RU2489619C2 - Stabilisation method of operating parameters of band-shoe brakes of drilling winches with fixed straps on brake band - Google Patents

Stabilisation method of operating parameters of band-shoe brakes of drilling winches with fixed straps on brake band Download PDF

Info

Publication number
RU2489619C2
RU2489619C2 RU2010151740/11A RU2010151740A RU2489619C2 RU 2489619 C2 RU2489619 C2 RU 2489619C2 RU 2010151740/11 A RU2010151740/11 A RU 2010151740/11A RU 2010151740 A RU2010151740 A RU 2010151740A RU 2489619 C2 RU2489619 C2 RU 2489619C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
brake
branch
tape
friction
linings
Prior art date
Application number
RU2010151740/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010151740A (en
Inventor
Александр Иванович Вольченко
Николай Александрович Вольченко
Дмитрий Александрович Вольченко
Александр Николаевич Григорышин
Original Assignee
Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа filed Critical Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа
Priority to RU2010151740/11A priority Critical patent/RU2489619C2/en
Publication of RU2010151740A publication Critical patent/RU2010151740A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489619C2 publication Critical patent/RU2489619C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: depending on geometrical parameters of straps and angle of contact of a brake band of a pulley working surface in friction assemblies there determined are ratios of coefficients of mutual overlapping, which is equal to ratio of specific loads occurring on straps of branches. Then, as per values of ratio of specific loads there determined is how many straps there shall be on an incident branch of the band in comparison to a diminishing branch.
EFFECT: stabilisation of operating parameters of friction assemblies of band-shoe brakes of drilling winches by redistributing specific loads on branches of a brake band due to different layout schemes of straps on it, variation of their angle of contact of a brake pulley and selection for each strap of friction material with various friction properties.
4 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок.The invention relates to mechanical engineering and can be used in tape-shoe brakes of drill hoists.

Известна тормозная лента с равномерным шагом установки по ее дуге обхвата фрикционных накладок. При такой схеме компоновки накладок по дуге обхвата ленты имеет место неравномерное распределение усилий натяжения, так как соотношение S H S C 1

Figure 00000001
(где SH, SC - натяжение набегающей и сбегающей ветви тормозной ленты). Кроме того, SH-SC=FT (где FT - сила трения при взаимодействии пар трения тормоза). Неравномерное распределение нормальных нагрузок на рабочие поверхности пар трения, и как следствие, удельных нагрузок. Это приводит к неравномерному износу рабочих поверхностей фрикционных накладок. На набегающей ветви они изнашиваются намного быстрее, чем на сбегающей [1, аналог].Known brake tape with a uniform installation pitch along its arc of grasping the friction linings. With this layout arrangement of the pads along the arc of grasping the tape, there is an uneven distribution of the tension forces, since the ratio S H S C one
Figure 00000001
(where S H , S C - tension of the running and running branches of the brake band). In addition, S H -S C = F T (where F T is the friction force in the interaction of brake friction pairs). Uneven distribution of normal loads on the working surfaces of friction pairs, and as a result, specific loads. This leads to uneven wear of the working surfaces of the friction linings. On the oncoming branch, they wear out much faster than on the oncoming branch [1, analog].

Для некоторого выравнивания удельных нагрузок, изменяющихся на дуге обхвата тормозной ленты по Эйлеровской зависимости S H S C = e f α

Figure 00000002
(где e - основание натурального логарифма; f - коэффициент трения скольжения; α - угол обхвата накладками тормозного шкива), было предложено устанавливать накладки на ленте с неравномерным шагом на дуге обхвата, увеличивая шаг размещения накладок в направлении от набегающей ветви ленты к сбегающей. Основным принципом, заложенным в определение величины шага между накладками, является выравнивание удельных нагрузок между двумя ветвями. В этом случае материал накладок будет использоваться более рационально вследствие уменьшения того его количества, который идет в выбраковку из-за неравномерности износа рабочих поверхностей накладок, расположенных на разных ветвях ленты [2, прототип].For some leveling off of specific loads changing on the arc of the brake belt circumference according to the Euler dependence S H S C = e f α
Figure 00000002
(where e is the base of the natural logarithm; f is the coefficient of sliding friction; α is the angle of circumference of the brake pulley lining), it was proposed to install the lining on the tape with an uneven pitch on the arc of the girth, increasing the step of placing the lining in the direction from the oncoming branch of the tape to the runaway. The basic principle laid down in determining the step size between the pads is the equalization of specific loads between the two branches. In this case, the material of the linings will be used more efficiently due to a decrease in the amount that goes into culling due to uneven wear of the working surfaces of the linings located on different branches of the tape [2, prototype].

Основным недостатком данного способа является то, что он не дает ответа на вопрос, в каком интервале изменения удельных нагрузок можно осуществлять их перераспределение между ветвями тормозной ленты.The main disadvantage of this method is that it does not give an answer to the question, in what interval of change in specific loads can be redistributed between the branches of the brake band.

Задача изобретения - разработка способа стабилизации эксплутационных параметров (удельных нагрузок, износа рабочих поверхностей фрикционных накладок) фрикционных узлов ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок путем перераспределения удельных нагрузок на ветвях тормозной ленты за счет различных компоновочных схем расположения на ней накладок, варьирование углом их обхвата тормозного шкива и подбором для каждой накладки фрикционного материала с различными износо-фрикционными свойствами.The objective of the invention is the development of a method for stabilizing operational parameters (specific loads, wear of the working surfaces of friction linings) of friction units of tape and shoe brakes of drill hoists by redistributing specific loads on the branches of the brake belt due to various layout schemes for the location of linings on it, varying the angle of their circumference of the brake pulley and selection for each lining of friction material with various wear-friction properties.

