Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки



Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки
Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки
Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки
Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки
Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки
Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки
Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки
Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки
Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки
Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки

 


Владельцы патента RU 2513959:

Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа (UA)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ленточно-колодочным тормозам буровых лебедок. Ленточно-колодочный тормоз содержит тормозной шкив на валу и дополнительную тормозную ленту с установленными на ней фрикционными накладками, а также расположенную под ней основную тормозную ленту, при этом их набегающие концы прикреплены соответственно к балансиру и к мотылевым шейкам коленчатого вала, и привод управления тормозом. Основная тормозная лента выполнена с переменной жесткостью по длине, являющейся максимальной в месте, граничащем с креплением ленты к мотылевым шейкам коленчатого вала, и минимальной на свободном конце ленты у балансира. Дополнительная тормозная лента своим суженным свободным концом прикреплена податливым ушком к основной тормозной ленте на конце, граничащем с мотылевыми шейками коленчатого вала. Поверхности основной и дополнительной тормозных лент соединены между собой прочным, но податливым приформированным слоем из наноматериала. Достигается снижение неравномерности распределения удельных нагрузок в парах трения «накладка - шкив» и повышение эффективности фрикционных узлов тормоза за счет дополнительных пар трения. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок.

Известен ленточно-колодочный тормоз, в котором для обеспечения равномерного износа фрикционных накладок последние расположены на рабочей поверхности тормозного шкива и снабжены упругими элементами, связывающими их между собой и подпружинивающими к рабочей поверхности шкива, причем динамический коэффициент трения скольжения между наружной поверхностью накладок и внутренней поверхностью тормозной ленты больше, чем между рабочей поверхностью накладок и тормозного шкива [1, аналог]. Недостатком является то, что необходимо иметь фрикционные материалы с различными динамическими коэффициентами трения скольжения для наружной и внутренней поверхностей накладок.

Кроме того, тормозная лента подвержена не только динамическим, но и тепловым нагрузкам.

Известен ленточно-колодочный тормоз с подвижными фрикционными накладками, который содержит отдельные неподвижные накладки в начале набегающей ветви тормозной ленты, на середине ленты и в конце сбегающей ветви ленты, причем между неподвижными накладками находятся подвижные накладки, которые в своей верхней части по их ширине имеют разрезы, посаженные в Г-образные пазы ленты, при этом подвижные накладки имеют возможность перемещения относительно внутренней поверхности ленты и рабочей поверхности шкива, а на набегающей и сбегающей ветвях ленты расположено неодинаковое количество подвижных накладок, связанных между собой пружинами различной жесткости [2, прототип). Недостатком является то, что при взаимодействии наружных подвижных фрикционных накладок с внутренней поверхностью тормозной ленты не реализуется большой коэффициент их взаимного перекрытия.

Предложенное техническое решение по сравнению с аналогом и прототипом имеет следующие отличительные признаки:

- основная тормозная лента имеет переменную жесткость за счет разной ее толщины и отсутствия в ее теле концентраторов напряжений;

- использование поверхности основной тормозной ленты и наружных поверхностей фрикционных накладок в качестве дополнительных зон контактного трения;

- отсутствие сбегающей ветви на тормозной ленте, но зато наличие на комбинированной тормозной ленте двух набегающих ветвей, что существенно уменьшит их соотношение по растягивающим и сдвигающим усилиям, т.е. SH1/SH2 (где SH1, SH2 - натяжение набегающих ветвей основной и дополнительной тормозных лент);

- использование прочного и упругого слоя из наноматериала, применяемого для соединения между собой поверхностей основной и дополнительной тормозных лент для уменьшения разности сил натяжений их участков и, как следствие, устранения неравномерности распределения удельных нагрузок по ширине фрикционных накладок.

Задача изобретения - повышение эффективности тормоза за счет целенаправленного использования комбинированной тормозной ленты при растяжении участков основной и дополнительной тормозных лент при наличии в каждой из них только набегающих ветвей и сдвиге слоя из наноматериала, а также за счет возникновения дополнительных зон взаимодействия для получения многопарных узлов трения в процессе торможения.

Поставленная цель достигается тем, что основная тормозная лента выполнена с переменной жесткостью по длине, являющейся максимальной в месте, граничащем с креплением ее к мотылевым шейкам коленчатого вала, и минимальной на свободном конце ленты у балансира, а дополнительная тормозная лента своим свободным концом прикреплена податливым утком к основной тормозной ленте на конце, граничащем с мотылевыми шейками коленчатого вала, и при этом поверхности лент соединены между собой прочным, но податливым приформированным слоем из наноматериала.

