Затяжное устройство анкера

 

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при анкерном креплении горных выработок. Задачей изобретения является повышение прочности затяжного устройства анкера. Затяжное устройство анкера включает гайку, выполненную трехступенчатой, причем первая ступень гайки выполнена цилиндрической, вторая, нажимная, ступень гайки имеет коническую форму с углом наклона конуса меньшим угла трения между гайкой и шайбой, а третья, затяжная, ступень гайки выполняется по форме, обеспечивающей ее затяжку необходимым инструментом. Шайба выполняется с плоским основанием на забой и с двухступенчатым отверстием, одна ступень которого выполняется цилиндрической, а вторая конической, конгруэнтной конической поверхности гайки. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, а конкретно к анкерному креплению горных выработок.

Широко известны различные виды затяжных устройств анкерной крепи. Например [1, стр.36, рис.3.1.]. Недостатком такого затяжного устройства является возможность среза витков резьбы или ослабление затяжки гайки под действием переменных нагрузок.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является затяжное устройство анкера [2] по патенту РФ 2165023.

Недостатками такого затяжного устройства анкера является следующие: во-первых, упругая сферическая шайба, которая может накапливать при затяжке гайки упругую энергию и тем гарантировать натяжение анкера, сама не гарантирована от поломки, а выход из строя шайбы неизбежно может приводить к полному ослаблению натяжения в анкерном болте, при этом он перестает быть удерживающим кровлю элементом. Выход из строя нескольких упругих шайб может привести к обрушению кровли, т.е. к серьезным авариям; во-вторых, двухступенчатая гайка, опираясь сферической поверхностью на шайбу, не может обеспечивать соприкосновения по площадке, контакт оказывается линейчатым, что увеличивает удельное давление на шайбу и может привести к ее разрушению; и в-третьих, в свете известного учения Н.Е. Жуковского о распределении нагрузки по виткам резьбы гайки [3, с.31.] тот вариант установки сферической гайки, что использован в [2], может привести к перегрузке одного витка резьбы гайки и стержня (до 34% от всей нагрузки) и, как следствие, ее срезу.

Задачей настоящего изобретения является исключение возможности поломки шайбы, обеспечение большей площади соприкосновения гайки и шайбы и достижение равномерного распределения нагрузки по виткам резьбы, соединяющей анкерный болт и гайку. Решение задачи достигается тем, что гайка выполняется трехступенчатой. Первая ступень гайки выполнена цилиндрической. Нажимная ступень гайки имеет коническую форму с углом наклона конуса, меньшим угла трения между гайкой и шайбой. Третья, затяжная, ступень гайки выполняется по форме, обеспечивающей ее затяжку необходимым инструментом. Шайба выполняется с плоским основанием на забой и с двухступенчатым отверстием, одна ступень которого выполняется цилиндрической, а вторая конической, конгруэнтной конической поверхности гайки.

На чертеже приведено предлагаемое затяжное устройство анкера.

Затяжное устройство анкера состоит из анкерного болта 1 с резьбовым хвостовиком 2, трехступенчатой гайки 3 и шайбы 4. Гайка 3 выполнена с цилиндрическим участком 5, коническим участком 6 и затяжным участком 7. Анкерный болт устанавливается в скважину 8, а шайба 4 опирается на забой 9.

Работает устройство следующим образом. После установки анкерного болта 1 в скважину 8 на него надевается шайба 4 с цилиндроконическим отверстием. Далее устанавливается трехступенчатая гайка 3 таким образом, чтобы конической поверхностью она взаимодействовала с конгруэнтной ей поверхностью шайбы 4, при этом за счет того, что часть гайки оказывается погруженной в цилиндрическое отверстие шайбы, произойдет существенное перераспределение нагрузки на витки гайки, что обеспечит ей повышенную прочность. В процессе затяжки гайки путем воздействия инструментом на третью ее ступень цилиндрическая часть гайки свободно входит в цилиндрическое отверстие шайбы, а затем коническая ее ступень опирается на конгруэнтный ей конический участок отверстия шайбы и происходит затяжка до необходимого усилия в анкерном болте.

Источники информации 1. Анкерная крепь: Справочник/ А.П. Широков, В.А. Лидер, М.А. Дзауров и др. - М.: Недра, 1990, 205 с.

2. Патент РФ 2165023, опубл. 10.04.2001, БИ 10.

3. Детали машин. Иванов М.Н. - М.: Высшая школа, 1998, 383 с.: ил.

Формула изобретения

Затяжное устройство анкера, отличающееся тем, что гайка выполнена трехступенчатой, причем первая ступень гайки выполнена цилиндрической, вторая, нажимная, ступень гайки имеет коническую форму с углом наклона конуса, меньшим угла трения между гайкой и шайбой, а третья, затяжная, ступень гайки выполняется по форме, обеспечивающей ее затяжку необходимым инструментом, при этом шайба выполняется с плоским основанием на забой и с двухступенчатым отверстием, одна ступень которого выполняется цилиндрической, а вторая конической, конгруэнтной конической поверхности гайки.

РИСУНКИ

Рисунок 1