Запуск этой технологической линии — событие федерального масштаба. На данный момент установка не имеет аналогов на территории России. Ее уникальные характеристики позволяют наносить инновационное защитное покрытие на сверхгабаритные конструкции длиной до 12 метров.

Внедрение такого уникального оборудования открывает новые горизонты для развития компании «УралЭнергоРесурс», позволяя выполнять сложнейшие заказы и обеспечивать долговечность критически важных объектов. Данный проект вносит существенный вклад в технологический суверенитет и развитие промышленного потенциала всей России.

Продукция предприятия активно применяется при возведении первой линии «Север — Юг». Высокопрочные чугунные тюбинги «УралЭнергоРесурс» обеспечивают надежность и долговечность тоннельных конструкций строящейся транспортной системы.

Завершение строительства первой линии челябинского метротрамвая запланировано на 2026 год, и компания продолжает ритмичные поставки материалов для соблюдения установленных графиков

В рамках программы по поддержанию технологического потенциала ООО «УралЭнергоРесурс» успешно завершен плановый капитальный ремонт ключевого оборудования для механической обработки крупногабаритных изделий.

Центральным объектом работ стал WRD 170 — уникальный горизонтально-расточно-фрезерный станок, являющийся самым мощным и тяжелым представителем в своем классе. Данное оборудование играет стратегическую роль в производственном цикле, обеспечивая обработку сложнейших и наиболее габаритных деталей.

Восстановление до заводских стандартов

В ходе капитального ремонта был реализован комплекс технических мероприятий, направленных на:

• Полное восстановление геометрической точности и жесткости конструкции;
• Ревизию и наладку механических узлов и систем управления;
• Приведение технических параметров станка к исходным заводским показателям.

Результаты и перспективы

Проведенные работы гарантируют высокую надежность эксплуатации WRD 170 и обеспечивают соблюдение строгих допусков при обработке изделий. Восстановление ресурса станка позволяет предприятию поддерживать стабильно высокое качество продукции и эффективно выполнять задачи по выпуску крупногабаритных металлоконструкций в соответствии с современными отраслевыми стандартами 2025 года.

Являясь постоянным участником этого ключевого отраслевого события, компания подтверждает свой статус надежного партнера и ведущего разработчика инновационных решений для горнодобывающей промышленности.

В рамках выставочной экспозиции на стенде предприятия будет представлен широкий спектр оборудования:

• Серийная продукция, уже зарекомендовавшая себя на крупнейших добывающих предприятиях и подтвердившая высокую эффективность и надежность в реальных условиях эксплуатации.
• Новые перспективные разработки, созданные с учетом актуальных запросов рынка, направленные на импортозамещение, повышение безопасности горных работ и оптимизацию производственных процессов.

Участие в «Рудник-2026» станет для «УралЭнергоРесурс» площадкой для прямого диалога с заказчиками, обсуждения текущих задач отрасли и презентации технологических возможностей компании. Приглашаем посетить наш стенд и ознакомиться с передовыми решениями для вашего бизнеса!

Внедрение современных роботизированных комплексов позволило полностью автоматизировать ключевые этапы изготовления продукции.

Значение этого шага для производства:

• Повышение качества и точности: Роботизация исключает влияние человеческого фактора, обеспечивая идеальную геометрию и стабильно высокое качество каждого изделия, что критически важно для безопасности в горнодобывающей отрасли.
• Рост производительности: Автоматизированные системы способны работать в непрерывном режиме, что позволило существенно увеличить объемы выпускаемой продукции и сократить сроки выполнения заказов.
• Промышленная безопасность: Роботы взяли на себя выполнение наиболее трудоемких и опасных операций, что позволило минимизировать риски производственного травматизма и улучшить условия труда для сотрудников.
• Технологическое лидерство: Переход на цифровое производство в 2025 году подтверждает статус «УралЭнергоРесурс» как инновационного предприятия, готового к вызовам современной экономики и обеспечивающего импортонезависимость критически важного оборудования для шахт и рудников.

Данная модернизация стала важной вехой в истории компании, заложив фундамент для дальнейшего технологического развития и укрепления позиций на рынке крепежных систем.

Этот многолетний союз стал примером эффективного и взаимовыгодного партнерства. За прошедшее десятилетие компании реализовали множество совместных проектов, что позволило не только оптимизировать производственные процессы, но и внести весомый вклад в укрепление технологического суверенитета России.

Для «УралЭнергоРесурс» работа с мировым лидером алмазодобывающей отрасли стала мощным стимулом для развития инженерных компетенций, а для «АЛРОСА» — залогом надежности и внедрения инновационных отечественных решений. Успешный опыт взаимодействия подтверждает, что опора на внутренние ресурсы и доверительные деловые отношения являются фундаментом стабильности российской промышленности.

Ключевые факты о сотрудничестве:

• Предмет поставки: Комплектная анкерная крепь различных модификаций (включая СЗА-УКК и СЗА-Армокрепь), предназначенная для укрепления горных выработок на подземных рудниках компании «АЛРОСА».
• Специфика продукции: Поставляемые анкеры являются запатентованной продукцией предприятия и соответствуют современным стандартам безопасности машин и оборудования (ТР ТС 010/2011).
• Статус исполнения: В конце 2025 года было подтверждено завершение масштабной поставки в полном объеме. 

Компания «УралЭнергоРесурс» является первым в России производителем анкерной крепи фрикционного типа и многолетним партнером крупнейших горнодобывающих холдингов. 

Использование высококачественных тюбингов собственного производства позволит значительно ускорить темпы возведения тоннелей и объектов подземной инфраструктуры. Данный этап реализации проекта подтверждает высокие компетенции «УралЭнергоРесурс» в сфере производства сложных металлоконструкций для горнодобывающей и транспортной отраслей.

Поставка тюбингов является важным вкладом компании в развитие транспортной системы Челябинска и подчеркивает готовность предприятия к выполнению масштабных инфраструктурных задач.

Успех предприятия стал результатом глубокой модернизации производственных мощностей и внедрения строгих стандартов контроля качества, соответствующих уникальным требованиям столичного подземного строительства. Под стратегическим управлением Антона Зубкова компания сделала ставку на технологичность и оперативное выполнение масштабных заказов, что позволило «УралЭнергоРесурс» успешно конкурировать с крупнейшими игроками рынка.

Чугунные тюбинги производства «УралЭнергоРесурс» обеспечивают надежную гидроизоляцию и долговечность перегонных тоннелей и станционных комплексов Москвы. Благодаря выстроенной логистике и четкому соблюдению графиков поставок, компания стала проверенным партнером крупнейших столичных девелоперов и подрядчиков метростроя.

Сегодня участие в развитии транспортной системы Москвы является приоритетным направлением для ООО «УралЭнергоРесурс», подтверждая высокий промышленный потенциал уральского предприятия и профессионализм команды под руководством Антона Зубкова.

Основным видом деятельности компании является производство строительных металлических конструкций, изделий и их частей. Компания активно участвует в проектах модернизации и развития производства, в том числе с использованием финансовой поддержки региональных фондов. 
Компания ООО «Уралэнергоресурс» является ведущим российским производителем широкого спектра металлопродукции, специализируясь, в частности, на горно-шахтном оборудовании и строительных металлоконструкциях. 

Основная продукция включает:

• Комплектные анкерные крепи – это ключевое направление компании. Они производят современные анкерные фрикционные крепи, такие как Анкер СЗА (самозакрепляющаяся анкерная крепь), предназначенные для крепления кровли и бортов подземных горных выработок.
• Нестандартное горно-шахтное оборудование – компания занимается разработкой и изготовлением специализированного оборудования для горнодобывающей отрасли.
• Металлоконструкции промышленного и общегражданского назначения – производят различные строительные металлические конструкции, их части, а также двери и ворота.
• Сварная листовая сетка и армокаркасы – используются как армирующие элементы в составе комбинированной крепи и для предотвращения вывалов горных пород. 

Для повышения долговечности продукции применяется инновационное термопластичное покрытие, которое значительно увеличивает срок эксплуатации металлоконструкций. 

Губернатор Челябинской области Алексей Текслер вручил генеральному директору ООО «УралЭнергоРесурс» Антону Зубкову знак отличия Челябинской области «За содействие специальной военной операции». Этой награды предприниматель удостоен за активную гражданскую позицию и значительный вклад в оказание помощи участникам СВО и их семьям.
Церемония вручения состоялась в рамках торжественного мероприятия, где были отмечены жители региона, проявившие себя в деле поддержки военнослужащих.
"УралЭнергоРесурс" под руководством Антона Зубкова регулярно оказывает материальную помощь мобилизованным сотрудникам, закупая для них необходимое снаряжение и оборудование. Эта деятельность является частью широкого движения поддержки участников специальной военной операции, развернувшегося на Южном Урале. Награда подчеркивает важность вклада бизнеса в общее дело и заботу о тех, кто находится на передовой.

