close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY18214

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2014.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
E 21D 23/06
(2006.01)
ЩИТОВОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ ДЛЯ ЩИТОВОЙ РУДНИЧНОЙ КРЕПИ
(21) Номер заявки: a 20110069
(22) 2009.06.19
(31) 10 2008 029 085 (32) 2008.06.20 (33) DE
(85) 2011.01.20
(86) PCT/IB2009/052636, 2009.06.19
(87) WO 2009/153760, 2009.12.23
(43) 2011.08.30
(71) Заявитель: Катерпиллар Глобал
Майнинг Юроп ГмбХ (DE)
(72) Авторы: ОНСОРИ, Сиамак; ХЕНГСТЛЕР, Штефан; ХАН, Детлеф;
МУНДРИ, Себастьян, М.; ЛЕТТАУ, Детлев (DE)
BY 18214 C1 2014.06.30
BY (11) 18214
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Катерпиллар Глобал Майнинг Юроп ГмбХ (DE)
(56) DE 19814246 A1, 1999.
SU 1314094 A1, 1987.
SU 106952, 1957.
BY 2781 U, 2006.
(57)
1. Щитовое перекрытие для щитовой крепи для подземной разработки, содержащее
пластину (2; 52), принимающие устройства (4) для соединения головок гидравлических
цилиндров с щитовым перекрытием и опорную конструкцию (3; 53), приваренную под
пластиной (2; 52) и имеющую множество продольных перекладин, по меньшей мере две
из которых выполнены в виде балок (10; 60; 90; 110; 210; 310; 410) двутаврового профиля
с верхним поясом (12; 62; 92; 112; 212; 312; 412), нижним поясом (11; 61; 111; 211; 311;
411) и проходящим перпендикулярно им промежуточным поясом (13; 63; 113; 213; 313;
413), при этом расстояние (A) между верхним и нижним поясами уменьшается по длине
балки по меньшей мере на ее участке.
2. Щитовое перекрытие по п. 1, отличающееся тем, что верхний пояс (12; 62; 112;
212; 312) и нижний пояс (11; 61; 91; 111; 211; 311) соединены с промежуточным поясом
(13; 63; 93; 113; 213; 313) с образованием с обеих сторон от него соответствующих плечей
(12A, 11A; 12B, 11B).
3. Щитовое перекрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что верхний (12) и нижний
(11) пояса имеют одинаковые ширину и толщину.
Фиг. 1
BY 18214 C1 2014.06.30
4. Щитовое перекрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что верхний (62; 92; 112;
212; 312) и нижний (61; 91; 111; 211, 311) пояса имеют разную ширину и/или разную толщину.
5. Щитовое перекрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждая балка (10; 110;
310) двутаврового профиля имеет зеркально симметричную конструкцию относительно
продольной центральной плоскости промежуточного пояса (13; 113; 313).
6. Щитовое перекрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что плечи (62B, 92A; 212B)
по одну сторону промежуточного пояса (63; 93; 213) имеют большую толщину и/или
большую ширину, чем плечи (62A, 92B; 212A) по другую сторону.
7. Щитовое перекрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что плечи (11A; 91B, 61B)
нижнего пояса на участках под принимающими устройствами (4) снабжены вырезами (29)
для головок гидравлических цилиндров.
8. Щитовое перекрытие по п. 7, отличающееся тем, что вырезы (29) проходят до промежуточного пояса (13).
9. Щитовое перекрытие по п. 7, отличающееся тем, что вырезы (29) выполнены так,
что сужают плечо нижнего пояса (61, 91) до узкой полоски (66, 96) плеча.
10. Щитовое перекрытие по п. 1, отличающееся тем, что нижний пояс (411) проходит
только лишь по одну сторону от промежуточного пояса (413) плечом (411A) нижнего пояса, толщина которого превышает толщину промежуточного пояса (413) и толщину плечей
(412A, 412B) верхнего пояса (412).
11. Щитовое перекрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что две балки двутаврового профиля объединены в продольную несущую П-образную перекладину (510) так, что
верхние пояса двух балок приварены друг к другу, или два промежуточных пояса (513),
удаленные друг от друга на определенное расстояние, выполнены как одно целое с верхним поясом (512).
12. Щитовое перекрытие по любому из пп. 1, 2, 11, отличающееся тем, что содержит
четыре продольные перекладины, выполненные в виде балок (10; 60; 90) двутаврового
профиля.
13. Щитовое перекрытие по п. 1, отличающееся тем, что верхние пояса всех балок
двутаврового профиля приварены к нижней стороне пластины перекрытия при помощи
продольных сварных швов.
14. Щитовое перекрытие по п. 1, отличающееся тем, что каждое принимающее
устройство (4) содержит литой поддерживающий желоб (5), приваренный к обращенным
друг к другу плечам (12A, 12B) поясов смежных балок (10) двутаврового профиля, и
предпочтительно поддерживающий желоб (5) имеет на задней стороне закрывающую пластину (6) с продольной полосой (7), предназначенной для заполнения промежутка между
двумя плечами (12A, 12B) верхних поясов.
15. Щитовое перекрытие по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит
поворотные шарниры (20), состоящие из литых частей, приваренных к задним концам
промежуточных поясов (13), и имеющие основную часть (23), приваренную между верхним и нижним поясами (11; 12) соседних балок (10) двутаврового профиля.
