Диагностирование опорных узлов трансмиссии на основе изучения термонагруженности

Реферат. Отметили, что рабочая температура узла трансмиссии влияет на показатели его надежности и может служить диагностическим критерием. С целью учета влияния на диагностическую температуру узла температуры воздуха, нагрева от солнечной радиации и смежных тепловыделяющих объектов предложили диагностировать техническое состояние по величине температуры в зоне трения. (Цель исследования) Обеспечить контролепригодность подшипникового узла на основе изучения термонагруженности. (Материалы и методы) Использовали результаты расчета номинальной и эксплуатационной нагруженности заднего вала отбора мощности трактора Беларус-82.1. Применили трехмерное моделирование и конечно-элементный анализ распределения температуры в условиях стационарной теплопроводности. Для поиска функциональной зависимости между температурой в зоне трения и диагностической температурой задействовали метод конечно-элементного анализа в условиях стационарной теплопроводности. (Результаты и обсуждение) Для подшипника редуктора вала отбора мощности 60310А определили максимальные нагрузочные режимы и температуры в зоне трения при агрегатировании с различными сельхозмашинами: садовой фрезой ФС-2,0У (540 оборотов в минуту) – 4300 Ньютонов и 2,4 градусов Цельсия; оросительным насосом Rovatti T3K80/90/2 (540) – 4126 и 40,7; разбрасывателем органических удобрений РОУ-6 (1000) – 956 и 13,0; косилкой-плющилкой КПРН-3,0А (1000) – 2615 Ньютонов и 36,6 градусов Цельсия. Установили диагностический критерий – предельную температуру в зоне трения, которая равна: при частоте вращения коленчатого вала двигателя 540 оборотов в минуту – 41,7 градуса Цельсия, при 1000 оборотах в минуту – 31 градус Цельсия. (Выводы) Поскольку непосредственное измерение температуры в зоне трения практически невозможно без изменения конструкции подшипников, предложили определять диагностическую температуру на поверхности узла, применимой для монтажа датчика температуры. Определили коэффициент пропорциональности конечно-элементной модели, равный 0,53. С целью практической реализации диагностирования в автоматическом режиме разработали алгоритм цифрового регистратора неисправности трансмиссии. Изготовили его конструкцию на базе программируемого микроконтроллера ATmega328 и датчиков температуры TMP36. Установили, что цифровой регистратор неисправности трансмиссии обеспечивает автоматический контроль до семи разных узлов трансмиссии одновременно с учетом температуры окружающего воздуха.

1. Gabitov I., Negovora A., Nigmatullin S., et al. Development of a method for diagnosing injectors of diesel engines. Komunikacie. 2021. Vol. 23. N1. B46-B57.

2. Костомахин М.Н. Оценка режимов работы сельскохозяйственной техники // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. N4. С. 78-83.

3. Kostomakhin M.N., Kataev Y.V., Petrishchev N.A., et al. System for Remote Monitoring of Tractors and Detection of Their Incorrect Operation. Russian Engineering Research. 2022. Vol. 42. N4. 360-364.

4. Pastukhov A., Timashov E., Parnikova T., Kravchenko I. Thermometric diagnostics of elements of reaper drive for sunflower harvesting. Engineering for Rural Development. 2021. 20. 43-48.

5. Ерохин М.Н., Дорохов А.С., Катаев Ю.В. Интеллектуальная система диагностирования параметров технического состояния сельскохозяйственной техники // Агроинженерия. 2021. N2(102). С. 45-50.

6. Костомахин М.Н., Петрищев Н.А., Саяпин А.С. Система дистанционного контроля технического состояния на примере коробки перемены передач трактора «Кировец» // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15. N3. С. 22-27.

7. Федоренко В.Ф., Таркивский В.Е. Цифровые беспровод­ные технологии для оценки показателей сельскохозяйственной техники // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. N1. С. 10-15.

8. Pestryakov E.V., Sayapin A.S., Kostomakhin M.N., Petrishchev N.A. Analysis of the Technical Condition of Agricultural Machinery Using Neural Networks. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies. 2022. Vol. 121. 92-101.

9. Lazar V.V., Skorokhodov D.M., Kazantsev S.P., et al. Quality assessment of spare parts for the final drive reduction gear used in the MTZ-82.1 tractors. Journal of Physics: Conference Series, Krasnoyarsk, 2020. 42058.

10. Szurgacz D., Zhironkin S., Vöth S., Pokorny J., Spea­ring A.J.S., Cehlаr M., Stempniak M., Sobik L. Thermal Imaging Study to Determine the Operational Condition of a Conveyor Belt Drive System Structure. Energies. 2021. N14. 3258.

11. Stempniak M., Zhironkin V., Trzop K., Szurgacz D. Preliminary research to determine the thermal condition of the belt conveyor’s drive unit in an underground hard coal mine. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. 684. 012010.

12. Jakubek B., Grochalski K., Rukat W., Sokol H. Thermovision Measurements Of Rolling Bearings. Measurement. 2021. 110512.