При этом условием работоспособности комбинированной тормозной ленты при реализации натяжений набегающих ветвей основной (SH1) и дополнительной (SH2) лент являются зависимости вида

q 1 f 1 > S H 1 ; ( 1 ) q 2 f 2 > S H 2 , ( 2 )

где q1, q2 - силы контактного взаимодействия поверхностей основной и дополнительной тормозных лент с поверхностями приформированного к ним слоя из наноматериала;

f1, f2 - статические коэффициенты трения покоя при взаимодействии поверхностей слоя из наноматериала с поверхностями основной и дополнительной тормозных лент; а возникающие при этом на границах взаимодействия поверхностей слоя из наноматериала с поверхностями основной и дополнительной тормозных лент касательные напряжения (τ1 и τ2) не должны превышать удельные силы трения покоя при возникновении деформаций сдвига, т.е.

τ 1 < q 1 f 1 b 1 l 1 ; ( 3 ) τ 2 < q 2 f 2 b 2 l 2 , ( 4 )

где b1, b2 - ширина основной и дополнительной тормозных лент;

l1, l2 - длины поверхностей взаимодействия основной и дополнительной тормозных лент с поверхностями слоя из наноматериала.

На фиг.1 показана кинематическая схема буровой лебедки с ленточно-колодочным тормозом; на фиг.2 - кинематическая схема ленточно-колодочного тормоза с комбинированной лентой; на фиг.3 - поперечный разрез фиг.2 по А-А; на фиг.4 показано крепежное ушко дополнительной тормозной ленты; на фиг.5 и 6 проиллюстрированы крепежные поперечные и продольные пазы основной и дополнительной тормозных лент; на фиг.7 комбинированная тормозная лента с подрессоренными оттяжными устройствами с серийными фрикционными накладками; на фиг.8 приведена схема предварительного смешанного (первого и второго рода) основной тормозной ленты относительно дополнительной тормозной ленты.

Использованы следующие условные обозначения: Rш, Dш - радиус и диаметр рабочей поверхности тормозного шкива;

r - радиус кривошипа коленчатого вала; ω - угловая скорость вращения шкива;

φ, α - углы обхвата одной и всеми накладками рабочей поверхности тормозного шкива;

SH1, SH2 - натяжение набегающих ветвей основной и дополнительной тормозных лент;

FP - усилие, прикладываемое бурильщиком к рычагу управления тормозом;

q1, q2 - силы контактного взаимодействия поверхностей основной и дополнительной тормозных лент с поверхностями приформированного к ним слоя из наноматериала;

q1f1 и q2f2 - силы контактного трения покоя при взаимодействии поверхностей основной и дополнительной тормозных лент с поверхностями приформированного к ним слоя из наноматериала;

f1, f2 - статические коэффициенты трения покоя при взаимодействии поверхностей слоя из наноматериала в комбинированной тормозной ленте с ее поверхностями;

ly.o., lу.д. - длины участков основной и дополнительной лент на углах αу.о и αу.д. их упругого деформирования;

lотн.о., lотн.д. - длины участков основной и дополнительной лент на углах αотн.о. и αотн.д. предварительного смещения первого рода;

ln - длина участков основной и дополнительной лент на угле покоя αn;

lp.o., lр.д. - длины участков основной и дополнительной лент, формирующие основные рабочие зоны;

lост.о., lост.д. - длины участков основной и дополнительной лент, формирующие остаточные зоны;

γd o., γd д. - максимальные деформации сдвига в зоне относительного покоя.

Согласно кинематической схеме (см. фиг.1) фрикционные накладки 3 установлены на тормозных лентах 2, которые одним концом со стороны сбегающей ветви ленты прикреплены к балансиру 11, а другим (со стороны набегающей ее ветви) - к мотылевым шейкам 6 и 9 коленчатого вала 10.

Серийные ленточно-колодочные тормоза буровой лебедки работают следующим образом. Перемещением рукоятки 1 осуществляется поворот коленчатого вала 10, в результате которого бурильщик затягивает тормозные ленты 2 с фрикционными накладками 3, и они садятся на тормозные шкивы 4. Процесс торможения ленточно-колодочным тормозом (см. фиг.1) характеризуется следующими стадиями: начальной (первой), промежуточной (второй) и заключительной (третьей). Остановимся на каждой из стадий в отдельности.