Поставленная задача достигается тем, что в зависимости от геометрических параметров накладок, изготовленных из одного фрикционного материала, и угла обхвата тормозной лентой рабочей поверхности шкива в конкретных фрикционных узлах определяют соотношения коэффициентов взаимного перекрытия, которое равно отношению удельных нагрузок, возникающих на накладках ветвей, по значениям которого определяют насколько должно быть больше накладок на набегающей в сравнении со сбегающей ветвью ленты. В дальнейшем для определения количества накладок с переменным шагом на ветвях ленты на ее концах устанавливают по одной накладке, а в ее средней части - как минимум две накладки с минимальным шагом между ними, которые являются границами набегающей и сбегающей ветви ленты; при этом шаг между накладками на набегающей ветви ленты определяется по зависимости арифметической прогрессии, а на сбегающей - по зависимости геометрической прогрессии, задавшись первым членом арифметической прогрессии и учитывая, что последний зазор между накладками набегающей ветви ленты является первым членом геометрической прогрессии, а разность и знаменатель прогрессии определяется из величины суммарного зазора между накладками каждой ветви ленты.The problem is achieved in that, depending on the geometric parameters of the linings made of the same friction material and the angle of the brake belt around the working surface of the pulley in specific friction nodes, the ratios of the mutual overlap coefficients are determined, which is equal to the ratio of the specific loads occurring on the branch linings, according to the values which determines how much there should be more overlays on the running in comparison with the running branch of the tape. In the future, to determine the number of overlays with a variable pitch, one overlap is installed on the tape branches at its ends, and at least two overlays are installed in its middle part with a minimum pitch between them, which are the boundaries of the incident and descending branches of the ribbon; in this case, the step between the overlays on the running branch of the tape is determined by the dependence of arithmetic progression, and on the running - by the dependence of geometric progression, asking the first member of the arithmetic progression and considering that the last gap between the overlays of the running branch of the tape is the first member of the geometric progression, and the difference and denominator progression is determined from the value of the total gap between the overlays of each branch of the tape.

Во втором способе по дуге обхвата набегающей ветви ленты установлены фрикционные накладки с постоянным шагом и с углом обхвата в n раз большим по площади взаимодействия с рабочей поверхностью тормозного шкива, чем на сбегающей ветви и при этом первых - удельный вес материала накладок в n раз меньше, чем вторых, что позволяет регулировочным устройствам зазоров поддерживать постоянным зазор между рабочими поверхностями фрикционных узлов тормоза.In the second method, friction pads with a constant pitch and with a girth angle n times larger in area of interaction with the working surface of the brake pulley are installed along the arc of girth of the running branch of the tape than on the runaway branch, and the first is the specific weight of the lining material is n times less, than the second, which allows the adjusting devices of the gaps to maintain a constant gap between the working surfaces of the friction brake assemblies.

Третий способ заключается в том, что на дуге обхвата тормозной ленты установлены с постоянным шагом и с одинаковыми геометрическими параметрами фрикционные накладки, изготовленные из различных материалов, т.е. имеют различные фрикционные свойства, но одинаковый линейный износ их рабочих поверхностей от первой накладки набегающей ветви до последней накладки сбегающей ветви тормозной ленты.The third method consists in the fact that friction linings made of various materials are installed with a constant pitch and with the same geometric parameters on the arc of the brake belt circumference, made of various materials, i.e. have different frictional properties, but the same linear wear of their working surfaces from the first lining of the running branch to the last lining of the running branch of the brake belt.

По сравнению с аналогом и прототипом предложенные способы перераспределения удельных нагрузок между ветвями тормозной ленты при расположении фрикционных накладок по дуге ее обхвата с постоянным и переменным шагом имеют следующие отличительные признаки:Compared with the analogue and prototype, the proposed methods for the redistribution of specific loads between the branches of the brake belt when the friction lining is located along the arc of its girth with a constant and variable pitch have the following distinctive features:

- представляется возможность целенаправленного управления перераспределением удельными нагрузками на набегающей и сбегающей ветви ленты за счет перестановки накладок со сбегающей ветви на набегающую, исходя из значений коэффициентов взаимного перекрытия (отношений) площадей накладок набегающей и сбегающей ветви ленты, которые являются пропорциональными к нагрузкам на указанных ветвях ленты;- it is possible to purposefully control the redistribution of specific loads on the incoming and outgoing branches of the tape due to the rearrangement of overlays from the outgoing branches to the incoming, based on the values of the coefficients of mutual overlap (ratios) of the areas of overlays of the incoming and outgoing branches of the tape, which are proportional to the loads on the indicated branches of the tape ;

- уменьшается напряженно-деформируемое состояние тормозной ленты и, как следствие, контактное взаимодействие пар трения, увеличиваются силы трения и, как результат, увеличивается тормозной момент;- the stress-strain state of the brake belt decreases and, as a result, the contact interaction of the friction pairs, the friction forces increase and, as a result, the braking moment increases;

- обеспечивается аналитическое определение количества фрикционных накладок с постоянным шагом по дуге обхвата тормозной лентой, имеющих площадь их взаимодействия на набегающей ветви большую в n раз, чем на сбегающей, а также применение накладок с одинаковыми геометрическими параметрами, но имеющих разные износо-фрикционные свойства, позволит производить перераспределение удельных нагрузок между ветвями тормозной ленты, и тем самым их стабилизировать;- provides an analytical determination of the number of friction linings with a constant step along the arc of the brake band, having an area of their interaction on the incoming branch is n times greater than on the runaway branch, as well as the use of linings with the same geometric parameters, but having different wear-friction properties, redistribute specific loads between the branches of the brake belt, and thereby stabilize them;

- увеличить ресурс фрикционных накладок набегающей ветви тормозной ленты за счет уменьшения удельных нагрузок, которые действуют на их рабочие поверхности и тем самым их стабилизировать по длине обхвата тормозной ленты.- increase the life of the friction linings of the running branch of the brake belt by reducing the specific loads that act on their working surfaces and thereby stabilize them along the circumference of the brake band.