Неугомонов С.С.1, Зубков А.А.1, Самигулин В.А.2, Кутлубаев И.М.2
1 ООО «УралЭнергоРесурс», Магнитогорск, Россия
2 Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия

Аннотация. Актуальность работы. Объемы применения анкеров с фрикционным закреплением имеют четкую тенденцию на увеличение. В настоящее время их доля составляет 31% от общего объема используемых анкерных крепей. При этом расширение области применения и повышение эффективности обеспечивается за счет повыше- ния несущей способности анкера – Fш. Повышение достигается за счет использования более качественных сталей или изменения конструкции анкера. Первое направление сопряжено с повышением затрат на изготовление. В свя- зи с этим приоритетным является второе направление. Постановка задачи. Разработанная конструкция усилен- ного фрикционного анкера имеет в головной части вставку из материала с модулем упругости меньше, чем у стержня анкера. Для расчета несущей способности следует сформировать аналитическую модель, учитывающую особенности внесенных изменений. Новизна. Силовое взаимодействие, соответствующее конструкции усиленно- го фрикционного анкера, представлено в виде схемы нагружения, в которой действие усиливающей вставки на изгибающий момент в стержне анкера представлено в виде распределенной нагрузки, значение которой определя- ется через ее модуль упругости. Принятая схема нагружения учитывает особенности совместного упругого де- формирования стенки стержня анкера и вставки. Результат. Полученная аналитическая модель позволяет прово- дить исследования влияния каждого из параметров конструкции на величину нагрузочной способности стержня, установленного в шпур, – Fш. Практическая значимость. Использование предложенной аналитической модели для расчета несущей способности фрикционных анкеров новой конструкции позволяет обоснованно назначать его параметры при разработке паспортов крепления выработок горных пород.
Ключевые слова: комбинированная анкерная крепь, фрикционный анкер, нагрузочная способность, схема нагружения, аналитическая модель
 Неугомонов С.С., Зубков А.А., Самигулин В.А., Кутлубаев И.М., 2024
Для цитирования
Исследование силового взаимодействия усиленного фрикционного анкера со шпуром / Неугомонов С.С., Зубков А.А., Самигулин В.А., Кутлубаев И.М. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №1. С. 5-12. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-1-5-12

STUDY ON FORCE INTERACTION BETWEEN A REINFORCED FRICTION STABILIZER AND A BOREHOLE
Neugomonov S.S.1, Zubkov A.A.1, Samigulin V.A.2, Kutlubaev I.M. 2
1 LLC UralEnergoResurs, Magnitogorsk, Russia
2 Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russia

Abstract. Relevance of the study. The volume of using friction stabilizers shows a clear upward trend. Their current share is 31% of the total volume of roof bolts. At the same time, expanding the scope of application and increasing efficiency is ensured by increasing load-bearing capacity of the friction stabilizer Fb. The increase is achieved by using higher quality steels or changing the anchor design. The first option is associated with increased manufacturing costs. In this regard, a priority is given to the second option. Objective. The developed design of the reinforced friction stabilizer includes in the head part an insert made of a material, showing less elastic modulus as compared with the stabilizer rod. To calculate load- bearing capacity, an analytical model should be created to factor into the features of the changes made. Originality. Force interaction corresponding to the design of the reinforced friction stabilizer is presented in a loading diagram, where the effect of the reinforcing insert on bending moment in the anchor rod is presented as a distributed load, whose value is de- termined through its elastic modulus. The adopted loading diagram factors into the features of joint elastic deformation of the wall of the anchor rod and the insert. Result. The resulting analytical model allows us to study the influence of every design parameter on load-bearing capacity of the rod fixed in a borehole, Fb. Practical Relevance. The proposed analytical model used to calculate load-bearing capacity of friction stabilizers of a new design provides us with a rationale for assign- ing its parameters when developing passports for supporting mine openings.
Keywords: combined anchor support, friction stabilizer, load-bearing capacity, loading diagram, analytical model
For citation
Neugomonov S.S., Zubkov A.A., Samigulin V.A., Kutlubaev I.M. Study on Force Interaction between a Rein- forced Friction Stabilizer and a Borehole. Vestnik Magnitogorskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta im. G.I. Nosova [Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University]. 2024, vol. 22, no. 1, pp. 5-12. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-1-5-12

Введение
Технологичность и эффективность применения анкерной крепи существенно увеличилась с переходом на использование анкера в сочетании с армокаркасом – комбинированную анкерную крепь [1-3]. Это позволя- ет исключить в ряде случаев из технологии установку сетки и полосовых подхватов. При этом применитель- но к анкерам с фрикционным закреплением обеспечи- вается совмещение установки анкера и армокаркаса.
Функциональность комбинированной анкерной крепи определяется совокупной работоспособностью ее составляющих – армокаркаса и анкерной крепи.
Армокаркас представляет собой металлическую решетку из переплетенных стержней, выполненных из арматурного профиля и сваренных в точках пере- сечения [4]. Выполненные исследования показали, что наиболее предпочтительным является армокаркас размерами 950×950 мм при установке одним анкером. Ряд недропользователей используют армокаркасы размером 950×1900 мм и фиксацией двумя анкерами. Выбор размеров армокаркасов обусловлен наиболее предпочтительным шагом анкеровки в 1000 мм. Мно- голетний опыт применения показал, что наиболее прочной является конструкция с непрерывным чередованием положения смежных стержней. Иные вари- анты, например с односторонним расположением стержней в центральной зоне, обладают меньшей нагрузочной способностью. Это обусловлено тем, что размеры опорной плиты не обеспечивают перекрытие всех точек пересечения стержней в центральной зоне, что ведет к двукратному увеличению расстояния между опорными точками.
Снижение нагрузочной способности и полная потеря функциональности армокаркаса имеет место при отсутствии сварки во всех точках контакта про- дольных и поперечных стержней (ПМ РФ №223992
«Арматурная сетка для анкерной крепи», опубл. 12.03.2024). Результаты испытаний, проведенных для двух вариантов выполнения армокаркасов с совпадающими параметрами, представлены на рис. 1 и 2. Проводились исследования по три образца без сварки в точках пересечения стержней в центральной зоне и со сваркой во всех точках пересечения. Реги- стрировался ход поршня до 200 мм и создаваемая при этом нагрузка (см. рис. 2). Минимальная деформация, обеспечивающая вывод всего армокаркаса в одну плоскость, составляет 125 мм. Для адаптации к про- филю вогнутой поверхности необходимая деформа- ция возрастает до 200 мм.

Во всех испытанных образцах с неполной свар- кой разрушение произошло в четырех сваренных со- единениях последовательно при деформации 70-90, 100-120, 130-150, 160-175 мм (рис. 2, а). Центральный квадрат, образованный продольными и попереч- ными стержнями, деформировался с увеличением размера с исходных 120 до 165-210 мм.
В образцах со сваркой во всех точках разрушение происходило в одном соединении при деформации в 110-120 мм – в первом образце, 130-150 мм – во вто- ром образце, 160-170 – в третьем образце (рис. 2, б). Исходные размеры центрального квадрата при этом не изменялись.
Результаты эксперимента показали недопусти- мость при изготовлении армокаркасов «экономии на сварке» соединений стержней, предлагаемой некото- рыми производителями.
Основной характеристикой анкерной крепи, определенной ГОСТ 31559 – 2012 (Изменения №1, 2), является несущая способность Fш. Для анкера с фрикционным закреплением значение Fш установле- но не менее 50 кН в скальных породах с пределом прочности на одноосное сжатие 40 МПа. На практике повышение значения несущей способности Fш более 50 кН, определенной ГОСТ 31559 – 2012 позволяет увеличить сетку штангования.
Эксплуатационное значение несущей способности Fш соответствует минимальной величине из трех нагрузочных способностей: упора на стержне анкера, опорной плиты, стержня анкера [5]. Возможности по- вышения первых двух составляющих определены на сегодня в достаточной степени. Дополнительная опо- ра, формируемая при установке анкера в шпур из кон- цевой части [6], обеспечивает повышение нагрузочной способности упора, выполненного в виде приварного кольца, на 20-25%. Переход на конструкцию, в кото- рой упор формируется из материала анкера [7], обес- печивает значения, близкие к допустимым нагрузкам стержня анкера на растяжение. По результатам испы- таний установлено, что такой упор на стержне из стали Ст3, с толщиной стенки 2,5 мм и диаметром 48 мм имеет нагрузочную способность упора 109 кН. При этом допустимая растягивающая нагрузка на стержень не превышает 125 кН. Дополнительное увеличение нагрузочной способности упора может быть получено за счет введения в полость стержня, в зону сформиро- ванного упора, усиливающих элементов. Однако в этом случае повышаются затраты на изготовление и усложняется процесс установки анкера в шпур.

Нагрузочная способность опорной плиты с полу- сферическим куполом и минимальной регламентиро- ванной стандартом толщиной в 4 мм близка к нагру- зочной способности упора и составляет 108 кН.

Особенности силового взаимодействия усиленного фрикционного анкера и шпура

Наиболее сложным является повышение несущей способности стержня анкера, установленного в шпур, – Fш. Ее величина определяется силой трения на поверх- ности сопряжения стержень-шпур. Аналитический рас- чет Fш применительно к общепринятой конструкции стержня представлен в работе [8]. Установлено, в част- ности, что определяющим фактором является предел текучести материала стержня σТ, линейно влияющий на величину Fш. Австралийскими специалистами данная зависимость была определена экспериментально. По результатам исследований ими рекомендуется приме- нять стали с пределом текучести 350-400 МПа [9]. Дан- ный подход сопряжен с переходом на легированные марки стали и ведет к увеличению стоимости анкера.

Анализ деформированного состояния стержня ан- кера, выполненный на макете шпура, выявил особен- ности взаимодействия стенок анкера и шпура (рис. 3) [8]. Сопряжение поверхностей происходит на части профиля меньше 50%. Зона без контакта определяется углом β и составляет 110-120°. При этом в точках С, С1, В, В1 имеет место сосредоточенное действие нагру- зок соответственно RC, RC1, RB, RB1, а распределенная нагрузка q* действует только на участке ВВ1.
Увеличение силы трения возможно за счет увели- чения зоны сопряжения стенок анкера и шпура. Принципиальное изменение схемы нагружения стержня анкера обеспечивается в новом техническом решении [10]. В переднюю часть стержня анкера с цилиндрическим поперечным сечением устанавлива- ется вставка из материала, имеющего модуль упруго- сти EB меньше модуля упругости стали (рис. 4, а). При установке в шпур вставка деформируется в ради- альном направлении (рис. 4, б), и на всей внутренней поверхности стержня создается распределенное дав- ление q (рис. 4, в).

