agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2023-3-79-83agroengineering-604Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЙ СЕРВИС В АПКTECHNICAL SERVICE IN AGRICULTUREОбеспечение контролепригодности подшипниковых узлов ведомого вала коробки перемены передач автомобиля КАМАЗ‑5320Ensuring the controllability of rear bearings used in the driven shaft of the KAMAZ‑5320 gearboxhttps://orcid.org/0000-0001-8249-8970ПастуховА. Г.PastukhovA. G.

Александр Геннадиевич Пастухов, д-р техн. наук, профессор

308503, Белгородская обл., Белгородский р-н, п. Майский, ул. Вавилова, 1

Aleksandr G. Pastukhov, DSc (Eng), Professor

308503, 1, Vavilova Str., Mayskiy, Belgorod District, Belgorod Region

pastukhov_ag@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0740-8714ТимашовЕ. П.TimashovE. P.

Евгений Петрович Тимашов, д-р техн. наук, доцент

308503, Белгородская обл., Белгородский р-н, п. Майский, ул. Вавилова, 1

Evgeniy P. Timashov, DSc (Eng), Associate Professor

308503, 1, Vavilova Str., Mayskiy, Belgorod District, Belgorod Region

timachov@mail.ruБелгородский государственный аграрный университет им. В.Я. ГоринаРоссияBelgorod State Agrarian University named after V. GorinRussian Federation2023070720232537983Copyright © Пастухов А.Г., Тимашов Е.П., 20232023Пастухов А.Г., Тимашов Е.П.Pastukhov A.G., Timashov E.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/604

Техническая диагностика, в частности, автоматическое диагностирование узлов механических трансмиссий, обеспечивает повышение показателей надежности транспортных и технологических машин. Технология контроля механической трансмиссии на основе цифровой термодиагностики предусматривает обеспечение контролепригодности диагностируемых узлов. Приспособленность узла к цифровой термодиагностике обусловлена его расположением, наличием смежных источников тепловыделения, величиной силовых и кинематических нагрузок. Контролепригодность узла обеспечивается расчетом теоретической величины температуры в зоне трения, определением зоны, пригодной для измерения диагностической температуры, вычислением зависимости между упомянутыми температурами. Контроль с применением специально разработанных программно-аппаратных комплексов производится автоматически путем сравнения температуры в зоне трения с предельной величиной. Для обеспечения контролепригодности подшипника 50412 ГОСТ 2893‑82 коробки перемены передач автомобиля КАМАЗ‑5320 определена теоретическая величина температуры в зоне трения 184,9°C при работе трансмиссии на первой передаче. Конечно-элементный анализ модели подшипникового узла в условиях стационарной теплопроводности позволил определить коэффициент пропорциональности 0,0812, связывающий температуру в зоне трения с диагностической температурой на поверхности крышки подшипника. В результате теоретических и экспериментальных исследований, включая тепловизионное наблюдение, определена температура в зоне трения 242,6°C, свидетельствующая о предотказном состоянии диагностируемого подшипника. Сходимость теоретической и экспериментальной температур обосновывает применение технологии цифровой термодиагностики к исследуемому узлу трансмиссии. Результаты исследований обосновывают применение технологии цифровой термодиагностики и установку датчика температуры на поверхности крышки подшипника.

Technical diagnostics, and, particularly, automatic diagnostics of mechanical transmission units increases the reliability indicators of transport and processing machines. The technology of monitoring mechanical transmissions based on digital thermal diagnostics ensures the controllability of the diagnosed units. The unit’s adaptability to digital thermal diagnostics depends on its location, the presence of adjacent heat sources, the amount of power and kinematic loads. The controllability of the unit is ensured by determining the theoretical temperature value in the friction zone and the zone suitable for measuring the diagnostic temperature, and stating the relationship between the above temperatures. The control is carried out automatically, using specially developed software and hardware systems. To ensure the controllability of the bearing 50412 GOST 2893‑82 of the KAMAZ‑5320 gearbox, the authors determined the theoretical temperature value in the friction zone of 184.9°C during the gearbox operation in the first gear. The finite element analysis of the bearing assembly model under steady-state heat conduction determined a proportionality coefficient of 0.0812 relating the friction zone temperature to the diagnostic temperature on the bearing cap surface. As a result of theoretical and experimental studies involving thermal imaging, the temperature in the friction zone of 242.6°C was determined, indicating the pre-failure state of the diagnosed bearing. The approximate correspondence of theoretical and experimental temperatures showed the possibility of applying digital thermal diagnostics technology to the studied transmission unit. The comprehensive studies made it possible to justify the use of the digital thermal diagnostics technology and localize an area for installing a temperature sensor, namely, the bearing cover surface.