16. Щитовое перекрытие по п. 1, отличающееся тем, что промежуточный пояс (13)
балки (10) двутаврового профиля выполнен с высотой, изменяющейся по длине балки,
при этом на заднем участке имеет область (14A) постоянной высоты, за которой следует
область (14B) с высотой, уменьшающейся с большим градиентом, а за ней область (14C) с
высотой, уменьшающейся с меньшим градиентом.
17. Щитовое перекрытие по п. 16, отличающееся тем, что область (14A) постоянной
высоты промежуточного пояса примерно в два раза длиннее каждой из двух областей
(14B, 14C) изменяющейся высоты.
18. Щитовое перекрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что балки двутаврового
профиля изготовлены из литых, протянутых или прокатанных основных профилей (10') с
2
BY 18214 C1 2014.06.30
постоянным расстоянием между верхним и нижним поясами и промежуточным поясом
(13), частично отделенным от нижнего пояса, причем от промежуточного пояса (13) отделен участок (13A) с образованием на промежуточном поясе (13) разделяющей кромки (18)
для прижатия или накатки и приваривания нижнего пояса.
19. Щитовое перекрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит опорные пластины (25, 26), приваренные между плечами верхнего и нижнего поясов.
20. Щитовое перекрытие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере одну нижнюю пластину (17A), снабженную продольными пазами
(30) для выполнения соединительных сварных швов, приваренную к нижней стороне
нижнего пояса (11), предпочтительно содержит множество нижних пластин (17A, 17B,
17C), распределенных по длине нижнего пояса (11).
Настоящее изобретение относится к щитовому перекрытию для щитовой рудничной
крепи или щитовой крепи для подземной разработки с пластиной перекрытия, с принимающими устройствами для соединения головок гидравлических цилиндров с щитовым перекрытием и с опорной конструкцией, приваренной под щитовым перекрытием и
имеющей множество продольных перекладин.
Щитовые крепи, высота которых может изменяться при помощи гидравлических цилиндров, использовались при подземной разработке десятилетиями и, как правило, имели
два напольных подхвата, связующий механизм, ударный щит и цельное или составное
щитовое перекрытие, соединенное с ударным щитом откидным образом. Путем расширения, как правило, двух, иногда даже четырех гидравлических цилиндров щитовое перекрытие прижимается к так называемой нависающей крыше, то есть к верхней породе
подземной поверхности длинного забоя, для освобождения в подземной породе камеры,
как правило выполненной как поверхность забоя, для расположения выемочных машин.
Множество щитовых крепей или каркасов щитовых крепей регулируемой высоты формируют передвижную крепь, которая при помощи отведения гидравлических цилиндров и
при помощи продвижения отдельных щитовых крепей может быть перемещена вперед
посредством, по существу, горизонтально ориентированных продвигающихся цилиндров,
прикрепленных напротив шахтного оборудования или посредством которых можно протолкнуть шахтное оборудование вперед.
Каркасы из щитовых крепей или щитовые крепи, используемые в высокопроизводительных рудничных операциях, содержат перекрытия, пластины перекрытия которых
имеют длину 5 м и более и ширину 2 м и более. При помощи опорной конструкции, приваренной под пластиной перекрытия, в данном случае все изгибающие напряжения между
вершиной перекрытия и концом перекрытия или принимающими устройствами под головки толкателя поглощаются с высокой надежностью для предотвращения разрыва щитового перекрытия в случае рассыпчатой или неравномерной породы, к которой
прижимается перекрытие. Для выдерживания этих нагрузок в настоящее время используются каркасы из щитовых крепей, как правило имеющие опорную структуру типа ящика и
имеющие множество продольных перекладин, состоящих из полос листового метала,
жесткость которых повышена при помощи поперечных пластин. В щитовой крепи со
спускным отверстием, как описано, например, в патенте Германии 19814246 A1, использованы две продольные перекладины коробчатого профиля, проходящие по всей длине
щитового перекрытия и формирующие направляющее устройство для скользящей пластины для обеспечения открываемого и закрываемого спускного отверстия в щитовом перекрытии для выгребного метода добычи.
Целью настоящего изобретения является создание щитового перекрытия, которое может быть изготовлено с меньшими затратами и может иметь меньший вес и большую
прочность на изгиб, чем известные конструкции.
3
BY 18214 C1 2014.06.30
Эти и прочие цели достигаются в соответствии с изобретением тем, что по меньшей
мере две из продольных перекладин состоят из балок двутаврового сечения, то есть профилированных балок двутаврового поперечного сечения, имеющих верхний пояс профиля, нижний пояс профиля и промежуточный пояс, проходящий перпендикулярно двум
названным поясам профиля, расстояние между верхним и нижним поясами профиля
уменьшается по меньшей мере на части длины профилированной балки. В решении в соответствии с изобретением в основном обходятся без конструкции типа ящика, состоящей
из множества полос из листового металла или коробчатых профилей, приваренных друг к
другу, а вместо этого используются балки двутаврового поперечного сечения, высота которых и прочность на изгиб изменяются по длине щитового перекрытия, так что щитовое
перекрытие обладает большей прочностью на изгиб и на кручение в областях, подвергаемых большим нагрузкам, вокруг принимающих устройств, чем в тех областях, например,
около вершины перекрытия, где нагрузки невысоки. Применение двутавровых балок в качестве продольных перекладин обеспечивает возможность придания опорной конструкции большей прочности на изгиб при одновременно сниженном весе, и благодаря
использованию профилированных балок с объединенными верхним и нижним поясами и
промежуточным поясом можно одновременно достичь существенного снижения количества сварных швов, требуемых для производства сварной опорной конструкции.