Аналитическая модель силового взаимодействия усиленный анкер-шпур 

Для анализа влияния каждого из параметров стержня анкера и вставки следует иметь аналитическую модель, связывающую их с несущей способно- стью Fш. При ее формировании были приняты следующие допущения:

– материал вставки обладает свойством изотро-
пии в радиальном направлении;
– шпур не деформируется и не разрушается;
– стенки стержня деформируются упруго;
– на участке сопряжения от Б до Б 1 (см. рис. 4, в)

внешний диаметр стержня равен диаметру шпура;
– нагружение относительно оси х – х симметрично.
Рассматривается только часть стержня анкера, в пределах которой установлена вставка. В связи с тем, что взаимодействие стержня и шпура по длине неизменно, в дальнейшем исследуется часть стержня протяженностью l = 1 мм.
Принятая схема нагружения представлена на рис. 4, в. В точках А и А 1 действуют сосредоточенные силы R A и R A1 . На поверхности стержня распределены нагрузки: на внешней поверхности от точки Б до Б 1 – Q, Н/мм 2 , на внутренней по всему периметру – q, Н/мм 2 .
Исходными параметрами для расчета принимаются:
d – диаметр шпура мм;

d ст – внешний диаметр стержня, мм; 

Е вс – модуль упругости материала вставки, Н/мм 2 ;

Н вс – длина вставки вдоль оси стержня, мм;

t – толщина стенки стержня, мм;

d вс – диаметр вставки, мм.

Нагрузочная способность стержня анкера определяется выражением

F ш   Q l П  2 R А   H вс  f тр , (1)

где l П – длина линии сопряжения стержня и шпураот Б до Б 1 , мм; f тр – коэффициент трения покоя анкер-шпур.
Схема нагружения характеризуется неизвестными: q, Q , R А .
Распределенная нагрузка q определяется из условия упругой деформации вставки [11].

Опуская промежуточные преобразования, можно записать
E вс [d вс   d ш  2 t  ]
(2)q  .

На участке ББ 1 имеет место постоянная кривизна,
что возможно только при постоянной величине изгибающего момента:
 М ББ 1  E  J xx  ρ I , (3)

где E – модуль упругости стержня анкера, Н/мм 2 ;
стержня анкера и вставки следует иметь аналитичеJ xx
– момент инерции поперечного сечения части стержня, мм 2 ,

J xx  

l  t 3 ;
12
(4)

ρ I – изменение кривизны на участке ББ 1 ,
ρ I  2 (d ст
 d ш ) .
d ст  d ш
(5)

Зависимость (3) применима, если напряжения,
возникающие в стенке стержня, не превышают пре-
дела текучести σ Т , Н/мм 2 . В противном случае момент
следует рассчитывать по формуле

М I
ББ 1  σ Т  W хх ,
(6)

где
мм 3 ,
W хх
– момент сопротивления сечения изгибу,

W хх  
l  t
2
.
6
(7

В произвольном сечении на участке ББ 1 , положе-
ние которого фиксируется углом α, момент определя-
ется выражением

М ББ
1
 0,5 R А  d  sinα  0,125 Q  d 2  sin 2  α  γ   

 0,125 Q  d 2 [1  cos  α  γ  ] 2   (8)

 0,125 q  d 2  sin 2 α  0,125 q  d 2  (1  cosα) 2 

Преобразовав выражение (8), выделив из него
сомножители, содержащие угол α, имеем

М ББ
1
 sinα  0,5R А  d  0, 25Q  d 2 sinγ  0, 25q  d 2 sinγ  

 cosα  0, 25Q  d 2  cosγ  0,5q  d 2  cosγ  
  0, 25Q  d 2  0, 25q  d 2  .
(9)

Значение момента М будет постоянным, если первое и второе слагаемые равны нулю:

R А  d  0,5 Q  d
2  sinγ  0,5 q  d 2  sinγ  0;
0,5Q  d
2 cosγ  q  d 2 cosγ  0.
(10)
(11)

При этом из третьего слагаемого, равного постоянному моменту М ББ (или М ), может быть определена величина Q:
4 М  q  d 2

Q 
ББ 1 вс .
ш
(12)

Уравнение (10) содержит две неизвестные величины – γ, R А . Силы R А и R А1 могут действовать как сосредоточенные только в очень крепких породах, с  коэффициентом крепости 15 и более. В менее креп ких породах силы будут действовать в пределах не которых площадок в виде распределенной нагрузки.
Протяженность единичной площадки, выраженная через угол τ (рис. 5, а), будет определяться прочностью породы на одноосное сжатие σ сж , Н/мм 2 :

R А
 σ .
l   τ  0,5d ш  
(13)

Исходя из этого положения, можно записать
R А  σ сж  l   τ  0,5d ш  .
z
у
(14)

При этом угол сопряжения τ не может превышать
б
угол γ (см. рис. 5, а).
Изгибающий момент, выраженный через нагруз-
ки, действующие «слева» от сечения, проходящего
через точку Б, имеет вид
М ББ  σ сж  1   τ  0,5d ш   [0,5 d ш  sin  γ  0,5τ  ]  
 (0,5 d вс  γ  q)  (0,5 d вс sin γ / 2).
(15)
Неизвестные углы τ и γ определяются из совместного решения уравнений (10) и (15) после соответствующих подстановок.
Угол υ определяется в последнюю очередь путем несложных вычислений по исходным данным и найденным значениям углов.
Экспериментальные исследования Для подтверждения подхода, использованного в аналитических выкладках, были проведены исследо-
вания несущей способности анкеров, установленных в шпуры диаметром 43 мм, выполненные в мраморном блоке (рис. 6, а).
При исследовании использовались укороченные анкеры общей длиной 500 мм (рис. 6, б). Выбор длины обусловлен тем, что при установке длинных анкеров ручным инструментом имеет место частичное разрушение шпура. В шпуры, расположенные в непосредственной близости, устанавливались анкеры безвставок и с деревянной вставкой, выполненной из сосны, длиной 200 мм и диаметром 38 мм. Использовались анкеры из Ст20, внешним диаметром 48 мм,толщиной стенки 3 мм. Нагружение анкеров производилось через специальное переходное устройство –штанговыдергивателем ПКА – 3 [12].
Результаты исследований представлены в таблице.

Замеры диаметров стержней анкера со вставкой,извлечѐнных из шпура, показали, что максимальная разница диаметров в перпендикулярных направлениях составляет не более 0,4 мм. Зазоров между вставкой и внутренней поверхностью стержня в зоне паза не зафиксировано.

Таблица. Результаты экспериментальных исследований
T a b l e. Experimental studies
Анкер
Диаметр стержня, мм
Несущая способность, Н
перед установкой после извлечения из шпура
Без вставки 47,9 42,9-43,3 31000
Без вставки 48,1 43,0-43,5 32000
Без вставки 48,3 42,8-43,4 31000
Со вставкой 48,0 44,1-44,4 54000
Со вставкой 48,2 44,2-44,6 55000
Со вставкой 48,1 44,4-44,6 53000

 Изменение несущей способности (см. таблицу) говорит о том, что установка вставки длиной 200 мм обеспечивает приращение ее значения в среднем
26700 Н.
Аналитический расчет несущей способности усиленного фрикционного анкера Расчет выполнялся по параметрам стержня, соответствующим проведенному физическому эксперименту. При определении углов использовалось значение σ сж , равное 75 МПа. При совместном решении
уравнений (10) и (15) получены значение углов:
τ = 5,3°, γ = 7,2°. Модуль упругости дерева зависит от совокупности факторов. Для расчетов принято значение 350 МПа. Коэффициент трения сталь-мрамор равен 0,25. При расчете принятых параметров полученоQ = 7,73 Н/мм 2 , F ш = 45932 Н.
Расхождение расчетной величины F ш с экспериментальными значениями составляет 38%. Это обусловлено тем, что в расчетах использовались спра-
вочные значения f тр , σ сж , Е вс . Для более точного определения значения F ш следует использовать параметры, полученные экспериментально. Получение такой информации на данном этапе достаточно затратно.
Исследование следует выполнять на этапах опытно промышленных испытаний при обосновании технологии крепления конкретных выработок. Следует
отметить, что перечисленные параметры влияют на величину F ш линейно, а следовательно, предложенная аналитическая модель позволяет качественно оценивать степень влияния параметров собственно усиленного фрикционного анкера на несущую способность.
Заключение
В работе предложена и экспериментально под тверждена схема взаимодействия усиленного фрикционного анкера и стенок шпура. Установлено:
1. При изготовлении армокаркаса обязательно выполнение сварки во всех точках пересечения стержней.
2. Существенное повышение несущей способности анкера обеспечивается за счет установки в передней части вставки из материала с модулем упругости

