ЗАМКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПИ ИЗ СПЕЦПРОФИЛЯ

Полезная модель относится к креплению горных выработок рамными крепями из спецпрофиля.
В настоящее время широкое распространение получили конструкции замковых соединений элементов крепи с фигурной планкой, охватывающей поверхность стойки (Замковые соединения типа ЗПК и ЗМК (см. также авторское свидетельство SU №723158, МПК E21D 11/14)).
Также замковое соединение обеспечивает повышенную несущую способность в начальный период работы крепи в режиме податливости, равную 0,5÷0,7 от их несущей способности в жестком режиме.
Такое преимущество известных замковых соединений с фигурной планкой затмевает некоторые существенные недостатки: сложность изготовления фигурной планки, проскальзывание в режиме податливости внутреннего элемента крепи (верхняка) относительно скобы из прутка, смещение замкового соединения вместе с наружным элементом крепи (стойкой) и выход конца верхняка из контакта с элементом стойки в соответствии с эпюрой напряжений в зоне узла податливости.
Начало работы крепи в режиме податливости сопровождается вдавливанием прутка скобы замкового соединения в полку верхняка и резким искривлением скобы в зоне резьбы. Затем работа крепи в режиме податливости из-за более прочной связи фигурной планки со стойкой происходит при проскальзывании прутка скобы относительно полок верхняка, что вызывает в силу огромных контактных напряжений «стеснование» металла прутка скобы с резким уменьшением усилий стягивания элементов крепи и уменьшением несущей способности крепи в режиме податливости, увеличению которой не способствует выход конца
верхняка из желоба стойки.
Всех перечисленных недостатков лишено замковое соединение элементов крепи со скобой и плоской планкой из полосы (см. Гелескул М.Н. и др. Справочник по креплению выработок. - «Недра», - 1972. - с.51). В таких замковых соединениях плоские планки имеют малую прочность на изгиб, а несущая способность крепи в податливом режиме составляет 0,25÷0,4 от несущей способности крепи в жестком режиме, что является ее основным недостатком.
Целью предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции, повышение несущей способности крепи в податливом режиме с постоянным ее увеличением.
В полезной модели, включающей известные признаки: скобу с гайками, прямолинейную планку с отверстиями, поставленная цель достигается за счет того, что планка выполнена в виде отрезка спецпрофиля с отверстиями в днище его желоба, внутри которого размещены гайки.
На фиг 1, показано сечение крепи в зоне замкового соединения. На фиг.2 - вид сбоку.
Крепь включает элемент 1 (верхняк) и элемент 2 (стойку), соединенные замком, содержащая скобу 3 с гайками 4 и планку 5 в виде отрезка спецпрофиля с отверстиями 6 в днище 7 желоба планки. Стенки 8 и полки 9 планки 5 образуют ребра жесткости.
При монтаже узла податливости элементы 1 и 2 крепи соединяются внахлест скобой 3, гайками 4 и планкой 5. Отверстия 6 для скобы 3 образованы в днище 7, а гайки 4 размещены внутри желоба планки 5.
Усилие стягивания элементов 1 и 2 крепи ограничивается только прочностью резьбы на скобе 3, но даже при таком огромном усилии планка 5 практически не изгибается в силу большой величины момента сопротивления изгибу, обусловленного наличием ребер жесткости из стенки 8 и полок 9 планки 5.
Таким образом практически незначительный изгиб планки 5 не
приводит к изгибу скобы 3 в зоне резьбы и не вызывает концентрации напряжений в резьбе.
Возможность стягивания элементов 1 и 2 крепи в узле податливости с большими усилиями, чем в известных конструкциях позволяет достичь усилия податливости крепи, равного 0,6÷0,7 несущей способности крепи в жестком режиме.
Поскольку контактные напряжения между днищем 7 планки 5 и днищем элемента 2 из спецпрофиля на порядок меньше контактных напряжений между прутком скобы 3 и полками элемента 1 (верхняка), то при работе крепи в режиме податливости всегда происходит проскальзывание планки 5 относительно элемента 2 крепи (стойки) и конец элемента 1 крепи никогда не выходит из желоба элемента 2 (стойки) крепи, в то время, как конец элемента 2 (стойки) крепи, смещаясь относительно элемента 1 крепи никогда не теряет с ним контакта, поскольку таково действие изгибающего момента в зоне узла податливости в соответствии с эпюрой напряжения в крепи от горного давления.
Это приводит к тому, что усилия крепи в режиме податливости постоянно повышаются.
Размещение гаек 4 внутри желоба планки 5 требует применения специального торцевого ключа со смещенной рукояткой, но такое разовое усложнение использования предлагаемого замкового соединения для элементов крепи из спецпрофиля перекрывается простотой конструкции планки и ее значительной дешевизной в силу огромного количества отходов при изготовлении элементов крепи, из которых и изготавливаются планки замкового соединения элементов крепи.