На фиг.1 показана кинематическая схема ленточно-колодочного тормоза; на фиг.2 - поперечный разрез по А-А фиг.1 фрикционного узла тормоза; на фиг.3, 4, 5 - первый, второй и третий этапы установки фрикционных накладок с переменным шагом по дуге обхвата тормозной ленты; на фиг.6, 7 и 8 - тормозная лента (развертка) с расположением на ней фрикционными накладками с переменным и постоянным шагом их расположения; на фиг.9 и 10 - фрикционные узлы с углами обхвата участков тормозной ленты с накладками равными α и 2α, и эпюрами удельных нагрузок. Применены следующие условные обозначения: SH, SC - натяжение набегающей и сбегающей ветви тормозной ленты; Fp - усилие, прикладываемое бурильщиком к рычагу управления тормозом; ω - угловая скорость вращения тормозного шкива; α, 2α, α1 и α2 - углы обхвата; Rш - радиус рабочей поверхности тормозного шкива; pmin, pmax - минимальные и максимальные удельные нагрузки; I-VIII порядковый номер фрикционной накладки.Figure 1 shows the kinematic diagram of the tape-shoe brake; figure 2 is a cross section along aa of figure 1 of the friction brake assembly; figure 3, 4, 5 - the first, second and third stages of installation of the friction linings with variable pitch along the arc of grasping the brake band; 6, 7 and 8 - brake tape (scan) with the location on it of the friction linings with a variable and constant pitch of their location; Figures 9 and 10 - friction units with the angles of coverage of sections of the brake belt with overlays equal to α and 2α, and diagrams of specific loads. The following conventions are used: S H , S C - tension of the running and running branches of the brake band; F p - the force exerted by the driller to the brake control lever; ω is the angular speed of rotation of the brake pulley; α, 2α, α 1 and α 2 are the girth angles; R W - the radius of the working surface of the brake pulley; p min , p max - minimum and maximum specific loads; I-VIII serial number of the friction lining.

Серийный ленточно-колодочный тормоз буровой лебедки работает следующим образом. Перемещением рукоятки 1 осуществляется поворот коленчатого вала (на фиг.1 не показан), в результате которого бурильщик затягивает тормозные ленты 2 с фрикционными накладками 3 и они садятся на тормозные шкивы 4. Процесс торможения ленточно-колодочным тормозом характеризуется следующими стадиями: начальной (первой), промежуточной (второй) и заключительной (третьей). Остановимся на каждой из стадий в отдельности.Serial tape brake shoe winch operates as follows. By moving the handle 1, the crankshaft is rotated (not shown in Fig. 1), as a result of which the driller tightens the brake bands 2 with friction linings 3 and they sit on the brake pulleys 4. The braking process with a tape-block brake is characterized by the following stages: initial (first) , intermediate (second) and final (third). Let us dwell on each of the stages separately.

На начальной стадии торможения фрикционные накладки 3, размещенные в средней части тормозной ленты 2, взаимодействуют с рабочей поверхностью тормозного шкива 4. Фронт взаимодействия расширяется в сторону накладок 3 набегающей ветви (I) ленты 2.At the initial stage of braking, the friction linings 3 located in the middle part of the brake belt 2 interact with the working surface of the brake pulley 4. The front of interaction expands towards the linings 3 of the running branch (I) of the belt 2.

Промежуточная стадия торможения характеризуется дальнейшим распространением фронта взаимодействия в сторону накладок 3 сбегающей ветви (II) ленты 2.The intermediate stage of inhibition is characterized by the further spread of the interaction front towards the lining 3 of the runaway branch (II) of the tape 2.

Конечная стадия торможения характеризуется тем, что почти все неподвижные накладки 3 тормозной ленты 2 взаимодействуют с рабочей поверхностью вращающегося шкива 4. Во время притормаживают последовательность вхождения поверхностей трения в контакт повторяется. Полный цикл торможения завершается остановкой тормозных шкивов 4 с барабаном (на фиг.1 не показан).The final stage of braking is characterized by the fact that almost all the fixed pads 3 of the brake belt 2 interact with the working surface of the rotating pulley 4. During the braking, the sequence of friction surfaces coming into contact is repeated. A complete braking cycle is completed by stopping the brake pulleys 4 with a drum (not shown in Fig. 1).

Одним из средств улучшения работоспособности и эксплуатационных параметров фрикционных узлов серийных ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок является увеличение количества фрикционных накладок на набегающей ветви ленты и уменьшение их на сбегающей ветви. Для накладок одинаковых геометрических параметров, размещенных на дуге обхвата тормозной ленты, этого можно достичь только за счет переменного шага их установки.One of the means to improve the performance and operational parameters of the friction units of serial band hoist brakes of drill hoists is to increase the number of friction linings on the running branch of the belt and reducing them on the runaway branch. For overlays of the same geometrical parameters, placed on the arc of grasping the brake belt, this can be achieved only due to the variable step of their installation.

Общее количество фрикционных накладок на тормозной ленте зависит от их геометрических параметров, а также от того, какой угол обхвата тормозной лентой рабочей поверхности тормозного шкива реализуется в данном ленточно-колодочном тормозе буровой лебедки.The total number of friction linings on the brake belt depends on their geometrical parameters, as well as on what angle of rotation of the brake pulley of the brake pulley working surface is realized in the given drawbar brake of the drawworks.

При определении рационального количества фрикционных накладок, устанавливаемых с переменным зазором на набегающей и сбегающей ветвях тормозной ленты, определяют коэффициент взаимного перекрытия контактирующих поверхностей отдельно для каждой из ее ветвей. Поскольку коэффициент взаимного перекрытия пропорционален соотношению площадей контактирующих поверхностей трения, то, в свою очередь, отношение к в з н / к в з с

Figure 00000003
равно отношению удельных нагрузок, возникающих на набегающей (рн) и сбегающей (рс) ветвях тормозной ленты. Таким образом, по величине отношения рнс можно определить, на сколько больше фрикционных накладок необходимо установить на набегающей ветви ленты, чем на сбегающей. Способ определения рационального количества фрикционных накладок, устанавливаемых с переменным шагом на ветвях тормозной ленты, приведен на фиг.3 и 5. Данный способ реализуется в три этапа.When determining the rational number of friction linings installed with a variable gap on the incoming and outgoing branches of the brake belt, determine the coefficient of mutual overlap of the contacting surfaces separately for each of its branches. Since the coefficient of mutual overlap is proportional to the ratio of the areas of the contacting friction surfaces, then, in turn, the ratio to at s n / to at s from
Figure 00000003
equal to the ratio of specific loads arising on the running (p n ) and running (p s ) branches of the brake belt. Thus, by the magnitude of the ratio p n / p c, it is possible to determine how much more friction linings must be installed on the oncoming branch of the tape than on the off-branch. The method for determining the rational number of friction linings, installed with a variable pitch on the branches of the brake tape, is shown in figure 3 and 5. This method is implemented in three stages.

Первый этап заключается в таком размещении фрикционных накладок по рабочей длине тормозной ленты, которое позволяет однозначно наметить границу ее набегающей и сбегающей ветвей. Согласно фиг.3 на концах тормозной ленты 2 устанавливают фрикционные накладки V и VI, а также две фрикционные накладки VII и I в ее средней части с минимальным зазором между ними. Установка фрикционных накладок VII и I в средней части ленты 2 связана с тем, что при замыкании тормоза рабочие поверхности именно этих накладок первыми начнут взаимодействовать с рабочей поверхностью тормозного шкива (на чертеже не показан).The first stage consists in the placement of the friction linings along the working length of the brake band, which allows you to uniquely outline the border of its oncoming and descending branches. According to figure 3 at the ends of the brake tape 2 set the friction linings V and VI, as well as two friction linings VII and I in its middle part with a minimum clearance between them. The installation of the friction linings VII and I in the middle part of the belt 2 is connected with the fact that when the brake closes, the working surfaces of precisely these linings will be the first to interact with the working surface of the brake pulley (not shown in the drawing).

Второй этап заключается в определении величин переменного шага между фрикционными накладками на набегающей ветви ленты по зависимостям арифметической прогрессии.The second stage consists in determining the values of the variable pitch between the friction linings on the incident branch of the tape according to the dependences of the arithmetic progression.

Сначала согласно фиг.3 определяют центральный угол α 1 0

Figure 00000004
между накладками V и VII. Для этого используют зависимость вида α 1 0 = 360 l π D
Figure 00000005
, где l - расстояние по дуге ленты между накладками V и VI; D - диаметр тормозной ленты (D=dш+2hн); dш - диаметр тормозного шкива; hн - толщина фрикционной накладки. В дальнейшем воспользуемся значением произведения ширины серийной накладки на количество накладок, которые будут размещены на угле α1. После этого от общей длины l набегающей ветви
Figure 00000006
ленты 2 отнимаем длину, которую занимает намеченное количество накладок (n). Для распределения длины, которая осталась для зазоров между накладками, используем основные зависимости арифметической прогрессии, задавшись при этом первым ее членом (a1). В дальнейшем, используя особенность арифметической прогрессии, из зависимости S m = 2 a 1 + d ( m 1 ) 2 m
Figure 00000007
(где Sm - суммарная длина зазоров (m) между накладками набегающей ветви ленты; d - разность прогрессии) определяют разность прогрессии d. Величины переменных зазоров между накладками на набегающей ветви тормозной ленты определяют по зависимости a m 1 = a m + d
Figure 00000008
. На этом второй этап заканчивается.First, according to figure 3, determine the Central angle α one 0
Figure 00000004
between linings V and VII. For this, a dependence of the form α one 0 = 360 l π D
Figure 00000005
where l is the distance along the arc of the tape between the plates V and VI; D is the diameter of the brake tape (D = d w + 2h n ); d W - the diameter of the brake pulley; h n - the thickness of the friction lining. In the future, we use the value of the product of the width of the serial lining by the number of overlays that will be placed at an angle α 1 . After that, from the total length l of the incident branch
Figure 00000006
tape
2 subtract the length that the intended number of pads (n) takes. To distribute the length that remains for the gaps between the overlays, we use the main dependences of the arithmetic progression, having asked the first term (a 1 ). In the future, using the feature of arithmetic progression, from the dependence S m = 2 a one + d ( m - one ) 2 m
Figure 00000007
(where S m is the total length of the gaps (m) between the overlays of the incident branch of the tape; d is the difference in progression) determine the difference in progression d. The magnitude of the variable gaps between the linings on the incident branch of the brake belt is determined by the dependence a m one = a m + d
Figure 00000008
. At this second stage ends.

Третий этап заключается в определении величины переменного зазора между фрикционными накладками на сбегающей ветви ленты по зависимостям геометрической прогрессии.The third stage is to determine the magnitude of the variable gap between the friction linings on the runaway branch of the tape according to the geometric progression.

Сначала согласно фиг.4 определяют угол обхвата ( α 2 0 )

Figure 00000009
дугой, которая осталась на сбегающей ветви
Figure 00000010
тормозной ленты 2 между накладками VII и VI.First, according to figure 4 determine the angle ( α 2 0 )
Figure 00000009
an arc that remained on the runaway branch
Figure 00000010
brake tape
2 between the lining VII and VI.

Все действия аналогичны расчету основных параметров геометрической прогрессии. При этом учитываем тот факт, что последний член арифметической прогрессии, т.е. величина зазора между предпоследней накладкой, которая находится на набегающей ветви

Figure 00000006
ленты 2, и последней VII, находящейся в средней ее части, является первым членом (b1) геометрической прогрессии. Используя особенность геометрической прогрессии, по формуле S m = b 1 ( q m 1 1 ) q 1
Figure 00000011
, (где Sm - сумма членов геометрической прогрессии, которая отвечает суммарному зазору между фрикционными накладками сбегающей ветви тормозной ленты; q - знаменатель геометрической прогрессии; m1 - количество зазоров между фрикционными накладками сбегающей ветви тормозной ленты) находят численное значение знаменателя геометрической прогрессии. После этого используют зависимость вида b m 1 = b 1 q m 1 1
Figure 00000012
, где b m 1
Figure 00000013
, b1 - величины последнего зазора между VII-й и I-й накладками сбегающей ветви
Figure 00000010
ленты 2 и первой и VI-ой накладками. Величину первого зазора между VII-ой и I-ой накладками сбегающей ветви
Figure 00000010
ленты 2 определяют по зависимости вида b1=am·q, где am - последний член арифметической прогрессии, т.е. величина последнего зазора между последней накладкой набегающей ветви
Figure 00000006
и I-ой накладкой, установленной в средней части ленты.All actions are similar to calculating the basic parameters of a geometric progression. In this case, we take into account the fact that the last member of the arithmetic progression, i.e. the size of the gap between the penultimate pad, which is located on the oncoming branch
Figure 00000006
ribbon
2, and the last VII, located in its middle part, is the first member (b 1 ) of geometric progression. Using the feature of geometric progression, according to the formula S m = b one ( q m one - one ) q - one
Figure 00000011
, (where S m is the sum of the terms of the geometric progression, which corresponds to the total gap between the friction linings of the runaway branch of the brake belt; q is the denominator of the geometric progression; m 1 is the number of gaps between the friction linings of the runaway branch of the brake belt) find the numerical value of the denominator of the geometric progression. After that, use the dependence of the form b m one = b one q m one - one
Figure 00000012
where b m one
Figure 00000013
, b 1 - the size of the last gap between the VIIth and Ith overlays of the runaway branch
Figure 00000010
tape
2 and the first and VIth overlays. The size of the first gap between the VIIth and Ith overlays of the runaway branch
Figure 00000010
tapes
2 are determined by the dependence of the form b 1 = a m · q, where a m is the last member of the arithmetic progression, i.e. the size of the last gap between the last overlay branch
Figure 00000006
and I-th pad installed in the middle of the tape.

Таким образом, для целенаправленного перераспределения удельных нагрузок между набегающей и сбегающей ветвями тормозной ленты с учетом ее эксплуатационной возможности необходимо правильно задаться величиной только первого зазора между фрикционными накладками набегающей ветви ленты. Все остальные значения зазоров между накладками определяются аналитическим путем.Thus, for the purposeful redistribution of specific loads between the running and running branches of the brake belt, taking into account its operational capabilities, it is necessary to correctly set only the first gap between the friction linings of the running branch of the tape. All other gap values between the plates are determined analytically.

Для сравнения проанализируем работу серийных ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок с постоянным и переменным шагом установки фрикционных накладок на тормозной ленте (см. фиг.5).For comparison, we analyze the operation of serial tape-shoe brakes of drill hoists with a constant and variable step of installing friction linings on the brake belt (see figure 5).

Как было сказано выше, деформация стальной ленты происходит только за счет участков, размещенных между накладками. Чем большим будет шаг между накладками, тем большими будут деформации участков ленты, тем большей будет разность натяжений ветвей ленты SH-SC. При этом фактическая контактная площадь поверхностей трения и силы трения во фрикционных узлах увеличиваются, что ведет к увеличению тормозного момента. Немалую роль в эффективности тормоза играет общая деформация сбегающей ветви тормозной ленты.As mentioned above, the deformation of the steel strip occurs only due to the areas located between the plates. The larger the step between the overlays, the greater the deformation of the tape sections, the greater the difference in the tension of the branches of the tape S H -S C. In this case, the actual contact surface area of the friction and the friction forces in the friction units increase, which leads to an increase in the braking torque. A significant role in the effectiveness of the brake is played by the general deformation of the runaway branch of the brake band.

Для примера рассмотрим тормозную ленту с углом обхвата 270°, на которой необходимо установить с переменным шагом 12, 20 и 26 серийных фрикционных накладок (a×b×h=120×230×30 мм) ленточно-колодочного тормоза буровой лебедки У2-5-5. В табл.1 приведены исходные данные для определения величины переменного шага размещения фрикционных накладок на тормозной ленте. С использованием предложенной методики были установлены закономерности изменения величины зазора между накладками (табл.2). Проведенный анализ полученных результатовFor example, consider a brake band with a 270 ° grip angle, on which it is necessary to install with variable pitch 12, 20 and 26 serial friction linings (a × b × h = 120 × 230 × 30 mm) of the U2-5- drawworks brake brake 5. Table 1 shows the initial data for determining the magnitude of the variable pitch of the placement of the friction linings on the brake belt. Using the proposed methodology, regularities were established for changing the gap between the overlays (Table 2). The analysis of the results

Таблица 1Table 1 Исходные данные для определения переменного шага между накладками тормозной лентыInitial data for determining the variable pitch between brake linings Общее количество накладок, шт.The total number of pads, pcs. Ветви тормозной лентыBrake tape branches НабегающаяOncoming СбегающаяRunaway Количество накладок ветви, шт.The number of lining branches, pcs. Арифметическая прогрессияArithmetic progression Количество накладок ветви, шт.The number of lining branches, pcs. Геометрическая прогрессияGeometric progression Первый член a1, ммFirst term a 1 , mm РазностьDifference Первый член b1, ммThe first member b 1 mm ЗнаменательDenominator n=12n = 12 88 4040 2525 4four 190190 1,16591,1659 n=20n = 20 1212 1010 55 88 6060 1,09021,0902 n=26n = 26 15fifteen 22 1one 11eleven 15fifteen 1,10371,1037

расчетов позволил установить следующее. При монтаже на тормозной ленте 12-ти фрикционных накладок на набегающей ветви было установлено 8 накладок, а на сбегающей - 4. При этом шаг установки накладок изменялся от 40,0 до 351,07 мм. Это привело к значительному уменьшению удельных нагрузок на набегающей ветви. При установке 20 накладок указанное выше соотношение составило 1,5, а при 26-ти накладках - 1,363.calculations allowed to establish the following. When mounting 12 friction linings on the brake belt, 8 linings were installed on the oncoming branch, and 4 on the runaway branch. At the same time, the liner installation step varied from 40.0 to 351.07 mm. This led to a significant decrease in specific loads on the oncoming branch. When installing 20 pads, the above ratio was 1.5, and with 26 pads - 1.333.

Из приведенных примеров вытекает, что с увеличением количестваFrom the above examples it follows that with an increase in the number

Figure 00000014
Figure 00000014

накладок на тормозной ленте, т.е. с уменьшением шага их установки, наблюдается резкое падение величины отношения удельных нагрузок на накладках набегающей и сбегающей ветвей, что свидетельствует о более равномерном их распределении по длине ленты.brake linings, i.e. with a decrease in the step of their installation, there is a sharp drop in the ratio of specific loads on the overlays of the oncoming and running branches, which indicates a more uniform distribution along the length of the tape.

Согласно второго способа по дуге обхвата набегающей ветви ленты установлены фрикционные накладки с постоянным шагом и с утлом обхвата в n раз большим по площади взаимодействия с рабочей поверхностью тормозного шкива, чем на сбегающей ветви (см. фиг.7). При этом накладки изготовлены из различных фрикционных материалов. Так, удельный вес фрикционного материала накладок, устанавливаемых на набегающей ветви ленты, в n раз меньше, чем накладок сбегающей ветви. Необходимо стремиться к тому, чтобы суммарный вес фрикционных накладок, расположенных на набегающей ветви ленты равнялся суммарному весу накладок сбегающей ветви ленты. Соблюдение такого условия позволит регулировочным устройствам зазоров поддерживать постоянный зазор между рабочими поверхностями фрикционных узлов тормоза. Что касается стабилизации удельных нагрузок в парах трения тормоза, то увеличение угла обхвата одной накладки в n раз, находящейся на набегающей ветви ленты по сравнению со сбегающей ветвью будет способствовать уменьшению разности pmax-pmin. Последнее обстоятельство достаточно убедительно проиллюстрировано на фиг.9 и 10.According to the second method, friction linings with a constant pitch and with a circumference of the girth are n times larger in area of interaction with the working surface of the brake pulley than on the running branch (see Fig. 7) along the arc of girth of the running branch of the belt. In this case, the pads are made of various friction materials. So, the specific gravity of the friction material of the linings installed on the incident branch of the tape is n times less than the overlays of the runaway branch. It is necessary to strive to ensure that the total weight of the friction linings located on the running branch of the tape is equal to the total weight of the plates of the runaway branch of the tape. Observance of this condition will allow the adjusting devices of the gaps to maintain a constant gap between the working surfaces of the friction brake assemblies. With regard to the stabilization of the specific loads in the friction pairs of the brake, an increase in the angle of grasp of one lining by a factor of n, located on the oncoming branch of the belt compared to the running branch will help to reduce the difference p max -p min . The latter circumstance is quite convincingly illustrated in figures 9 and 10.

Наиболее перспективным является третий способ достижения одинакового линейного износа накладок путем подбора фрикционного материала для каждой из них с различными износо-фрикционными свойствами от первой накладки набегающей ветви до последней накладки сбегающей ветви тормозной ленты. При этом соблюдается условие постоянного шага между ними (см. фиг.8).The most promising is the third way to achieve the same linear wear of the linings by selecting friction material for each of them with different friction properties from the first lining of the running branch to the last lining of the running branch of the brake band. In this case, the condition of a constant step between them is observed (see Fig. 8).

Кроме того, из предложенных способов стабилизации эксплутационных параметров ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок с неподвижными накладками на тормозной ленте выходит что стабилизации удельных нагрузок можно достичь путем изготовления накладок с одного фрикционного материала, имеющим переменный угол обхвата - максимального на набегающей ветви ленты, и минимальный на последней накладке сбегающей ветви, выдерживая при этом постоянным зазор между накладками по дуге обхвата тормозной ленты.In addition, from the proposed methods for stabilizing the operational parameters of tape winch brakes of drill hoists with fixed brake linings on the brake belt, it follows that stabilization of specific loads can be achieved by manufacturing linings from one friction material having a variable angle of coverage — maximum on the running branch of the belt, and minimum on the last lining of the runaway branch, while maintaining a constant gap between the lining along the arc of grasping the brake band.

Таким образом, реализация способа стабилизации эксплутационных параметров тормоза путем перераспределения удельных нагрузок на ветвях ленты за счет: введения переменных аналитически обоснованных величин зазоров между накладками; варьирование углами обхвата накладок и их фрикционными материалами с различными износо-фрикционными свойствами при соблюдении постоянного шага между ними позволит повысить тормозной момент и существенно увеличить ресурс накладок.Thus, the implementation of the method of stabilizing the operational parameters of the brake by redistributing the specific loads on the branches of the tape due to: the introduction of variables analytically reasonable values of the gaps between the plates; the variation of the girth angles of the linings and their friction materials with different wear and friction properties, while maintaining a constant step between them, will increase the braking torque and significantly increase the life of the linings.

Источники информацииInformation sources

1. Александров М.П., Лысяков А.Г., Федосеев В.Н. и др. Тормозные устройства (справочник). - М.: Машиностроение, 1985. - 308 с. (рис.3.18, стр.121) [аналог].1. Alexandrov M.P., Lysyakov A.G., Fedoseev V.N. etc. Braking devices (reference book). - M.: Mechanical Engineering, 1985. - 308 p. (Fig. 3.18, p. 121) [analog].

2. Александров М.П. Тормозные устройства в машиностроении. - М: Машиностроение, 1965. - 675 с. (рис.127, с.206-207) [прототип].2. Alexandrov M.P. Braking devices in mechanical engineering. - M: Mechanical Engineering, 1965 .-- 675 p. (Fig. 127, p.206-207) [prototype].

Claims (4)

1. Способ стабилизации эксплуатационных параметров ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок с неподвижными накладками на тормозной ленте, содержащий тормозные шкивы, прикрепленные с помощью выступов к фланцу тормозного барабана, расположенного на подъемном валу, тормозную ленту с набегающей и сбегающей ветвью, к которой прикреплены фрикционные накладки, изготовленные из одного материала, и привод, отличающийся тем, что в зависимости от геометрических параметров накладок и угла обхвата тормозной лентой рабочей поверхности шкива во фрикционных узлах определяют соотношения коэффициентов взаимного перекрытия, которое равно отношению удельных нагрузок, возникающих на накладках ветвей, по значениям которого определяют насколько должно быть больше накладок на набегающей в сравнении со сбегающей ветвью ленты.1. A method of stabilizing the operational parameters of the drawbar brakes of drawworks with fixed brake linings, comprising brake pulleys attached with protrusions to a flange of a brake drum located on a lifting shaft, a brake band with an on-board and run-off branch to which friction linings are attached made of one material and a drive, characterized in that, depending on the geometric parameters of the pads and the angle of the brake band around the working surface of the pulley in friction nodes define the relation of mutual overlapping factors, which is the ratio of the specific loads encountered in the linings of branches, according to the values of which determine how much should be more overlap upwind compared to the trailing branch tape. 2. Способ стабилизации эксплуатационных параметров ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок с неподвижными накладками на тормозной ленте по п.1, отличающийся тем, что для определения количества фрикционных накладок с переменным шагом на ветвях ленты на их концах устанавливают по одной накладке, а в ее средней части - как минимум две накладки с минимальным шагом между ними, которые являются границами набегающей и сбегающей ветви ленты, при этом шаг между накладками на набегающей ветви ленты определяется по зависимостям арифметической прогрессии, а на сбегающей - по зависимостям геометрической прогрессии, и учитывая, что последний зазор между накладками набегающей ветви ленты является первым членом геометрической прогрессии, а разность и знаменатель прогрессий определяется из величины суммарного зазора между накладками каждой ветви ленты.2. A method of stabilizing the operational parameters of tape and shoe brakes of drawworks with fixed brake linings according to claim 1, characterized in that to determine the number of friction linings with a variable pitch on the branches of the tape, one liner is installed at their ends, and in its middle parts - at least two overlays with a minimum step between them, which are the boundaries of the oncoming and escaping branches of the tape, while the step between the overlays on the incoming branches of the tape is determined by the arithmetic progression, and on the runaway - according to the geometric progression dependencies, and taking into account that the last gap between the overlays of the incoming branch of the ribbon is the first member of the geometric progression, and the difference and denominator of the progressions is determined from the total gap between the overlays of each ribbon branch. 3. Способ стабилизации эксплуатационных параметров ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок с неподвижными накладками на тормозной ленте, установленными с постоянным шагом на ее ветвях, по п.2, отличающийся тем, что по дуге обхвата набегающей ветви ленты установлены с постоянным шагом фрикционные накладки с углом обхвата в n раз больше по площади взаимодействия с рабочей поверхностью тормозного шкива, чем на сбегающей ветви, и при этом в первых - удельный вес материала в n раз меньше, чем во вторых, что позволяет регулировочным устройствам зазоров поддерживать постоянным зазор между рабочими поверхностями фрикционных узлов тормоза.3. A method of stabilizing the operational parameters of tape and shoe brakes of drawworks with fixed brake linings mounted on a brake belt, with a constant pitch on its branches, according to claim 2, characterized in that friction linings with an angle are installed at a constant arc around the incoming branch of the tape the girth is n times larger in the area of interaction with the working surface of the brake pulley than on the runaway branch, and in the first case, the specific gravity of the material is n times less than in the second, which allows adjusting devices Am maintain constant clearance gaps between the bearing surfaces of the friction brake assemblies. 4. Способ стабилизации эксплуатационных параметров ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок с неподвижными накладками на тормозной ленте, установленными с постоянным шагом на ее ветвях, по п.3, отличающийся тем, что по дуге обхвата тормозной ленты установлены с одинаковыми геометрическими параметрами и постоянным шагом фрикционные накладки, но изготовленные из различных материалов, т.е. имеют различные фрикционные свойства и одинаковый линейный износ их рабочих поверхностей от первой накладки набегающей ветви до последней накладки сбегающий ветви тормозной ленты. 4. The method of stabilizing the operational parameters of the tape-shoe brakes of drawworks with fixed brake linings installed at a constant pitch on its branches, according to claim 3, characterized in that the friction frictions are installed along the arc of the brake band around the same geometrical parameters and a constant pitch pads, but made of various materials, i.e. have different frictional properties and the same linear wear of their working surfaces from the first lining of the running branch to the last lining of the running branch of the brake belt.
RU2010151740/11A 2010-12-16 2010-12-16 Stabilisation method of operating parameters of band-shoe brakes of drilling winches with fixed straps on brake band RU2489619C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151740/11A RU2489619C2 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Stabilisation method of operating parameters of band-shoe brakes of drilling winches with fixed straps on brake band

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151740/11A RU2489619C2 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Stabilisation method of operating parameters of band-shoe brakes of drilling winches with fixed straps on brake band

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010151740A RU2010151740A (en) 2012-06-27
RU2489619C2 true RU2489619C2 (en) 2013-08-10

Family

ID=46681489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010151740/11A RU2489619C2 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Stabilisation method of operating parameters of band-shoe brakes of drilling winches with fixed straps on brake band

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489619C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2773568A (en) * 1954-02-19 1956-12-11 Exxon Research Engineering Co Non-self-energizing band type brake
US4168768A (en) * 1977-12-05 1979-09-25 Loffland Brothers Braking system for cable spooling drums
UA63418A (en) * 2003-04-16 2004-01-15 Branch Company Ukrgazovydobyva Method for controlling the specific loading at the oncoming and leaving branches of the desseleration band of band-shoe brake of a drill hoist
RU2263832C2 (en) * 2004-01-08 2005-11-10 Кубанский государственный технологический университет Belt-block brake
RU2357130C2 (en) * 2007-03-27 2009-05-27 Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа Method for control of specific loads in strands of brake belt of belt-block brake of draw works

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2773568A (en) * 1954-02-19 1956-12-11 Exxon Research Engineering Co Non-self-energizing band type brake
US4168768A (en) * 1977-12-05 1979-09-25 Loffland Brothers Braking system for cable spooling drums
UA63418A (en) * 2003-04-16 2004-01-15 Branch Company Ukrgazovydobyva Method for controlling the specific loading at the oncoming and leaving branches of the desseleration band of band-shoe brake of a drill hoist
RU2263832C2 (en) * 2004-01-08 2005-11-10 Кубанский государственный технологический университет Belt-block brake
RU2357130C2 (en) * 2007-03-27 2009-05-27 Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа Method for control of specific loads in strands of brake belt of belt-block brake of draw works

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Александров М.П., Лысяков А.Г. и др. Тормозные устройства, Справочник. - М.: Машиностроение, 1985, с.121, рис.3.18. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010151740A (en) 2012-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2489619C2 (en) Stabilisation method of operating parameters of band-shoe brakes of drilling winches with fixed straps on brake band
RU2357130C2 (en) Method for control of specific loads in strands of brake belt of belt-block brake of draw works
CN108584618B (en) Test device and test method for equivalent friction coefficient of composite steel belt
RU2531535C2 (en) Method of rational arranging of frictional disks with differing wearing and frictional properties of their materials on brake belt of belt and drum brake
RU2357132C2 (en) Method for control of specific loads on strands of brake belt of belt-block brake in draw works
RU2460911C2 (en) Ribbon-shoe brake
RU2386061C2 (en) Definition method of heat flow sharing coefficient between friction pairs of different kinds of frictional units in band-block brakes of draw works (versions)
RU2357131C2 (en) Method for determination of zone of initial interaction of friction pairs in belt-block brakes of draw works
KR20160096619A (en) Hoisting system with increased available traction
RU2507423C2 (en) Method for determining operating parameters at quasi-linear law of their change in band-and-shoe brakes of boring winches
RU2521138C2 (en) Device and method for specific loads balancing in friction pairs of drill winch belt-shoe brake
RU2263832C2 (en) Belt-block brake
IT201800007480A1 (en) INTRINSICALLY SAFE DYNAMIC BRAKING DEVICE
US10875747B2 (en) Wire back tension device
RU2382250C2 (en) Belt-block brake with adjustable pulley
FI127270B (en) Rope drum and method for retracting or releasing a rope under tension
RU2513959C2 (en) Band-shoe brake with combined band of draw works
RU2432509C2 (en) Belt-shoe brake with fixed and moving friction linings on brake belt
RU2513964C2 (en) Band-shoe brake of draw works with gang friction assemblies
Kanjariya A Review on Design and Analysis of Hoisting Machinery in EOT Crane
RU2271982C1 (en) Tensioning device
Pe Variant Friction Coefficients of Lagging and Implications for Conveyor Design
RU2612274C2 (en) Draw works band shoe brake with equally loaded bands
RU2012106530A (en) METHOD FOR DETERMINING GEOMETRIC PARAMETERS OF BRAKE TAPE PULLEYS OF DRILLING WINCHES (OPTIONS)
UA63418A (en) Method for controlling the specific loading at the oncoming and leaving branches of the desseleration band of band-shoe brake of a drill hoist

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130606