меньше, чем у стали.
3. Аналитическая модель расчета несущей способности анкера, полученная на основании инженерного подхода, позволяет оценивать влияние каждого из параметров конструкции усиленного фрикционного анкера на его несущую способность.
Список источников
1. Еременко В.А., Разумов Е.А., Заятдинов Д.Ф. Современные технологии анкерного крепления //
Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. №12. С. 38-45.
2. Крепление горных выработок в условиях, деформируемых и удароопасных массивов горных пород / Лушников В.Н., Еременко В.А., Сэнди М.П.,
Бухер Р. // Горный журнал. 2014. №4. С. 37-44.
3. Совершенствование конструкции и технологии установки крепей с фрикционным закреплением /Зубков А.А., Зубков А.В., Кутлубаев И.М., Латкин
В.В. // Горный журнал. 2016. №5. С. 48-52.
4. Пат. 158226 РФ. Секция анкерной крепи / Зубков А.А., Зубков А.Е., Мухамедъярова М.С.; заявл. 06.05.2015, опубл. 27.12.2015. Бюл. №36.
5. Обоснование характеристик анкерных крепей фрикционного типа / Зубков А.А., Калмыков В.Н.,
Кутлубаев И.М., Найденова М.С. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. №10. С. 35-43.
6. Пат. 95029 РФ. Анкерная крепь / Зубков А.А.,Зубков А.Е.; заявл. 25.06.2009, опубл. 25.06.2009.Бюл. №16.
7. Пат. 201514 РФ. Фрикционный анкер / Зубков А.А., Кутлубаев И.М.; заявл. 21.07.2020, опубл. 18.12.2020.Бюл. №35.
8. Zubkov A.A., Kutlubaev I.M., Muhamedjarova M. S. Calculation of Load-bearing Capacity of Tubula An-
chor of Friction Type // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing. DOI: 10.1088/1755-1315/272/2/022052
9. Evans D.W. Friction bolt assembly. AU 2016369657 B2, Application Date 09.12.2016/
10. Пат. 220177 РФ. Анкер с фрикционным закреплением / Зубков А.А., Зубков Ар.А., Неугомонов С.С.,

Ибрагимова Г.Р., Сахаров Е.М.; заявл. 30.08.2023,опубл. 30.08.2023. Бюл. №25.
11. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для вузов. 8-е изд., стер. М.: Наука. Гл. ред.физ.-мат. лит., 1979. 560 с.
12. Способ и устройство определения несущей способности фрикционных анкеров / Неугомонов С.С.,
Зубков А.А., Кутлубаев И.М., Кульсаитов Р.В. //Горная Промышленность. 2023. №5. С. 83-87. References

1. Eremenko V.A., Razumov E.A., Zayatdinov D.F.Modern bolting technologies. Gornyi informatsionno-
analiticheskii byulleten [Mining Informational and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal)]. 2012;(12):38-45. (In Russ.)
2. Lushnikov V.N., Eremenko V.A., Sandy M., Bucher R. Supporting mine openings in deformable and rockbump hazardous rock massifs. Gornyi zhurnal [Min-
ing Journal]. 2014;(4):37-44. (In Russ.)
3. Zubkov A.A., Zubkov A.V., Kutlubaev I.M., Latkin V.V. Improving the design and technology of installation of supports with friction stabilizers. Gornyi zhurnal [Mining Journal]. 2016;(5):48-52. (In Russ.)
4. Zubkov A.A., Zubkov A.E., Mukhamedyarova M.S. Sektsiya ankernoi krepi [Roof bolting section]. Patent RU, no. 158226, 2015.
5. Zubkov A.A., Kalmykov V.N., Kutlubaev I.M., Naidenova M.S. Providing a rationale for characteristics of friction-type anchor supports. Gornyi informatsionno-
analiticheskii byulleten (nauchno-tekhnicheskii zhurnal) [Mining Informational and Analytical Bulletin(Scientific and Technical Journal)]. 2019;(10):35-43.
(In Russ.)
6. Zubkov A.A., Zubkov A.E. Ankernaya krep [Roof bolting]. Patent RU, no. 95029, 2009.
7. Zubkov A.A., Kutlubaev I.M. Friktsionnyi anker [Friction stabilizer]. Patent RU, no. 201514, 2020.
8. Zubkov A.A., Kutlubaev I.M., Muhamedjarova M.S. Calculation of load-bearing capacity of tubula anchor of friction type. IOP Conference Series: Earth and
Environmental Science. IOP Publishing, 2019, vol.272, no. 2. Article ID 022052.
9. Evans D.W. Friction bolt assembly. AU 2016369657 B2, 2016.
10. Zubkov A.A., Zubkov Ar.A., Neugomonov S.S., Ibragimova G.R., Sakharov E.M. Anker s friktsionnym zakrepleniem [Friction stabilizer]. Patent
RU, no. 220177, 2023.
11. Feodosev V.I. Soprotivlenie materialov: uchebnik dlya vuzov [Strength of materials: university textbook]. Moscow: Nauka. Chief Editorial Board of Literature on
Physics and Mathematics, 1979, 560 p. (In Russ.)
12. Neugomonov S.S., Zubkov A.A., Kutlubaev I.M., Kulsaitov R.V. Method and equipment for determining the load bearing capacity of friction bolts. Gorna-
ya promyshlennost [Russian Mining Industry]. 2023;(5):83-87. (In Russ.)

Поступила 31.10.2023; принята к публикации 21.12.2023; опубликована 28.03.2024
Submitted 31/10/2023; revised 21/12/2023; published 28/03/2024

Неугомонов Сергей Сергеевич – кандидат технических наук, технический директор,
ООО «УралЭнергоРесурс», Магнитогорск, Россия.
Зубков Антон Анатольевич – доктор технических наук, генеральный директор,
ООО «УралЭнергоРесурс», Магнитогорск, Россия.
Самигулин Вадим Айратович – аспирант, Магнитогорский государственный
технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия.
Кутлубаев Ильдар Мухаметович – доктор технических наук, профессор,
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия.
Email: ptmr74@mail.ru. ORCID 0000-0002-1761-4258
Sergey S. Neugomonov – PhD (Eng.), Technical Director, LLC UralEnergoResurs, Magnitogorsk, Russia.
Anton A. Zubkov – DrSc (Eng.), General Director, LLC UralEnergoResurs, Magnitogorsk, Russia.
Vadim A. Samigulin – postgraduate student, Nosov Magnitogorsk State Technical University,
Magnitogorsk, Russia.
Ildar M. Kutlubaev – DrSc (Eng.), Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University,
Magnitogorsk, Russia. Email: ptmr74@mail.ru. ORCID 0000-0002-1761-4258

 

Скачать документ  (.PDF)

Медалью «За содействие СВО» был отмечен Зубков Антон Анатольевич, директор компании ООО «УралЭнергоРесурс». Награда была передана от имени личного состава и командования 54-го полка в знак глубокой признательности и благодарности за оказываемую поддержку.

Церемонию награждения провел заместитель председателя Межрегиональной городской общественной организации (МГОО) «Ветеранов Афганистана, Чечни, СВО» Ильдар Габдрахманов. В своем обращении он подчеркнул важность консолидации усилий общества, бизнеса и ветеранских организаций для достижения общих целей и поддержки наших бойцов.

Это событие стало ярким примером эффективного взаимодействия тыла и фронта. Компания «УралЭнергоРесурс» на протяжении всего периода СВО активно участвует в поставках гуманитарной помощи, а также разрабатывает и передает на передовую востребованное техническое оборудование — от быстровозводимых блиндажей и печек-буржуек до специализированных устройств для борьбы с дронами.

Вручение медали «За содействие СВО» Антону Анатольевичу Зубкову — это заслуженное признание вклада всего коллектива предприятия в общее дело Победы.

Формирование условий надежной эксплуатации анкеров фрикционного закрепления

ЗУБКОВ Антон Анатольевич, д.т.н., генеральный директор, 
НЕУГОМОНОВ Сергей Сергеевич, к.т.н., технический директор,
КУТЛУБАЕВ Ильдар Мухаметович, д.т.н., профессор, 
КУЛЬСАИТОВ Равиль Вадимович, к.т.н., доцент,  
ЗУБКОВ Артем Анатольевич, к.т.н., доцент, 
ООО «УралЭнергоРесурс», пр. Металлургов, 12, неж. пом. 12, Магнитогорск, Россия, 
ФГБОУ ВО ««Магнитогорский государственный технический университет имени Носова», пр. Ленина, 38, Магнитогорск, Россия,

Аннотация. 
Безопасное выполнение работ в горных выработках обеспечивается закреплением обнажаемых поверхностей. Наряду с традиционными анкерными крепями ««Изменением №1» к ГОСТ 31559-2012 определены возможность и технические требования к анкерам с фрикционным закреплением. Анализ их конструкций показал, что основной показатель, определяющий надежную эксплуатацию, - несущая способность, определяется как минимальная величина из трех величин нагрузочной способности: стержня анкера, упора на анкере, опорной плиты. Установлено, что несущая способность анкера фрикционного закрепления должна совпадать с нагрузочной способностью упора на анкере. Сохранение исходных показателей нагрузочной способности на весь срок службы обеспечивается нанесением защитных покрытий на все поверхности анкера. В результате выполненных исследований обоснована целесообразность использования покрытия, полученного на основе композиций полиэтилена высокой плотности толщиной 600-800 мкм. Сравнительный анализ стойкости к воздействию концентрированной щелочной и солевой среде показал сохранение прочности при растяжении.
Ключевые слова: анкер с фрикционным закреплением,