В наиболее предпочтительном воплощении верхний пояс профиля и нижний пояс
профиля проходят в обе стороны от промежуточного пояса плечом пояса. В зависимости
от предполагаемого использования щитового перекрытия или щитовой крепи, оборудованной таким образом, и от размеров щитового перекрытия могут использоваться двутавровые балки, в которых ширина и толщина верхнего и нижнего поясов профиля
идентичны друг другу, и/или могут использоваться профилированные балки, в которых
верхний и нижний пояса профиля имеют разные размеры по ширине и/или разные размеры по толщине. В щитовом перекрытии с более чем двумя продольными перекладинами
профилированные балки с поясами профиля одинакового размера могут также использоваться вместе с профилированными балками, имеющими пояса профиля разного размера,
в качестве опорной конструкции.
Балки двутаврового профиля могут иметь зеркально симметричную структуру относительно продольной центральной плоскости промежуточного пояса. Альтернативно плечи
пояса балок двутаврового профиля по одну сторону от промежуточного пояса могут иметь
большую толщину и/или большую ширину, чем плечи пояса по его другую сторону. В
щитовом перекрытии с более чем двумя продольными перекладинами могут использоваться как зеркально симметричные профилированные балки, так и промежуточные балки
с поперечным сечением, асимметричным относительно промежуточного пояса, для достижения оптимального соотношения прочности на изгиб к весу путем выбора разных поперечных сечений профиля. С этой целью в каждом случае более прочные участки
профилированных балок должны быть расположены в тех областях, где необходимо поглощать большие нагрузки.
Наиболее предпочтительно плечи нижнего пояса имеют зазоры в области принимающих устройств для головок гидравлических цилиндров. В зависимости от размеров принимающих устройств и размеров плеч поясов нижнего пояса профиля зазоры могут
проходить до промежуточного пояса, или зазоры уменьшают ширину соответствующего
плеча пояса лишь до узкой полосы плеча, остающегося в промежуточном поясе и тем не
менее выступающего. Уменьшение прочности на изгиб, вызванное зазорами в нижнем поясе профиля, может быть компенсировано, среди прочего, при помощи приваривания
принимающих устройств к плечам пояса верхних поясов профиля над указанными зазорами.
В соответствии с альтернативным воплощением нижний пояс профиля может проходить только по одну сторону от промежуточного профиля плечом нижнего пояса, толщи4
BY 18214 C1 2014.06.30
на которого больше, чем толщина промежуточного пояса и толщина поясов профиля
верхнего пояса профиля. Благодаря значительному увеличению толщины плеча нижнего
пояса, выполненного лишь по одну сторону, в установленном состоянии предпочтительно
расположенного таким образом, чтобы в случае двух соседствующих балок двутаврового
сечения нижний пояс профиля в каждом случае простирался наружу относительно расположенных рядом промежуточных поясов, может быть обеспечено поперечное сечение
профиля, для которого не требуется какой-либо повторной обработки, например выполнения зазоров, для получения принимающих устройств под головки цилиндров. Толщина
одностороннего плеча нижнего пояса предпочтительно ровно вдвое или больше превышает удвоенную толщину промежуточного пояса или верхнего пояса профиля.
В соответствии с еще одним альтернативным воплощением две балки двутаврового
профиля могут быть объединены в продольную поддерживающую перекладину
П-образного профиля посредством того, что верхние пояса профиля двух профилированных балок привариваются друг к другу, или два промежуточных пояса, отдаленные друг
от друга на определенное расстояние, оборудованы как одно целое на верхнем поясе профиля. Продольные перекладины или продольные несущие перекладины, следовательно,
состоят как одно целое из двух балок двутаврового профиля, в П-образном профиле толщина верхнего пояса, обоих промежуточных поясов и всех плеч поясов нижних поясов
предпочтительно является постоянной и, следовательно, идентичной на всем протяжении.
Для щитового перекрытия в данном случае наиболее предпочтительны две продольные
несущие перекладины с П-образным профилем.
Для того чтобы щитовое перекрытие могло выдерживать изменяющиеся нагрузки,
наиболее предпочтительны пояса верхнего профиля всех профилированных балок, приваренные к нижней стороне пластины перекрытия при помощи продольных сварных швов.
Если поперечное сечение пояса верхнего профиля равномерно по всей длине, продольные
сварные швы могут быть выполнены относительно просто как при помощи автоматов, так
и вручную, с высокой скоростью.
Как уже сказано выше, количество балок двутаврового профиля, используемых в
опорной конструкции, может изменяться. В случае нескольких щитовых крепей достаточно использовать две балки двутаврового профиля размера, обеспечивающего надлежащую
прочность. В наиболее предпочтительном воплощении в качестве опорной конструкции
используются четыре продольные перекладины, состоящие из балок двутаврового профиля, в этом случае наиболее предпочтительно, если две внутренние балки двутаврового
профиля, с одной стороны, и две наружные профилированные балки, с другой стороны, в
каждом случае имеют такое расположение или конструкцию, чтобы быть зеркально симметричными относительно продольной центральной оси щитового перекрытия, так что
при помощи щитового перекрытия одинаковые напряжения могут быть поглощены или
поддержаны равномерно с обеих сторон от продольной центральной оси.
