ЛЕНТОЧНЫЙ ТОРМОЗ БУРОВОЙ ЛЕБЕДКИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к тормозным механизмам буровых лебедок, предназначенным для рабочего и аварийного торможения.
Известен простой двухленточный тормоз буровой лебедки, содержащий два тормозных шкива, установленных на барабане буровой лебедки, тормозные ленты, огибающие тормозные шкивы, тормозные колодки (накладки), прикрепленные к внутренней стороне тормозных лент, коленчатый вал, рукоятку, балансир, пневматический цилиндр. Сбегающие концы тормозных лент прикреплены к мотылевым шейкам коленчатого вала. Набегающие концы тормозных лент прикреплены к балансиру, установленному на стойке, неподвижно закрепленной на раме буровой лебедки. Шток пневматического цилиндра соединен с мотылевой шейкой коленчатого вала. При повороте коленчатого вала происходит торможение: тормозные ленты охватывают тормозные шкивы, вращение барабана буровой лебедки прекращается. Поворот коленчатого вала осуществляют с помощью рукоятки или поршня пневматического цилиндра (Г.В. Алексеевский «Буровые установки Уралмашзавода», изд. Москва «Недра», 1981 г., стр. 129-132, рис. 67, а).
Техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является ленточный тормоз буровой лебедки, описанный в книге «Буровые установки Уралмашзавода», В.Г. Алексеевский, изд. Москва «Недра», 1981 г., стр. 134-136. Данный тормоз состоит из двух тормозных лент, объединенных со стороны набегающих концов, балансира, пневматического цилиндра, который предназначен для затормаживания барабана лебедки в аварийных ситуациях (падение давления сжатого воздуха в пневмосистеме, обесточивание буровой электроэнергии, переподъем талевого блока). Шток пневмоцилиндра имеет проушину, с которой он соединяется с рычагами ленточного тормоза. В цилиндре помещена мощная пружина, которая сжимается поршнем под давлением сжатого воздуха. В таком состоянии он находится всегда при работе лебедки. Сжатый воздух поступает в пневмоцилиндр от воздушной магистрали через переключательный клапан. Продольный паз в проушине при сжатой пружине находится в таком положении, что не мешает мотылевой шейке перемещаться при торможении барабана лебедки тормозной рукояткой или пневмоцилиндром. При падении давления в воздушной магистрали сжатый воздух выходит из пружинного пневмоцилиндра через переключательный клапан, пружина распрямляется, перемещает шток с проушиной, которая, выбрав свободный ход, проворачивает мотылевую шейку и затормаживает барабан. В тех случаях, когда необходимо затормозить барабан (при отсутствии давления сжатого воздуха в магистрали) применяют сжатый воздух из баллона, при этом открывают вентиль в баллоне и сжатый воздух поступает через переключательный клапан в пневмоцилиндр. Поршень под давлением сжатого воздуха перемещается, сжимает пружину и растормаживает барабан лебедки. Соединение тормозных лент с мотылевыми шейками осуществляется с помощью промежуточного звена, проушина которого соединена с мотылевой шейкой и кронштейном набегающего и сбегающего конца, прикрепленным к тормозной ленте.
Недостатками аналога являются:
- во всех случаях торможения принимают участие обе ленты, это может привести к накоплению повреждений под действием напряжений, что приведет к изменению свойств, образованию трещин и развитию разрушения материала;
- регулировка одновременности работы тормозных лент требует дополнительных трудозатрат;
- групповой привод тормоза, так как требует объединения концов дополнительными деталями: балансиром, коленчатым валом, стержнем.
- наличие кронштейнов на концах лент, это приводит к возникновению изгибающих моментов, а это, в свою очередь, нарушает Эйлеровскую зависимость.
- ограниченный угол поворота рычага, вследствие чего сбегающие концы имеют ограниченное перемещение.
Задача, на которую направлено данное техническое решение, заключается в усовершенствовании существующей конструкции, повышение надежности ленточного тормоза буровой лебедки.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемой полезной моделью, заключается в реализации усовершенствования существующей конструкции ленточного тормоза, повышение надежности механизма ленточного тормоза буровой лебедки, а также упрощение конструкции ленточного тормоза путем уменьшения числа рабочих деталей.
Указанный технический результат достигается тем, что заявляемый ленточный тормоз, содержащий два тормозных шкива, установленных на барабане буровой лебедки, тормозные ленты, огибающие тормозные шкивы, тормозные накладки, прикрепленные к внутренней стороне тормозных лент, исполнительный механизм для рабочего торможения, исполнительный механизм для аварийного торможения, согласно полезной модели в первом варианте исполнения набегающие концы каждой тормозной ленты (механизмов рабочего и аварийного торможения) прикреплены шарнирно к пластинам, а пластины неподвижно закреплены на раме буровой лебедки таким образом, что между пластинами образуется отверстие для пропуска сбегающих концов. Также технический результат достигается переходом от группового привода к индивидуальному путем уменьшения количества деталей, принимающих участие в процессе, а именно исключаются балансир, коленчатый вал, стержни.