На начальной стадии торможения фрикционные накладки 3, размещенные в средней части тормозной ленты 2, взаимодействуют с рабочей поверхностью тормозного шкива 4. Фронт взаимодействия распространяется в сторону фрикционных накладок 3 набегающей ветви тормозной ленты 2.

Промежуточная стадия торможения характеризуется дальнейшим распространением фронта взаимодействия в сторону фрикционных накладок 3 сбегающей ветви тормозной ленты 2.

Конечная стадия торможения характеризуется тем, что почти все неподвижные накладки 3 тормозной ленты 2 взаимодействуют с рабочей поверхностью вращающегося шкива 4. Во время притормаживаний последовательность вхождения поверхностей трения в контакт повторяется. Полный цикл торможения завершается остановкой тормозных шкивов 4 с барабаном 5. Управление тормозом буровой лебедки осуществляют также подачей сжатого воздуха через кран 7 бурильщика в пневматический цилиндр 8, шток которого соединен с одной из мотылевых шеек 6 коленчатого вала 10 тормоза. Величину давления сжатого воздуха в пневмоцилиндре 8 регулируют поворотом крана 7 бурильщика.

При неравномерном изнашивании фрикционных накладок 3, установленных на лентах 2, балансир 11 в момент торможения несколько отклоняется от горизонтального положения и выравнивает нагрузки на сбегающей ветви тормозных лент 2, обеспечивая при этом равномерный и одновременный обхват ими тормозных шкивов 4. Благодаря шаровым шарнирам реализация нагрузок от тормозных лент 2 к балансиру 11 при этом не изменяется.

Наиболее слабым звеном в тормозном узле являются фрикционные накладки. Они изготавливаются в виде отдельных деталей, которые могут крепиться различными способами (например, с помощью планок) относительно гибкой стальной ленты. При установке на ленте накладок с постоянным шагом их количество всегда четное (12; 16; 18; 20; 22; 26).

Ленточно-колодочный тормоз буровой лебедки содержит комбинированную тормозную ленту, которая состоит из основной 12 и дополнительной 15 тормозных лент. Основные тормозные ленты 12 с переменной толщиной своими набегающими концами крепятся к мотылевым шейкам 6 и 9 коленчатого вала 10, возле которых их жесткость (св) является максимальной. При этом набегающие концы дополнительных лент 15 прикреплены к балансиру 11, а их сбегающие концы имеют ушки 16, которые заводятся в поперечные пазы 17, между которыми имеется перегородка у набегающего конца основной тормозной ленты 12, и крепятся к свободным концам дополнительных тормозных лент 15 с помощью болтовых соединений 18. Основная тормозная лента 12 имеет конусоподобную наружную 13 и гладкую внутреннюю 14 поверхности. Дополнительная тормозная лента 15 со своей внутренней поверхностью 16 имеет по бокам продольные пазы 19 одинакового поперечного сечения и длины. Между собой внутренние поверхности 16 дополнительной тормозной ленты 15 и конусоподобной наружной поверхности 13 основной тормозной ленты 12 соединены заформированным прочным и упругим слоем из наноматериала 20.

По середине каждого из продольных пазов 19 дополнительной ленты 15 заведены выступы крепежных пластин 21, которые армируются проволокой 22 в теле серийных фрикционных накладок 23, имеющих наружную 24 и рабочую 25 поверхности.

Для размыкания составной тормозной ленты после завершения торможения используются подрессоренные оттяжные устройства 25, которые прикреплены к дополнительной тормозной ленте 15.

Таким образом, в комбинированной тормозной ленте реализован принцип разгрузки основной тормозной ленты 12 за счет устранения с ее тела концентраторов напряжений (отверстий: под заклепки для крепления распорных планок для накладок; для крепления колец подрессоренных оттяжных устройств; продольных пазов под крепежные планки накладок). При этом увеличивается общая деформация набегающих ветвей основной 12 и дополнительной 15 тормозных лент и, как следствие, будет SH1-SH2 больше, т.е. сила трения на взаимодействующих поверхностях и создаваемый тормозной момент. При этом обеспечивается хорошая податливость основной тормозной ленты 12 при регламентируемом коэффициенте запаса прочности.

Дополнительная тормозная лента 15 обеспечивает крепление серийных фрикционных накладок 23, а также зазор между парами трения «накладка - шкив» за счет крепления к ней подрессоренного оттяжного устройства 26.