Принимающее устройство для головок гидравлических цилиндров может содержать, в
частности, литой поддерживающий желоб, приваренный к обращенным друг к другу плечам поясов смежных профилированных балок. Соответствующие поддерживающие желоба могут быть предварительно изготовлены с высокой размерной точностью и могут быть
закреплены внутри опорной конструкции при более низких затратах. По тем же причинам
предпочтительно, более того, если поворотные шарниры, состоящие из литых частей,
приварены к заднему концу щитового перекрытия, в этом случае поворотные шарниры
предпочтительно, имеют часть основания, приваренную между верхним и нижним поясами профиля соседствующих профилированных балок. Части основания поворотных шарниров могут придавать дополнительную жесткость верхнему и нижнему поясам профиля
на заднем конце щитового перекрытия.
Если балки двутаврового профиля используются в качестве продольных перекладин
внутри опорной конструкции, наиболее предпочтительно, если они имеют, при виде по
5
BY 18214 C1 2014.06.30
длине, промежуточный пояс, который на заднем участке щитового перекрытия имеет область постоянной высоты, за которой следует область, в которой высота промежуточного
пояса уменьшается с большим градиентом, и после этого имеет область, в которой высота
промежуточного пояса снижается с меньшим градиентом. Этого можно достичь, например, при помощи наклонного перехода нижнего пояса профиля в верхний пояс профиля
под углом от 2-6° в одной области и от 10-12° в другой области. Поддерживающий желоб
и поворотные шарниры предпочтительно установлены или приварены в той области профилированных балок, где промежуточный пояс имеет область постоянной высоты. Эта
область промежуточного пояса предпочтительно примерно в два раза длиннее двух других областей с изменяемой высотой в каждом случае, каждая профилированная балка
простирается на максимальное расстояние между поясами профиля по всему заднему
участку щитового перекрытия, на этом участке расположены соединительные части опорных устройств, таких как, в частности, поддерживающие желоба и поворотные шарниры,
в которых возникают наибольшие нагрузки. Глубина щитового перекрытия и, соответственно, расстояние между верхним и нижним поясами профиля подобным образом
уменьшаются с уменьшением нагрузки, в результате чего одновременно достигается снижение веса или оптимизация веса.
Каждая профилированная балка с изменяющимся размером высоты между верхним и
нижним поясами профиля может быть изготовлена или может состоять из литого основного профиля. Особенно предпочтительно, однако, если основные профили изготавливаются из вытянутого или, еще более предпочтительно, прокатанного основного профиля с
постоянным расстоянием между верхним и нижним поясами профиля, следовательно, из
основного профиля, который закупается кубами и в котором промежуточный пояс частично отделен на нижнем участке, участок промежуточного пояса отделен и нижний пояс профиля прижат или накатан на разделительную кромку, образованную в ходе
отделения, и приваривается к ней вновь. Такие специально адаптированные балки двутаврового профиля с профилем поперечного сечения, изменяющимся по длине и адаптированным к нагрузкам, могут быть произведены относительно экономично, несмотря на
изменяющуюся по длине форму профиля, и могут в то же время быть оптимально адаптированы к ожидаемым нагрузкам. Для дополнительного придания жесткости опорные пластины могут быть приварены между плечами поясов верхнего и нижнего поясов профиля.
Соответствующие опорные пластины могут быть приварены, в частности, к наружным
сторонам двутавровых балок, формирующих наружные продольные перекладины, так что
закрывающие пластины или тому подобное могут быть приварены снаружи, в результате
чего щитовое перекрытие принимает форму, по существу, закрытой полости, в которой
расположена опорная конструкция. Наиболее предпочтительно использование по меньшей мере одной нижней пластины с продольными пазами для выполнения соединительных сварных швов, которая приварена к нижней стороне нижнего пояса профиля, в этом
случае для дополнительного снижения стоимости изготовления множество нижних пластин может быть приварено предпочтительно распределенным по длине образом. При использовании по одной нижней пластине на область производство является наиболее
простым.
Дополнительные преимущества и воплощения щитового перекрытия в соответствии с
изобретением понятны из следующего описания предпочтительных воплощений, продемонстрированных на фигурах, сборки щитового перекрытия и разных форм профилей
двутавровых балок, которые могут использоваться в опорной конструкции. На фигурах
показано следующее:
фиг. 1 изображает щитовое перекрытие в соответствии с изобретением, вид снизу;
фиг. 2 изображает щитовое перекрытие с фиг. 1 в покомпонентном виде в перспективе
сверху;
фиг. 3 изображает продольный разрез щитового перекрытия в соответствии с фиг. 1;
6
BY 18214 C1 2014.06.30
фиг. 4 изображает вертикальный разрез щитового перекрытия с фиг. 1 на участке поддерживающих желобов;
фиг. 5 изображает поперечное сечение профиля двутавровых балок в щитовом перекрытии в соответствии с фиг. 1;
фиг. 6 схематично изображает изготовление двутавровой балки для щитового перекрытия в соответствии с фиг. 1 и 2;
фиг. 7 схематично изображает разрез, подобный фиг. 4, щитового перекрытия в соответствии со вторым иллюстративным воплощением;
фиг. 8 изображает поперечное сечение разреза профиля внутренних двутавровых балок, используемых в иллюстративном воплощении в соответствии с фиг. 7;
фиг. 9 изображает третье иллюстративное воплощение поперечного сечения профиля,
который может предпочтительно использоваться в щитовых перекрытиях, профилированной балки;
фиг. 10 изображает четвертое иллюстративное воплощение поперечного сечения профиля двутавровой балки;
фиг. 11 изображает пятое иллюстративное воплощение поперечного сечения профиля
двутавровой балки, которая может быть использована в щитовом перекрытии в соответствии с изобретением;
фиг. 12 изображает шестое иллюстративное воплощение поперечного сечения профиля двутавровой балки;
фиг. 13 изображает схематично разрез, подобный фиг. 4, щитового перекрытия с профилированными балками в соответствии с фиг. 12;
фиг. 14 изображает схематично щитовое перекрытие в вертикальном разрезе на участке поддерживающих желобов с П-образным профилем в качестве продольных несущих
перекладин.
