НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО КАНАТНОГО АНКЕРА

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к креплению контура горных выработок с помощью канатных анкеров.
Известно натяжное устройство канатного анкера, содержащее муфту с осевым отверстием, в котором с помощью клиновой втулки закреплен канат, причем осевое отверстие имеет коническую и цилиндрическую части с гладкой поверхностью, а наружные пряди каната на клиновой втулке и на сопряжении с центральной прядью в осевом отверстии муфты зафиксированы металлизированной шпатлевкой (патент на изобретение РФ №2281397, кл. E21D 20/00, дата подачи заявки 26.03.2004 г., дата публикации 10.08.2006 г.).
Основным недостатком известной конструкции натяжного устройства является отсутствие равнопрочного соединения с канатом, т.к. между прядями каната существуют зазоры, которые способствуют деформации проволок при протягивании каната через муфту.
Кроме того, натяжное устройство имеет повышенный расход металла за счет увеличения диаметра муфты, т.к. ее осевое отверстие выполнено гладким и диаметр его выполнен по внешней поверхности прядей каната.
В качестве прототипа принято натяжное устройство канатного анкера, содержащее муфту с осевым каналом, имеющим цилиндрическую и коническую части, выполненные по профилю внешней поверхности проходящих через него прядей каната, коническую разрезную втулку, помещенную внутри муфты на центральной пряди каната, и зазоры между указанной муфтой, конической втулкой и прядями каната, заполненные связующим материалом (заявка на полезную модель РФ №2009110417/22, кл. кл. E21D 20/00, дата подачи заявки 23.03.2009 г., решение о выдаче патента от 09.04.2009 г.).
Основным недостатком известного натяжного устройства является отсутствие подобия клиновых поверхностей отверстия муфты и клиновой втулки, т.к. последняя является разрезной, в результате чего возникают большие зазоры между клином, прядями каната и муфтой, что приводит к снижению прочности соединения каната с муфтой и к излишнему расходу дорогостоящего связующего материала.
Кроме того, использование натяжного устройства известной конструкции усложняет процесс установки анкеров, особенно в высоких выработках, т.к. требует применения дополнительных приспособлений (лестницы, насос, емкость для связующих материалов и т.д.).
Техническим результатом полезной модели являются повышение прочности соединения каната с муфтой и снижение затрат времени и средств на установку канатного анкера.
Предложено натяжное устройство канатного анкера, включающее муфту с осевым каналом, имеющим цилиндрическую и коническую части, с поверхностью, выполненной по профилю внешней поверхности проходящих через него прядей каната, резьбовую внешнюю поверхность, на которой размещена опорная гайка, и коническую втулку на центральной пряди каната внутри осевого канала.
Отличием является то, что коническая втулка выполнена неразрезной и снабжена головкой с осевым отверстием для пропуска центральной пряди канала, установленной с возможностью присоединения к ней приспособления для установки анкера.
Другим отличием является то, что внешняя поверхность конической втулки выполнена конгруэнтной внутренней поверхности конической части осевого канала муфты.
Конструкция конической втулки и наличие у нее головки для соединения с приспособлением для установки канатного анкера позволяет задавать анкеру необходимую несущую способность без закачки в натяжное устройство дорогих твердеющих составов, упростить процесс установки канатного анкера и обеспечить многоразовое использование приспособления. Конгруэнтность исполнения внешней поверхности конической втулки и внутренней поверхности конической части осевого канала при отсутствии продольного разреза втулки позволяет распределить напряжение натяжения прядей канала более равномерно и на большей площади взаимодействия при силовом воздействии на них, что повышает несущую способность каната.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлено натяжное устройство в продольном разрезе, а на фиг. 2 -вид А на фиг.1.
Натяжное устройство канатного анкера содержит муфту 1 с осевым каналом, включающим цилиндрическую 2 и коническую 3 части. Внутри муфты в осевом канале установлена коническая втулка 4 с головкой 5, имеющей отверстие 6 для пропуска центральной пряди 7 каната. Остальные пряди каната пропущены через цилиндрическую часть 2 муфты и через зазоры между конической частью 3 осевого канала и наружной поверхностью конической втулки 4. Внутренняя поверхность частей 2 и 3 осевого канала муфты выполнена по профилю внешней поверхности проходящих через них прядей каната.
Наружная поверхность муфты имеет резьбу, и на ней размещена опорная гайка 8. Коническая втулка 4 выполнена неразрезной и установлена на центральной пряди 7 каната, а ее внешняя поверхность может быть гладкой или выполнена конгруэнтной внутренней поверхности конической части осевого канала муфты. Головка 5 конической втулки служит для передачи силовой нагрузки на натяжное устройство и выполнена с возможностью присоединения к ней приспособления для установки анкера (вращателя, переходника и т.д.). Данное приспособление используют для силового внедрения конической втулки 4 между периферическими прядями и центральной прядью каната, внедрения с поворотом на угол, заданный углом свивки прядей каната, вращения и подачи анкера при ампульном способе его закрепления и т.д.
Работает натяжное устройство следующим образом.
После ввода в устье шпура ампулы канатом досылают до дна шпура, а затем с помощью переходника подсоединяют к головке 5 вращатель и внедряют канатный анкер в ампулы, разрушая их. При взаимодействии переходника с головкой 5 конической втулки крутящий момент передается через пряди каната от конической втулки на муфту, при этом контакт прядей каната с муфтой 1 и конической втулкой 4 осуществляется без зазора вследствие того, что после установки конической втулки на центральной пряди 7 каната путем силового воздействия со стороны переходника на втулку происходит ее внедрение между прядями каната до проектного положения. После установки канатного анкера в проектное положение производят сокращение телескопической поддержки по высоте, и переходник с вращателем свободно сходит с головки 5 и опускается вниз, к вращателю присоединяют переходник для гайки 8, посредством которого осуществляют предварительное натяжение канатного анкера. Данная конструкция натяжного устройства за счет конгруэнтности поверхностей и выполнения конической втулки обеспечивает равномерное распределение сдвиговых напряжений и деформаций на пряди каната, что повышает несущую способность канатного анкера.