Комбинированная тормозная лента несет только весовую нагрузку от серийных фрикционных накладок 23.

В процессе работы ленточно-колодочного тормоза с комбинированной лентой буровой лебедки имеем следующие зоны взаимодействия: «внутренняя поверхность 14 основной тормозной ленты 12 - наружная поверхность 24 фрикционной накладки 23» и «рабочие поверхности 25 фрикционных накладок 23 - рабочая поверхность тормозного шкива 4».

Условием работоспособности в комбинированной тормозной ленте и в образующихся парах трения благодаря почти неподвижности серийных фрикционных накладок 23 является следующее. Динамические коэффициенты трения скольжения во фрикционных узлах: «рабочая поверхность тормозного шкива 4 - рабочие поверхности 25 накладок 23»; «внутренняя поверхность 14 основной тормозной ленты 12 - наружные поверхности 24 накладок 23» должны быть одинаковыми. Для этого чистота наружной 13 и внутренней 14 поверхностей основной тормозной ленты 12 должна быть такой же, как и чистота рабочей поверхности тормозного шкива 4. Кроме того, наружные поверхности 24 накладок 23 должны быть механически обработаны так, чтобы микрогеометрия была одинакова с микрогеометрией их рабочих поверхностей 25. Что касается контактного трения покоя между конусной наружной поверхностью 13 основной тормозной ленты 12 и нижней поверхности слоя из наноматериала 20 и его верхней поверхностью и внутренней поверхностью 16 дополнительной тормозной ленты 15, то здесь важно отметить следующее. Согласно фиг.8 при замыкании тормоза в пределах зон упругости возникает смещение тормозных лент, т.е. основной 12 относительно дополнительной 15 в связи с тем, что SH1/SH2>1,0, а также благодаря наличию между ними приформированного к их поверхностям упругого и податливого слоя из наноматериала 20. При этом должно соблюдаться условие q1f1>SH1 и q2f2>SH2. При нарушении одного из условий произойдет срыв зон контактного взаимодействия, и слой из наноматериала 20 утратит связывающую способность между поверхностями основной 12 и дополнительной 15 тормозных лент. Кроме того, возникающие на границах взаимодействия слоя из наноматериала 20 с поверхностями тормозных лент касательные напряжения не должны превышать удельные силы трения покоя при возникновении деформаций сдвига, т.е.

τ 1 < q 1 f 1 b 1 l 1 и τ 2 < q 2 f 2 b 2 l 2 ,

где l1 и l2 - длины поверхностей взаимодействия основной и дополнительной тормозных лент с поверхностями слоя из наноматериала.

Рассмотрим объемные физические модели основной 12 и дополнительной 15 тормозных лент.

Согласно фиг.8 к концу набегающей ветви основной тормозной ленты 12 приложено растягивающие усилие SH1, которое не превышает полную силу трения покоя между конусоподобной наружной поверхностью 13 основной тормозной лентой 12 и внутренней поверхностью приформированным прочным и упругим слоем из наноматериала 20. К концу набегающей ветви дополнительной тормозной ленты приложено растягивающее усилие SH2, которое не превышает полную силу трения покоя между внутренней поверхностью 16 дополнительной тормозной ленты 15 и наружной поверхностью приформированного прочного и упругого слоя из наноматериала 20. В момент приложения растягивающих усилий SH1 и SH2 наблюдается предварительное смещение второго рода по концам контакта трения покоя, представленное зонами упругого растяжения lу.о. и lу.д., в пределах которых постепенно накапливается моментный депланационный сдвиг. Далее, к центру контакта трения относительного покоя распространяются зоны lотн.о и lотн.д. с предварительным смещением первого рода, в конце которых деформации депланационного сдвига в упругих участках основной 12 и дополнительной 15 тормозных лент постепенно затухают, и в центре контакта трения покоя образуется зона полного покоя ln, к пределах которой нет никаких деформаций и отсутствует передача растягивающих усилий SH1 и SH2 на контакте трения покоя. Зоны упругого растяжения ly.o. и lу.д. можно определить с учетом того, что части растягивающих усилий SH1 и SH2 передаются на контакт трения покоя за счет зон lотн.о. и lотн.д.

l у . о . = k 1 S H 1 q 1 f 1 b 1 ( 1 + с о . с д . ) ; ( 5 ) l у . д . = k 2 S H 2 q 2 f 2 b 2 ( 1 + с д . с о . ) , ( 6 )

