ПРОЕКТУВАННЯ ЕФЕКТИВНОГО КАМЕРНОГО ДИСКОВО-КОЛОДКОВОГО ГАЛЬМА
Анотація
DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2026-37-12
У матеріалах статті розглянуто оптимізаційне проектування пар тертя дисково-колодкового гальма камерного типу з урахуванням обмежень на конструктивні та експлуатаційні параметри. Представлено конструкцію і роботу камерного дисково-колодкового гальма бурової лебідки, з гальмовим диском, який складається з двох напівдисків змінної товщини, більша з яких відповідає максимальному радіусу поясу тертя, а найменша – його мінімальному радіусу. В якості теплоносія в камері диска в системі охолодження використано легкоплавкий Li у вигляді порошку змішаного з водою. За допомогою методу сил визначено сили інерції, радіальну і тангенціальну силу, що діють на камерний диск та нанорідину в об'ємі камери. Виконано моделювання напружено-деформованого стану диска для дослідження механічних і теплових напружень за допомогою програми Ansys Workbench. Визначено і проаналізовано значення максимальних еквівалентних напружень та градієнтів напружень по товщині камерного диска. За допомогою теплового балансу камерного диска оцінено ефективність нанорідинного охолодження. Здійснено оцінку теплового балансу при вимушеному повітряному та примусовому нанорідинному охолодженні металевого фрикційного елемента. Дослідно-конструкторські розробки, теоретичні дослідження та натурно-обчислювальний експеримент щодо нового типу камерного дисково-колодкового гальма з нанорідинним охолодженням дозволили встановити закономірності зміни експлуатаційних параметрів у вигляді графічних залежностей. Зроблено порівняння основних експлуатаційних та теплообмінних параметрів серійного та розробленого дисково-колодкового гальма бурової лебідки. Досягнуто покращення зносо-фрикційних властивостей пар тертя за рахунок експлуатації гальма в інтервалі температур, нижчих за допустиму для матеріалу фрикційних накладок, і, як наслідок, гальмових якостей для підйомного вала бурової установки.
Завантаження
Посилання
Aliyev, AM 1982. ‘The analysis of power consumption of frictional brakes for trip operations / A.M.Aliyev’, HERALD of the Azerbaijan Engineering Academy, Vol. 10, no 4, art 2018, Pp.17-22.
Kragelskii, IV, Dobychin, MN, Kombalov, VS 1982, Friction and Wear: Calculation Methods, Pergamon Press, Oxford.
Volchenko, OI, Skrypnyk, VS, DYu, Zhuravlov, Burava, OS, Voznyi, AV & Semenii, OM 2024, ‘Prymusove okholodzhennia fryktsiinykh vuzliv halm (chastyna 1)’ [Forced cooling of friction units of halms (part 1) ], Problemy tertia ta znoshuvannia, iss. 3 (104), Pp. 112-121. DOI: https://doi.org/10.18372/0370-2197.3(104).18996 ( in Ukraine)
Kindrachuk, MV, Volchenko, DO, Andreichykov, YeYu, Voznyi, AV, Vudvud, OM & Skochko, SA 2024, ‘Prymusove okholodzhennia fryktsiinykh vuzliv halm (chastyna 2)’ [Forced cooling of friction units of halms (part 2) ], Problemy tertia ta znoshuvannia, iss 3 (104), Pp. 122-131. DOI: https://doi.org/10.18372/0370-2197.3(104).18997 ( in Ukraine)
Kernytskyy, I, Volchenko, A, Szlachetka, O, Horbay, O, Skrypnyk, V, Zhuravlev, D, Bolonnyi, V, Yankiv, V, Humenuyk, R, Polyansky, P, Le´sniewska, A, Walasek, D & Koda, E 2022, ‘Complex Heat Exchange in Friction Steam of Brakes’, Energies, no 15, Art 7412, Pp. 1–11. DOI: https://doi.org/10.3390/en15197412 ( in Ukraine)
