Вдосконалення теплового методу оцінки технічного стану підшипників кочення за критерієм швидкості нагріву

Автор(и)

  • Nataliia Peretiaka Одеська державна академія технічного регулювання та якості вул. Кузнечна, 15, м. Одеса, Україна, 65020, Україна https://orcid.org/0000-0003-3370-2140
  • Konstantin Boryak Одеська державна академія технічного регулювання та якості вул. Кузнечна, 15, м. Одеса, Україна, 65020, Україна https://orcid.org/0000-0003-4226-0102
  • Oleksandr Vatrenko Одеська національна академія харчових технологій вул. Канатна, 112, м. Одеса, Україна, 65039, Україна https://orcid.org/0000-0002-5545-2480

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.212540

Ключові слова:

пасивний метод, тепловий контроль, підшипник кочення, технічний стан, швидкість нагріву

Анотація

Запропоновано вдосконалений метод пасивного теплового контролю для оперативної оцінки технічного стану підшипників кочення, заснований на досліджені швидкості нагріву підшипника. Емпіричним шляхом визначені значення швидкості нагріву кулькових, роликових і конічних підшипників кочення, а також сепараторів кулькових. Показано, що отримані дискретні граничні значення швидкості нагріву в режимі регулярного нагріву механічних редукторів при стендових випробуваннях придатні для застосування в якості діагностичного критерію для підшипників кочення. За критерієм швидкості нагріву для механічних редукторів можливо виконати оперативну оцінку технічного стану підшипників кочення різних типів під час функціонування різного за призначенням обладнання. Встановлено, що для підшипників кочення, які знаходяться в працездатному технічному стані, значення швидкості нагріву в режимі регулярного нагріву не перевищує 1 °С/хв. Отримане значення відповідає діагностичному критерію швидкості нагріву механічних редукторів в працездатному технічному стані ϑн≤1,1 °С/хв. Використання діагностичного параметра швидкості нагріву в режимі регулярного нагріву дає змогу вирішення проблеми довготривалості контролю технічного стану підшипника кочення тепловим методом. Завдяки скороченню у 4 рази часу на процедуру контроля за вдосконаленим методом теплового неруйнівного контролю відбудеться зниження експлуатаційних витрат за рахунок можливості здійснення поточного контролю підшипників кочення на початку функціонування обладнання. Також підтверджено, що швидкість нагріву підшипників кочення в режимі регулярного нагріву безпосередньо залежить від їх технічного стану і не залежить від переданого навантаження та режиму роботи підшипникових вузлів технологічного обладнання. Запропонований метод може бути застосований в системі технічного обслуговування за фактичним станом обладнання для оперативного контролю підшипників кочення

Біографії авторів

Nataliia Peretiaka, Одеська державна академія технічного регулювання та якості вул. Кузнечна, 15, м. Одеса, Україна, 65020

Кандидат технічних наук

Кафедра метрології та метрологічного забезпечення

Konstantin Boryak, Одеська державна академія технічного регулювання та якості вул. Кузнечна, 15, м. Одеса, Україна, 65020

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра метрології та метрологічного забезпечення

Oleksandr Vatrenko, Одеська національна академія харчових технологій вул. Канатна, 112, м. Одеса, Україна, 65039

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра процесів, обладнання та енергетичного менеджменту

