Усовершенствованный скользящий анкер
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к скользящему анкеру. Техническим результатом является контролируемое изменение нагрузки на скользящий анкер во время различных, разнесенных во времени фаз раздвижения. Скользящий анкер имеет стержень анкера, на котором расположен скользящий управляющий элемент со сквозным отверстием, через которое проходит стержень анкера, причем скользящий управляющий элемент содержит кожух тел скольжения, снабженный, по меньшей мере, одной выемкой для приема тела скольжения, находящегося в контакте с внешней поверхностью стержня анкера. Каждая выемка для приема тела скольжения расположена в кожухе тел скольжения по касательной к внешней поверхности стержня анкера, причем огибающая поверхность каждой выемки выступает на заданную величину в свободный просвет сквозного отверстия, а каждое тело скольжения заполняет просвет предназначенной для него выемки. 19 з.п. ф-лы, 8 ил.
Предлагаемое изобретение относится к скользящему анкеру, предназначенному для введения в отверстие, причем скользящий анкер имеет стержень анкера, на котором расположен скользящий управляющий элемент со сквозным отверстием, через которое проходит стержень анкера, причем скользящий управляющий элемент содержит кожух тел скольжения с, по меньшей мере, одной выемкой, в которую устанавливается тело скольжения, находящееся в контакте с внешней поверхностью стержня анкера.
Уровень техники
Такой скользящий анкер известен из WO 2006/034208 А1. Скользящие анкеры относятся к группе так называемых горных анкеров. Горные анкеры применяются в горной промышленности, туннелестроении, строительстве специальных подземных сооружений с целью укрепления стенки штольни или туннеля. Для этого из штольни или туннеля пробивается отверстие в горной породе, длина которого обычно составляет от двух до двенадцати метров. В это отверстие затем вводится горный анкер соответствующей длины, оконечность которого долговременно крепится в отверстии при помощи строительного раствора, специальных клеев на основе синтетической смолы или механических распорок. На оконечность анкера, выступающую из отверстия, обычно надевается анкерная пластина, которая при помощи гайки притягивается к стенке штольни или туннеля. Таким образом, нагрузки, действующие в области стенок штольни или туннеля, переводятся в более глубокие слои горной породы. Иными словами, при помощи таких горных анкеров нагрузка переносится на удаленные от стенок слои горной породы с целью минимизации риска обрушения штольни или туннеля.
Обычные горные анкеры могут передавать соответствующую их конструкции максимальную нагрузку, а при превышении этой нагрузки (так называемая разрушающая нагрузка) разрываются. Чтобы по возможности избежать такого полного выхода из строя установленного горного анкера, обусловленного, например, подвижками горной породы, были разработаны так называемые скользящие анкеры. Эти анкеры при превышении заданной нагрузки определенным образом раздвигаются, то есть могут увеличивать свою длину в известных пределах для снижения действующего в горной породе напряжения до величины, которую еще может передавать анкер. В отношении таких скользящих анкеров желательно, чтобы сила, при которой скользящий анкер начинает определенным образом раздвигаться, могла быть установлена, по возможности, точно и минимально изменялась также во время раздвижения с тем, чтобы, во-первых, можно было обеспечить точное конструктивное исполнение горного анкера, а во-вторых, можно было реализовать максимально предсказуемое поведение анкера во время его эксплуатации. Кроме того, так называемое усилие срабатывания, то есть усилие, при превышении которого скользящий анкер начинает определенным образом раздвигаться, должно быть стабильно повторяемым, чтобы изменение нагрузки на скользящий анкер во время различных, разнесенных во времени фаз такого определенного раздвижения, не было неконтролируемым.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является усовершенствование скользящего анкера в указанном отношении. Исходя из вышеупомянутого известного скользящего анкера, эта задача решается согласно изобретению за счет того, что каждая выемка для размещения тела скольжения в кожухе тел скольжения располагается по касательной к внешней поверхности стержня анкера, и за счет того, что огибающая поверхность каждой выемки на заданную величину выступает в свободный просвет сквозного отверстия, а также за счет того, что каждое тело скольжения заполняет просвет предназначенной для него выемки. Понятие «по касательной к внешней поверхности стержня анкера» в данном случае не предполагает точной тангенциальности в математическом смысле, при которой огибающая поверхность выемки касалась бы только внешней поверхности стержня анкера. Вместо этого подразумевается, по существу, тангенциальное расположение предназначенных для размещения тел скольжения выемок по отношению к внешней поверхности стержня анкера, при котором центральная продольная ось каждой выемки располагается под углом к центральной продольной оси стержня анкера, причем в проекции центральной продольной оси стержня анкера и центральной продольной оси любой предназначенной для размещения тела скольжения выемки обе эти оси могут, но не обязательно должны, располагаться под прямым углом друг к другу. Соответственно центральная продольная ось предназначенной для размещения тела скольжения выемки может лежать в плоскости, пересекающей центральную продольную ось стержня анкера под прямым углом (в этом случае рассматриваемые оси в описанной проекции расположены под прямым углом друг к другу), или она может лежать в плоскости, проходящей по отношению к центральной продольной оси стержня анкера под косым углом.