Фиг. 1 схематично в упрощенной форме изображает щитовое перекрытие 1 в соответствии с изобретением для использования в каркасе щитовых крепей любой желаемой конструкции с напольными подхватами, гидравлическими штангами, ударным щитом и
связующим механизмом, так что щитовое перекрытие 1 может быть прижато известным
образом к нависающей крыше поверхности шахты подземной угольной разработки или к
верхней породе подземной полости при помощи гидравлических цилиндров. Как также
показано, в частности, на фиг. 2, щитовое перекрытие 1 имеет верхнюю пластину 2 перекрытия, состоящую в данном случае из цельной непрерывной прочной пластины, под которой приварена опорная конструкция 3, которая состоит в данном случае из четырех
балок 10 двутаврового профиля, расположенных друг за другом и простирающихся по
всей длине щитового перекрытия 1. Профилированные балки двутаврового поперечного
сечения, простирающиеся по длине щитового перекрытия 1, формируют несущие элементы щитового перекрытия 1, на которые приходятся, по существу, все нагрузки и которые
придают щитовому перекрытию 1 особо высокую прочность на изгиб и кручение благодаря форме своего профиля.
Фиг. 3 изображает вид сбоку одной из балок 10 двутаврового профиля в продольном
разрезе щитового перекрытия 1, и фиг. 5 изображает поперечное сечение основного профиля этих балок 10 двутаврового профиля. На фиг. 5 ясно видно, что в иллюстративном
воплощении щитового перекрытия 1 каждая балка 10 двутаврового профиля имеет нижний пояс 11 профиля, верхний пояс 12 профиля, параллельный ему на определенном расстоянии, и промежуточный пояс 13, проходящий перпендикулярно двум поясам 11, 12
профиля. Нижний пояс 11 профиля имеет с каждой из двух сторон промежуточного профиля 13 короткое плечо 11A, 11B, перпендикулярное последнему, и верхний пояс 12 профиля таким же образом имеет с каждой из двух сторон плечо 12A, 12B верхнего профиля.
Балка 10 двутаврового профиля имеет, по существу, постоянную толщину D1 как у промежуточного пояса 13, так и у обоих поясов 11, 12 профиля, и плечи 11A, 11B, 12A, 12B
7
BY 18214 C1 2014.06.30
поясов в каждом случае выступают с обеих сторон за промежуточный пояс 13 на одинаковую
ширину L1. Балка 10 двутаврового профиля, таким образом, имеет конструкцию, симметричную относительно продольной плоскости, проходящей через промежуточный пояс 13.
На фиг. 2 и 3 показано, что расстояние A нижнего пояса 11 профиля от верхнего пояса
12 профиля изменяется по длине балки двутаврового профиля, при этом на заднем участке
щитового перекрытия 1 практически на половину длины щитового перекрытия существует область 14A, в которой расстояние A является постоянным и промежуточный пояс 13
имеет максимальную высоту. За областью 14A следует область 14B, в которой высота A
промежуточного пояса 13 уменьшается сравнительно быстро, поскольку нижний пояс 11
профиля проходит под углом примерно 11° к верхнему поясу 12 профиля, за ней следует
третья область 14C, где расстояние уменьшается с меньшей степенью и нижний пояс 11
профиля проходит под углом 4° к верхнему поясу 12 профиля. Область 14C оканчивается
свободно выступающим передним концом 15 перекрытия, к которому приваривается горизонтальный круглый элемент 16 в качестве переднего закрывающего элемента для полости, в которой располагается опорная конструкция 3. В результате уменьшения
расстояния A между двумя поясами 11, 12 профиля, несмотря на снижение прочности на
изгиб балок 10 двутаврового профиля от заднего конца к свободному концу 15 перекрытия, тем не менее, поскольку изгибные напряжения меньше на переднем участке, чем на
участке принимающих устройств 4 для головок цилиндров, эта конструкция не только
экономит ценный металл, в частности сталь, но и в то же время помогает избежать ненужного увеличения веса. Прочность на изгиб балок 10 двутаврового профиля, используемых
в соответствии с изобретением, в то же время существенно выше, чем прочность на изгиб
опорной конструкции, состоящей лишь из коробчатых профилей или плоских листов, сваренных друг с другом в коробчатую конструкцию.
