RU2766269C1 - Method for diagnostics of mechanical transmission elements - Google Patents

Method for diagnostics of mechanical transmission elements Download PDF

Info

Publication number
RU2766269C1
RU2766269C1 RU2021108466A RU2021108466A RU2766269C1 RU 2766269 C1 RU2766269 C1 RU 2766269C1 RU 2021108466 A RU2021108466 A RU 2021108466A RU 2021108466 A RU2021108466 A RU 2021108466A RU 2766269 C1 RU2766269 C1 RU 2766269C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
value
diagnostic
finite element
diagnostics
Prior art date
Application number
RU2021108466A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2766269C9 (en
Inventor
Евгений Петрович Тимашов
Александр Геннадьевич Пастухов
Оксана Валентиновна Тимашова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина"
Priority to RU2021108466A priority Critical patent/RU2766269C9/en
Publication of RU2766269C1 publication Critical patent/RU2766269C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2766269C9 publication Critical patent/RU2766269C9/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to methods of diagnostics of technical condition of elements of mechanical transmissions in operation. Substance of the method consists in control of value and rate of increase of diagnostic temperature of control points for diagnostics during tests. By creating a three-dimensional model of the transmission element, applying temperature loads to it in the friction zone and from adjacent fuel assemblies, partitioning the three-dimensional model into a finite element mesh is used to calculate the value of the diagnostic temperature in the zone to be diagnosed. Value of the coefficient of proportionality of the finite element model is then calculated by dividing the diagnostic temperature by the temperature in the friction zone. During operation, the diagnostic temperature is continuously or periodically monitored; this value is divided by the value of the coefficient of proportionality of the finite element model and the temperature value in the friction zone during operation is obtained and compared with the maximum allowable temperature.
EFFECT: improvement of reliability and reduction of labour intensity of technical diagnostics.
1 cl

Description

Изобретение относится к методам диагностики технического состояния элементов механических трансмиссий в эксплуатации.The invention relates to methods for diagnosing the technical condition of mechanical transmission elements in operation.

Известен способ определения температуры, как показателя технического состояния подшипникового узла, на основе системы для считывания состояния компонента ходовой части транспортного средства [1], которая включает в себя датчик, содержащий матрицу инфракрасных считывающих элементов направленных на зону элемента подшипниковых узлов. Недостатком данного способа является невозможность контроля нескольких параметров: температуры и скорости ее роста.There is a known method for determining temperature as an indicator of the technical condition of the bearing assembly, based on a system for reading the state of the component of the vehicle running gear [1], which includes a sensor containing a matrix of infrared reading elements aimed at the zone of the element of the bearing assemblies. The disadvantage of this method is the inability to control several parameters: temperature and its growth rate.

Известен способ, заключающийся в контроле температуры подшипниковых узлов с использованием термоиндикаторных наклеек, закрепленных не только на поверхностях подшипниковых узлов, но и на поверхностях агрегатов, смежных с диагностируемыми [2]. Недостатком данного способа является невозможность контроля предельно допустимой температуры непосредственно в зоне трения и невозможность контроля скорости увеличения температуры, что снижает достоверность диагностирования.A known method consists in monitoring the temperature of bearing assemblies using thermal indicator stickers fixed not only on the surfaces of bearing assemblies, but also on the surfaces of units adjacent to the ones being diagnosed [2]. The disadvantage of this method is the inability to control the maximum allowable temperature directly in the friction zone and the inability to control the rate of temperature increase, which reduces the reliability of diagnosis.

Известен способ контроля технического состояния механических редукторов на основании измерения температуры на поверхности в некоторых контрольных точках. При этом решение о техническом состоянии принимают с учетом результатов предварительных испытаний, а диагностическим параметром является предельно допустимая температура на поверхности редуктора [3].A known method of monitoring the technical condition of mechanical gearboxes on the basis of measuring the temperature on the surface at some control points. In this case, the decision on the technical condition is made taking into account the results of preliminary tests, and the diagnostic parameter is the maximum allowable temperature on the surface of the gearbox [3].

Недостаток способа заключается в невозможности контроля температуры непосредственно в зоне трения и, как следствие, в необходимости проведения ресурсных испытаний для определения предельно допустимых величин температуры и скорости увеличения температуры, что также снижает достоверность диагностирования и увеличивает ее трудоемкость.The disadvantage of this method is the impossibility of controlling the temperature directly in the friction zone and, as a result, the need to conduct life tests to determine the maximum allowable temperature values and the rate of temperature increase, which also reduces the reliability of diagnosis and increases its complexity.

Цель изобретения - повышение достоверности и снижение трудоемкости диагностирования элементов механических трансмиссий.The purpose of the invention is to increase the reliability and reduce the complexity of diagnosing elements of mechanical transmissions.

