ШКІВ ГАЛЬМІВНИЙ

Шків гальмівний, що містить маточину, диск, обід, круговий паз, теплоакумулюючий матеріал, вентиляторне колесо, виготовлене з алюмінієвого сплаву, яке складається з маточини та фланця, з'єднаних між собою лопатями, причому обід вентиляторного колеса через фланець та кільцеву прокладку закріплено гвинтами до торцевої поверхні обода шківа гальмівного, який відрізняється тим, що обід шківа гальмівного виконано з двох частин - зовнішньої і внутрішньої, розділених круговим пазом та з'єднаних між собою диском з однієї сторони, а в круговому пазу між зовнішньою і внутрішньою частинами шківа гальмівного розміщено теплоакумулюючий матеріал, який застосовано як нанорідину, яка містить легкоплавкі метали - натрій (Na) та літій (Li), у вигляді порошків, змішаних у пропорції з водою, при цьому у круговому пазу розташовані теплопровідні стрижні вентиляторного колеса, в яких виконано наскрізні отвори.

Корисна модель належить до вантажопідіймальних кранів, а саме до конструкцій шківів колодкових гальм механізмів кранів. Відома конструкція шківа гальмівного колодкового гальма (див. ОСТ 24.290.06-75 - Шківи гальмівні. Конструкція і розміри. - М.: Міністерство важкого і транспортного машинобудування, 1976. – 14 с.), що має маточину, обід та стінку з отворами (аналог). Недоліком відомої конструкції шківа гальмівного колодкового гальма є недостатня ефективність охолодження поверхонь обода шківа під час гальмування, що впливає на величину коефіцієнта тертя та стабільність величини гальмівного моменту, необхідного для безпечної експлуатації вантажопідйомних кранів. Відома також конструкція гальмівного шківа колодкового гальма (див. Авторське свідоцтво СРСР № 264664 "Тормозной шкив для грузоподъемных машин", МПК B66 F3/30, опубліковано 03.03.1970 р., бюлетень № 8), який містить маточину і обід, з'єднані між собою лопатями, які розташовані по усій довжині маточини і встановлені під кутом до осі обертання шківа. Недоліком є недостатня ефективність охолодження шківа гальмівного колодкового гальма, адже охолодження шківа відбувається лише при його обертанні шляхом примусового обдуванням повітрям, а при зупинці шківа відведення тепла від шківа відбувається лише шляхом природного тепловідведення, що призводить до тривалого за часом процесу тепловідведення від гальмівного шківа і не забезпечує своєчасну стабілізацію коефіцієнта тертя та величини гальмівного моменту колодкового гальма. Аналогом є конструкція гальмівного шківа (див. патент України на корисну модель № 154192 "Шків гальмівний", МПК В66 D5/08, опубліковано 18.10 2023 р., бюлетень № 42), що містить маточину, обід та лопаті, встановлені під кутом до осі обертання шківа, а на маточині шківа гальмівного розміщено вентиляторне колесо, виготовлене з алюмінієвого сплаву, яке складається з обода із круговою канавкою та маточини, з'єднаними між собою лопатями, причому обід вентиляторного колеса через фланець кріпиться гвинтами до торцевої поверхні обода шківа гальмівного, а у його круговій канавці, яка контактує з пазами для тепловідведення у ободі шківа гальмівного, розміщено теплоакумулюючі матеріали з різною температурою фазового переходу першого роду (парафін, твердий бітум, буровугільний або поліетиленовий віск). Недоліком аналога є недостатня ефективність охолодження шківа гальмівного колодкового гальма з причини конструктивної недосконалості та низького коефіцієнта теплопровідності теплоакумулюючих матеріалів, який лежить, приміром: для парафіну, в діапазоні 0,256 – 0,506 Вт/(м∙К); для твердого бітуму: 0,3-0,5 Вт/(м∙К); поліетиленового воску: 0,2 – 0,3 Вт/(м∙К). В основу корисної моделі поставлена задача підвищити ефективність охолодження шківа гальмівного колодкового гальма за рахунок конструктивного удосконалення шківа гальмівного та застосуванням теплоакумулюючих матеріалів з високим коефіцієнтом теплопровідності. Поставлена задача вирішується тим, що шків гальмівний, що