Более того, балки двутаврового профиля в соответствии с изобретением обеспечивают
возможность относительно простого способа крепления всех функциональных элементов,
необходимых для работы щитового перекрытия 1 в щитовой крепи, таких как принимающее устройство 4 для головок цилиндров гидравлических штанг и поворотные шарниры
20 для поворотного соединения с ударным щитом на щитовом перекрытии 1. Принимающие устройства 4 содержат поддерживающие желоба 5, предпочтительно состоящие из
литых частей и имеющие блочный основной корпус, оканчивающийся плоской закрывающей пластиной 6, при помощи которой поддерживающий желоб 5 приваривается к нижним поверхностям обращенных друг к другу плеч 12B самой наружной балки 10 и 12A
двутаврового профиля внутренней балки 10 двутаврового профиля, смежной с ней. Как
показано на фиг. 4, поддерживающий желоб 5 имеет на задней стороне закрывающей пластины продольную полосу 7, предназначенную для заполнения пространства между двумя
плечами 12A, 12B пояса как в ширину, так и в глубину. Полоса 7 может опираться вровень на нижнюю сторону пластины 2 перекрытия таким же образом, как плечи 12A, 12B
пояса, и плечи 12A, 12B пояса приварены, предпочтительно непрерывно, на своих наружных гранях к нижней стороне пластины 2 перекрытия. Как показано на фиг. 2 и 4, для
приваривания полосы 7 поддерживающих желобов 5 к пластине 2 перекрытия последняя
имеет для каждого поддерживающего желоба паз 8, через который можно выполнить
сварной шов. Для дополнительного удержания поддерживающих желобов 5 донная пластина 6 может быть приварена на своих открытых гранях к плечам пояса верхнего пояса
12 профиля. Для одновременного обеспечения доступа головкам гидравлических цилиндров к поддерживающей полости 9 в поддерживающих желобах 5 нижние пояса 11 профиля расположены ниже участков плеч 12A, 12B пояса, к которым привариваются
поддерживающие желоба 5, с одной стороны, то есть на обращенных друг к другу плечах
пояса, при этом зазоры, уменьшающие нижний пояс профиля на этом участке, в частности
до плеча 11B пояса, проходят вбок с одной стороны на одной балке 11A двутаврового
профиля или на другой.
8
BY 18214 C1 2014.06.30
Фиг. 6 изображает в виде примера изготовление балки двутаврового профиля в соответствии с изобретением из прокатанного основного профиля 10'. В основном профиле
два пояса 11, 12 профиля проходят по всей длине балки 10 двутаврового профиля по прямой линии с равномерным максимальным расстоянием A. При условии одинакового расстояния верхнего пояса 12 профиля до нижнего пояса 11 профиля промежуточный пояс 13
также имеет высоту, постоянную по всей длине основного профиля 10'. Для того чтобы
после этого изготовить профилированную балку 10 в соответствии с изобретением из этого прокатанного или протянутого основного профиля 10', клиновидный участок 13A отделяется от переднего участка основного профиля 10', что показано на фиг. 6, таким
образом, чтобы разделительная кромка 18, образовывающаяся на промежуточном поясе
13 путем отделения, имела первую область 18B, проходящую под углом примерно 11° к
верхнему поясу 12 профиля, и имела вторую область 18C, проходящую под углом примерно 4° к верхнему поясу профиля 12. Нижний пояс 11 профиля после этого напрессовывается или накатывается на эту разделительную кромку 17 и приваривается к ней при
помощи сварного шва (не показано). Несмотря на то что балка двутаврового профиля, таким образом, испытывает снижение прочности на изгиб, тем не менее, поскольку снижение прочности на изгиб возникает в той области, которая в любом случае подвергается
небольшим нагрузкам, это не оказывает отрицательного воздействия. Фиг. 6 также изображает вырез 29 в одном плече 11A пояса нижнего пояса 11 профиля для доступа к поддерживающим желобам, закрепленным на балках двутаврового профиля, установленных в
щитовом перекрытии.
Как показано на фиг. 1-4, нижние пластины 17A, 17B, 17C могут быть приварены относительно простым способом к нижним сторонам нижних поясов 11 профилей для того,
чтобы предотвратить возможное проникновение фрагментов породы или большого количества измельченной угольной пыли в полость между пластиной 2 перекрытия и нижними
пластинами 17A, 17B, 17C. Приваривание нижних пластин 17A, 17B, 17C предпочтительно осуществляется при помощи многочисленных продольных пазов 30, которые расположены так, чтобы в установленном положении они проходили непосредственно под
нижним поясом 11 профиля. Закрывающие пластины 19 приварены к наружным сторонам
наружных балок 10 двутаврового профиля. Для дополнительного придания жесткости щитовому перекрытию к двум наружным балкам 10 двутаврового профиля могут быть приварены, в каждом случае между их наружными плечами поясов, опорные пластины 25,
которые проходят перпендикулярно между нижним поясом 11 профиля и верхним поясом
12 профиля и простираются по всей высоте промежуточного пояса 13. Закрывающие пластины 26 идентичного размера и габаритов могут также быть приварены подобным образом на заднем конце щитового перекрытия 1, в этом случае закрывающие пластины 26 и
опорные пластины 25 могут одновременно формировать крепежные полосы для боковых
пластин 19.
