Самоохлаждаемый тормозной шкив Советский патент 1993 года по МПК F16D65/80 

Изобретение относится к машиностроению и может применяться, в частности, в ленточно-колодочных тормозах буровых ле-. бедок,

Известен ленточный тормоз, в котором на торцах обода установлены трубы и выполнены с открытым и герметичным концами, а также с переменным профилем, имеющим больший диаметр сечения у открытого конца и меньший - у герметичного конца, раздаточные сопла выполнены с постоянными по своей длине сечениями, при этом сечения смежных сопл выполнены дискретно увеличивающимися от открытого конца трубы к герметичному концу и направлены на поверхности трения обода тормозной ленты. Однако это устройство для охлаждения ленточного тормоза обеспечивает охлаждение пар трения только у реборд шкива.

Известен самоохлаждаемый тормозной шкив, который снабжен прикрепленным к одному из его торцов цилиндрического воздухозаборника с прорезями, расположенными по его периметру, а также установленным коаксиально внутри него цилиндрическим кольцом с прорезями, смещенными относительно прорезей воздухозаборника, при этом кольцо выполнено с отбортовкой в виде дефлектора, расположенного со стороны нерабочей поверхности шкива.-- . .

Самоохлаждаемый тормозной шкив имеет тоТнедостаток, что он интенсивно не охлаждается, омывающими его потоками воздуха.. . ,

Целью изобретения является увеличение долговечности и упрощения конструкции шкива путем соответственно повышения интенсификации охлаждения и обеспечения естественного охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что в шкиве выполнена система охлаждения в виде воздушной системы с теплообменником из кольцевых лент, размещенных с контактом с внутренними торцевыми стенками Г-образных фланцев, и в виде воздухозаборников, размещенных по обе.стороны от третьего фланца на внутренней поверхности шкива при этом, между внутренней лентой и боковой стенкой шкива выполнена кольцевая полость, сообщающаяся с воздухозаборниками, а ленты выполнены с участками большей и меньшей толщины, расположенными с чередованием вдоль оси и со сквозными радиальными отверстиями, сообщающимися с кольцевой полостью с и зоной трения. При этом участки лент с большей и меньшей толщиной расположены вдоль, оси шкивз на равных расстояниях,

причем,.в зоне расположения в средней части Г-образных фланцев размещены участки с меньшей толщиной.

По сравнению с аналогом и прототипом предложенное техническое решение имеет следующие существенные отличия:

1) обеспечивается охлаждение тормозного шкива проходящими через него радиальными потоками воздуха, а также боковых поверхностей фрикционных накладок поперечными потоками воздуха;

2) достигается разрыв продольных потоков воздуха, циркулирующих между парами трения, в нерабочем состоянии тормоза, ра- диальными потоками воздуха, что способствует завихрению воздуха и повышению эффекта охлаждения;

3) возможно охлаждение пар трения, как при работающем и неработающем тормозе, что будет способствовать повышению долговечности трущихся поверхностей.

На чертеже изображен ленточно-коло- дочный тормоз с устройством для охлаждения, поперечный разрез.

Самоохлаждаемый ленточно-колодоч- ный тормоз содержит ленту 1, фрикционные накладки 2 и тормозной шкив 3. Последний состоит из двух пустотелых фланцев 4 и 5 с Г-образным поперечным сечением, полки 6

которых направлены навстречу одна другой. Первый пустотелый фланец 4 выложен из кольцевых лент 7 с утончением 8 через равные промежутки их поперечного сечения те- ла шкива 3. Второй пустотелый фланец 4

выложен из двух узких лент 9. Ленты 7 и 9 являются теплообменниками. Утончения лент 8 и 9 образуют между собой каналы 10, которые, в свою очередь, соединены сквозными радиальными 11 и продольными 12

отверстиями. Сквозные радиальные отверстия 11 подключены к общей кольцевой полости 13 через отверстия 14 в основании первого фланца 4. Между фланцами 4 и 5 находится третий фланец 15 на внутренней

поверхности шкива 3, по обе стороны которого расположены воздухозаборники 16, подключенные к отверстиям 14. После сборки первого пустотелого фланца 4 его запрессовывают под второй пустотелый фланец 5,

а затем поджимают еще таким же фланцем с другой стороны и крепят в нижней части к выступу 17 основания первого фланца 4 по периметру посредством болтов 18. Ленты 7 и 9, каналы между ними 10, отверстия 11,12

и 14, кольцевая полость 13 и воздухозаборники 16 являются системой охлаждения.

Процессы самоохлаждения ленточно- колодочного тормоза происходят следующим образом,

При вращении тормозного шкива 3 с большей скоростью в направлении стрелки при спуск е колонны бурильных труб в скважину (не показаны) до включения механического ленточно-колодочного тормоза воздухозаборник 16 способствует образован 1Ю следующих воздушных потоков: отверстия 14 - цилиндрическая полость 13 - радиальные отверстия 11 - продольные отверстия 12. При прохождении воздуха через тело шкива 3 происходит его охлаждение, после чего через радиальные отверстия 11 воздух попадает на рабочие поверхности накладок 2 их омывает и охлаждает. Воздух, попадающий через продольные отверстия 12, омывает боковые поверхности накладок 2. При первой схеме омывания рабочих поверхностей тормоза обеспечивается увеличение скорости движения воздушных потоков, циркулирующих лент парами тре- ния и таким образом возникает сопротивление поперечной схеме циркуляции воздуха. В результате чего создается завихрение . Я

воздуха, что ведет к увеличению его воздухообмена,- и как следствие, к более интенсивному охлаждению взаимодействующих рабочих поверхностей тормоза.

При работе механического ленточно-колодочного тормоза первая схема циркуляции воздуха претерпевает изменения только е том, что усиливается поперечная циркуляция воздуха, так как он будет через неплотности прилегания рабочих поверхностей накладок 2 к шкиву 3 перемещается, в основном, ко второму пустотелому фланцу 5, Кроме того, при первой схеме циркуляции воздуха обеспечивается удаление продуктов износа, находящихся на рабочей поверхности шкива 3.

Таким образом достигается снижение теплонагруженности пар трения, но и собственно шкива за счет увеличения скорости движения продольных потоков воздуха при их прохождений через тело шкива, что ведет к повышению долговечности пар трения.

ормула изобретения 1.1 Самоохлэждаемый тормозной шкив, содержащий два пустотелых фланца с Г-об- разным поперечным сечением, полки которых направлены навстречу одна другой, размешенную внутри них систему охлаждения шкива и расположенный между указанными фланцами трения фланец, о т л и ч а ю- щ и.и с я тем, что, с целью повышения интенсификации охлаждения и обеспечения естественного охлаждения, система охлаждения выполнена в виде воздушной системы с теплообменником из кольцевых лент, размещенных с контактом с внутренними торцовыми стенками Г-образных фланцев, и в виде воздухозаборников, раз- мещенрых по обе стороны от третьего фланца на внутренней поверхности шкива, при этом между внутренней лентой и боковой стенкой шкива выполнена кольцевая по-, лость, сообщающаяся с воздухозаборниками, а ленты выполнены с участками ббльшей и меньшей толщины, расположенными с чередованием вдоль оси со сквозными радиальными отверстиями, сообщающимися с кольцевой полостью и с зоной трения.

2. Шкив, отличающийся тем, что участки лент с большей и меньшей толщиной расположены вдоль оси шкива на.равных расстояниях, причем в зоне расположения средней части Г-образных фланцев размещены участки с меньшей толщиной.