Kindrachuk, M, Volchenko, D, Fidrovska, N, Dukhota, A, Zhuravlev, D, Ostashuk, M, Porokhovskyi, Y & Kharchenko, V, 2023, ‘Wear-friction properties of friction pairs in disc-pad brakes’, East.-Europ. Journ. of Enterp. Technol, no 4(12(124)), Pp. 56-61. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285699 ( in Ukraine)
Kalinkevych, MV 2024, ‘Hidrodynamichna konstruktsiia dyfuzoriv vidtsentrovykh kompresoriv’ [Fluid dynamic design of centrifugal compressor diffusers], Refrigeration Engineering and Technology, no 59(4), Pp. 230-243. DOI: https://doi.org/10.15673/ret.v59i4.2730 ( in Ukraine)
Iudin, YuO, Subotovych, VP, Lapuzin, OV & Malymon, II 2019, ‘Aerodynamichne doslidzhennia viseradialnykh dyfuzoriv dlia osovoho kompresora hazoturbinnoi ustanovky’ [Aerodynamic studies of all-radial diffusers for an axial compressor of a gas turbine installation ], Visnyk NTU «KhPI», no 3, Pp. 62–68. DOI: https://doi.org/10.20998/2078-774X.2019.03.04 ( in Ukraine)
Iudin, YuO, Subotovych, VP, Lapuzin, OV & Malymon, II 2020, ‘Rozrakhunkove aerodynamichne doslidzhennia vykhlopnoho dyfuzora potuzhnoi parovoi turbiny v shyrokomu diapazoni rezhymiv roboty’ [Computational aerodynamic studies of the exhaust diffuser of a powerful steam turbine in a wide range of operating modes ], Visnyk NTU «KhPI», no 1, Pp. 88–94. DOI: https://doi.org/10.20998/2078-774X.2020.01.01 ( in Ukraine)
Volchenko, DA, Kindrachuk, MV, Dolishnyi, BV & Balitskyi, AV 2021, ‘Nanoridyny v systemakh okholodzhennia i yikh efektyvnist’ [Nanofluids in cooling systems and their effectiveness ], Zhurnal nano- ta elektronnoi fizyky, Vol. 13, no 4, Pp. 04013 1–04013 6. DOI: https://doi.org/10.21272/jnep.13(4).04013 ( in Ukraine)
Ahmed, SF, Alazwari, M, Said, Z et al 2023, ‘A Review of Nanofluids as Coolants for Thermal Management Systems in Fuel Cell Vehicles’, Nanomaterials, Vol. 13, No. 21, P. 2861. DOI: https://doi.org/10.3390/nano13212861
Balitskii, A, Kindrachuk, M, Volchenko, D, Karol, F, Abramek, Balitskii, O, Skrypnyk, V, Zhuravlev, D, Bekish, I, Ostashuk, M & Kolesnikov, V 2022, ‘Hydrogen Containing Nanofluids in the Spark Engine’s Cylinder Head Cooling System’, Energies, vol. 15, no 59, Pp. 1–21. DOI: https://doi.org/10.3390/en15010059
Bhatti, MM, Rashidi, MM, Freidoonimehr, N et al 2020, ‘Advances of nanofluids in heat exchangers – A review’, Heat Transfer – Asian Research, Vol. 49, No. 8, Pp. 4987–5009.
Menni, Y, Chamkha, AJ & Ameur, H 2020, ‘Advances of nanofluids in heat exchangers—A review’, Heat Transfer, no 49, Pp. 4321–4349. DOI: https://doi.org/10.1002/htj.21829
Moraru, VN, Komysh, DV, Khovavko, AI, Snigur, AV & Gudkov, NN 2022, ‘Improving the heat transfer characteristics of miniature two-phase thermosyphons with nanofluids based on Ukrainian natural alumosilicates’, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 3, No. 8(117), P. 6–15. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.286320
Rymar, T 2022, ‘Use of water-TiO2 nanofluid in horizontal slinky collector of heat pump’, Energy Engineering and Control Systems, Vol. 8, No. 1, pp. 7–14. DOI: https://doi.org/10.23939/jeecs2022.01.007
Aksonov, O & Zolotko, O 2024, ‘Analysis of the nozzle impact on the characteristics of the pulse detonation engine’, Proceedings of the International Astronautical Congress (IAC-2024). DOI: https://doi.org/10.52202/078371-0112
Kun, T, Jie, HW, Markovych, S & Wang, Y 2021, ‘Dimet Laval nozzle expansion section analysis and optimization’, Journal of Engineering Sciences, Vol. 8(2), pp. F6-F10, doi: https://doi.org/10.21272/jes.2021.8(2).f2