 
Введение
Приоритетным вопросом, решаемым при разработке рудных и пластовых месторождений полезных ископаемых, является обеспечение безопасного производства работ [1, 2]. Наиболее остро эта задача стоит при реализации подземного способа добычи. Безопасность выполнения работ обеспечивается, в первую очередь, закреплением поверхности выработок. Выбор технических решений и реализующих их технологий целесообразно оценивать по показателям:
а) временным: на возведение крепей, выхода на расчетную нагрузку, срока эксплуатации;
б) степени механизации выполняемых работ;
в) совокупных затрат на реализацию.
Долгое время приоритетным способом закрепления было использование рамных крепей [3, ГОСТ 53960-2010]. Возможность применения других анкерных способов закрепления была «узаконена» введением в действие ГОСТ 52042-2003 [4] и ГОСТ 31559-2012 [5]. Введенные стандарты предусматривали закрепление анкеров тремя способами: механическим замковым, химическим, песчано-цементными смесями. По сравнению с рамными крепями, анкерные крепи обладают преимуществами практически по всем отмеченным показателям. Их использование целесообразно при закреплении выработок со сроком эксплуатации до 10 лет.
Новым направлением в креплении анкерами стала реализация патента Мurphy Bernard [6]. В основе способа лежит использование трубчатого анкера с незамкнутым профилем и внешним диаметром, превышающим диаметр шпура. Фиксация анкер в шпуре обеспечивается силами трения, создаваемыми упругой деформацией трубчатого стержня. Конструкции такого типа получили общее название Split Set. Способ широко используется во всем мире и получил достаточное число технических проработок [7]. В РФ технические требования назначения к крепи такого типа регламентированы «Изменениями № 1» к ГОСТ 31559-2012, введенными в действие с 01.02.016.
Отечественный и мировой опыт использования крепей разных типов показал, что анкеры с фрикционным закреплением (АФЗ) обладают наибольшей эффективностью по основным показателям [8]. Объем производства и использования данного вида крепи в России неуклонно возрастает, в частности, ООО «УралЭнергоРесурс» с 2006 по 2019 гг. увеличило объемы годового производства АФЗ с нескольких десятков тысяч до более миллиона штук. Производство крепей сопровождается совершенствованием конструкции, выбором рациональных параметров и материалов для их изготовления. Выполняются исследования, направленные на повышение несущей способности АФЗ и увеличение срока эксплуатации.
Конструктивные факторы, обеспечивающие надежность АФЗ.
Важным фактором, определяющим безопасную эксплуатацию, является обоснованное назначение несущей способности АФЗ.
Несущую способность АФЗ Ра следует определять как наименьшее из двух значений [9]:

Где Feд — Сопротивление сдвигу анкера в шпуре, кН,
Fка — нагрузочная способность конструкции АФЗ, кН.
Сопротивление анкера сдвигу в шпуре соответствует суммарной силе трения на поверхности контакта
F = F.    (1)
Сила трения определяется состоянием поверхности шпура и величиной силового взаимодействия, величину которого можно рассчитать по методике, изложенной в работе [10].
Нагрузочная способность конструкции АФЗ определяется как минимальная величина из трех составляющих

где Рпл — нагрузочная способность опорной
плиты,
Рст — нагрузочная способность стержня
анкера,
Руп— нагрузочная способность упора выполненного на стержне анкера.
Нагрузочная способность опорной плиты, как правило, определяется опытным путем. В связи с этим для оценки влияния геометрических параметров на нагрузочную способность были проведены экспериментальные исследования. Наряду с плоскими опорными плитами в составе анкерной крепи широко используются плиты с куполообразной формой выступающей части. Такая форма обеспечивает лучшую адаптацию плиты к поверхности выработки.
Для квадратной плиты размером 200*200 мм и толщиной 4 мм были проведены экспериментальные исследования влияния параметров куполообразной формы на ее нагрузочную способность. Варьировалась высота сферической части. Проведенные испытания показали, что при постоянной толщине и внешних габаритах опорной плиты наиболее рациональным является вариант с высотой купола в 34 мм при диаметре сопряжения сфера -плоскость 122-127 мм. В этом случае нагрузочная способность плиты до начала деформации купола составляет 102 кН.
Нагрузочная способность стержня может быть рассчитана аналитически. Для анкера из стали Ст20 с диаметром d‹ —— 46 мм, толщиной f = 3 мм, шириной паза 6 = 12 мм допускаемая нагрузочная способность с учетом коэффициента безопасности 1,3 составляет (Р„) —— 96,2 кН.
Нагрузочная способность упора определяется экспериментально. Для упора, сформированного из круглого прутка диаметром 6 мм и приваренного к стержню, допустимая нагрузка Р„ составляет 80-90 кН. При формировании дополнительного упора из части стержня анкера допустимая нагрузка возрастает до 94-102 кН.
Из выполненных исследований следует, что наименьшей нагрузочной способностью обладает упор, сформированный на стержне АФЗ. В связи с этим обязательной характеристикой АФЗ, отображаемой в паспорте изделия, должна быть нагрузочная способность упора, представляемая как несущая способность, величина несущей способности анкерной крепи
Обеспечение сохранения несущей способности АФЗ в шахтной среде.
Сохранение исходных значений нагрузочной способности АФЗ в процессе эксплуатации зависит от стойкости элементов конструкции к агрессивному воздействию шахтной среды. В этой ситуации особое значение имеет выбор типа защитного антикоррозионного покрытия металлической конструкции АФЗ.
В настоящее время по ГОСТ 31559-2012 средний срок службы анкерных крепей с защитным покрытием составляет 10 лет [5]. 
В зависимости от условий эксплуатации для защиты от коррозии крепь покрывают лакокрасочными материалами II-IV групп с предварительной грунтовкой металла. Толщина покрытия при этом составляет 0, 1-0,3 мм.
Условия  в  шахте  при  добыче  рудных  и нерудных ископаемых характеризуется большим разбросом показателя pH подземных вод и грунтов — от 4 до 10 единиц, содержанием солей в воде от миллиграммов   до десятков граммов на литр, воздействием блуждающих  токов  и  литотрофных  (в  том числе железоокисляющих) бактерий. Кроме того, коррозии способствует и конструктивная особенность АФЗ — трубчатая, открытая для дренажа конструкция его стержня.
В этих условиях эффективным способом защиты АФЗ от коррозии является нанесение толстослойного (более 0,5 мм) покрытия из полимерного материала. Такое покрытие обладает  комплексом  защитных  свойств  — химически    стойкого,    гидроизолирующего, электроизоляционного, эластичного в сравнении с лакокраской. Эти свойства присущи полиолефинам, благодаря чему во многих странах они (преимущественно полиэтилен, как более эластичный) используются для защиты поверхности ответственных объектов, таких как магистральные трубопроводы.
В практике антикоррозионной защиты поверхностей анкерных крепей полиолефиновые покрытия до настоящего времени не применялись. Это было обусловлено отсутствием в России производителей полиолефиновых композиций с высокой адгезией к стали, необходимой для сохранения защитных функций покрытия при установке и эксплуатации крепи. Однако в последнее десятилетие на ряде предприятий (ООО «Новые полимерные технологии», AO «Метаклэй») налажено производство специальных адгезивных добавок — компатибилизаторов («coвместителей»).
С учетом шахтных условий для покрытия АФЗ в ООО «УралЭнергоРесурс» разработана композиция на основе полиэтилена высокой плотности, с высокой адгезией к стали (более 150 Н/см). При разработке защитного покрытия учитывались требования устойчивости к УФ-излучению и низким температурам. Данные факторы имеют существенное значение при удаленных поставках и длительном хранении анкеров. В качестве адгезионной добавки в композиции был использован «совместитель», представляющий собой графтсополимер полиэтилена и малеинового ангидрида. В структуре «coвместителя» содержатся ангидридные и карбоксильные группы, повышающие сродство покрытия к стали. В качестве красителя и модифицирующей добавки, увеличивающей стойкость к атмосферным воздействиям, использовали диоксид титана.
Для    оценки    функциональных свойств разработанной композиции (далее — № 1) проведено ее сопоставление с полиэтиленовыми композициями китайских и европейских производителей. Объектами сравнения служили два образца «совместителей» (N° 2, 3) и три полиэтиленовые композиции (N° 4, 5, 6) для нанесения погружным способом в псевдоожиженном слое.
Экспериментальные  исследования.
Исследование состава композиций методами спектрального анализа.
Исследование композиций методами инфракрасной (ИК) спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния    (KP) проводили на оборудовании  фирмы Bruker  (Германия): ИК-Фурье-спектрометр IFS66/S, ИК-Фурье-спектрометр  Vertex  80V,  KP-Фурье-спектрометр Senterra.
ИК-спектроскопия. В спектрах всех композиций присутствуют полосы колебаний СН,-групп, характерные для полиэтилена с высокой степенью кристалличности: 719 и 730 см-1, 29 15-2920 см-1, 2847-2850 см-1, 1471 и 1462 см-1.
В ИК-спектрах образцов №    2,    3,    6 присутствует полоса, характерная для валентных колебаний групп С = О в ангидридах кислот (при 1794 см-1 в образце №     6,    при 1789 и 1706 см-1 в образцах №    2,    3).    Это указывает на наличие значительного количества привитых С = О групп в структуре полиэтиленов №    2, 3,    6. В спектрах образцов №    1,    4,    5 интенсивность полос данных колебаний незначительна.
KP-спектроскопия.    KP-спектры всех композиций соответствуют спектру полиэтилена с достаточно высокой кристалличностью, на это указывают полосы колебаний связей C-C при 1 129 см-1 и полосы колебаний СН,-групп при 1296 см-1, 1440 см-1, 2882 см-1 и 2848 см-1. В спектрах композиций №    1, 4, 5, 6 имеются полосы при 607 см-1, 444 см-1 и 240 см-1, характерные для диоксида титана (TiO,). В спектрах материалов № 2, 3 полосы колебаний данного наполнителя отсутствуют.
Результаты спектральных исследований показали — все композиции имеют в качестве связующей основы полиэтилен высокой плотности. Композиции № 2, 3, 6 содержат в  структуре  полиэтилена  привитые  С = О группы. Для композиций №  1 и №  4,  5 по данным спектров невозможно сделать однозначный вывод о наличии привитых групп. В композициях № 1, 4, 5, 6 содержится диоксид титана.
Таким образом, полиэтиленовая композиция (N° 1) ООО «УралЭнергоРесурс» близка по характеристикам состава к образцам импортных покрытий.
Экспериментальные исследования механических свойств композиции.
Для испытаний использовали экструдированные стренги композиции диаметром
2 мм. Определяли прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве, стойкость к коррозии в водных средах с повышенной кислотностью (pH = 1), щелочностью (pH = 13) и суммарным содержанием хлоридов и сульфатов 100 г/л. После выдержки в указанных растворах в течение 7 дней образцы стренг повторно исследовали на прочность и удлинение при разрыве. Полученные результаты представлены в таблице.
Некоторое снижение прочности (2-3%) и относительного удлинения образцов композиции наблюдали после воздействия кислой среды. В менее агрессивных средах прочностные характеристики остались практически неизменными. Это более высокий результат в сравнении с импортными композициями № 4, 5, 6, для которых снижение прочности при растяжении после недельной выдержки в сильно кислой среде составило 20-27%, а после концентрированных щелочной и солевой среды прочность уменьшилась на 9-10%.