трансмиссиитехническая диагностикаконтролепригодностьподшипникконечно-элементный анализтепловизионное наблюдениеtransmission gearstechnical diagnosticsthermal diagnosticscontrollabilitybearingfinite element analysisthermal imagerReferencesPastukhov A.G., Timashov E.P. Analytical model of temperature condition elementary interface of the cardan joint. Traktori i pogonske mašine. 2018;23(1-2):43-50. EDN: VNXWZAPastukhovA.G., Timashov E.P. Analytical model of temperature condition elementary interface of the cardan joint. Traktori i pogonske mašine. 2018;23(1-2):43-50. EDN: VNXWZAGabitov I., Negovora A., Nigmatullin S., Kozeev A., Razyapov M. Development of a method for diagnosing injectors of diesel engines. Komunikacie. 2021;23(1):B46-B57. https://doi.org/10.26552/COM.C.2021.1.B46-B57Gabitov I., NegovoraA., Nigmatullin S., KozeevA., Razyapov M. Development of a method for diagnosing injectors of diesel engines. Komunikacie. 2021;23(1):B46-B57. https://doi.org/10.26552/COM.C.2021.1.B46-B57Ерохин М.Н., Дорохов А.С., Катаев Ю.В. Интеллектуальная система диагностирования параметров технического состояния сельскохозяйственной техники // Агроинженерия. 2021. №2 (102). С. 45-50. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2021-2-45-50Erokhin M.N., DorokhovA.S., Kataev Yu.V. Intelligent system for diagnosing the parameters of the technical condition of tractors. Agricultural Engineering. 2021;2(102):45-50. (In Rus.). https://doi.org/10.26897/2687-1149-2021-2-45-50Ли Р.И., Киба М.Р., Быконя А.Н. Исследование трибологических параметров и контактных напряжений в подшипниках качения автомобилей // Наука в Центральной России. 2020. № 4(46) C. 76-84. https://doi.org/10.35887/2305-2538-2020-4-76-84Li R.I., Kiba M.R., BykonyaA.N. Research of tribological parameters and contact stresses in automobile rolling bearings. Science in the Central Russia. 2020;4(46):76-84. (In Rus.)Ерохин М.Н., Пастухов А.Г., Тимашов Е.П. Оценка износа крестовин шарниров типа CR115, применяемых в тракторах JOHN DEERE // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 126. С. 14-21. EDN: YLPRMPErokhin M.N., PastukhovA.G., Timashov E.P. Evaluating the wear of CR115-type universal joints used in JOHN DEERE tractors. Trudy GOSNITI. 2017;126:14-21. (In Rus.)Пастухов А.Г., Тимашов Е.П. Технология термометрического неразрушающего контроля агрегатов механических трансмиссий // Агроинженерия. 2020. № 2 (96). С. 33-39. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2020-2-33-39PastukhovA.G., Timashov Е.P. Technology for thermometric non-destructive testing of mechanical transmission units. Agricultural Engineering. 2020;2(96):33-39. (In Rus.) https://doi.org/10.26897/2687-1149-2020-2-33-39Pastukhov A., Timashov E., Kravchenko I., Parnikova T. Adaptivity of thermal diagnostics method of mechanical transmission assemblies. Engineering for Rural Development: 19, Jelgava, 2020. Pр. 107-113. https://doi.org/10.22616/ERDev.2020.19.TF024PastukhovA., Timashov E., Kravchenko I., Parnikova T. Adaptivity of thermal diagnostics method of mechanical transmission assemblies. Engineering for Rural Development: 19, Jelgava, 2020. Pр. 107-113. https://doi.org/10.22616/ERDev.2020.19.TF024Ляшенко М.В., Соколов-Добрев Н.С., Шеховцов В.В., Потапов П.В., Клементьев Е.В., Долотов А.А. Исследование Изменения КПД трансмиссии в зависимости от условий нагружения // Энергои ресурсосбережение: промышленность и транспорт. 2016. № 4 (16). С. 11-16. EDN: WMTNYTLyashenko M.V., Sokolov-Dobrev N.S., Shekhovtsov V.V., Potapov P.V., Klementiev E.V., DolotovA.A. Research of transmission efficiency change depending on load modes. Energy and resource saving: industry and transport. 2016;4(16):11-16. (In Rus.)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;14(11):3258. https://doi.org/10.3390/en14113258Szurgacz D., Zhironkin S., Vöth S., Pokorny J., SpearingA.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;14(11):3258. https://doi.org/10.3390/en14113258Stempniak 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. https://doi.org/10.1088/1755-1315/684/1/012010Stempniak 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. https://doi.org/10.1088/1755-1315/684/1/012010Jakubek B., Grochalski K., Rukat W., Sokol H. Thermovision Measurements of rolling bearings. Measurement. 2021;189:110512. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110512Jakubek B., Grochalski K., Rukat W., Sokol H. Thermovision Measurements of rolling bearings. Measurement. 2021;189:110512. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110512Zverev I.A., Maslov A.R. Thermal model of spindles on rolling bearings. Russian Engineering Research. 2017;37(3):189-194. https://doi.org/10.3103/S1068798X17030224Zverev I.A., MaslovA.R. Thermal model of spindles on rolling bearings. Russian Engineering Research. 2017;37(3):189-194. https://doi.org/10.3103/S1068798X17030224Ivanov A.S., Murkin S.V. Refined working-temperature calculation of gears, taking account of contact thermal conductivity. Russian Engineering Research. 2021;41(11):994-998. https://doi.org/10.3103/S1068798X21110101IvanovA.S., Murkin S.V. Refined working-temperature calculation of gears, taking account of contact thermal conductivity. Russian Engineering Research. 2021;41(11):994-998. https://doi.org/10.3103/S1068798X21110101Yakovlev S.N., Mazurin V.L. Contact temperature of a cuff and a rotating shaft // Russian Engineering Research. 2019;39 (4):279-282. https://doi.org/10.3103/S1068798X19040191Yakovlev S.N., Mazurin V.L. Contact temperature of a cuff and a rotating shaft // Russian Engineering Research. 2019;39 (4):279-282. https://doi.org/10.3103/S1068798X19040191Pestryakov 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;121:92-101. https://doi.org/10.1007/978-3-030-97057-4_9Pestryakov E.V., SayapinA.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;121:92-101. https://doi.org/10.1007/978-3-030-97057-4_9

The authors declare that there are no conflicts of interest present.