містить маточину, диск, обід, круговий паз, теплоакумулюючий матеріал, вентиляторне колесо, виготовлене з алюмінієвого сплаву, яке складається з маточини та фланця, з'єднаних між собою лопатями, причому обід вентиляторного колеса через фланець та кільцеву прокладку закріплено гвинтами до торцевої поверхні обода шківа гальмівного, згідно з корисною моделлю, обід шківа гальмівного виконано з двох частин - зовнішньої і внутрішньої, розділених круговим пазом та з'єднаних між собою диском з однієї сторони, а в круговому пазу між зовнішньою і внутрішньою частинами шківа гальмівного розміщено теплоакумулюючий матеріал, який застосовано як нанорідину, яка містить легкоплавкі метали - натрій (Na) та літій (Li), у вигляді порошків, змішаних у пропорції з водою, при цьому у круговому пазові розташовані теплопровідні стрижні вентиляторного колеса, в яких виконано наскрізні отвори. Суть корисної моделі пояснюють креслення.На Фіг. 1 наведено шків гальмівний (вигляд з боку).На Фіг. 2 – вигляд А по Фіг.1.На Фіг. 3 показано переріз Б-Б по Фіг.1 шківа гальмівного, Шків гальмівний містить (див. Фіг. 1, 2, 3): маточину 1 гальмівного шківа, диск 2, зовнішню частину 3 та внутрішню частину 4 обода з круговим пазом 5 між ними, заповнену теплоакумулюючим матеріалом для примусового охолодження, а саме нанорідиною 6, вентиляторне колесо 7 з маточиною 8, лопатями 9, фланцем 10, теплопровідні стрижні 11 з отворами 12. Кріплення вентиляторного колеса 7 до торця зовнішньої частини обода 3 гальмівного шківа здійснюється через фланець 10 вентиляторного колеса 7 та кільцеву прокладку 13 гвинтами 14. Охолодження шківа гальмівного колодкового гальма здійснюється наступним чином. У ході процесу гальмування колодковим гальмом, який розпочинається з моменту контакту фрикційними накладками гальмівних колодок (на кресленнях не зображено) із поверхнею зовнішньої частини 3 обода гальмівного шківа, на поверхнях пар тертя: зовнішня частина 3 обода гальмівного шківа - фрикційні накладки гальмівних колодок генерується теплота, яка частково призводить до підвищення температури пар тертя (причому більша частина її поглинається ободом гальмівного шківа), а частково відводиться від них зовні шляхом конвекції та випромінюванням. Підвищення температури поверхні зовнішньої частини 3 обода шківа гальмівного призводить до розповсюдження тепла по товщині зовнішньої частини 3 обода та поглинається (акумулюється) нанорідиною 6, коефіцієнт теплопровідності металів якої лежить в діапазоні 140-330 Вт/(м∙К), яка розміщена в закритому просторі кругового паза 5 між зовнішньою частиною 3 та внутрішньою частиною 4 обода та фланцем 10 вентиляторного колеса 7 з кільцевою прокладкою 13. Нанорідина 6 при обертанні шківа гальмівного має можливість перетікання через отвори 12 теплопровідних стрижнів 11 лопатей 9 вентиляторного колеса 7 та поза ними, роблячи процес тепловідведення від нагрітої поверхні зовнішньої частин 3 шківа гальмівного циркуляторним, а при його зупинці, враховуючи те, що вентиляторне колесо 7 виконане з алюмінієвого сплаву, тепло від нанорідини 6 передається через стрижні 11 на лопаті 9 вентиляторного колеса 7 і відводиться у навколишнє середовище струменями повітря природним шляхом. До технічних переваг запропонованої корисної моделі у порівнянні з аналогом можна віднести: - забезпечення більш ефективного відведення тепла від поверхонь пари тертя: гальмівний шків - фрикційні накладки гальмівних колодок за рахунок конструктивного удосконалення шківа, а саме виконання обода гальмівного шківа з двох частин; - зниження енергонавантаженості поверхонь пари тертя: гальмівний шків - фрикційні накладки гальмівних колодок за рахунок більш ефективного примусового тепловідведення; - підвищення рівня безпечної експлуатації вантажопідйомних кранів за рахунок можливості забезпечення стабільної величини коефіцієнта тертя фрикційної пари та гальмівного моменту колодкового гальма.