Конструкция скользящего анкера согласно изобретению имеет ряд преимуществ. Благодаря тому, что огибающая поверхность каждой выемки, предназначенной для размещения тела скольжения в кожухе тел скольжения, на определенную величину выступает в свободный просвет сквозного отверстия скользящего управляющего элемента, можно с помощью регулировки этой величины очень точно задать зажимное усилие, с которым тело скольжения или тела скольжения фиксируют проходящий через сквозное отверстие стержень анкера. Кроме того, это единожды установленное зажимное усилие после однократного срабатывания может стабильно воспроизводиться, поскольку каждое тело скольжения заполняет просвет предназначенной для него выемки с учетом обычных допусков, таким образом, что заданная величина, на которую каждое тело скольжения выступает в свободный просвет сквозного отверстия, при эксплуатации скользящего анкера не изменяется, в частности, даже тогда, когда в ходе эксплуатации имеет место наличие нескольких разнесенных во времени фаз скольжения стержня анкера. В завершение, передача усилия между скользящим в данном случае стержнем анкера и скользящим управляющим элементом преимущественным образом прекращается, поскольку благодаря заполняющим просвет выемок телам скольжения имеет место только деформация стержня анкера, а деформация материала тел скольжения и кожуха тел скольжения не происходит. Разумеется исходным условием для этого, как и при упомянутом уровне техники, является более высокая жесткость материала тел скольжения по сравнению с жесткостью материала стержня анкера.
Прочие факторы, которые могут повлиять на величину зажимного усилия или усилия срабатывания, - это форма тела скольжения (тел скольжения) и кожуха тел скольжения, количество тел скольжения, вид их поверхности, соприкасающейся со стержнем анкера, сочетание материалов тел скольжения и стержня анкера, а также материалов тел скольжения и кожуха тел скольжения, а также форма и вид поверхности стержня анкера.
В принципе для функционирования скользящего анкера согласно изобретению достаточно одной выемки и одного расположенного в ней тела скольжения. Однако предпочтительно в кожухе тел скольжения размещают несколько выемок, которые выгодным образом распределяются вокруг стержня анкера, в частности, распределяются вокруг него равномерным образом. С помощью нескольких выемок и соответственно нескольких тел скольжения можно установить нужное усилие срабатывания еще точнее, кроме того, с помощью нескольких выемок и расположенных в них тел скольжения можно простым образом добиться более высокого зажимного усилия или усилия срабатывания. Благодаря равномерному распределению выемок и тел скольжения вокруг стержня анкера, нагрузки, действующие на стержень анкера, распределяются более равномерно.
