях, бойка и основания, выполнены оппозитно части тороидальной поверхности с возможностью установки в ней цилиндрической проволоки.
Полезная модель поясняется изображениями, на которых представлены поперечные сечения устройства для установки трубчатого анкера, выполненные в соответствии с заявляемыми пунктами. На фиг. 1 - в соответствии с пунктом 1, на фиг. 2 - в соответствии с пунктом 2, на фиг. 3 - в соответствии с пунктом 3, на фиг. 4 - в соответствии с пунктом 4, на фиг. 5 - в соответствии с пунктом 5, на фиг. 6 - в соответствии с пунктом 6.
Устройство содержит основание 1 (фиг. 1), на котором коаксиально, с возможностью свободного вращения вокруг продольной оси 2, установлен боек 3. Основание 1 имеет цилиндрическую часть 4 проходящую через боек 3. Боек 3 и основание 1 контактируют по взаимно перпендикулярным поверхностям 5 и 6.
В бойке 3 выполнена полость 7, имеющая тороидальную форму. Полость 7 переходит в выступ 8. Выступ 8 имеет форму усеченного конуса, основание которого направлено к тороидальной поверхности полости 7.
Наружная поверхность 9, выступа 8, контактирует, в процессе установки, с трубчатым анкером 10 (изображен штрихпунктирной линией на фиг. 1, т.к. не является частью устройства для установки трубчатого анкера).
В основании 1 выполнено осевое отверстие 11 для промывочной жидкости.
На цилиндрической части 4 может быть установлен упор 12 (фиг. 2), в виде стопорного кольца, с возможность взаимодействия с торцевой поверхностью выступа 8. При установке трубчатых анкеров в шпуры имеющих положительный угол наклона к горизонту, упор 12 может не устанавливаться. При отрицательных углах наклона оси шпура к горизонту, упор 12 фиксирует в осевом направлении боек 3 от смещения по цилиндрической части 4 основания 1.
Вариантом реализации устройства для установки трубчатых анкеров является установка подшипника 13 (фиг. 3). При этом подшипник 13 устанавливается на поверхности 6.
В основании 1 выполняется радиальное отверстие 14 (фиг. 4) соединенное с отверстием для промывочной жидкости 11. Отверстие 14 имеет выход в зону подшипника 13.
За счет отверстия 14 обеспечивается подвод промывочной жидкости в подшипник 13.
В соответствии с вариантом реализации по пункту пять, формулы полезной модели, на контактирующих поверхностях 5, бойка 3 и основания 1, выполнены части тороидальной поверхности (фиг. 5). На цилиндрической части 4, часть тороидальной поверхности 15, в бойке 3 - часть тороидальной поверхности 16. Части торроидальных поверхностей 15 и 16 расположены оппозитно. За счет этого две части 15 и 16 в совокупности образуют замкнутую тороидальную полость 17, в нее, в соответствии с данным вариантом реализации, вводятся шарообразные тела качения 18.
В соответствии с пунктом шесть, формулы полезной модели, в замкнутую тороидальную полость 17, вводится цилиндрическая проволока 19 (фиг. 6).
Шарообразные тела качения 18 вводятся в полость 17 через отверстие 20. Цилиндрическая проволока 19 вводится в полость 17 через канал 21.
Шарообразные тела качения 18 обеспечивают фиксацию взаимного положения основания 1 и бойка 3 независимо от пространственного положения всего устройства.
Цилиндрическая проволока 19, введенная в полость 17, исключает осевое движение бойка 3 по цилиндрической части 4 основания 1.
Сопряжение устройства для установки трубчатых анкеров с перфоратором, обеспечивающим передачу усилия установки, происходит по поверхности 22.
Устройство для установки трубчатых анкеров работает следующим образом.
Основание 1, через поверхность 22, соединяется с перфоратором, смонтированном на манипуляторе. На коническую поверхность 9, бойка 4, устанавливается конец трубчатого анкера 10. С помощью манипулятора свободный конец трубчатого анкера 10 подводится к устью шпура. Включается перфоратор и механизм продольной подачи манипулятора. Основание 1, совместно с перфоратором, совершает вращательное движение вокруг продольной оси 2 и поступательное движение в направлении шпура.
Поперечные смещения бойка 3, относительно основания 1, исключаются за счет их контакта по цилиндрической части 4.
В результате взаимодействия трубчатого анкера 10 с бойком 3 по его наружной поверхности 9 происходит увеличение внешнего диаметра трубчатого анкера расположенного в зоне выступа 8. Появляется смещение части (плечо действия силы) трубчатого анкера 10, расположенного в зоне выступа 8 относительно остальной части анкера. Деформируемая часть анкера 10 теряет устойчивость и дополнительно подвергается изгибу. Благодаря этому снижается усилие необходимое для формирования упора из концевой части трубчатого анкера в тороидальной поверхности 7, бойка 3. Снижаются контактные напряжения на тороидальной поверхности 7 и как следствие ее износ и увеличивается срок эксплуатации бойка 3.
Перфоратор, обеспечивающий установку трубчатого анкера 10, совершает вращательное и возвратно - поступательное движение. Аналогичные движения совершает соединенное с ним, по поверхности 22, основание 1. При этом, установка упора 12 исключает возвратно-поступательное движение бойка 3 по поверхности цилиндрической части 4 основания 1. Перфоратор, основание 1, боек 3 совершают возвратно поступательное движение без относительного движения друг относительно друга в продольном, вдоль оси 2, направлении. Исключается продольное относительное движение бойка 3, и как результат снижается износ по поверхности сопряжения 5, что повышает ресурс бойка 3.
В процессе работы основание 1 вращается совместно с рабочей головкой перфоратора и совершает одновременно поступательное движение. При этом, боек 3, в силу взаимодействия с трубчатым анкером 10, совершает только поступательное движение. При этом установка подшипника 13 обеспечивает замену коэффициента трения скольжения по поверхности 6, на коэффициент трения качения. Меньшая величина коэффициента трения позволяет снизить износ поверхностей 6, как бойка 3, так и основания 1. В результате повышается срок их эксплуатации.
Через радиальное отверстие 14 промывочная жидкость поступает из осевого отверстия 11 в подшипник 13, обеспечивая его охлаждение. Поддержание невысокой температуры подшипника 13 позволяет повысить его ресурс.
Шараобразные тела 18, введенные в полости 17, через отверстие 20, обеспечивают фиксацию осевого положения бойка 3 относительно основания 1. Шарообразные тела 18 находятся одновременно в частях тороидальных поверхностей 15 и 16. Как результат исключается осевая подвижность бойка 3 относительно основания 1. Одновременно, вращение основания 1 относительно бойка 3 осуществляется через шараобразные тела 18. Исключается скольжение между бойком 3 и основанием 1 по поверхности 6. Уменьшается сопротивление вращению, снижается температура устройства, уменьшается износ контактирующих поверхностей.
Цилиндрическая проволока 19 обеспечивают фиксацию осевого положения бойка 3 относительно основания 1. Исключается осевая подвижность бойка 3 относительно основания 1, что обеспечивает снижение нагрузок при работе устройства для установки трубчатых анкеров. Меньшие нагрузки позволяют повысить число циклов нагружения.
Таким образом, заявляемое устройство для установки трубчатых анкеров, обеспечивает повышение срока его службы.