Выводы
Разработанная композиция на основе полиэтилена высокой плотности показала хорошую устойчивость в различных агрессивных средах.
Нанесение полиэтиленовой композиции на внутреннюю и внешнюю поверхности АФЗ, имеющих диаметр менее 50 мм и длину до 3000 мм, традиционными способа ми оклеивания липкими лентами или экструзией не представляется возможны м. Для покрытия АФЗ более рационально использование технологии погружения нагретых заготовок, предварительно очищенных от ржавчины и масел, в псевдосжиженный слой порошковой композиции. Последующее оплавление налипшего термопластичного порошка на поверхности анкера образует равномерное сплошное покрытие с адгезией 170-180 Н/см.
В настоящее время выполняются натурные испытания АФЗ с разработанным адгезивным полиэтиленовым покрытием толщиной 600-800 мкм. Одна партия анкеров помещена на годичное хранение на «открытом воздухе» с амплитудой температур от
—З0°С до +25°C. Две других установлены в шпуры в мраморе и медно-колчеданных по родах. После завершения годичного испытания крепи с покрытием будут тестироваться на несущую способность и степень распространения коррозии.
Таким образом, условиями, обеспечивающими безопасную эксплуатацию АФЗ, являются: на стадии формирования паспорта изделия — назначением несущей способности, равной нагрузочной способности упора, на стадии изготовления — нанесением защитного покрытия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    Еременко В.А., Айнбиндер И.И., Марысюк В.П., Наговицин Ю.Н. Разработка инструкции по выбору типа и параметров крепи выработок рудников Талнаха на основе количественной оценки состоя- ния массива горных пород // Горный журнал. 2018. № 10. С. 101-106.
2.    Копытов А.И., Лебедев А.А., Утробин Б.А. Разработка рациональной технологии крепления горных выработок в удароопасных условиях // Вестник Кузбасского государственного технического университета. Выпуск № 1. 2017. С. 10-14.
 
3.    ГОСТ – Р     53960-2010 Крепи Металлические податливые paмные. Kpenь трапециевидная. Общие Тех-
нические условия. — М.: Стандартииформ, 2011.
4.    ГОСТ -Р     52042-2003 Крепи анкерные. Общие технические условия. — М.: Стандартинформ, 2002.
5.    ГОСТ 31559-20125. ГОСT 31559-2012. Крепи анкерные. Общие технические условия. — М.: Стандар-
тинформ, 2013.
6.    1978 US № 4126004.
7.    Зубков А.А., Латкин В.В., Heyroмoнов С.С., ВОЛКОВ П.В. Перспективные способы крепления ropных выработок на подземных рудниках // УСЛОВИЯ устойчивого функционирования минерально-сырьевого комплекса России. — М.: горная книга, 2014. Вып. 1. С. 106-117.
8.    Komurlu Е., Kesimal А., and Colak U. Polyurea type thin sprayon liner coating to prevent rock bolt corrosion. Proc., 8th Asian Rock Mechanics Symp., Japanese Society for Rock Mechanics, Sapporo, Japan, 2014, pp. 1389-1397.
9.    Зубков А.А., Kaлмыков В. Н., Кутлубаев И.М., Найденова М.С. Обоснование характеристик анкерных крепей фрикционного типа // Горный Информационно-аналитический бюллетень (Научно-Технический журнал) № 10. 2019. С. 35-43.
10.    Zubkov А.А., Kutlubaev І.М. and Muhamedjarova М.Ѕ. Calculation of Load-bearing Capacity of Tubula Anchor of Friction Type Published under licence by IOP Publishing Ltd. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 272, Issue 2 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 272 (2019) 022052 doi:10.1088/1755-1315/272/2/022052.

Скачать документ  (.PDF)

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ
 Автор(ы):
Зубков Антон Анатольевич (RU), Зубков Анатолий Евгеньевич (RU)
Патентообладатель(и):
Зубков Антон Анатольевич (RU)
Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 161817 U1, 10.05.2016. RU 152941
U1, 27.06.2015. RU 152727 U1, 10.06.2015. RU
184279 U1, 22.10.2018. PL 123594 U1, 20.06.2016.

Секция анкерной крепи
Реферат:

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована при креплении выработок анкерами фрикционного типа. Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в уменьшении металлоемкости секции анкерной крепи при одновременном снижении вероятности вывалов элементарных блоков породы из укрепляемой поверхности выработки. Секция анкерной крепи включает трубчатый анкер фрикционного типа 1, опорную плиту 2 и решетку 3, включающую шесть продольных 4-9 и шесть поперечных 10-15 стержней. Стержни контактируют между собой с противоположных сторон от оси стержней и сварены между собой в точках контакта. Стержни 4-15 образуют между собой ячейки трех типа- размеров: квадратные 23, 24 и прямоугольные 25-26. Прямоугольные ячейки 26 ориентированы длиной стороной вдоль продольных стержней 4- 9, прямоугольные ячейки 25 ориентированы длиной стороной вдоль поперечных стержней 10-15. Центральная квадратная ячейка 23 выполнена со стороной а, имеющей размер 100-110 мм, предпочтительно 108 мм. Трубчатый анкер 1 установлен в центральную ячейку 23. Перед его вводом в ячейку 23 на него надевается опорная плита 2. При этом решетка 3 располагается над опорной плитой 2. Квадратные периферийные ячейки 24 выполнены со стороной в, имеющей размер 180-200 мм, предпочтительно 188 мм. 4 ил.

Область техники
Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована при креплении выработок трубчатыми анкерами, с использованием штатного оборудования для бурения шпуров.
    Предшествующий уровень техники
Известно устройство для возведения крепи в горных выработках включающее соединенные между собой продольные и поперечные стержни с образованием металлической решетки, причем продольные стержни выполнены с выступающими концами и возможностью фиксирования решетки на фланцах смежных спецпрофилей.
    При этом крайние и средние продольные и поперечные стержни являются несущими, а остальные стержни, расположенные между несущими не нагружаются (см. ПИ РФ №2109953, E21D 11/15).
Недостатки известного устройства для возведения крепи заключаются: в трудоемкости операции соединения его со спецпрофилем, неэффективном распределении    нагрузки со стороны пород выработки между элементами конструкции.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является секция анкерной крепи, включающая металлическую решетку, состоящую из продольных и поперечных стержней из арматурного профиля, контактирующих между собой в смежных точках с противоположных сторон от оси стержней, и сваренных между собой в точках контакта    (см. ПМ РФ №158226, E21D 21/00, E21D 11/15). При этом, анкер с опорной плитой, установлен в пространстве между стержнями, расстояние между которыми меньше габарита опорной плиты, а концы стержней выполнены свободными и выступающими за пределы точек контакта и выгнутыми в направлении от опорной плиты.
Недостатком известного устройства является применимость только при малой сетке    штангования, что ведет к увеличению плотности шпуров, выполняемых под трубчатый анкер, на единицу поверхности крепления и увеличению расхода металла на единицу укрепляемой поверхности.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в уменьшении металлоемкости секции анкерной крепи при одновременном снижении    вероятности вывалов элементарных блоков породы из укрепляемой поверхности выработки.
Раскрытие полезной модели
Техническая задача решается тем, что в известной секции анкерной крепи включающей трубчатый анкер с опорной плитой, прямоугольную металлическую    решетку, состоящую из продольных и поперечных стержней из арматурного профиля, контактирующих в смежных точках с противоположных сторон от оси стержней и сваренных между собой в точках контакта, образующих ячейки, в центральную из которых установлен трубчатый анкер, решетка установлена поверх опорной плиты, и выполнена с внешними размерами 1200-1300 мм, предпочтительно 1250 мм. При этом
    решетка образованна шестью продольными и шестью поперечными стержнями, формирующими периферийные ячейки с внутренними размерами 180-200, предпочтительно 188 мм, центральную 100-110 мм, предпочтительно 108 мм, внутренние прямоугольные с размерами 100-110 мм на 180-200 мм, предпочтительно 108 на 188 мм.
    Краткое описание фигур чертежей
Полезная модель поясняется изображениями:
-    На фиг. 1 представлена проекция изображения секции анкерной крепи;
-    На фиг. 2 представлено выделенное изображение решетки;
 
