Практическая работа № 25

Тема: Расчет ленточного тормоза подъемной установки

Цели работы:

- сформировать знания о принципе действия тормозной системы ленточного типа;

- научить производить элементарный расчет усилий, возникающих в тормозной системе

Общие сведения

В скважину спускают колонну разного веса с различными скоростями.

Необходимые скорости спуска обеспечиваются главным и вспомогательным тормозами. Торможение при остановках осуществляется только главным тормозом, который поглощает в этот момент всю энергия движущеюся колонны. В используемых в настоящее время подъемных установках в качестве главного тормоза применяется ленточный тормоз состоящий из следующих основных элементов (рис. 25.1): тормозного шкива 1, закрепленного на ступице барабана лебедки, тормозной ленты 2, кривошипа 3, связанного со сбегающим концом тормозной ленты, тормозного рычага 4. На внутренней поверхности ленты 2 установлены тормозные колодки 5 и из антифрикционного материала.

Рисунок 25.1 – Схема ленточного тормоза

Необходимый тормозной момент для остановки колонны определяется из следующего соотношения:

М_т= Р_тR_т > Р_пмахr_бη_л;

где Р_т- общая тангенциальная сила трения на тормозном шкиве (тормозное усилие).

R_т- радиус тормозного шкива

Р_пмах- максимальное натяжение на подвижном конце каната (должно быть меньше разрывного усилия талевого каната).

r_б- радиус навивки на барабан лебедки талевого каната.

D_бz= D_б+ γ(2z-1)d

где γ - коэффициент укладки каната

z - число витков

d - диаметр каната.

Диаметр тормозного шкива выбирают из соотношения:

D_т= (1,65…2,75)D_б

Тормозное усилие Р_т определяют как разность между усилием на набегающем конце ленты Т и сбегающем t:

Р_т = Т - t

Усилия на концах ленты подсчитываются на основании теории Эйлера, трения гибкой ленты о шкив:

Т = ; t =

где е = 2,72- основание натурального логарифма;

μ - коэффициент трения, зависящий от материала тормозных колодок и тормозного шкива (табл. 25.1).

Таблица 25.1

Пара трения	Коэффициент трения сухих поверхностей
Сталь-чугун	0,25…0,45
Сталь-феррадо	0,35…0,45
Сталь-ретинакс ФК-24А	0,35…0,65

α - угол охвата шкива лентой в радианах.

Увеличение угла α позволяет реализовать требуемый тормозной момент при меньших диаметрах тормозного шкива. Однако увеличение угла ухудшает условия отвода ленты при растормаживании и усложняет конструкцию тормоза. Наиболее простая тормозная система получается при угле равном 285 градусов (5 радианам).

Определив натяжение на сбегающем конце ленты можно подсчитать усилие на конце тормозного рычага из соотношения:

; ;

значение обычно берется равным 0,033

Ширину ленты В определяют, исходя из величины допускаемого давления [р] ленты на тормозной шкив диаметра D_т:

В = ;

величина [р] для тормозной системы подъемных установок равна 0,3…0,4 МПа.

Пример решения задачи

В качестве исходных данных необходимо воспользоваться результатами решения задачи практической работы №16 и параметрами лебедки.

Максимальное натяжение на подвижном конце каната Р_пмах= 67 кН.

Изображается схема ленточного тормоза и определяется диаметр тормозного шкива:

D_т=2,5D_б=2,5*0,42=1,05 м

Подсчитывается необходимое тормозное усилие на втором витке намотки каната на барабана:

Р_т =

D_бz= D_б+γ(2z-1);

D_бz=0,42+0,93(2*2-1)0,025=048 м;

где η₁ = 0,9 - КПД лебедки

К = 1 - число тормозных шкивов

γ = 0,93…0,95 - коэффициент укладки каната

d = 22,5 мм

Р_т= кН

Подсчитывается натяжение на концах тормозной ленты на набегающем конце: при коэффициенте трения сталь-ретинакс μ = 0,5 и угле охвата α = 280 = 4,9 рад.

Т = кН

на сбегающем конце

t = кН;

Подсчитывается значение тормозного момента:

М_т=Р_т*R_т=27400 кН*м;

Подсчитывается ширина тормозной ленты при

[р]=0,35 МПа

В= м

Усилие на рычаге тормозной рукоятки при условии, что

Р_р=2850*0,033=94 Н

Следовательно, при диаметре тормозного шкива в 1,05 м и ширине 163 мм, для полного торможения рабочий должен создать усилие на тормозной рукоятке в 94 Н, что вполне реально.

Контрольные вопросы

1. В чем основное назначение главного тормоза?

2. Из какого условия определяется тормозной момент?

3. Как влияет угол охвата шкива тормозной ленты на тормозную систему?

4. Какие требования предъявляются к рабочим поверхностям тормозного шкива и колодок?

5. Чем ограничивается диаметр тормозного шкива?