Сущность предлагаемого способа диагностики элементов механических трансмиссий заключается в определении температуры в зоне трения на основе диагностической температуры, измеренной в зоне, предназначенной для диагностирования и коэффициента пропорциональности конечно-элементной модели с последующим сравнением величины температуры в зоне трения с предельно допустимой температурой.The essence of the proposed method for diagnosing elements of mechanical transmissions is to determine the temperature in the friction zone based on the diagnostic temperature measured in the zone intended for diagnosing and the proportionality coefficient of the finite element model, followed by comparing the temperature in the friction zone with the maximum allowable temperature.

При этом с помощью специализированного программного обеспечения создают трехмерную модель элемента трансмиссии, тепловыделяющие поверхности, находящиеся в зоне трения, нагружают температурой, добавляют к трехмерной модели температурные нагрузки от смежных тепловыделяющих узлов, разбивают трехмерную модель на сетку конечных элементов. После этого проводят расчет и получают значение диагностической температуры в зоне, предназначенной для диагностирования, затем рассчитывают значение коэффициента пропорциональности конечно-элементной модели путем деления диагностической температуры на температуру в зоне трения.At the same time, with the help of specialized software, a three-dimensional model of the transmission element is created, heat-generating surfaces located in the friction zone are loaded with temperature, temperature loads from adjacent fuel nodes are added to the three-dimensional model, and the three-dimensional model is divided into a finite element grid. After that, the calculation is carried out and the value of the diagnostic temperature in the area intended for diagnosis is obtained, then the value of the proportionality coefficient of the finite element model is calculated by dividing the diagnostic temperature by the temperature in the friction zone.

В процессе эксплуатации производят непрерывный или периодический контроль диагностической температуры, делят эту величину на значение коэффициента пропорциональности конечно-элементной модели и получают величину температуры в зоне трения. Затем сравнивают значение температуры в зоне трения с предельно-допустимой температурой и делают заключение о техническом состоянии диагностируемого элемента.During operation, continuous or periodic monitoring of the diagnostic temperature is performed, this value is divided by the value of the proportionality coefficient of the finite element model and the temperature value in the friction zone is obtained. Then the temperature value in the friction zone is compared with the maximum allowable temperature and a conclusion is made about the technical condition of the element being diagnosed.

Технический эффект от применения заключается в повышении достоверности и снижении трудоемкости технического диагностирования, что позволит оперативно выявлять элементы механических трансмиссий, нуждающихся в ремонтно-обслуживающих воздействиях.The technical effect of the application is to increase the reliability and reduce the complexity of technical diagnostics, which will allow you to quickly identify the elements of mechanical transmissions in need of repair and maintenance interventions.

Источники информацииSources of information

1. RU 2393441 С2, G01J 5/00 (2006.01), 27.06.2010. Определение температуры подшипников колес поездов.1. RU 2393441 C2, G01J 5/00 (2006.01), 06/27/2010. Determination of the temperature of train wheel bearings.

2. RU 2716721 C1, F16D 3/16 (2006.01), F16C 11/06 (2006.01), G01M 13/04 (2006.01), 16.03.2020. Способ диагностирования подшипниковых узлов карданных шарниров.2. RU 2716721 C1, F16D 3/16 (2006.01), F16C 11/06 (2006.01), G01M 13/04 (2006.01), 16.03.2020. Method for diagnosing bearing assemblies of cardan joints.

3. RU 2043614 C1, G01M 13/02 (1995.01), 17.11.1993. Способ тепловой диагностики механических редукторов.3. RU 2043614 C1, G01M 13/02 (1995.01), 11/17/1993. The method of thermal diagnostics of mechanical gearboxes.

Claims (1)

Способ диагностики элементов механических трансмиссий, заключающийся в контроле величины и скорости увеличения диагностической температуры, определении контрольных точек для диагностики при испытаниях, отличающийся тем, что создают трехмерную модель элемента трансмиссии, прикладывают к ней температурные нагрузки в зоне трения и от смежных тепловыделяющих узлов, разбивают трехмерную модель на сетку конечных элементов, проводят расчет и получают значение диагностической температуры в зоне, предназначенной для диагностирования, затем рассчитывают значение коэффициента пропорциональности конечно-элементной модели путем деления диагностической температуры на температуру в зоне трения, в процессе эксплуатации производят непрерывный или периодический контроль диагностической температуры, делят эту величину на значение коэффициента пропорциональности конечно-элементной модели и получают величину температуры в зоне трения во время эксплуатации и сравнивают ее с предельно допустимой температурой.A method for diagnosing mechanical transmission elements, which consists in controlling the magnitude and rate of increase in diagnostic temperature, determining control points for diagnostics during testing, characterized in that a three-dimensional model of a transmission element is created, thermal loads are applied to it in the friction zone and from adjacent fuel assemblies, and a three-dimensional model is broken model on a finite element mesh, calculate and obtain the value of the diagnostic temperature in the area intended for diagnosis, then calculate the value of the proportionality coefficient of the finite element model by dividing the diagnostic temperature by the temperature in the friction zone, during operation, perform continuous or periodic monitoring of the diagnostic temperature, divide this value by the value of the proportionality factor of the finite element model and obtain the temperature value in the friction zone during operation and compare it with the maximum allowable temperature .
RU2021108466A 2021-03-29 2021-03-29 Method for diagnostics of mechanical transmission elements RU2766269C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108466A RU2766269C9 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Method for diagnostics of mechanical transmission elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108466A RU2766269C9 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Method for diagnostics of mechanical transmission elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2766269C1 true RU2766269C1 (en) 2022-02-10
RU2766269C9 RU2766269C9 (en) 2022-04-27