До приваривания нижних пластин 17A, 17B, 17C и приваривания боковых пластин 19
поворотные шарниры 20 также привариваются в каждом случае между двумя балками 10
двутаврового профиля, при этом поворотные шарниры предпочтительно состоят из литых
деталей и имеют U-образный участок 21 с двумя скважинами 22 для поддержания болта
для ударного щита, а также части основания 23, имеющей, по существу, прямоугольное
поперечное сечение и такие размеры, чтобы эта часть основания 23 могла быть приварена
между нижним поясом 11 профиля и верхним поясом 12 профиля и в то же время между
двумя промежуточными поясами 13 профилированных балок 10, лежащих рядом друг с
другом. С этой целью промежуточные профили 13 могут быть оборудованы на заднем
конце дополнительными пазами 24 для выполнения соединительных сварных швов для
частей основания 23, как можно видеть на фиг. 2.
Фиг. 7 и 8 изображают второе иллюстративное воплощение сборки альтернативного
щитового перекрытия 51 в соответствии с изобретением. Щитовое перекрытие 51 также
9
BY 18214 C1 2014.06.30
имеет пластину 52 перекрытия, нижние пластины 67 и опорную конструкцию 53 щитового перекрытия 51 между пластиной 52 перекрытия и нижней пластиной 67, которое имеет
в качестве несущих элементов четыре продольные перекладины, две внутренние из которых выполнены из балок 60 двутаврового профиля с первой специальной формой профиля, а две наружные выполнены из профилированных балок 90 со второй специальной
формой профиля. В каждом случае внутренние балки 60 двутаврового профиля и две
наружные балки 90 двутаврового профиля имеют нижний пояс 61 и 91 профиля, а также
верхний пояс 62 и 92 профиля и промежуточный пояс 63 и 93 профиля, соединяющий
первые два. Как и в предшествующем иллюстративном воплощении, расстояние от нижнего пояса 61, 91 профиля до верхнего пояса 62, 92 профиля изменяется по длине профилированных балок 60 или 90.
В иллюстративном воплощении на фиг. 7 используются внутренние балки 60 двутаврового профиля, поперечное сечение профиля которых показано подробно на фиг. 8.
Верхний пояс 62 профиля балки 60 двутаврового профиля здесь имеет левое плечо 62A
пояса с шириной L1, которая существенно короче ширины L2 правого плеча 62B пояса.
Нижний пояс 61 профиля имеет левое нижнее плечо 61A пояса шириной L1 и правое
нижнее плечо 61B пояса шириной L2. Все пояса 61, 62 профиля, а также промежуточные
пояса 63 имеют, по существу, одинаковую толщину, но отношение ширины L2:L1 составляет от 1,5:1 до 3:1. Как показано на фиг. 7, лишь на участке поддерживающих желобов 55
может быть обеспечено более длинное плечо 61B нижнего пояса балки 60 двутаврового
профиля с зазором, который сужает это плечо 61B пояса до узкой полосы 66 плеча, лишь
на участке под поддерживающими желобами 55, так что головки цилиндров гидравлических штанг могут быть закреплены в поддерживающие желоба 55, при этом гидравлические штанги могут свободно поворачиваться. Форма профиля балок 60 двутаврового
профиля обеспечивает, в частности, в случае щитовых перекрытий, имеющих особо широкую конструкцию, большую поверхностную поддержку пластины 52 перекрытия. Как
показано на фиг. 7, для дополнительного снижения веса наружные балки 90 двутаврового
профиля обеспечены здесь в каждом случае наружными плечами 91A, 92A пояса, толщина
которых равна лишь половине толщины каждого из внутренних плеч 92B и 91B поясов.
Фиг. 9 изображает профилированную балку 10 с третьим возможным поперечным сечением профиля. Верхний пояс 112 профиля, промежуточный пояс 113 профиля и нижний
пояс 111 профиля вновь имеют, по существу, одинаковую толщину. Плечи 111A пояса,
выступающие вбок с обеих сторон, имеющие одну ширину L1, простираются за промежуточный пояс 113 на меньшее расстояние, чем плечи 112A пояса верхнего пояса 112 профиля. Отношение ширины L2 к L1 может составлять от 1,5:1 до примерно 3:1.
Фиг. 10 изображает дополнительное альтернативное иллюстративное воплощение
балки 210 двутаврового профиля с нижним поясом 211 профиля, верхним поясом 212
профиля и промежуточным поясом 213. В каждом случае одно из плеч 211A, 212A поясов
имеет толщину D1, которая предпочтительно соответствует толщине промежуточного пояса 213, в то время как другое плечо 211B, 212B поясов имеет толщину D2, соответствующую здесь двойной толщине D1. Отношение толщин может составлять от 1,5:1 до 3:1.
На фиг. 11 изображена балка 310 двутаврового профиля с еще одной предпочтительной формой поперечного сечения. В балке 310 двутаврового профиля верхний пояс 312
профиля и предпочтительно также промежуточный пояс 313 имеют одинаковую толщину
D1, в то время как лишь нижний пояс 311 профиля имеет значительно большую толщину
D2, которая, подобно предшествующему иллюстративному воплощению, в 1,5 или 3 раза
больше толщины D1. Плечи поясов, выполненные с обеих сторон от промежуточного пояса 313, идентичные, и балка 310 двутаврового профиля симметрична относительно плоскости симметрии, разделяющей промежуточный пояс 313.
