ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ, ПРИСПОСОБЛЕННЫХ К ТЕРМОНАГРУЖЕННОСТИ

Современные транспортные и технологические машины эксплуатируются в условиях сезонности сельскохозяйственных работ и существенных энергетических нагрузок. Карданные шарниры неравных угловых скоростей, являясь частью механических трансмиссий, работают в тяжелых условиях и являются объектами, лимитирующими надежность техники. Установлено, что температурный режим подшипниковых узлов карданных шарниров оказывает влияние на интенсивность изнашивания их рабочих поверхностей. При повышении температуры в зоне трения, вследствие механической работы и нагрева от окружающей среды и смежных источников тепловыделения, возникают условия граничного трения и превышения температуры до уровня самоотпуска материала. В результате исследований разработана конструкция карданного шарнира (RU199508), обеспечивающая интенсификацию процесса охлаждения его подшипниковых узлов непосредственно в зоне максимального тепловыделения во время работы карданного шарнира. Численное моделирование по методике расчета радиаторов, произведенное для карданного шарнира с крестовиной К 040 ГОСТ 13758-89 на игольчатых подшипниках № 804704 К5, показало величину площади наружной поверхности, достаточной для его охлаждения. При сочетании максимальных значений угла излома карданного шарнира, крутящего момента, угловой скорости и КПД 0,99 его подшипниковые узлы эффективно охлаждаются. Установлено, что при КПД подшипниковых узлов менее 0,952 их наружной поверхности уже недостаточно для обеспечения эффективного охлаждения и поддержания условий теплового баланса в зоне трения. Применение радиатора позволяет увеличить площадь теплоотдачи на 19%. Ребра радиатора, закрепленные на боковых поверхностях проушин вилок, толщиной 2 мм и расстоянием между ними 4 мм и общей площадью 166,1 см2 , обеспечат работоспособность подшипниковых узлов даже в случае уменьшения их КПД до 0,943 в результате механического изнашивания.

1. Ерохин 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/10.26897/2687-1149-2021-2-45-50

2. Ерохин М.Н., Пастухов А.Г. Анализ математических моделей долговечности карданных передач транспортных и технологических машин // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2014. № 1 (1). С. 11-26.

3. Орехов А.А., Спицын И.А. К вопросу терморегулирования трансмиссионного масла // Сборник статей II Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии и технические средства для производства продукции растениеводства и животноводства». Пенза, 2015. С. 68-71.

4. Тимашов Е.П. Моделирование температурного режима подшипникового узла карданного шарнира // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2019. № 2 (22). С. 87-100.

5. Ильин П.А. Моделирование технического состояния подшипников дисковых борон по тепловому излучению // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2016. № 42. С. 340-346.

6. Асинхронный карданный шарнир: авторское свидетельство СССР SU1249217 A1 / П.А. Удовидчик, Ю.В. Скорынин, Н.Т. Минченя, М.И. Астановский, 1985.

7. Скрипников Ю.Ф. Радиаторы для полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1973. 48 с.

8. Калькулятор температуры в зоне трения подшипниковых узлов кардантых шарниров: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021612821 Российская Федерация / Е.П. Тимашов, А.Г. Пастухов; заявл. 12.02.2021; опубл. 25.02.2021. Бюл. № 3.

9. Карданный шарнир: патент на полезную модель № 199508 Российская Федерация, МПК F16D3/26 (2006.01) / Е.П. Тимашов, А.Г. Пастухов, О.В. Тимашова; заявл. 25.02.2020; опубл. 04.09.2020. Бюл. № 25