Теплонавантаженість стрічково-колодкових гальм з рухомими фрикційними накладками бурових лебідок - Автореферат

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукТеплонавантаженість стрічково-колодкових гальм з рухомими фрикційними накладками бурових лебідок. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.12 - машини нафтової і газової промисловості. 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.При цьому, в більшості випадків, на поверхнях тертя стрічково-колодкового гальма бурової лебідки розвиваються температури вище допустимої для матеріалу фрикційних накладок. Тематика роботи є частиною планових державних науково-дослідних робіт з розвитку нафтопромислового комплексу України і базується на результатах держбюджетних науково-дослідних робіт «Наукові обґрунтування раціональних режимів роботи та вибір основних параметрів бурового обладнання», номер державної реєстрації №0195U026337, які входять до координаційного плану Міністерства освіти і науки «Наукові основи розробки нових технологій видобутку нафти і газу, газопромислового обладнання, поглибленої переробки нафти і газу з метою одержання високоякісних моторних палив, мастильних матеріалів, допоміжних продуктів і необхідної сировини». Дослідити закономірності зміни теплонавантаженості пар тертя стрічково-колодкових гальм з рухомими фрикційними накладками бурових лебідок та обгрунтувати використання випереджаючих технічних рішень по високоефективному примусовому охолодженню їхніх фрикційних вузлів. Для досягнення вказаної мети були поставлені наступні задачі: встановити закономірності теплоутворення при взаємодії внутрішніх та зовнішніх пар тертя фрикційних вузлів нетрадиційного гальма; На новому типі стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками проілюстровано закономірності зміни поверхневих температур на зовнішніх та внутрішніх фрикційних вузлах, що дозволило підтримувати рівень їхньої теплонавантаженості нижче допустимої температури для матеріалу фрикційної накладки.В першому розділі наведено аналіз динамічної та теплової навантаженості пар тертя стрічково-колодкових гальм бурових лебідок, показана інтенсифікація теплообміну при охолодженні гальм природнім та примусовим шляхом, проаналізовано довговічність фрикційних вузлів гальма і сформульовано задачі досліджень. З аналізу кривих нагрівання та природного охолодження фрикційних вузлів нетрадиційного та серійного гальм випливає, що різниця у теплоутворенні полягає в наступному: в першому - теплоутворення відбувається в двох фрикційних вузлах (І та ІІІ стадії гальмування) і зовнішній розвантажує внутрішній, а в другому - тільки в одному вузлі; на ІІІ-ій стадії гальмування: в першому - стрічка виконує поряд з іншими функціями роль теплопередавального пристрою, в той час як в другому в процесах теплопередачі вона участі не бере; в першому - робоча поверхня гальмівного шківа і внутрішні поверхні накладок при замкненому та розімкненому гальмі в кожний момент часу мають однакову температуру, в той час як в другому - тільки під час гальмування. Рівняння теплового балансу для стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками при рівності часу акумулювання енергії гальмування та часу її розсіювання виражається наступним чином: ?QШ ?QС ?QН =?Q1 ?Q2 ?Q3 ?Q4 ?Q5 ?Q6 ?Q7 (1) де ?QШ, ?QС, ?QН - кількість теплоти, яка поглинається відповідно гальмівним шківом, стрічкою та фрикційними накладками; Програма досліджень розглядала наступні задачі: встановлення закономірностей зміни теплонавантаженості стрічково-колодкового гальма на зовнішніх і внутрішніх парах тертя фрикційних вузлів (на першій і третій стадіях гальмування) від часу гальмування і охолодження, частоти обертання гальмівного шківа, кількості гальмувань, зазорів між поверхнями гальмівної стрічки і гальмівних накладок, питомих навантажень, гальмівних моментів; встановлення впливу теплонавантаженості зовнішніх і внутрішніх фрикційних вузлів на експлуатаційні параметри гальма; розробку високоефективних охолоджуючих пристроїв і систем для зниження теплонавантаженості зовнішніх і внутрішніх фрикційних вузлів гальма; оцінку спрацювання зовнішніх і внутрішніх поверхонь накладок при природному і примусовому охолодженні. При навантаженості зовнішніх та внутрішніх поверхонь фрикційних вузлів при природному охолодженні максимальні різниці питомих навантажень спостерігались між другою і четвертою накладками бандажу (складався з 4-ох накладок) після 25-ого гальмування, а максимальні різниці поверхневих температур мали місце між другою і четвертою накладками бандажу (складався з 4-ох накладок) після 150-ого гальмування при Sз = 800 Н.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