Каждая из нескольких выемок может быть расположена в кожухе тел скольжения на различном уровне, то есть в собственной плоскости сечения кожуха тел скольжения. Однако, в целях большей компактности конструкции скользящего управляющего элемента, несколько выемок предпочтительно располагаются в одной плоскости сечения кожуха тел скольжения. Количество выемок, которые могут располагаться в одной плоскости сечения, зависит от размера выемок и от размера кожуха тел скольжения. В одном из вариантов исполнения скользящего анкера согласно изобретению выполнены три выемки, расположенные в одной плоскости сечения; в скользящем анкере большего размера со скользящим управляющим элементом, соответственно, большего размера, количество таких выемок может быть больше трех. Далее, также в целях компактности конструкции и равномерности распределения нагрузки, несколько выемок предпочтительно расположены группами в различных плоскостях сечения кожуха тел скольжения. Такая конструкция предпочтительно выбирается в том случае, когда ограниченное пространство не позволяет разместить нужное количество выемок в одной плоскости сечения. Например, в следующем варианте исполнения скользящего анкера согласно изобретению в каждой группе выполнено по три выемки, расположенные в каждой из двух различных плоскостей сечения кожуха тел скольжения. При этом выемки различных плоскостей сечения выгодным образом смещены относительно друг друга в угловом направлении таким образом, что области, в которых тела скольжения, расположенные в выемках одной из плоскостей сечения, контактируют с поверхностью стержня анкера, не совпадают с областями, в которых тела скольжения, расположенные в выемках другой плоскости сечения или других плоскостей сечения, контактируют с поверхностью стержня анкера.
В рамках предлагаемого изобретения форма используемых тел скольжения может быть практически любой. Например, тела скольжения могут иметь шарообразную или конусообразную форму, например форму конического ролика. Согласно предпочтительному варианту исполнения тела скольжения имеют форму кругового цилиндра, то есть форму ролика. Кроме того, наружная поверхность каждого тела скольжения может быть выпуклой, то есть выгнутой наружу, например, в форме винной бочки. Также возможны тела скольжения в форме призмы. Предполагается, что форма выемок будет соответствовать форме используемых тел скольжения, по меньшей мере, настолько, чтобы каждое тело скольжения размещалось в своей выемке, по существу, без зазора. Как правило, форма выемки соответствует форме используемого тела скольжения, то есть тело скольжения в виде кругового цилиндра помещается в выемку в виде кругового цилиндра, коническое тело скольжения помещается в коническую выемку и т.д., однако такое соответствие необязательно.
В скользящем анкере согласно изобретению имеются две основные возможности расположения скользящего управляющего элемента. Первая возможность заключается в том, что скользящий управляющий элемент располагается на участке стержня анкера, который предназначен для введения в отверстие. В этом случае максимальный участок скольжения скользящего анкера равен расстоянию, на которое стержень анкера простирается в отверстие за скользящий управляющий элемент. Чтобы в таком варианте исполнения стержень анкера не выскакивал из скользящего управляющего элемента после прохождения максимального участка скольжения, в предпочтительных вариантах исполнения в области оконечности стержня анкера со стороны отверстия предусматривается упор, диаметр которого превышает диаметр сквозного отверстия в скользящем управляющем элементе. Таким образом, стержень анкера не может проскочить через скользящий управляющий элемент. Например, упором может служить гайка, навинченная на оконечность стержня анкера со стороны отверстия или иным образом закрепленная в этом месте. При соприкосновении упора со скользящим управляющим элементом после прохождения максимально возможного пути скольжения дальнейшее определенное раздвижение скользящего анкера становится невозможным. После этого скользящий анкер может нагружаться до определенной его конструкцией разрушающей нагрузки, и при превышении этой нагрузки может выйти из строя, то есть в этом случае стержень анкера разрывается.