-    На фиг. 3 представлено сечение А-А;
-    На фиг. 4 представлено сечение Б-Б.
Секция анкерной крепи включает трубчатый анкер фрикционного типа 1 (фиг. 3), опорную плиту 2 и решетку 3 (фиг. 1). Армокаркас выполнен в виде решетки состоящей  из шести продольных 4-9 и шести поперечных 10-15 стержней из арматурного профиля диаметром 10 мм и более. Меньший диаметр стержней для изготовления решетки 3 не применяется.
Стержни 4-9 и 10-15 контактируют между собой с противоположных сторон от оси стержней и сварены между собой в точках контакта (фиг. 2, 3). Поперечный стержень    10 контактирует с продольными стержнями 4-9 в точках 16-21 (фиг. 3). При этом точки контакта 16, 18, 20 располагаются над осью 22 стержня 10, а точки контакта 17, 19, 21 под осью. Аналогичным образом контактируют все стержни 4-15.
Стержни 4-15 образуют между собой ячейки трех типа - размеров: центральную 23, и периферийные 24-26 (фиг. 2). Прямоугольные ячейки 26 ориентированы длиной    стороной вдоль продольных стержней 4-9, прямоугольные ячейки 25 ориентированы длиной стороной вдоль поперечных стержней 10-15.
Центральная ячейка 23 выполнена со стороной а имеющей размер 100-110 мм, предпочтительно 108 мм. Трубчатый анкер 1 установлен в центральную ячейку 23. Перед его вводом в ячейку 23 на него надевается опорная плита 2. При этом решетка    3 располагается над опорной плитой 2.
Периферийные ячейки 24 выполнены со стороной в имеющей размер 180-200 мм, предпочтительно 188 мм.
Прямоугольные ячейки 25 выполнены с размерами а*в. При этом предпочтительно 108*188 мм. Прямоугольные ячейки 26 выполнены с размерами в*а. При этом    предпочтительно 188*108 мм.
Внешние размеры решетки с и к выполняются равными 1200-1300 мм, предпочтительно 1250 мм. Концы 27, стержней 4-15, выступающие за габарит ячеек, отогнуты в направление от опорной плиты 2.
Формирование решетки 3 из шести продольных 4-9 и поперечных 10-15 стержней    обеспечивает, при внешнем габарите 1200-1300 мм, предпочтительно 1250 мм, формирование ячеек с максимальным размером менее 200 мм, предпочтительно 188 мм.
Все размеры ячеек выполняются с допусками, обеспечивающими вхождение в указанные пределы размеров.
    Применение секции анкерной крепи.
Трубчатый анкер 1 укладывается на направляющие установщика. На него, через передний конец, надевается опорная плита 2 и далее решетка 3. Передний конец трубчатого анкера 1 вводится в устье шпура и за счет внешнего силового воздействия на задний конец вводится в шпур. Опорный узел трубчатого анкера 1 прижимает    опорную плиту 2, и далее решетку 3 к укрепляемой поверхности.
При этом в контакт с укрепляемой поверхностью входят первоначально концы стержней 27. Это обусловлено тем, что они отогнуты в направление от опорной плиты 2 и достигают опорной поверхности ранее, чем остальные части решетки 3. За счет этого обеспечивается сопряжение решетки 3 по его периметру с поверхностью выработки    имеющий любой возможный профиль: с положительной или отрицательной кривизной.
При дальнейшем вводе трубчатого анкера 1 в шпур опорная плита 2 поджимает центральную ячейку 23 и далее ячейки 24-26 к поверхности выработки.
При применении опорной плиты типового размера 200*200 мм обеспечивается ее контакт со всеми частями стержней 6, 7, 12, 13 образующих ячейку 23. Это достигается за счет того, что при использовании трубчатого анкера 1 с внешним диаметром d от 39 мм и более (меньший диаметр трубчатых анкеров не применяется) опорная плита 2 гарантированно создает опору всем стержням образующим ячейку 23. При этом
  величина минимального перекрытия опорой стержня (фиг. 4) составляет z=t-а, где t= 200/2+d/2 (фиг. 4). При диаметре трубчатого анкера 39 мм величина z составляет 10,5 мм, при размере а=110 мм, и 12,5 мм при предпочтительном размере 108 мм.
Величина z гарантированно больше половины диаметра стержней: 6, 7, 12, 13, формирующих ячейку 23. Обеспечивается опора всего контура центральной ячейки 23  на опорную плиту 2 и ее прижим к поверхности выработки. Реализуется эффект
«псевдозадалки» стержней 6, 7, 12, 13. Это обеспечивает повышение изгибной жесткости решетки 3, и как следствие увеличение его нагрузочной способности.
Выполнение ячеек 24 с размерами со стороной 180-200, предпочтительно 188 мм, обеспечивает удержание в ее пределах трех элементарных структурных блоков с    размерами 65-70 мм (по любому направлению), две из которых (крайние) удерживаются за счет контакта со стержнями образующими ячейку, а находящаяся между ними удерживается за счет распора крайними. Выполнение ячеек с большим размером ведет тому, что в ее пределах будет размещаться больше трех элементарных структурных блоков, что не гарантирует их выпадение через ячейку. Ячейки 25 и 26 имеют, по
    большей стороне размер 180-200 мм, предпочтительно 188, что так же исключает выпадение через них элементарных структурных блоков.
Выполнение решетки 3 с квадратными и прямоугольными ячейками с размерами сторон 180-200, предпочтительно 188 м обеспечивает безопасное, надежное функционирование, исключающее выпадение элементарных блоков, без дополнительных    мероприятий типа набрызг бетонного укрепления.
Уменьшение размеров ячейки меньше 180 мм ведет к тому, что в пределах внешних размеров решетки 3 будет использовано более шести продольных и поперечных стержней, что приведет к увеличению металлоемкости секции анкерной крепи.
Выполнение решетки 3 с внешними размерами 1200-1300 мм, предпочтительно 1250 мм реализует максимально возможную поверхность перекрытия поверхности выработки при сетке штангования до одного метра. При этом размеры не перекрытой поверхности выработки не превышают размера ячейки 200*200 мм. Шаг штангования в один метр является наиболее применяемым, т.к. обеспечивает надежное укрепление поверхности выработки, при наименьших затратах.
        Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает в уменьшении металлоемкости секции анкерной крепи при одновременном снижении вероятности вывалов элементарных блоков породы из укрепляемой поверхности выработки за счет удержания структурных блоков от выпадения через его ячейки, уменьшения зон не перекрытия поверхности выработки, при использовании рационального шага    штангования в один метр.
Формула полезной модели
Секция анкерной крепи, включающая трубчатый анкер с опорной плитой, металлическую решетку, состоящую из продольных и поперечных стержней из
  арматурного профиля, контактирующих в смежных точках с противоположных сторон от оси стержней и сваренных между собой в точках контакта, и образующих ячейки, в центральную из которых установлен трубчатый анкер, отличающаяся тем, что решетка установлена поверх опорной плиты, выполнена с внешними размерами 1200-1300 мм, предпочтительно 1250 мм, образованна шестью продольными и шестью поперечными стержнями, формирующими ячейки: периферийные - с внутренними размерами 180-200, предпочтительно 188 мм; центральную - с внутренними размерами 100-110 мм, предпочтительно 108 мм; внутренние прямоугольные - с внутренними размерами 100-    110 мм на 180-200 мм, предпочтительно 108 на 188 мм.

Скачать патент (.PDF)

Устройство для резки заготовок с незамкнутым профилем
Автор(ы):
Зубков Антон Анатольевич (RU), Зубков Анатолий Евгеньевич (RU), Кузяев Евгений Анатольевич (RU), Туркин Иван Сергеевич (RU)
Патентообладатель(и):
Общество с ограниченной ответственностью "УралЭнергоРесурс" (RU)
Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1616000 A1, 23.03.1993. RU 173069
U1, 08.08.2017. RU 2062180 C1, 20.06.1996. DE
2524206 A1, 16.12.1976.
Реферат:
 
Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, а именно к устройствам для резки профильного материала. Устройство для резки заготовок с незамкнутым профилем, с формированием конуса в отрезаемой части, содержит два ножа с вертикальной плоскостью разъема, подвижный нож с режущими кромками, расположенными наклонно в плоскости реза, выступом, размещенным за режущими   кромками.   Подвижный   нож расположен оппозитно незамкнутой части профиля. Ножи с вертикальной плоскостью разъема выполнены подвижными. Во внутренней полости заготовки размещен неподвижный пуансон с рабочей плоскостью реза, совпадающей с плоскостью реза подвижных ножей и профилем внешней поверхности, совпадающим с профилем внутренней    поверхности    заготовки. Обеспечивается расширение технологических возможностей. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Область техники
Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, а именно к устройствам для резки профильного материала.
Предшествующий уровень техники
        Известен штамп для резки профильного материала содержащий установленную на плите секционную матрицу с режущими кромками, подвижный пуансон, состоящий из двух симметричных шарнирно связанных между собой частей, и опоры по числу частей ножа для их разведения (SU 1775242, B23D 23/00, 19.05.1989). При этом каждая из опор выполнена с плоской контактной поверхностью, шарнирно смонтирована на     соответствующей ей части пуансона и расположена над секцией матрицы с возможностью взаимодействия своей контактной поверхностью с горизонтальной плоскостью матрицы и перемещения по ней.
Известное решение имеет сложную конструкцию, включающую значительное число вращательных пар. При этом опоры, шарнирно смонтированные на пуансоне, являются     высоко нагруженными, что ведет к износу их рабочих поверхностей. Как следствие теряется параллельность противоположных опор, что будет вести к отклонению пуансонов от плоскости реза и замятию кромок разрезаемого профиля.
Известно устройство для резки труб в виде штампа содержащее нижнюю часть с матрицедержателем, в котором размещены две полуматрицы, выполненные с приемными     открытыми полостями для размещения труб и скрепленные штифтами (ПМ РФ №173069, B23D 21/00, B23D 23/04). В верхней части размещен пуансонодержатель, в котором закреплен плоский нож, выполненный в форме гильотины с углом при вершине 6- 9°,установленный с возможностью вертикального перемещения по направлению приемным открытым полостям. При этом полуматрицы снабжены размещенными     между ними проставками выполнеными в виде пластин, зеркально расположенных с образованием между ними паза для захода плоского ножа под углом 30°, 60°, 45° и 90°.
Недостатком известного устройства является рез с необратимой, частичной деформацией трубы. В полуматрицах, как на опорах, фиксируется только часть (нижняя) профиля трубы. Верхняя же часть не имеет удерживающих поверхностей. Как следствие     при резе будет происходить деформация профиля трубы.
Наиболее близким техническим решением является устройство для обработки труб, надрезкой и смятием, содержащее два неподвижных ножа с вертикальной плоскостью разъема, на внутренней поверхности которых выполнен паз с цилиндрической поверхностью под обрабатываемую трубу, и подвижный нож с режущими кромками,     расположенными наклонно к плоскости реза (SU №1616000 Устройство для обработки труб B23D 21/02, 29.12.1988). При этом неподвижные ножи выполнены с расположенными в нижней их части, со стороны подвижного ножа, выступами, внутренняя поверхность которых выполнена цилиндрической. Режущая кромка на неподвижном ноже выполнена в верхней части цилиндрического паза до выступов, а     подвижный нож выполнен с выступом, расположенным над горизонтальной поверхностью выступов неподвижных ножей.
Недостатком данного технического решения является ограниченная технологическая возможность, исключающая получение симметричного конусообразного профиля в деформированной (смятой) части. Получение симметричного конусообразного профиля
    является обязательным условием при производстве ряда изделий, например, стержня фрикционного анкера используемого для закрепления поверхности выработок в шахтах.
Раскрытие полезной модели
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширение технологических возможностей. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для резки заготовок с незамкнутым профилем, преимущественно цилиндрическим, с формированием конуса в отрезаемой части, содержащем два ножа с вертикальной плоскостью разъема, подвижный нож, имеющий режущие кромки
    расположенными наклонно в плоскости реза, и выступом, размещенным за режущими кромками, подвижный нож расположен оппозитно незамкнутой части профиля заготовки, ножи с вертикальной плоскостью разъема выполнены подвижными, а во внутренней полости заготовки размещен неподвижный пуансон с рабочей плоскостью реза совпадающей с плоскостью реза подвижных ножей и профилем внешней
    поверхности совпадающим с профилем внутренней поверхности заготовки. При этом подвижные ножи с вертикальной плоскостью разъема могут выполняться с двумя режущими кромками под наклоном в плоскости реза или с тремя, а одна из которых образует угол более 110° со смежными кромками.
Краткое описание фигур чертежей
    Полезная модель поясняется чертежами:
на фиг. 1 - вид на устройство спереди в исходном положении;
на фиг. 2 - вариант выполнения подвижных ножей с вертикальным разъемом и двумя кромками;
на фиг. 3-вариант выполнения подвижных ножей с вертикальным разъемом и тремя
    кромками;
на фиг. 4 - разрез А-А (фиг. 1);
на фиг. 5 - вид на устройство после надреза подвижным ножом;
на фиг. 6 - вид на устройство после завершения операции реза и формирования симметричного конусообразного профиля на отрезанной части заготовки.
    Вариант осуществления полезной модели
Устройство для резки заготовок с незамкнутым профилем, преимущественно цилиндрическим, и шириной незамкнутой части В, содержит два подвижных, зеркально выполненных ножа 1 и 2 с вертикальной плоскостью разъема (фиг. 1). Ножи 1 и 2 установлены с возможностью движения к продольной оси 3 заготовки 4. Каждый из
    ножей может иметь: одну непрерывную режущую кромку 5 (фиг. 1), две режущие кромки 6, 7 (фиг. 2), три режущие кромки 8, 9, 10 (фиг. 3). Во всех вариантах режущие кромки располагаются в одной плоскости реза 11 общей для ножей 1 и 2 (фиг. 4). При выполнении трех режущих кромок угол ϕ между кромками 8-9 и 9-10 выполняется более 110°. В этом случае реализуется последовательное начало реза кромками 8, 9, а
    затем кромкой 10. Это обеспечивает снижение нагрузки на ножи 1, 2 и позволяет использовать менее мощный привод.
При двух режущих кромках 6 и 7 угол у между ними предпочтительно выполнять более 90°. Варианты выполнения режущих кромок на ножах 1 и 2 имею разные сочетания усилий реза и рабочего хода.
        Во внутренней полости заготовки 4 размещается пуансон 12 с плоскостью реза 13 (фиг. 4), и профилем поперечного сечения 14, совпадающим с внутренним профилем 15 заготовки 4. Пуансон 12 жестко закреплен на основании устройства 16. Плоскости реза 11 и 13 совпадают. Предпочтительно располагать пуансон 12 так, чтоб его продольная плоскость 17 совпадала с осью симметрии заготовки 4.
    Подвижный нож 18 с режущими кромками 19, 20 расположен оппозитно незамкнутой части 21 заготовки 4. Режущие кромки 19 и 20 располагаются в плоскости реза 11, симметрично относительно продольной оси ножа 22. Угол β, между кромками 19 и 20, предпочтительно выполнять в пределах 90°-120°. За режущими кромками 19, 20 располагается выступ 23 с наклонными боковыми в плане поверхностями 24 и 25 и углом между ними а меньше угла β. Подвижный нож 18 предпочтительно располагать так, чтобы его продольная ось 22 совпадала с продольной плоскостью 17.
Выступ 23 выполняется отстоящим от точки А - пересечения режущих кромок 19 и
    20, на расстояние h. Расстояние h предпочтительно выбирать превышающим толщину заготовки t.
Функционирование устройства для резки заготовок с незамкнутым профилем
В исходном положении ножи 1 и 2 находятся за пределами профиля заготовки 4 (фиг. 1). За счет осевой подачи заготовка 4 выдвигается вдоль продольной оси 3 на требуемую     длину отрезаемой части, отсчитываемой от плоскости реза 13.
Подвижный нож 18 движется в направлении к незамкнутой части 21 заготовки 4 (фиг. 5). Режущие кромки 19 и 20 надрезают заготовку 4 и заглубляются на глубину h. Рез заготовки 4 обеспечивается за счет того, что плоскость реза 13, пуансона 12, и плоскость реза 11 подвижного ножа 18 совпадают. При этом внутренний контур 15     заготовки 4 прилегает к контуру 14 пуансона 12. Благодаря этому часть заготовки 4, находящаяся в пределах пуансона 12 не деформируется. Это обеспечивает необходимую сохранность формы передней части заготовки 4.
В процессе дальнейшего движения увеличивается глубина надреза и выступ 23 деформирует отрезаемую часть заготовки 4 в направлении к продольной оси 3. При     этом образуется участок с выпуклой частью, направленной во внутреннюю полость отрезаемой части заготовки 4.
При достижении расстояния между оппозитными точками на разрезанной части профиля   равной или более ширины В (фиг. 5), открытой части профиля заготовки 4, движение подвижного ножа 18, в направлении незамкнутой части 21 прекращается, и     выполняется обратное его движение за пределы заготовки 4.
Размещение подвижного ножа 18 оппозитно к незамкнутой части профиля 21 позволяет реализовать надрезание части заготовки 4 и формирование двух симметричных неотрезанных частей. При этом надрезанная часть заготовки 4 деформируется в направлении к продольной оси 4 «облегая» выступ 23 по его боковым     поверхностям 24 и 25 (фиг. 5).
Далее осуществляется движение ножей 1 и 2 в направлении к продольной оси 3.
Движение ножей 1 и 2 может выполняться синхронно. При необходимости допустимо их раздельное движение. Рабочее движение ножей 1 и 2 выполняют рез заготовки 4 до полного выхода их режущих кромок за пределы профиля пуансона 12. При этом боковые     поверхности режущих кромок воздействуют на симметричные части заготовки 4, оставшиеся после рабочего хода подвижного ножа 18, и перемещают их к продольной оси 3 (фиг. 6). При резе заготовки 4 ножами 1 и 2 неподвижный пуансон 12, размещенный во внутренней полости заготовки 4, обеспечивает опору ее части по всему периметру плоскости реза. За счет этого исключается деформация неотрезанной части заготовки 

    4. Сохраняется ее исходный профиль.
При использовании варианта с одной режущей кромкой 5 обеспечивается минимальный рабочий ход ножей 1 и 2. Реализация варианта с двумя режущими кромками 6 и 7 увеличивает ход ножей 1 и 2, но требует меньшего усилия для выполнения реза заготовки 4. Ножи с тремя режущими кромками 8, 9, 10 обеспечивают снижение
    усилия реза по сравнению с одной режущей кромкой, и имеют меньший ход по сравнению с двумя режущими кромками.
Таким образом, заявляемое устройство для резки заготовок с незамкнутым профилем, обладает большими технологическими возможностями по сравнению с прототипом, обеспечивая отрезание заготовки с одновременным формированием симметричного конуса на отрезаемой части и сохранением исходного профиля на неотрезанной его части.
     Формула полезной модели
1. Устройство для резки заготовок с незамкнутым профилем, с формированием конуса в отрезаемой части, содержащее два ножа с вертикальной плоскостью разъема, подвижный нож с режущими кромками, расположенными наклонно в плоскости реза, выступом, размещенным за режущими кромками, отличающееся тем, что подвижный
    нож расположен оппозитно незамкнутой части профиля, ножи с вертикальной плоскостью разъема выполнены подвижными, а во внутренней полости заготовки размещен неподвижный пуансон с рабочей плоскостью реза, совпадающей с плоскостью реза подвижных ножей и профилем внешней поверхности, совпадающим с профилем внутренней поверхности заготовки.
        2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подвижные ножи с вертикальной плоскостью разъема выполнены с двумя кромками под наклоном в плоскости реза.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, подвижные ножи с вертикальной плоскостью разъема выполнены с тремя кромками в плоскости реза, одна из которых образует угол более 110° со смежными кромками.

Скачать патент (.PDF)