Заявляемая полезная модель поясняется иллюстрациями:
На Фиг. 1 представлено изображение исполнительного механизма рабочего торможения:
1, 2 - пластины
3 - набегающий конец тормозной ленты
4 - сбегающий конец тормозной ленты
5 - шток
6 - пневматический или гидравлический цилиндр
7 - тормозная лента
8 - шкив
На Фиг. 2 представлено изображение исполнительного механизма аварийного торможения:
1, 2 - пластины
3 - набегающий конец тормозной ленты
4 - сбегающий конец тормозной ленты
5 - шток
6 - пружинно-пневматический или пружинно-гидравлический цилиндр
7 - тормозная лента
8 - шкив
На Фиг. 3 представлена кинематическая схема тормозной системы:
часть I - исполнительный механизм рабочего торможения
часть II - исполнительный механизм аварийного торможения
1, 2 - тормозные шкивы
3, 4 - тормозные ленты
5, 6 - штоки
7 - барабан
8, 9 - цилиндры
10 - дополнительный баллон
11 - розетка
12 - кран управления
13, 14 - воздуховоды
15 - вентиль дополнительного баллона
Заявляемый ленточный тормоз буровой лебедки состоит из системы, включающей в себя два механизма: исполнительный механизм для рабочего торможения (Рис. 3, часть I) и исполнительный механизм для аварийного торможения (Рис. 3, часть II).
Первый вариант исполнения ленточного тормоза буровой лебедки следующий: ленточный тормоз состоит из тормозных шкивов (Рис. 3, позиции 1, 2), тормозной ленты с тормозными накладками (Рис. 3, позиции 3, 4), штоков (Рис. 3, позиции 5, 6), барабана (Рис. 3, позиция 7), цилиндров (Рис. 3, позиции 8, 9). Цилиндр рабочего тормозного механизма может быть пневматическим, гидравлическим, а цилиндр аварийного тормозного механизма может быть пружинно-пневматическим или пружинно-гидравлическим. Набегающие концы тормозных лент шарнирно соединены с пластинами (Рис. 1, 2; позиции 1, 2), а пластины прикреплены неподвижно к раме буровой лебедки таким образом, что между пластинами образуется отверстие для пропуска сбегающих концов и штока. Для исключения изгибающих моментов оси штоков являются продолжением осей тормозных лент.
Второй вариант исполнения ленточного тормоза буровой лебедки следующий: ленточный тормоз состоит из тормозных шкивов (Рис. 3, позиции 1, 2), тормозной ленты с тормозными накладками (Рис. 3, позиции 3, 4), штока (Рис. 3, позиции 5, 6), барабана (Рис. 3, позиция 7), цилиндров (Рис. 3, позиции 8, 9). Цилиндр рабочего тормозного механизма может быть пневматическим, гидравлическим, а цилиндр аварийного тормозного механизма может быть пружинно-пневматическим или пружинно-гидравлическим. Набегающие концы тормозных лент неподвижно закреплены на раме буровой лебедки. Для исключения изгибающих моментов оси штоков являются продолжением осей тормозных лент. К сбегающему концу тормозной ленты шарнирно прикреплены пластины и при работе системы набегающий конец попадает между пластинами. К сбегающему концу аварийного тормоза аналогично шарнирно присоединены пластины для пропуска набегающего конца.
Третий вариант исполнения ленточного тормоза буровой лебедки следующий: ленточный тормоз состоит из тормозных шкивов (Рис. 3, позиции 1, 2), тормозной ленты (Рис. 3, позиции 3, 4) с тормозными накладками, штока (Рис. 3, позиции 5, 6), барабана (Рис. 3, позиция 7), цилиндров (Рис. 3, позиции 8, 9). Цилиндр рабочего тормозного механизма может быть пневматическим, гидравлическим, а цилиндр аварийного тормозного механизма может быть пружинно-пневматическим или пружинно-гидравлическим. Набегающие концы тормозных лент неподвижно закреплены на раме буровой лебедки. Для исключения изгибающих моментов оси штоков являются продолжением осей тормозных лент. В сбегающих концах тормозных лент выполнены вырезы для прохождения набегающих концов. Вырез может быть выполнен, в том числе, прямоугольной формы.
При таких вариантах исполнения ленточного тормоза для более рационального износа материала концы лент могут быть взаимозаменяемыми.
Заявляемый ленточный тормоз буровой лебедки работает следующим образом: система тормозов управляется краном (Рис. 3, позиция 12) ленточного тормоза, запитанным от компрессорной станции и регулирующим давление в полости цилиндра при помощи рукоятки на пульте бурильщика. К цилиндру от крана подведен воздуховод (Рис. 3, позиции 13), по которому поступает сжатый воздух, приводящий в движение тормозную систему. Поступающий от крана воздух приводит в действие рабочий цилиндр, который под напором сжатого воздуха приводит в действие сбегающие концы, и, соответственно, рабочую тормозную систему. В случае прекращения подачи воздуха и необходимости растормозить систему, для приведения в действие аварийного механизма торможения используется дополнительный баллон (Рис. 3, позиция 10), который соединен с исполнительным механизмом аварийного торможения через тройник (Рис. 3, позиция 11). В случае наступления аварийной ситуации и необходимости открытия дополнительного баллона с воздухом, необходимо повернуть вентиль баллона и обеспечить поступление воздуха по воздухопроводу к исполнительному механизму для аварийного растормаживания.
Реализация заявляемого ленточного тормоза буровой лебедки снижает трудозатраты на изготовление и обслуживание, значительно уменьшает количество деталей (исключаются балансир, коленчатый вал, стержни) тормозного механизма.