где b1, b2 - ширина основной и дополнительной тормозных лент;

со и сд - приведенная и постоянная жесткость основной и дополнительной тормозных лент, учитывающие смещение на контакте трения покоя, происходящее от совместного действия деформаций растяжения и депланационного сдвига;

k1 и k2 - коэффициент, учитывающий, какая часть растягивающих усилий SH1 и SH2 передается в упругие зоны. Величина k зависит от толщины основной (h1) (приведенной) и дополнительной (h2) (постоянной) тормозных лент, их поверхностей взаимодействия с поверхностями прочного и упругого приформированного слоя из наноматериала. Согласно уравнениям (5) и (6) получим

k 1 S H 1 + k 2 S H 2 = q 1 f 1 b 1 l у . о . + q 2 f 2 b 2 l у . д . . ( 7 )

Следовательно, в пределах контакта трения покоя наряду с упругими зонами, где возникает предварительное смещение второго рода, всегда появляется зона относительного покоя с очень малым предварительным смещением первого рода.

Анализируя уравнения (1)-(3), видим, что длина упругих зон зависит от соотношения приведенной жесткости основной и постоянной жесткости дополнительной тормозных лент и от их толщины. Согласно конструктивным особенностям комбинированной тормозной ленты сод, то длина упругой зоны участка основной ленты lу.о. будет небольшой. Постепенно накапливающиеся сдвиговые депланации переменных и постоянных поперечных сечений в упругих участках основной и дополнительной тормозных лент распространяются в зону относительного покоя lотн.п. и в ее пределах достигают максимальной величины γdo. (см. фиг.8). Накопление сдвиговых депланационных деформаций зависит от величины эксцентриситета приложения растягивающих усилий SH1 и SH2, площадей взаимодействия поверхностей основной и дополнительной тормозных лент с приформированным к ним слоем прочного и податливого наноматериала, а также от конструктивных параметров поперечного сечения рассматриваемых участков лент. Зону, в пределах которой депланационные касательные напряжения в упругих лентах растут, и где передается основное растягивающие усилие, условно назовем основной рабочей зоной lp.o., а зону, где передается относительно небольшая часть растягивающего усилия вследствие убывающих деформаций депланационного сдвига, - остаточной зоной lост. (см. фиг.8). В связи с тем, что приведенная жесткость основной тормозной ленты велика по сравнению с постоянной жесткостью дополнительной тормозной ленты, то основная рабочая зона lосн.д. будет почти равна упругой зоне lу.о., а остаточная зона lост.о. - зоне относительного покоя lотн.п..

Таким образом, накопление энергии деформаций растяжения в набегающих ветвях основной и дополнительной тормозных лент, а также энергии деформации сдвига в слое из наноматериала в конечном итоге и приводит к снижению растягивающих усилий SH1 и SH2.

Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой работает следующим образом. Перемещением рукоятки 1 осуществляется поворот коленчатого вала 10, в результате которого бурильщик затягивает основные 12 и дополнительные 15 тормозные ленты, и происходит замыкание тормоза. При этом энергия растяжения, создаваемая силами (SH1 и SH2) набегающих ветвей основной 12 и дополнительной 15 тормозных лент, затрачивается на преодоление всех суммарных сил трения покоя между конусоподобной наружной поверхностью 13 основной тормозной ленты 12 и внутренней поверхностью приформированного прочного и упругого слоя из наноматериала 20 с одной стороны и с другой - между внутренней поверхностью 16 дополнительной тормозной ленты 15 и наружной поверхностью приформированного прочного и упругого слоя из наноматериала 20. Кроме того, разность натяжений (SH1-SH2) набегающих ветвей основной 12 и дополнительной 15 тормозных лент затрачивается на деформации депланационного сдвига за счет податливости слоя, выполненного из наноматериала 20, участков основной тормозной ленты 12 относительно участков дополнительной тормозной ленты 15. Возникающая энергия деформации от усилий натяжения SH1 и SH2, накопившаяся в ветвях комбинированной тормозной ленты, в дальнейшем идет на перемещение участков основной ленты 12 относительно участков дополнительной ленты 15 и способствует уменьшению разности сил натяжений участков лент 12 и 15, и как следствие, уменьшению скачков удельных нагрузок в парах трения «рабочие поверхности 25 фрикционных накладок 23 - рабочая поверхность тормозного шкива 4».