Для надежного обеспечения возможности скольжения сквозь скользящий управляющий элемент части стержня анкера, выступающей в отверстие через скользящий управляющий элемент, в предпочтительных вариантах исполнения скользящего анкера согласно изобретению первая защитная трубка, концентрически охватывающая стержень анкера, проходит от скользящего управляющего элемента до оконечности стержня анкера со стороны отверстия. Таким образом, предотвращается контакт строительного раствора или, возможно, используемых клеящих смол со стержнем анкера и возможная блокировка последнего вследствие этого, то есть таким образом обеспечивается свободное прохождение участка стержня анкера, окруженного первой защитной трубкой, через скользящий управляющий элемент. Строительный раствор или клей, который обычно вводится в отверстие перед анкером, вытесняется при введении анкера в отверстие, и одна его часть стекает по внешней стороне первой защитной трубки таким образом, что в данном варианте исполнения благодаря первой защитной трубке на внешней стороне скользящего анкера за скользящим управляющим элементом, то есть на его обращенной ко входу отверстия стороне, в отверстии образуется пробка из материала на основе синтетической смолы или строительного раствора, используемого для крепления анкера. Эта пробка после затвердевания материала выполняет функцию опоры, на которую опирается скользящий управляющий элемент и, тем самым, весь анкер. Таким образом, надежно предотвращается возможность выпадения анкера из отверстия. Использование такой первой защитной трубки, концентрически охватывающей стержень анкера, дает преимущество также в том случае, когда скользящий анкер зажимается в отверстии в распор, например, с помощью разжимной втулки, поскольку защитная трубка не допускает также соприкосновения несвязанной горной породы с участком скольжения, то есть с предназначенным для скольжения участком стержня анкера; такое соприкосновение могло бы в противном случае создавать помехи. Кроме того, такая трубка защищает участок скольжения от коррозии. Предпочтительно, внешний диаметр первой защитной трубки, по существу, соответствует внешнему диаметру скользящего управляющего элемента таким образом, что участок от скользящего управляющего элемента до оконечности скользящего анкера со стороны отверстия имеет, по меньшей мере, приблизительно одинаковый внешний диаметр, что облегчает введение скользящего анкера в отверстие.
Для защиты участка стержня анкера со стороны входа отверстия от срезывающих усилий, которые могут оказываться стенкой туннеля или штольни на стержень анкера, предпочтительные варианты исполнения скользящего анкера согласно изобретению снабжены второй защитной трубкой, которая концентрически охватывает стержень анкера и проходит от упомянутой ранее анкерной пластины, закрывающей вход отверстия, на некоторое расстояние вглубь отверстия. Конструктивно выгодным образом эта защитная трубка может быть жестко соединена с анкерной пластиной, например, при помощи сварки или винтов, или представлять собой одно целое с анкерной пластиной.
Для защиты стержня анкера от материала на основе синтетической смолы или строительного раствора, используемого для крепления анкера, а также для защиты от коррозии в предпочтительных вариантах исполнения имеется еще и третья защитная трубка, концентрически охватывающая стержень анкера. Эта трубка может быть выполнена, например, из пластмассы, и проходит от скользящего управляющего элемента на некоторое расстояние в направлении выступающей из отверстия оконечности стержня анкера, то есть в направлении входа отверстия. Таким образом, и в этой области предотвращается приклеивание стержня анкера и обеспечивается контролирование стержнем превышения разрушающего усилия, то есть возможность максимально независимого от помех смещения. Третья защитная трубка может быть также образована усадочным шлангом или просто покрытием, нанесенными на защищаемый участок стержня анкера.
Чтобы после установки скользящего анкера согласно изобретению, скользящий управляющий элемент которого находится в отверстии, можно было снаружи определить, имела ли место подвижка горной породы, то есть произошло ли после установки анкера скольжение стержня анкера в скользящем управляющем элементе вследствие превышения усилия срабатывания, предпочтительные варианты исполнения скользящего анкера согласно изобретению снабжаются контролирующим устройством. Это устройство в простой форме может состоять, например, из контрольной проволочки, которая натянута между скользящим управляющим элементом и анкерной пластиной, и предпочтительно доступна с внешней стороны анкерной пластины, то есть со стороны анкерной пластины, противоположной отверстию. Если после установки оснащенного таким образом скользящего анкера происходит подвижка горной породы, ведущая к превышению усилия срабатывания и вызывающая, таким образом, скольжение стержня анкера относительно скользящего управляющего элемента, эта контрольная проволочка разрывается и может быть легко вытянута снаружи. Если же при контроле поставленного скользящего анкера контрольная проволочка еще натянута и закреплена на скользящем управляющем элементе, то ее нельзя вытянуть из отверстия. Это говорит о том, что в течение контрольного периода не произошло подвижек горной породы, приведших к превышению усилия срабатывания анкера. Контрольная проволочка может быть выполнена из металла или пластика, также речь может идти о нити или подобном устройстве.
