СТАЛЬНОЙ СТЕРЖЕНЬ АНКЕРНОЙ КРЕПИ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Полезная модель относится к получению стержневых элементов с винтовым профилем для изготовления анкеров повышенной прочности и может быть использовано при креплении горных выработок.
Известен сталеполимерный анкер глубокого заложения, включающий опорную плитку, натяжную гайку и составной стержень из двух и более элементов проката с винтовым профилем, скрепляемых между собой соединительной муфтой (втулкой) имеющей разрыв в средней ее части, при этом натяжная гайка и соединительная муфта выполнены равнопрочными относительно элементов стержня анкерной крепи с внутренней резьбой соответствующей винтовому профилю проката (RU 20926 U1, МПК 7 Е 21 D 21/00, 2001 г.).
Использование указанного стержня анкерной крепи для горных выработок не исключает самораскручивание гайки при динамических нагрузках на эту крепь.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному результату является прокат винтового профиля выполненный в виде круглого стержня диаметром 20 мм с поперечными периодическими выступами высотой 1,6 мм и шириной основания 5 мм, идущими по однозаходной правой винтовой линии с шагом 11 мм, с двумя продольными гладкими участками, разделяющими ряды поперечных выступов (RU Технические условия ТУ 14-1-5254-94 «Прокат периодического профиля с серповидными поперечными ребрами для армирования железобетонных конструкций»).
Недостатком известного проката винтового профиля является большая величина шага резьбы по отношению к диаметру (0,55), что увеличивает угол подъема резьбы и, соответственно, приводит к самораскручиванию
гайки при динамических нагрузках на анкерную крепь. Кроме того, известный стержень имеет более низкие значения разрывного усилия, что ограничивает сферу его применения.
Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение высокой надежности при эксплуатации стального стержня винтового профиля за счет увеличенного разрывного усилия и исключения самораскручивания гайки при динамических нагрузках.
Поставленная задача достигается тем, что стальной прокат в виде круглого стержня с поперечными периодическими выступами, идущими по однозаходной правой винтовой линии, с двумя продольными гладкими участками, разделяющими ряды поперечных выступов, согласно полезной модели, выполнен так, что продольные гладкие участки имеют вид двух параллельных граней с величиной углубления граней в тело стержня равной 0,15-0,20 от высоты поперечного выступа, при этом шаг резьбы составляет 0,45-0,49 от диаметра круглого стержня, а ширина основания поперечного выступа составляет 0,54-0,56 от шага резьбы.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение технологичности при сборке анкеров в полевых условиях, повышение величины усилия разрушения при растяжении и исключение эффекта самораскручивания при динамических нагрузках.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что полезная модель имеет две параллельные грани с величиной углубления их в тело стержня не менее 0,15 от высоты поперечного выступа для обеспечения возможности использования гаечного ключа при сборке анкерной крепи и, соответственно, повышения технологичности процесса сборки. При углублении граней в тело стержня более 0,20 от высоты поперечного выступа уменьшается площадь поперечного сечения, что приводит к снижению усилия разрыва при растяжении. Экспериментально установлено, что для исключения самораскручивания гайки при динамических
нагрузках шаг резьбы должен составлять менее 0,5 от диаметра стержня, при шаге резьбы менее 0,45 от диаметра стержня и шириной основания поперечного выступа более 0,56 от шага резьбы не обеспечивается возможность производства стержня методом прокатки на непрерывном прокатном стане с качеством резьбы, обеспечивающим надежное соединение стержней с помощью муфт.
Полезная модель поясняется чертежами:
- на фиг.1 показан общий вид стального стержня анкерной крепи для горных выработок, где t - шаг резьбы образованной поперечными выступами, идущими по однозаходной винтовой линии;
- на фиг.2 показан поперечный разрез стержня, где dк - диаметр круглого стержня, h - высота поперечного периодического выступа, г - расстояние между гранями, которое определяется как dк-(0,15-0,20)h;
на фиг.3 - поперечный разрез поперечного выступа стального стержня анкерной крепи, где h - высота поперечного периодического выступа, b - ширина основания поперечного выступа.
Таким образом, применение предложенного стального стержня обеспечивает высокую эффективность использования при производстве анкерной крепи для горных выработок, повышенное усилие разрыва при растяжении и отсутствие самораскручивания гайки при динамических нагрузках.