Посилання

  1. Artem'ev, B. V., Efimov, A. G., Klyuev, S. V., Matveev, V. I., Pushkina, I. Yu., Turobov, B. V. et. al. (2012). Osnovnye tendentsii razvitiya i sostoyanie NK i TD v mire. Territoriya NDT, 3, 24–33. Available at: http://tndt.idspektr.ru/images/stories/archive/03_2012/03_2012.pdf
  2. Trimm, M. (2003). An overview of nondestructive evaluation methods. Practical Failure Analysis, 3 (3), 17–31. doi: https://doi.org/10.1007/bf02715528
  3. Kondic, V., Bojanic, B., Kondic, Z. (2015). The choice of the optimum alternative of the process results quality control. Technical Journal, 9 (2), 153–158. Available at: https://hrcak.srce.hr/140755
  4. Saufi, S. R., Ahmad, Z. A. B., Leong, M. S., Lim, M. H. (2019). Challenges and Opportunities of Deep Learning Models for Machinery Fault Detection and Diagnosis: A Review. IEEE Access, 7, 122644–122662. doi: https://doi.org/10.1109/access.2019.2938227
  5. Lee, G.-Y., Kim, M., Quan, Y.-J., Kim, M.-S., Kim, T. J. Y., Yoon, H.-S. et. al. (2018). Machine health management in smart factory: A review. Journal of Mechanical Science and Technology, 32 (3), 987–1009. doi: https://doi.org/10.1007/s12206-018-0201-1
  6. Chen, X., Wang, S., Qiao, B., Chen, Q. (2017). Basic research on machinery fault diagnostics: Past, present, and future trends. Frontiers of Mechanical Engineering, 13 (2), 264–291. doi: https://doi.org/10.1007/s11465-018-0472-3
  7. Hoppenstedt, B., Pryss, R., Stelzer, B., Meyer-Brötz, F., Kammerer, K., Treß, A., Reichert, M. (2018). Techniques and Emerging Trends for State of the Art Equipment Maintenance Systems – A Bibliometric Analysis. Applied Sciences, 8 (6), 916. doi: https://doi.org/10.3390/app8060916
  8. Vavilov, V. P., Torgunakov, V. G., Shiryaev, V. V., Ivanov, A. I., Nesteruk, D. A. (2003). Teplovoy nerazrushayushchiy kontrol' v tomskom NII introskopii. Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta, 306 (1), 110–118. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/teplovoy-nerazrushayuschiy-kontrol-v-tomskom-nii-introskopii
  9. Moussa, W. (2017). A Passive Thermography Approach to Bearing Condition Monitoring. Juniper Online Journal Material Science, 1 (4). doi: https://doi.org/10.19080/jojms.2017.01.555567
  10. Bagavathiappan, S., Lahiri, B. B., Saravanan, T., Philip, J., Jayakumar, T. (2013). Infrared thermography for condition monitoring – A review. Infrared Physics & Technology, 60, 35–55. doi: https://doi.org/10.1016/j.infrared.2013.03.006
  11. Singh, R., Pandey, R., Chaudhary, R., Ranganath, M. S., Saxena, H. (2014). Analysis of Ball Bearings under Dynamic Loading Using Non Destructive Technique of Thermography. International Journal of Advance Research and Innovation, 2 (4), 781–783. Available at: https://www.academia.edu/11316453/Analysis_of_Ball_Bearings_under_Dynamic_Loading_Using_Non-_Destructive_Technique_of_Thermography
  12. Takabi, J., Khonsari, M. M. (2013). Experimental testing and thermal analysis of ball bearings. Tribology International, 60, 93–103. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2012.10.009
  13. Mitrovic, R. M., Miskovic, Z. Z., Djukic, M. B., Bakic, G. M. (2016). Statistical correlation between vibration characteristics, surface temperatures and service life of rolling bearings – artificially contaminated by open pit coal mine debris particles. Procedia Structural Integrity, 2, 2338–2346. doi: https://doi.org/10.1016/j.prostr.2016.06.293
  14. Ranjit, S., Kim, W. T. (2014). Quantitative evaluation for early defect detection of contaminated ball bearing by temperature mapping in infrared thermography. International Journal of Applied Engineering Research, 9 (21), 9401–9409. Available at: https://www.researchgate.net/publication/276207758_Quantitative_Evaluation_for_Early_Defect_Detection_of_Contaminated_Ball_Bearing_by_Temperature_Mapping_in_Infrared_Thermography
  15. Li, X., Lv, Y., Yan, K., Liu, J., Hong, J. (2017). Study on the influence of thermal characteristics of rolling bearings and spindle resulted in condition of improper assembly. Applied Thermal Engineering, 114, 221–233. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.11.194
  16. Varenberg, M., Kligerman, Y., Halperin, G., Nakad, S., Kasem, H. (2018). Assessing workability of greased bearings after long-term storage. Friction, 7 (5), 489–496. doi: https://doi.org/10.1007/s40544-018-0255-1
  17. Liao, N.-T., Lin, J. F. (2006). Rolling-Sliding Analysis in Ball Bearing Considering Thermal Effect. Tribology Transactions, 49 (1), 1–16. doi: https://doi.org/10.1080/05698190500414300
  18. Peretyaka, N. A. (2017). Analysis of experimental test the reducers from the middle part of the axle passenger coaches. Zbirnyk naukovykh prats Viyskovoho instytutu Kyivskoho natsionalnoho universytetu imeni Tarasa Shevchenka, 55, 81–92. Available at: https://mil.univ.kiev.ua/files/228_103780425.pdf
  19. Borodin, A. I., Ivanova, E. A. (2008). Non-stationary heat exchange of solids of any form. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta, 2, 147–153. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/nestatsionarnyy-teploobmen-tel-proizvolnoy-formy/viewer
  20. Sazhin, V. B., Sazhin, B. S. (2017). The use of regular thermal regime for thermophysical analysis of the materials to be dried. Mizhnarodnyi naukovyi zhurnal "Internauka", 2 (1), 154–159. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/mnj_2017_2(1)__41
  21. Boriak, K. F., Peretyaka, N. A. (2015). Temperature control at tests of reducers of a reducer-pitch drive of current generators located under the body of a passenger car. Collection of scientific works of the Odesa State Academy of Technical Regulation and Quality, 1 (6), 53–58. doi: https://doi.org/10.32684/2412-5288-2015-1-6-53-58
  22. Peretiaka, N. О. (2017). Improvement Trials on Stand Trials of Reducers of Passenger Carriages. Visnyk Vinnytskoho politekhnichnoho instytutu, 2, 83–90. Available at: https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2036/2026
  23. Boryak, K., Peretyaka, N. (2017). Analysis of experimental testing of generator drive gearbox at the Kakhovka depot of Odessa railway. The scientific heritage, 10 (10), 40–44. Available at: http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2017/04/VOL-3-No-10-10-2017.pdf
  24. Boriak, K. F., Peretiaka, N. O. (2018). Pat. No. 129692 UA. Sposib teplovoi diahnostyky mekhanichnykh reduktoriv. No. u201804497; declareted: 24.04.2018; published: 12.11.2018, Bul. No. 21. Available at: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=252615
  25. Peretiaka, N. (2019). Analysis of Thermal Control Data Spindle Supports Desktop Screw-Cutting Lathe. Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, 2, 91–98. doi: https://doi.org/10.31649/1997-9266-2019-143-2-91-98

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Peretiaka, N., Boryak, K., & Vatrenko, O. (2020). Вдосконалення теплового методу оцінки технічного стану підшипників кочення за критерієм швидкості нагріву. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1 (107), 118–126. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.212540

Номер

Том 5 № 1 (107) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Nataliia Peretiaka, Konstantin Boryak, Oleksandr Vatrenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.