Помимо рассмотренной ранее возможности расположения скользящего управляющего элемента на участке стержня анкера, расположенном в отверстии, существует также альтернативная возможность расположения скользящего управляющего элемента вне отверстия, то есть на участке стержня анкера, который выходит из отверстия сквозь анкерную плиту. Эта возможность, однако, обуславливается тем, что весь участок стержня анкера, предназначенный для скольжения, должен выступать из входа отверстия, следствием чего является соответствующее ограничение свободного просвета штольни или туннеля, что, как правило, считается серьезным недостатком. Преимущество расположенного вне отверстия скользящего управляющего элемента заключается в возможности легко контролировать изменения, произошедшие за контрольный период, поскольку на основании известной первоначальной длины выступающего стержня анкера всегда можно точно определить величину скольжения за контрольный период.
Независимо от того, располагается ли скользящий управляющий элемент на участке стержня анкера внутри отверстия или вне него, в предпочтительных вариантах исполнения скользящего анкера согласно изобретению на оконечности стержня анкера со стороны отверстия закрепляется смешивающий элемент. Если для крепления анкера в отверстии используются клеящие двухкомпонентные смолы, то два компонента клеящего состава обычно вводятся в отверстие в виде клеевых патронов, в которых два компонента располагаются раздельно, например, в двух расположенных концентрически относительно друг друга камерах. При установке анкера смешивающий элемент сначала разрушает камеры, образованные, например, пластиковой пленкой, а одновременное или последующее вращение стержня анкера приводит к тщательному перемешиванию обоих компонентов, которые в результате быстро затвердевают в готовую синтетическую смолу. Смешивающий элемент, помимо функции смешивания, может дополнительно выполнять функцию вышеупомянутого упора.
Краткое описание чертежей
Предпочтительный вариант скользящего анкера согласно изобретению описывается ниже более подробно на основании прилагаемых схематических чертежей.
На фиг.1 изображен план предпочтительного варианта исполнения скользящего анкера согласно изобретению.
На фиг.2 изображен первый вариант исполнения кожуха тел скольжения, используемого в скользящем управляющем элементе скользящего анкера согласно изобретению.
На фиг.3 изображен разрез III-III по фиг.2.
На фиг.4 изображен второй вариант исполнения кожуха тел скольжения, используемого в скользящем управляющем элементе скользящего анкера, представленного на фиг.1.
На фиг.5 изображен разрез V-V по фиг.4.
На фиг.6 изображен разрез VI-VI по фиг.4.
На фиг.7 изображен вид согласно фиг.5, однако с установленными в кожух тел скольжения телами скольжения.
На фиг.8 изображен вид согласно фиг.6 также с установленными в кожух тел скольжения телами скольжения.
Осуществление изобретения
На фиг.1 представлен скользящий анкер, имеющий как единое целое обозначение 10. Этот анкер предназначен для введения в непоказанное на чертеже отверстие в горной породе для укрепления, например, стенки штольни или туннеля. Центральным элементом этого скользящего анкера 10 является стержень 12 анкера, который служит несущим элементом скользящего анкера 10, и длина которого определяет длину скользящего анкера 10. В представленном варианте исполнения стержень 12 анкера представляет собой массивный стальной стержень круглого сечения с диаметром 12 мм и гладкой внешней поверхностью, длина которого в данном случае составляет два метра. В зависимости от желаемой нагрузочной способности диаметр стержня 12 анкера может быть меньше или больше 12 мм, а его длина в зависимости от условий применения может быть меньше или больше указанной. Кроме того, поверхность стержня 12 анкера не обязательно должна быть гладкой, но может быть, например, шероховатой, рифленой и т.д. Хотя предпочтительными являются стержни анкера круглого сечения, изобретение не ограничивается ими; сечение стержня анкера может быть также квадратным, многоугольным и т.д.
На участке стержня 12 анкера, предназначенном для введения в непоказанное на чертеже отверстие, устанавливается скользящий управляющий элемент 14, принципиальное строение которого более подробно показано на фиг.2 и 3. Скользящий управляющий элемент 14 служит для обеспечения ограниченного продольного смещения стержня 12 анкера относительно скользящего управляющего элемента 14 с тем, чтобы скользящий анкер 10 после его установки мог лучше выдерживать происходящие подвижки горной породы, и чтобы предотвратить преждевременный выход из строя скользящего анкера.
Скользящий управляющий элемент 14 содержит кожух 16 тел скольжения в виде кругового цилиндра с центральным осевым сквозным отверстием 18, которое в представленном варианте имеет слегка ступенчатую форму, и через которое в собранном состоянии скользящего анкера 10 проходит стержень 12 анкера.
Как видно из разреза, представленного на фиг.3, выполнены три выемки 20 в форме цилиндрических отверстий, которые равномерно распределены по окружности кожуха 16 тел скольжения таким образом, что их огибающая поверхность несколько выступает в свободный просвет сквозного отверстия 18. Иными словами, величина X, определяющая расстояние между центром М сквозного отверстия 18 и центральной продольной осью каждой из выемок 20, является несколько меньшей, чем сумма радиуса R сквозного отверстия 18 и радиуса r выемки 20.
Выемки 20 расположены, по существу, по касательной к поверхности стержня 12 анкера, то есть их центральные продольные оси располагаются под углом к центральной продольной оси сквозного отверстия 18 и проходят относительно проекции, содержащей центральную продольную ось сквозного отверстия 18 и центральную продольную ось соответствующей выемки 20, под прямым углом к центральной продольной оси сквозного отверстия 18. Три выемки 20 располагаются, таким образом, в одной и той же плоскости сечения кожуха 16 тел скольжения. Угол М° равен в представленном варианте исполнения 30°.
На фиг.4-6 представлен второй вариант исполнения кожуха 16' тел скольжения, принципиальное строение которого соответствует строению кожуха 16 тел скольжения. В отличие от кожуха 16 тел скольжения кожух 16' тел скольжения имеет две расположенные друг над другом плоскости с тремя выемками 20 в каждой, причем выемки 20 первой плоскости сечения смещены по окружности по отношению к выемкам 20 второй плоскости сечения таким образом, что все шесть выемок 20 вместе равномерно распределены по окружности кожуха 16′ тел скольжения.
Каждая выемка 20 предназначена для размещения тела 22 скольжения, которое в данном случае имеет форму кругового цилиндра, а его внешний диаметр с учетом обычных допусков совпадает с диаметром выемки 20; таким образом, тело 22 скольжения полностью заполняет просвет выемки 20. На фиг.7 и 8 представлены соответствующие фиг.5 и 6 виды, на которых в каждую выемку 20 помещено тело 22 скольжения описанной ранее конструкции. Как хорошо видно, в частности, на фиг.7, благодаря описанному расположению выемок 20 каждое тело 22 скольжения своей внешней поверхностью несколько выступает в просвет сквозного отверстия 18. Таким образом, стержень 12 анкера, внешний диаметр которого практически соответствует диаметру сквозного отверстия 18, зажимается телами 22 скольжения.
Возвращаясь к фиг.1, продолжим разъяснение строения скользящего анкера 10.
От скользящего управляющего элемента 14, основными составляющими частями которого являются описанные выше кожух 16 или 16′ тел скольжения и содержащиеся в нем тела 22 скольжения, первая защитная трубка 24, в данном случае выполненная из пластмассы, простирается почти до оконечности скользящего анкера 10 со стороны отверстия. Данная защитная трубка 24, внешний диаметр которой в представленном варианте исполнения, по существу, соответствует внешнему диаметру кожуха 16′ тел скольжения, служит для предотвращения контакта с поверхностью стержня 12 анкера любых масс (строительного раствора, клея), которые используются для долговременного крепления скользящего анкера 10 в непоказанном на чертеже отверстии. Соответственно первая защитная трубка 24 создает в области оконечности скользящего анкера 10 со стороны отверстия цилиндрическую полость вокруг стержня 12 анкера, чтобы последний не мог быть заблокирован строительным раствором или клеем, и чтобы вследствие этого не возникло препятствий для смещения стержня относительно скользящего управляющего элемента 14.
Оконечность скользящего анкера 10 образует закрепленный на оконечности стержня 12 анкера со стороны отверстия смешивающий элемент 26 с несколькими смешивающими лопатками 28, предназначенный для тщательного перемешивания двухкомпонентных клеев, которые обычно используются для крепления горных анкеров и вводятся в отверстие перед установкой анкера. Для этого стержень 12 анкера после ввода в отверстие проворачивается, в результате чего во вращение приводится и смешивающий элемент 26.
Внешний диаметр смешивающего элемента 26 превышает диаметр сквозного отверстия 18 в кожухе 16 или 16′ тел скольжения. Таким образом, смешивающий элемент 26 одновременно служит упором на оконечности стержня 12 анкера, который не позволяет стержню 12 анкера выскочить из скользящего управляющего элемента 14. В альтернативном варианте такой упор может быть выполнен в виде резьбовой гайки или даже простого утолщения стержня 12 анкера путем его сплющивания.
Для того чтобы скользящий анкер 10 мог оказывать укрепляющее действие на стенку штольни или туннеля, предусмотрена несущая анкерная пластина 30, надетая на оконечность стержня 12 анкера со стороны входа отверстия. Эта анкерная пластина 30, обычно выполненная из стали и имеющая, как правило, квадратную форму, закрепляется на стержне 12 анкера при помощи контргайки 32.
В представленном варианте исполнения вторая защитная трубка 34, жестко соединенная с анкерной пластиной 30 и, в данном варианте, также выполненная из стали, простирается на некоторое расстояние вглубь непоказанного на чертеже отверстия, чтобы защитить начальный участок стержня 12 анкера от несвязанной горной породы. Для этого внутренний диаметр второй защитной трубки 34 выбирается большим, чем внешний диаметр стержня 12 анкера. Внешний диаметр второй защитной трубки 34 в целях облегчения введения в отверстие существенно меньше внешнего диаметра первой защитной трубки 24.
В завершение, в представленном варианте исполнения средний участок стержня 12 анкера концентрически охватывается третьей защитной трубкой 36, которая простирается от скользящего управляющего элемента 14 в направлении анкерной пластины 30. Эта третья защитная трубка 36 служит для предотвращения нежелательных воздействий на поверхность стержня 12 анкера, в частности приклеивания стержня анкера в этой области.
Теперь рассмотрим более подробно функционирование скользящего анкера 10. После выполнения подходящего отверстия скользящий анкер 10 вводится в отверстие и закрепляется там при помощи строительного раствора или клеев, известных специалистам в данной области. В альтернативном варианте для крепления могут использоваться и известные развальцовываемые элементы, например разжимные втулки. Представленный скользящий анкер 10 удерживается в отверстии, в частности, за счет пробки, которая образуется в результате вытеснения материала используемого клея или строительного раствора за скользящим управляющим элементом 14, то есть со стороны входа отверстия, и после затвердевания материала предотвращает выход анкера 10 из отверстия. После установки анкерной пластины 30 и притягивания ее контргайкой 32 скользящий анкер 10 может выполнять свою несущую, укрепляющую функцию.
Через тела 22 скольжения на стержень 12 анкера оказывается зажимающее воздействие и, тем самым, устанавливается так называемое усилие срабатывания, которое скользящий анкер 10 может выдерживать в осевом направлении без относительного перемещения между стержнем 12 анкера и скользящим управляющим элементом 14. Если это усилие срабатывания будет превышено, стержень 12 анкера может скользить вдоль тел 22 скольжения, пока действующий в качестве упора смешивающий элемент 26 не упрется в кожух 16 или 16′ тел скольжения. Такое относительное перемещение, разумеется, может происходить в несколько этапов, и длится лишь до тех пор, пока воздействующее на скользящий анкер 10 осевое усилие не уменьшится до значения ниже усилия срабатывания. Благодаря такому относительному перемещению увеличивается эффективная длина скользящего анкера 10, так как скользящий управляющий элемент 14 и первая защитная трубка 24 сохраняют свое первоначальное положение, занятое при установке анкера.
1. Скользящий анкер (10), предназначенный для введения в отверстие, имеющий стержень (12) анкера, на котором расположен скользящий управляющий элемент (14) со сквозным отверстием (18), через которое проходит стержень (12) анкера, причем скользящий управляющий элемент (14) содержит кожух (16; 16') тел скольжения, снабженный, по меньшей мере, одной выемкой (20) для приема тела (22) скольжения, находящегося в контакте с внешней поверхностью стержня (12) анкера, отличающийся тем, что каждая выемка (20) для приема тела (22) скольжения расположена в кожухе (16; 16') тел скольжения по касательной к внешней поверхности стержня (12) анкера, причем огибающая поверхность каждой выемки (20) выступает на заданную величину в свободный просвет сквозного отверстия (18), а каждое тело (22) скольжения заполняет просвет предназначенной для него выемки (20).
2. Скользящий анкер по п.1, отличающийся тем, что кожух (16; 16') тел скольжения снабжен множеством выемок (20), распределенных по окружности стержня (12) анкера, в частности, равномерно распределенных по указанной окружности.
3. Скользящий анкер по п.2, отличающийся тем, что выемки (20) расположены в одной плоскости сечения кожуха (16) тел скольжения.
4. Скользящий анкер по п.2, отличающийся тем, что выемки (20) расположены группами в различных плоскостях сечения кожуха (16') тел скольжения.
5. Скользящий анкер по п.1, отличающийся тем, что каждое тело (22) скольжения имеет коническую форму, в частности форму конического ролика.
6. Скользящий анкер по п.1, отличающийся тем, что внешняя поверхность каждого тела (22) скольжения выполнена выпуклой.
7. Скользящий анкер по п.1, отличающийся тем, что каждое тело (22) скольжения имеет форму цилиндра, в частности форму ролика.
8. Скользящий анкер по п.1, отличающийся тем, что в области оконечности стержня (12) анкера со стороны отверстия закреплен упор, диаметр которого превышает диаметр сквозного отверстия (18).
9. Скользящий анкер по п.8, отличающийся тем, что упор выполнен в виде гайки (28).
10. Скользящий анкер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что скользящий управляющий элемент (14) расположен на участке стержня (12) анкера, предназначенном для введения в отверстие.
11. Скользящий анкер по п.10, отличающийся тем, что предусмотрена первая защитная трубка (24), концентрически охватывающая стержень (12) анкера и проходящая от скользящего управляющего элемента (14), по существу, до оконечности стержня (12) анкера со стороны отверстия.
12. Скользящий анкер по п.11, отличающийся тем, что внешний диаметр первой защитной трубки (24) соответствует внешнему диаметру скользящего управляющего элемента (14).
13. Скользящий анкер по п.11 или 12, отличающийся тем, что в области оконечности стержня (12) анкера, выступающей из отверстия, закреплена анкерная пластина (30).
14. Скользящий анкер по п.13, отличающийся тем, что предусмотрена вторая защитная трубка (34), концентрически охватывающая стержень (12) анкера и проходящая от анкерной пластины (30) на некоторое расстояние в направлении оконечности стержня (12) анкера со стороны отверстия.
15. Скользящий анкер по п.14, отличающийся тем, что вторая защитная трубка (34) жестко соединена с анкерной пластиной (30).
16. Скользящий анкер по п.14 или 15, отличающийся тем, что предусмотрена третья защитная трубка (36), концентрически охватывающая стержень (12) анкера и проходящая от скользящего управляющего элемента (14) на некоторое расстояние в направлении оконечности стержня (12) анкера, выступающей из отверстия.
17. Скользящий анкер по п.13, отличающийся тем, что от скользящего управляющего элемента (14) до анкерной пластины (30) натянута контрольная проволочка, которая доступна со стороны анкерной пластины (30), противоположной отверстию.
18. Скользящий анкер по п.1, отличающийся тем, что предусмотрено контролирующее устройство, показывающее произошло ли скольжение стержня (12) анкера относительно скользящего управляющего элемента (14).
19. Скользящий анкер по п.18, отличающийся тем, что контролирующее устройство показывает, на какое расстояние стержень (12) анкера сдвинулся относительно скользящего управляющего элемента (14).
20. Скользящий анкер по п.1, отличающийся тем, что на оконечности стержня (12) анкера со стороны отверстия закреплен смешивающий элемент (26).