При этом за счет переменной податливости участков основной тормозной ленты 12 происходит взаимодействие ее внутренней поверхности 14 с наружными поверхностями 24 фрикционных накладок 23, что приводит к возникновению суммарной силы трения покоя Fn. Наибольшей эффективностью обладают пары трения «рабочие поверхности 25 фрикционных накладок 23 - рабочая поверхность тормозного шкива 4», способствующие возникновению силы трения FT, основным слагающим которой является динамический коэффициент трения скольжения (fд).

В какой-то момент временные торможения с увеличением прикладываемого усилия к рычагу управления 1 суммарные силы FT и Fn приведут к остановке тормозного барабана 5 буровой лебедки. В дальнейшем стадии торможения ленточно-колодочным тормозом с комбинированной тормозной лентой повторяются.

Таким образом, за счет использования комбинированной тормозной ленты и соединенных между собой прочным и податливым слоем из наноматериала поверхностей основной и дополнительной лент в ленточно-колодочном тормозе буровой лебедки реализован принцип двух набегающих ветвей тормозных лент, не имеющих сбегающих ветвей, а также пар трения между внутренней поверхностью основной ленты с переменной жесткостью и нерабочими поверхностями фрикционных накладок, что существенно снижает неравномерность распределения удельных нагрузок в парах трения «накладка - шкив» и повышает эффективность фрикционных узлов тормоза за счет дополнительных пар трения.

Источники информации

1. А.с СССР 576455 A1, F15d 49/08 от 15.10.1977 г. (аналог).

2. Патент России 2263832 С2, МПК7 F16D 49/08 от 10.11.2005 г. (прототип).

1. Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки, содержащий тормозной шкив на валу и дополнительную тормозную ленту с установленными на ней фрикционными накладками, а также под ней расположенную основную тормозную ленту, и при этом их набегающие концы прикреплены соответственно к балансиру и к мотылевым шейкам коленчатого вала, и привод управления тормозом, отличающийся тем, что основная тормозная лента выполнена с переменной жесткостью по длине, являющейся максимальной в месте, граничащем с креплением ленты к мотылевым шейкам коленчатого вала и минимальной на свободном конце ленты у балансира, а дополнительная тормозная лента своим суженным свободным концом прикреплена податливым ушком к основной тормозной ленте на конце, граничащем с мотылевыми шейками коленчатого вала, и при этом поверхности основной и дополнительной тормозных лент соединены между собой прочным, но податливым приформированным слоем из наноматериала.

2. Ленточно-колодочный тормоз с комбинированной лентой буровой лебедки по п.1, отличающийся тем, что условием работоспособности комбинированной тормозной ленты при реализации натяжений набегающих ветвей основной (S H1) и дополнительной (S H2) лент являются зависимости вида:

где q 1 , q 2 - силы контактного взаимодействия поверхностей основной и дополнительной тормозных лент с поверхностями приформированного к ним слоя из наноматериала;
f 1 , f 2 - статические коэффициенты трения покоя при взаимодействии поверхностей слоя из наноматериала с поверхностями основной и дополнительной тормозных лент; а возникающие при этом на границах взаимодействия поверхностей слоя из наноматериала с поверхностями основной и дополнительной тормозных лент касательные напряжения (τ 1 и τ 2) не должны превышать удельные силы трения покоя при возникновении деформаций сдвига, т.е.

