TECHNOLOGY FOR THERMOMETRIC NON-DESTRUCTIVE TESTING OF MECHANICAL POWER TRANSMISSION UNITS

Operability of mechanical power transmissions of energy converting, transport, and technological machines is determined by the technical condition of the main power units, which, most often, tend to limit the indicators of their reliability. Reliable diagnosis of such facilities is relevant for existing maintenance strategies on operating time and technical condition. Application of vibration diagnostics and analysis of geometric shapes and part surface location is diffi cult to implement using built-in onboard diagnostics systems. The paper determines and tests the method of non-destructive thermometric testing of bearing units as exemplifi ed by joints of drive shafts. The authors have developed an analytical mathematical model of heat generation of drive shaft bearing units taking into account structural, technological, and operational parameters. A calculated evaluation of the analytical model has shown that under a torque loading of 600 Nm, a rotary speed of 104.7 rad/s and fracture angle in joints of 9°, the predicted temperature of the elementary the heat-producing unit of the drive shaft joint equals 84.9°C. Using the methods of fi nite-element analysis, the authors similated temperature fi elds taking into account heat emission of units conjugated with the analysed one. The analysis of temperature fi elds has shown that the diagnostic temperature for a single drive shaft bearing assembly amounts to 17.7°C, for a universal joint with four heat sources – 17.5°C and for a universal joint with mating structural elements – 16.8°C. Based on the results of preliminary bench endurance tests of universal joints, the authors confi rmed the adequacy of analytical mathematical model and operability of proposed technology of thermal diagnostics. The study has established a relationship between an initial radial bearing clearance value in drive shaft bearing assemblies and diagnostic temperature – a temperature increment by 0.3309°C is caused by a radial clearance increase of 1 micrometer. Generalizing the obtained research results, the authors have developed an algorithm of diagnosing mechanical power transmission units by thermometric method of nondestructive testing as exemplifi ed by universal joints.

1. Шевцов С.М., Ереско С.П. Совершенствование системы измерения вибрации // Решетневские чтения. 2012. Т. 1. С. 286-287.

2. Шевцов С.М., Ереско А.С., Ереско С.П. Автоматизация процессов измерения вибрации // Механики XXI веку. 2008. № 7. С. 38-40.

3. Шевцов С.М., Ереско А.С. Измерительные преобразователи вибрационных процессов // Системы. Методы. Технологии. 2010. № 3 (7). С. 42-49.

4. Ереско А.С., Ереско С.П., Ереско Т.Т., Кукушкин Е.В., Орлов А.А. Разработка модуля измерения деформаций с помощью тензорезисторов с использованием АМшш) // Механики XXI веку. 2017. № 16. С. 82-85.

5. Леонов О.А., Бондарева Г.И., Шкаруба Н.Ж., Вергазова Ю.Г. Качество сельскохозяйственной техники и контроль при её производстве и ремонте // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 3. С. 30-32.

6. Ерохин М.Н., Леонов О.А. Взаимосвязь точности и надёжности соединений при ремонте сельскохозяйственной техники // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2006. № 2. С. 22-25.

7. Пастухов А.Г., Тимашов Е.П. Перспективные стенды для ресурсных испытаний карданных передач // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2011. № 2 (29). С. 66-69.

8. Pastukhov A.G., Timashov E.P., Parnikova T. Monitoring of reliability of agricultural machinery on the basis of methods of thermodiagnostics of drive lines // Traktori i pogonske masine. 2017. Т. 22. № 1-2. Р. 31-38.

9. Пастухов А.Г., Тимашов Е.П. Обеспечение реализации цифровых систем диагностирования элементов трансмиссии на основе тепловыделения // Технический сервис машин. 2019. № 4 (137). С. 68-75.

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

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

12. Тишкин Л.В., Ильин П.А. Экспериментальное исследование коэффициента теплоотдачи подшипникового узла дисковой бороны БДТ-7 // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2014. № 34. С. 176-179.

13. Ильин П.А. Диагностика технического состояния подшипников дисковых борон на основе инфракрасного излучения: автореф. дис. канд. техн. наук / П.А. Ильин. Санкт-Петербург - Пушкин, 2012. 18 с.

14. ГОСТ Р ИСО 18434-1-2013 «Контроль состояния и диагностика машин. Термография». М.: ФГУП «Стандартинформ», 2014, 22 с.