Способ диагностики подшипниковых узлов Российский патент 2023 года по МПК G01M13/04 G01K13/00 G01J5/48 

Изобретение относится к способам диагностики технического состояния подшипниковых узлов транспортных и технологических машин в эксплуатации.

Известен способ диагностики технического состояния подшипниковых узлов, заключающийся в контроле температуры при помощи термоиндикаторных наклеек, которые закрепляют не только на поверхностях донышек подшипниковых узлов, но и на поверхностях агрегатов, смежных с диагностируемыми подшипниковыми узлами [1].

Недостаток этого способа заключается в том, что способом не определены места размещения термоиндикаторных наклеек, обеспечивающие максимальную точность диагностирования.

Известен способ диагностики элементов механических трансмиссий, заключающийся в контроле величины и скорости увеличения диагностической температуры, определении контрольных точек для диагностики при испытаниях, создании трехмерной модели элемента трансмиссии, к которой прикладывают температурные нагрузки в зоне трения и от смежных тепловыделяющих узлов. После чего разбивают трехмерную модель на сетку конечных элементов, проводят расчет и получают значение диагностической температуры в зоне, предназначенной для диагностирования. После этого 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 [2].

Недостаток этого способа заключается в том, что определяют контрольные точки для диагностирования на основе теоретического расчета, который не учитывает множество факторов, например, скорость и направление ветра, влажность воздуха, влияющих на диагностическую температуру при эксплуатации. Неверный выбор контрольных точек - зон диагностирования может привести к снижению точности и достоверности диагностирования.

Наиболее близким техническим решением является применение устройства для диагностирования технического состояния подшипникового узла, в котором применены датчики температуры, расположенные по вектору действия результирующей нагрузки на подшипник качения, с тем расчетом, чтобы определение температуры осуществлялось с тел качения и сепаратора в нагруженной зоне подшипника качения [3].

Недостаток заключается в определении зоны расположения датчиков температуры на основе расчета вектора результирующей нагрузки на основе теоретического расчета, который не учитывает множество факторов, например, скорость и направление ветра, влажность воздуха, наличие смежных тепловыделяющих источников, влияющих на диагностическую температуру при эксплуатации. Неверный выбор зоны диагностирования может привести к снижению точности и достоверности диагностирования.

Цель изобретения - повышение достоверности и точности диагностирования подшипниковых узлов транспортных и технологических машин в эксплуатации.

Сущность предлагаемого способа диагностики подшипниковых узлов транспортных и технологических машин заключается в выборе зоны для диагностирования при анализе термограммы поверхности работающего подшипникового узла на основе трех условий: 1) максимальная близость к нагруженной зоне подшипника качения; 2) максимальная температура в зоне диагностирования; 3) максимальное удаление от других источников тепловыделения.

Для реализации способа поверхность работающего подшипникового узла фотографируют в инфракрасном диапазоне посредством тепловизора. Полученную термограмму анализируют и выбирают зону диагностирования по трем условиям: 1) максимальная близость к нагруженной зоне подшипника качения; 2) максимальная температура в зоне диагностирования; 3) максимальное удаление от других источников тепловыделения. Затем 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 выбранной зоне диагностирования, затем рассчитывают значение коэффициента пропорциональности конечно-элементной модели путем деления диагностической температуры на температуру в зоне трения. В процессе эксплуатации проводят непрерывное или периодическое измерение диагностической температуры в выбранной зоне диагностирования, 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 подшипникового узла.

Технический эффект от применения способа заключается в повышении достоверности и точности диагностирования подшипниковых узлов транспортных и технологических машин в эксплуатации, что позволит безошибочно выявлять подшипниковые узлы, нуждающиеся в ремонтно-обслуживающих воздействиях.

Источники информации

1. 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 2766269 С9, G01M 13/02 (2006.01), 10.02.2022. Способ диагностики элементов механических трансмиссий.

3. RU 198998 U1, G01M 13/04 (2006.01). Устройство для диагностирования технического состояния подшипникового узла.

Изобретение относится к способам диагностики технического состояния подшипниковых узлов транспортных и технологических машин в эксплуатации. Сущность способа диагностики подшипниковых узлов транспортных и технологических машин заключается в выборе зоны для диагностирования при анализе термограммы поверхности работающего подшипникового узла на основе трех условий: 1) максимальная близость к нагруженной зоне подшипника качения; 2) максимальная температура в зоне диагностирования; 3) максимальное удаление от других источников тепловыделения. При фотографировании поверхности работающего подшипникового узла в инфракрасном диапазоне посредством тепловизора получают термограмму, анализируют и выбирают зону диагностирования по трем упомянутым условиям. Технический результат - повышение достоверности и точности диагностирования подшипниковых узлов транспортных и технологических машин в эксплуатации, что позволит безошибочно выявлять подшипниковые узлы, нуждающиеся в ремонтно-обслуживающих воздействиях.

Способ диагностики подшипниковых узлов транспортных и технологических машин, заключающийся в измерении величины и скорости увеличения диагностической температуры, выборе зоны диагностирования, создании трехмерной модели подшипникового узла, приложении к ней температурных нагрузок в зоне трения и от смежных тепловыделяющих узлов, разбиении трехмерной модели на сетку конечных элементов, расчете значения диагностической температуры в зоне диагностирования, расчете коэффициента пропорциональности конечно-элементной модели путем деления диагностической температуры на температуру в зоне трения, проведении в процессе эксплуатации непрерывного или периодического контроля диагностической температуры, делении этой величины на значение коэффициента пропорциональности конечно-элементной модели и получении величины температуры в зоне трения во время эксплуатации, сравнении ее с предельно допустимой температурой, отличающийся тем, что для выбора зоны диагностирования поверхность работающего подшипникового узла фотографируют в инфракрасном диапазоне посредством тепловизора, полученную термограмму анализируют по трем условиям: 1) максимальная близость к нагруженной зоне подшипника качения; 2) максимальная температура в зоне диагностирования; 3) максимальное удаление от других источников тепловыделения.