где b 1 , b 2 - ширина основной и дополнительной тормозных лент;
l 1 , l 2 - длины поверхностей взаимодействия основной и дополнительной тормозных лент с поверхностями слоя из наноматериала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. Способ заключается в том, что при квазилинейном законе изменения частоты вращения тормозного шкива от установившегося значения до нуля при спуске загруженного элеватора определение эксплуатационных параметров, сведенных в первую группу, ленточно-колодочного тормоза выполняют в следующей последовательности: оценивают режим вращения тормозного шкива, затем определяют время торможения, натяжение набегающей ветви тормозной ленты, максимальные и минимальные удельные нагрузки в парах трения, тормозной момент, развиваемый фрикционными узлами; коэффициент запаса тормозного момента, энергоемкость фрикционных узлов, усилия, прикладываемые бурильщиком к рычагу управления тормозом; коэффициент полезного действия тормоза.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. Способ заключается в том, что при контактно-термическом взаимодействии рабочих поверхностей тормозных шкивов и фрикционных накладок генерируются электрические токи, подчиняющиеся синусоидальному закону изменения плоской электромагнитной волне при тлеющем и искровом режимах разрядов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тяжелонагруженных ленточно-колодочных тормозах строительных и буровых лебедок. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах различных типов лебедок. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ленточно-колодочным тормозам буровых лебедок. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ленточно-колодочным тормозам буровых лебедок. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ленточно-колодочным тормозам буровых лебедок. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ленточно-колодочным тормозам буровых лебедок. Ленточно-колодочный тормоз содержит тормозной шкив на валу и дополнительную тормозную ленту с установленными на ней фрикционными накладками, а также расположенную под ней основную тормозную ленту и привод управления тормозом. Дополнительная тормозная лента с помощью фрикционных крепежных элементов с поверхностями трения прикреплена к основной тормозной ленте, а их набегающие концы прикреплены соответственно к балансиру и к мотылевым шейкам коленчатого вала. В процессе торможения за счет растяжения тормозных лент и возникновения между их поверхностями контактного взаимодействия на углах скольжения со стороны набегающих концов основной и дополнительной тормозных лент контактных сил трения, вызывающих снижение разностей сил натяжения участков тормозных лент, достигается уменьшение неравномерности распределения удельных нагрузок в парах трения «накладка - шкив». За счет огибания внутренней поверхностью основной тормозной ленты нерабочих поверхностей фрикционных накладок достигается возникновение дополнительной силы трения покоя. Достигается снижение неравномерности распределения удельных нагрузок в парах трения «накладка - шкив» и повышение эффективности фрикционных узлов тормоза за счет пар трения «внутренняя поверхность основной ленты - нерабочая поверхность фрикционных накладок». 7 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тяжелонагруженных ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. Устройство выравнивания удельных нагрузок в парах трения ленточно-колодочного тормоза буровой лебедки, содержащее тормозной шкив на валу, основную и дополнительную тормозные ленты. Тормозная лента выполнена составной и состоит из основной и дополнительной лент. Набегающий конец основной ленты крепится к мотылевым шейкам коленчатого вала, а сбегающей ее конец - к балансиру, при этом лента по своей длине опирается на цилиндрические оси, для концов которых опорами являются впадины дополнительной ленты. По боковым сторонам дополнительной ленты выполнены продольные пазы с возможностью перемещения в них крепежных планок фрикционных накладок, ограничениями для которых являются цилиндрические оси. Основная лента своей внутренней поверхностью соприкасается с нерабочими поверхностями фрикционных накладок между их крепежными планками. Способ выравнивания удельных нагрузок в парах трения ленточно-колодочного тормоза буровой лебедки заключается в перераспределении удельных нагрузок путем изменения площадей фрикционных накладок по периметру составной тормозной ленты. Достигается повышение эффективности тормоза и обеспечение статического и динамического перераспределения удельных нагрузок при торможении. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тяжелонагруженных ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. Способ заключается в том, что в зависимости от геометрических параметров накладок и угла обхвата тормозной лентой рабочей поверхности шкива в данных фрикционных узлах определяют соотношения статических коэффициентов взаимного перекрытия. Коэффициенты взаимного перекрытия характеризуются площадями перекрытия накладок набегающей и сбегающей ветвей ленты рабочей поверхности тормозного шкива, которые равны отношению удельных нагрузок, возникающих на накладках ветвей, по величине которых судят, на сколько должно быть больше накладок на набегающей по сравнению со сбегающей ветвью ленты. Достигается возможность управления перераспределением удельных нагрузок на ветвях тормозной ленты с учетом допустимой температуры материалов накладок во фрикционных узлах тормоза для повышения их ресурса. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах различных типов лебедок. Ленточно-колодочный тормоз с устройством электротермостимулированной деполяризации взаимодействующих участков металлополимерных пар трения, содержащих тормозную ленту с установленными на дуге обхвата с равномерным шагом фрикционными накладками, комбинированный шкив и привод. Верхняя часть шкива выполнена в виде кольца-каркаса из биполярного полимерного материала с выступом - фрикционным элементом типа «ласточкин хвост» с шагом π 2 по его периметру. Между выступами расположены металлические сектора со скосами и с ребордами по их боковым сторонам. Достигается подавление трибоэлектрического эффекта и тем самым снижение энергонагруженности металлополимерных пар трения ленточно-колодочного тормоза за счет применения биполярных фрикционных элементов, уменьшение сил трения во фрикционных узлах и, как следствие, уменьшение износа рабочих поверхностей фрикционных накладок. 23 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тяжелонагруженных ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. Способ определения геометрических параметров тормозных шкивов ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок заключается в определении тормозного момента на заключительной стадии торможения в зависимости от типа фрикционных узлов ленточно-колодочного тормоза. Затем в зависимости от требуемой величины тормозного момента назначают предварительную величину диаметра рабочей поверхности тормозного шкива. Достигается возможность определения геометрических параметров тормозного шкива в зависимости от развиваемого тормозного момента ленточно-колодочного тормоза с учетом заданных ограничений на его работоспособность и их уточнение на основе методов дискретизации параметров и геометрического программирования. 5 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в барабанно-колодочных тормозах автотранспортных средств, дорожных и строительных машин, а также в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. Способ определения площадей поверхностей металлических фрикционных элементов при различной их энергоемкости, заключающийся в том, что соотношение коэффициентов излучения матовых к полированным поверхностям металлических фрикционных элементов при интенсивном радиационном обмене энергией с омывающими токами окружающей средой равно соотношению площадей, охлаждаемых к нагреваемым их поверхностям теплообмена. Достигается возможность определения соотношения нагреваемых к охлаждаемым поверхностям металлических фрикционных элементов в зависимости от материалов, из которых они изготовлены, и степени черноты их поверхностей при условии, что пары трения тормозных устройств работают при поверхностных температурах ниже допустимой для материалов накладок. 8 ил., 2 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. Ленточно-колодочный тормоз с «тепловыми мостиками» в ободе шкива содержит теплоотводящие узлы для снижения температурных градиентов, расположенные в ободе составного тормозного шкива и тормозную ленту с фрикционными накладками. Узлы с «тепловыми мостиками» выполнены в виде системы тонких теплопроводных радиальных цилиндрических колец, простирающихся через всю толщину обода шкива. Между узлами расположены энергоемкие цилиндрические кольца с различными диаметрами, которые и составляют слои обода шкива, которые разделены между собой цилиндрическими теплоизоляционными кольцами. Достигается повышение теплоустойчивости пар трения ленточно-колодочного тормоза и повышение долговечности пар трения ленточно-колодочного тормоза за счет снижения температурных градиентов в их элементах путем целенаправленного кондуктивного охлаждения с применением «тепловых мостиков» в ободе шкива. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство для снижения температурных градиентов в ленточно-колодочном тормозе содержит узлы для снижения температурных градиентов, расположенные в ободе разборного тормозного шкива, и тормозную ленту с фрикционными накладками. Узлы выполнены в виде системы теплопроводных цилиндрических колец, между ними установлены поперечные кольцевые теплоизоляторы с выполненными в них сквозными отверстиями, через которые они надеваются на теплопроводные цилиндрические штыри, завинченные в тело одной из реборд тормозного шкива. Вторая реборда тормозного шкива крепится к штырям, стягивая систему колец, образующих обод шкива. Способ снижения температурных градиентов в ленточно-колодочном тормозе заключается в обеспечении устройствами для снижения температурных градиентов стока генерируемой теплоты в процессе торможения кондуктивным теплообменом к энергоемким ребордам тормозного шкива. Достигается повышение долговечности пар трения ленточно-колодочного тормоза за счет снижения температурных градиентов в их элементах путем целенаправленного кондуктивного охлаждения. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. Система охлаждения пар трения ленточно-колодочного тормоза содержит тормозной шкив, тормозную ленту с фрикционными накладками, охлаждающую систему, выполненную в виде тепловой трубы, расположенную на нерабочей поверхности обода тормозного шкива, и привод. Тепловая труба состоит из первой кольцевой камеры и второй кольцевой камеры. Первая кольцевая камера является зоной испарения, заполнена охлаждающим теплоносителем и соединена посредством впускных клапанов, расположенных возле ее боковых стенок, с вертикальными оребренными трубками, являющимися одновременно зоной конденсации и транспорта. Вторая кольцевая камера расположена между цилиндрическими частями оребренных трубок, соединена с ними через вертикальный участок оребренной трубки, являющейся одновременно накопительной и транспортной зоной, с содержащимися в ней пластинами-секторами и теплоносителем, и соединена через выпускной клапан с первой кольцевой камерой. Достигается увеличение срока эксплуатации пар трения тормоза путем повышения эффективности их принудительного охлаждения. 5 ил.
Наверх