Family

ID=80214958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021108466A RU2766269C9 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Method for diagnostics of mechanical transmission elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2766269C9 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2043614C1 (en) * 1993-11-17 1995-09-10 Виктор Николаевич Булгаков Method of thermal diagnosis of mechanical reduction gears
RU2393441C2 (en) * 2004-12-06 2010-06-27 Дженерал Электрик Компани Determination of temperature of wheel bearings of trains
RU2574578C2 (en) * 2014-02-12 2016-02-10 Мурат Баязитович Бакиров System for continuous multiparameter monitoring of nuclear power plant equipment operational failure rate
RU2692438C1 (en) * 2018-11-22 2019-06-24 Открытое акционерное общество "Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" (ОАО ТКЗ "Красный котельщик") Method of evaluation of strength and determination of service life of drums and header of boiler
RU2716721C1 (en) * 2019-07-15 2020-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" Method of diagnosing cardan joints bearing assemblies

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2043614C1 (en) * 1993-11-17 1995-09-10 Виктор Николаевич Булгаков Method of thermal diagnosis of mechanical reduction gears
RU2393441C2 (en) * 2004-12-06 2010-06-27 Дженерал Электрик Компани Determination of temperature of wheel bearings of trains
RU2574578C2 (en) * 2014-02-12 2016-02-10 Мурат Баязитович Бакиров System for continuous multiparameter monitoring of nuclear power plant equipment operational failure rate
RU2692438C1 (en) * 2018-11-22 2019-06-24 Открытое акционерное общество "Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" (ОАО ТКЗ "Красный котельщик") Method of evaluation of strength and determination of service life of drums and header of boiler
RU2716721C1 (en) * 2019-07-15 2020-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" Method of diagnosing cardan joints bearing assemblies

Also Published As

Publication number Publication date
RU2766269C9 (en) 2022-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Touret et al. On the use of temperature for online condition monitoring of geared systems–A review
JP6397330B2 (en) Measure the remaining service life of rotating machinery such as drivetrains, gearboxes, and generators
RU2695898C2 (en) System and method for recording duty cycles for vehicle
KR101829645B1 (en) Device and method for monitoring railway vehicle and method for monitoring using the same
CN102016736B (en) Gearbox model formula diagnostic method, instrument
WO2019203774A2 (en) Self-learning malfunction monitoring and early warning system
Jaśkiewicz et al. Facility for performance testing of power transmission units
Janjić et al. Impact of diagnostics state model to the reliability of motor vehicles
RU2551447C1 (en) Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine
RU2766269C9 (en) Method for diagnostics of mechanical transmission elements
US20110179882A1 (en) Bearing Durability Test Apparatus and Method
Pürscher et al. Systematic experimental creep groan characterization using a suspension and brake test rig
RU2806410C1 (en) Method for diagnosing bearing units
Jaiswal et al. Fault diagnosis of gear by vibration analysis
RU2616329C1 (en) Method of estimating technical condition of equipment
Surányi et al. Experimental study of failing differential gears and introduction of a new condition indicator for ultra low speed applications
Tarawneh et al. A lumped capacitance model for the transient heating of railroad tapered roller bearings
RU2522275C2 (en) Method for determining technical state of power plants
RU2646207C1 (en) Method of diagnostic monitoring of rotary mechanisms
Otto et al. Real-time load spectrum analysis for lifetime prediction of e-mobility drivetrains
RU2782036C1 (en) Method for in-place monitoring of the pre-failure condition of connecting rod bearings of internal combustion engines
CN116990021B (en) Fatigue life assessment method and device for hub bearing
RU2043614C1 (en) Method of thermal diagnosis of mechanical reduction gears
RU2783467C1 (en) Method for diagnostics of defects of gears of gear wheels of gearbox of gas-turbine engine
Mygal et al. Methods for Diagnosing Vehicles by an Operator-Diagnostician

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 4-2022 FOR INID CODE(S) (72)

TH4A Reissue of patent specification