Фиг. 13 изображает дополнительное иллюстративное воплощение щитового перекрытия 401, которое также имеет пластину 402 перекрытия и одну или несколько нижних
10
BY 18214 C1 2014.06.30
пластин 417, жесткость которого повышена при помощи опорной конструкции, состоящей
в основном из четырех профилированных балок 410, 410' в виде продольных перекладин с
дополнительной специальной формой профиля, подробно показанной на фиг. 12. Поскольку фиг. 12 изображает профилированные балки 410 и фиг. 13 также изображает профилированные балки 410', все профилированные балки имеют верхний пояс 412 профиля,
простирающийся с обеих сторон от промежуточного пояса 413 и имеющий короткое плечо 412A пояса и длинное плечо 412B пояса. Нижний пояс 411 профиля простирается лишь
с одной стороны от промежуточного пояса 413 плечом 411A пояса, длина которого здесь
точно равна длине плеча 412A, простирающегося с той же стороны. Как описано в отношении предшествующих иллюстративных воплощений, расстояние от нижнего пояса 411
профиля до верхнего пояса 412 профиля изменяется по длине профилированной балки
410. Плечо 411A пояса, выполненное лишь с одной стороны, на нижнем поясе 411 профиля, имеет толщину, которая здесь примерно в три раза больше толщины плеч 412A, 412B
пояса верхнего пояса 412 профиля и промежуточного пояса 413. Большая толщина профиля компенсирует недостаток этой формы профиля с односторонним плечом пояса с
точки зрения прочности по сравнению с тем, когда плечи выполнены с обеих сторон.
Как показано на фиг. 13, профилированные балки 410, 410' имеют практически одинаковое строение, единственное отличие заключается в том, что в профилированной балке
410 широкое плечо 411A нижнего пояса выступает вправо, а в профилированной балке
410' оно выступает влево. Профилированные балки 410, 410' расположены так, чтобы в
каждом случае ширина поддерживающего желоба 405 определяла расстояние между двумя промежуточными поясами 413 профилированных балок 410, 410', толстые плечи 411A
поясов расположены так, чтобы они смотрели наружу относительно пространства, в котором расположены и приварены поддерживающие желоба 405. Таким образом, отсутствует
необходимость в формировании зазоров или тому подобного.
Фиг. 14 изображает еще одно иллюстративное воплощение щитового перекрытия 501.
Опорная конструкция 503 между пластиной 502 перекрытия и нижней пластиной 517 состоит здесь всего лишь из двух профилированных балок 510, формирующих продольные
несущие перекладины и имеющих специальную форму профиля, по существу представляющую собой П-образный профиль. От верхнего пояса 512 профиля, проходящего по
всей ширине профилированной балки 510, вниз простираются два промежуточных пояса
513, выполненные с ним как одно целое, при этом расстояние между ними соответствует
ширине поддерживающих желобов 505 для головок гидравлических цилиндров. Плечи
512А и 512B выступают в верхнем поясе 512 профиля, и плечи 511A и 511В выступают в
нижнем поясе профиля в каждом случае наружу за промежуточный пояс 513. Плечи 511A,
511B поясов формируют пояс нижнего профиля, к которому может быть приварена нижняя пластина или нижние пластины 517, в соответствии с изобретением расстояние между
плечами 511A, 511B нижнего пояса и плечами 512A, 512B верхнего пояса уменьшается по
длине профилированных балок 510. Здесь в промежутке между промежуточными поясами
513 каждой профилированной балки П-образного профиля не расположено нижнего пояса
профиля и плеч нижнего пояса. Профилированная балка 510 имеет равномерную толщину
профиля на всех участках.
Различные модификации в объеме прилагаемой формулы изобретения могут быть выполнены специалистом в данной области техники из предшествующего описания. Вместо
двутавровых профилей с промежуточным профилем из одного элемента также два
U-образных профиля могут быть объединены в один двутавровый профиль, когда два
промежуточных плеча U-образных профилей привариваются друг к другу. В еще одном
иллюстративном воплощении может быть использовано больше чем четыре двутавровых
профиля. Верхние и, если необходимо, также нижние пояса двутавровых балок могут в
каждом случае быть приварены друг к другу на своих наружных гранях, в результате чего
верхние пояса профиля, приваренные друг к другу, могут также формировать пластину
11
BY 18214 C1 2014.06.30
переклада или могут поддерживать последнюю на всей ее площади. Плечи нижнего пояса
также могут затем или в П-образном профиле также быть соединены друг с другом. Иллюстративные воплощения показывают лишь предпочтительные воплощения поперечных
сечений профиля. Балки двутаврового профиля могут также иметь участок постоянной
высоты от верхнего до нижнего поясов профиля, за чем следуют более чем два участка,
проходящие под разным углом, либо один участок с наклонно простирающимися поясами
профиля относительно друг друга. Наклонный проход может иметь постоянный угол
наклона или может быть слегка изогнут. Кривизна и/или множество углов могут придавать дополнительную жесткость балке двутаврового профиля. Наклонный/изогнутый участок предпочтительно простирается, в свою очередь, до переднего конца
профилированной балки. В щитовом перекрытии показанные балки двутаврового профиля
также могут быть объединены друг с другом и установлены в виде опорной конструкции в
зависимости от предполагаемого использования.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
12
BY 18214 C1 2014.06.30
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
Фиг. 9
Фиг. 10
13
BY 18214 C1 2014.06.30
Фиг. 11
Фиг. 12
Фиг. 13
Фиг. 14
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
14
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
272 Кб
Теги
by18214, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа