В результаті виконаних теоретичних та експериментальних досліджень нового стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками бурової лебідки розроблено методику динамічного розрахунку та високоефективні конструкції пристроїв систем охолодження його пар тертя. 1. Теоретичні дослідження особливостей роботи і динамічних процесів в парах тертя стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками дозволили встановити, що повний цикл гальмування відбувається протягом трьох стадій: початкової, перехідної та кінцевої. При цьому на досліджуване гальмо накладено такі обмеження: різниця між питомими навантаженнями, які виникають у внутрішніх і зовнішніх фрикційних вузлах, повинна бути не меншою 0,1 МПа, різниця між коефіцієнтами тертя зовнішніх і внутрішніх фрикційних вузлів повинна дотримуватися не меншою 0,05. У випадку, коли перша різниця буде меншою за 0,1 МПа, в процесі гальмування буде відсутня перша стадія. Якщо друга різниця стає величиною, меншою за 0,05, буде відсутня третя стадія гальмування. 2. Математичний опис динамічних процесів нетрадиційного гальма дозволив отримати залежності для визначення: - зусиль натягу збігаючої та набігаючої гілок гальмівної стрічки при сталому і змінному коефіцієнті тертя у зовнішніх фрикційних вузлах з урахуванням товщини та кількості накладок, охоплюваних гальмівною стрічкою в початковій стадії гальмування; - гальмівного моменту, котрий реалізується зовнішніми та внутрішніми фрикційними вузлами в залежності від радіуса робочої поверхні гальмівного шківа, натягу збігаючої гілки стрічки та кількості охоплюваних нею накладок в початковій та кінцевій стадіях гальмування, а також з урахуванням жорсткості гальмівної стрічки; - сили розтягу пружних елементів, що з’єднують систему фрикційних накладок в кільце, забезпечуючи натяг між внутрішніми парами тертя, в початковій та кінцевій стадіях гальмування; - основних геометричних параметрів гальмівної стрічки, гвинтової та прорізної пружин з умови міцності. 3. В результаті проведених експериментальних досліджень встановлено загальні закономірності зміни питомих навантажень, коефіцієнтів тертя і часу гальмування при реалізації початкової і кінцевої стадій гальмування.. Із збільшенням питомих навантажень у внутрішніх фрикційних вузлах зростає їхня різниця між внутрішніми та зовнішніми фрикційними вузлами. Пояснюється це тим, що при великих питомих навантаженнях (від 0,6 до 1,5 МПа) для даного типу гальма відбувається швидкий перехід від початкової до кінцевої стадії гальмування. Різниця величин коефіцієнтів тертя між зовнішніми і внутрішніми фрикційними вузлами у всьому діапазоні їхньої зміни коливається від 0,05 до 0,1, що є гарантом реалізації початкової стадії гальмування. При невеликій навантаженості гальма час роботи зовнішніх фрикційних вузлів може досягати 35,0% від часу роботи внутрішніх фрикційних вузлів. При великій навантаженості гальма вказаний час складає всього 20%. 4. Експериментальні стендові дослідження ресурсу рухомих фрикційних накладок проводили для початкової стадії гальмування, тривалість якої становила t1=2,0 c, і кінцевої тривалістю t2=9,0 с. Перерва між циклами гальмування тривала 12 с. Встановлено наступне: спрацювання внутрішньої поверхні фрикційної накладки з початковою товщиною 30,0 мм є більшим в середньому в 2,1 рази, ніж її зовнішньої поверхні, а з початковою товщиною 15,0 мм - в 2,35 рази; спрацювання фрикційних накладок з початковою товщиною 30,0 та 15,0 мм при 150-ти циклічних гальмуваннях з однаковою інтенсивністю гальмування показало, що відносне відхилення зношень внутрішніх і зовнішніх поверхонь накладок, склало, відповідно, 18,9, 46,1% та 7,5, 3,4%. Це пояснюється тим, що при робочій товщині кожної фрикційної накладки 15,0 мм мало місце повне припрацювання зовнішніх та внутрішніх пар тертя фрикційних вузлів гальма. 5. Запропоновано загальні принципи керування працездатністю нетрадиційного гальма на основі схем, законів і стратегії стосовно конкретних стадій гальмування, а також шляхи і методи оцінювання його (керування) якості. 6. Встановлено закономірності зміни кутової швидкості гальмівного шківа і одержано різні форми його тахограми: лінійна, параболічна та косинусоїдальна без гідродинамічного гальма та з урахуванням його дії на величини гальмівних моментів, що реалізуються нетрадиційним гальмом. Доведено, що шляхом комбінації форм тахограм гальмівного шківа та за рахунок почергової зміни поверхонь взаємодії за умови неперевищування на їхніх поверхнях значень допустимих питомих навантажень і поверхневих температур забезпечується раціональний режим навантаження фрикційних пар гальм бурових лебідок. 7. Розроблено конструкції нетрадиційних стрічково-колодкових гальм з керованим кутом охоплення гальмівною стрічкою фрикційних накладок та керованим примусовим відведенням теплоти від пар тертя фрикційних вузлів при їхньому охолодженні термоелектричним способом та ефектом теплової труби. 8. Запропоновано методику розрахунку стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками бурової лебідки, яка дозволяє визначати раціональні геометричні параметри його фрикційних вузлів та оцінювати їхні динамічні параметри. 9. Науково обгрунтований підхід до дослідження динамічних процесів стрічково-колодкового гальма з рухомими фрикційними накладками дозволив виявити та встановити наступні переваги нового типу гальма над традиційним: повністю зникає рвучкість входження у контакт спряжених робочих поверхонь накладки і шківа. Робота гальма стає плавною в зв’язку з наявністю пружних елементів; менша жорсткість гальмівної стрічки зумовлює більш рівномірне розподілення питомих навантажень на поверхнях фрикційних накладок, що, в свою чергу, призводить до збільшення гальмівного моменту; з’являється можливість керування повними циклами гальмування за рахунок регулювання сили натягу пружин, що з’єднують накладки; збільшується ресурс фрикційних накладок за рахунок: почергової роботи їхніх зовнішньої та внутрішньої поверхонь; майже повного усунення нерівномірності спрацювання накладок через неперервну зміну їхнього положення в процесі гальмування по відношенню до гальмівної стрічки і гальмівного шківа. 10. Теоретичні та експериментальні засади даної роботи дозволили розробити новий тип багатоступеневих гальм з рухомими фрикційними накладками, а також різні системи їхнього примусового охолодження. | 