Криштопа Святослав Ігорович. Теплонавантаженість стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками бурових лебідок

Краткое описание

Криштопа Святослав Ігорович. Теплонавантаженість стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками бурових лебідок: дисертація канд. техн. наук: 05.05.12 / Івано- Франківський національний технічний ун-т нафти і газу. - Івано-Франківськ, 2003

Криштопа С.І. Теплонавантаженість стрічково-колодкових гальм з рухомими фрикційними накладками бурових лебідок”. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.12 машини нафтової і газової промисловості. Івано-Франківський національний університет нафти і газу. Івано-Франківськ, 2003.
Робота присвячена дослідженню теплонавантаженості зовнішніх та внутрішніх пар тертя стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками бурової лебідки. Виконані дослідження базуються на наступних теоретичних засадах: теплоутворенні у фрикційних вузлах гальма, оцінці їхнього теплового балансу та термічного опору контакту зовнішніх та внутрішніх пар тертя, ефектах природного охолодження фрикційних вузлів.
Проведені стендові експериментальні дослідження модельного нетрадиційного гальма по оцінці теплонавантаженості зовнішніх та внутрішніх пар тертя при природному та примусовому їхньому охолодженні. Встановлені закономірності впливу конструктивних та експлуатаційних параметрів нетрадиційного гальма на теплонавантаженість його пар тертя. Запропонована методика оцінення інтенсивності природного теплообміну фрикційних вузлів гальма. Розроблено системи для примусового охолодження пар тертя гальма, які працюють на ефектах теплової труби та термоелектричному.
Наведена довговічність поверхонь фрикційних накладок гальма при природному та примусовому охолодженні його зовнішніх і внутрішніх фрикційних вузлів.

У дисертаційній роботі вирішені вагомі задачі важливого науково-технічного значення, які полягають в обгрунтуванні теплонавантаженості нового типу стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками з урахуванням природного та примусового охолодження для забезпечення ефективності гальмувань при циклічних режимах навантаження його внутрішніх та зовнішніх фрикційних вузлів.
Основні наукові результати, висновки та рекомендації:
1. Теоретично досліджено та експериментально підтверджено протікання процесів нагрівання та природного охолодження пар тертя зовнішніх та внутрішніх фрикційних вузлів гальма, що дозволило:
вперше встановити закономірності зміни питомих навантажень на зовнішніх і внутрішніх парах тертя фрикційних вузлів гальма, з врахуванням їхньої теплової навантаженості;
вперше вивчити (за допомогою побудованих графічних залежностей) закономірності зародження та розвитку теплових процесів на зовнішніх та внутрішніх парах фрикційних вузлів нетрадиційного гальма і показати, що біля 20-25% теплоти, від усієї кількості генерованої, сприймають зовнішні фрикційні вузли гальма;
математично описати тепловий баланс зовнішніх та внутрішніх пар тертя фрикційних вузлів гальма на різних стадіях гальмування;
встановити, що для підтримування стабільної та ефективної роботи нетрадиційного гальма необхідно, щоб клас чистоти внутрішньої поверхні гальмівної стрічки був на два класи вище, за клас чистоти робочої поверхні гальмівного шківа, що забезпечить необхідну різницю сил тертя на першій стадії процесу гальмування;
2. Розроблена методика оцінки інтенсивності природного охолодження фрикційних вузлів нетрадиційного гальма з урахуванням поздовжніх та поперечних повітрозмін в зазорах між ними при розімкненому та замкнутому його стані, яка показала, що ефективність охолодження даного типу гальма в 1,2 рази вище, ніж серійного.
3. Встановлено закономірності зміни теплонавантаженості внутрішніх і зовнішніх пар тертя фрикційних вузлів нетрадиційного гальма в залежності від конструктивних (радіусів робочих поверхонь; ширини і товщини гальмівної стрічки, накладок і шківа; коефіцієнтів взаємного перекриття пар тертя; зазорів між їхніми робочими деталями; кроку встановлення та кріплення накладок в бандажі) та експлуатаційних (натягу збігаючої гілки стрічки, часу та кількості гальмувань, питомих навантажень та гальмівних моментів, мікронерівностей фрикційних поверхонь; частоти обертання шківа і часу його природного охолодження) параметрів, що дозволили оперувати ними в регламентованих границях, забезпечуючи при цьому раціональну ефективність роботи на першій та третій стадіях гальмування.
4. Розроблені конструкції пристроїв та систем примусового охолодження (працюють на ефекті теплової труби і термоелектричному ефекті) фрикційних вузлів серійних та нетрадиційних стрічково-колодкових гальм бурових лебідок, які дозволяють знизити їхню теплонавантаженість на 15-25%. Крім того, термоелектричне охолодження фрикційних вузлів любого типа гальма завдяки термобатареям, що працюють в режимах термоелектрогенераторів і термоелектрохолодильників (під час гальмувань та між ними) в зовнішніх та внутрішніх фрикційних вузлах, дозволяє майже вирівнювати поверхневі температури їхніх фрикційних елементів.
5. Експериментальним шляхом оцінена довговічність фрикційних накладок нетрадиційного гальма в лабораторних умовах. При цьому встановлено, що су-марне лінійне спрацювання, (завдяки використанню теплових труб), при при-мусовому охолодженні, в середньому в 1,2 рази менше, ніж при природному.