Прогнозування технічного стану гідравлічних трансмісій сільськогосподарських машин за показниками кінематичної в’язкості і тиску оливи
Анотація
Підтримка технічного стану гідростатичної передачі сільськогосподарських машин не забезпечується наявною ремонтно-обслуговуючою системою України у повній мірі, що обумовлює пошук доступних методів для завчасного виявлення несправностей гідроприводів. Мета роботи полягала у синтезі методу прогнозування технічного стану гідравлічної трансмісії сучасних сільськогосподарських машин за контролем динаміки зміни значень емпіричної залежності тиску від кінематичної в’язкості оливи в умовах недостатнього матеріально-технічного оснащення виробничої бази. Для досягнення поставленої мети були застосовані загально-прийняті методи: аналіз-синтез, індукція, спостереження, експеримент, графічний метод. У результаті проведеного дослідження підтвердилася висунута автором гіпотеза за якою зміна кінематичної в’язкості робочої рідини відносно початкового значення визначається поточним станом гідравлічної трансмісії, контроль якої здійснюється за виміром тиску. На основі виявлених недоліків і проблем діючої системи технічного обслуговування і ремонту було запропоновано методику, яка передбачає контроль експлуатаційних показників сільськогосподарських машин і кінематичної в’язкості проб робочої рідини, взятих з їх гідравлічних трансмісій. Значення кінематичної в’язкості для побудови прогнозуючої моделі були отримані за капілярним методом і розраховувалися за формулою Вальтера, а залежність в’язкості від факторів впливу визначалась методом білінійної інтерполяції. Регресійну модель тиску від кінематичної в’язкості було одержано за методом найменших квадратів, в якості апроксимуючої функції використано експоненту. За результатами перевірки моделей за критерієм Фішера було підтверджено їх адекватність, причому відхилення теоретичних значень контрольованих параметрів, розрахованих за найбільш точною моделлю, від емпіричних склали 0,34 % для тиску і 1,3 % для кінематичної в’язкості. Практична цінність роботи полягає в тому, що результати роботи дозволяють зменшити непродуктивні витрати часу, пов›язані з простоєм техніки, внаслідок аварійних відмов агрегатів гідравлічних трансмісій і сприяють адаптації планово-попереджувальної системи технічного обслуговування сільськогосподарських машин до потреб українського агропромислового комплексу
Ключові слова
зернозбиральний комбайн; гідростатична передача; надійність; діагностування; властивості робочої рідини
[1] Andrenko, P., Lebediev, A., Dmytriienko, O., & Svynarenko, M. (2018). Reliability, technical diagnostics and operation of hydraulic and pneumatic drives. Kharkiv: Publishing center NTU “KhPI”.
[2] ASTM International. (2020). ASTM D341 - 20e1: Standard practice for viscosity - temperature equations and charts for liquid petroleum or hydrocarbon products. Retrieved from https://www.astm.org/d0341-20e01.html.
[3] Batsamut, V. (2020). Approach to determination of sizes of the forecasting horizon for trend models. Collection of scientific works of the National Academy of the National Guard of Ukraine, 2(36), 5-10.
[4] Belanger, N. (2017). External fake constraints interpolation: The end of Runge phenomenon with high degree polynomials relying on equispaced nodes Application to aerial robotics motion planning. Retrieved from https://cdn.ima.org.uk/wp/wp-content/uploads/2017/03/Belanger-paper.pdf.
[5] Biluš, I., Lešnik, L., Lovrec, D., & Kevorkijan, L. (2021). Influence of differently viscous hydraulic fluid on the flow behaviour inside a hydraulic tank. International Conference Fluid Power, 2021, 105-117. doi: 10.18690/978-961286-513-9.9.
[6] Boichenko, S., Pushak, A., Topilnytskyi, P., Lyubinin, J., & Lejda, K. (2019). Oils. Motor, turbine, hydraulic and transmission: Properties and quality. Kyiv: “Tsentr uchbovoi literatury”. doi: 10.18372/38010.
[7] Chapra, S., & Canale, R. (2015). Numerical Methods for Engineers (7th ed.). Retrieved from https://archive.org/ details/numerical-methods-for-engineers-7th-edit.
[8] Combine harvester instruction book. (2020). Retrieved from https://t.ly/p6Fq.
[9] DSTU 2193-93. (1994). Volumetric hydraulic drives. Hydraulic pumps and motors. General technical requirements. Retrieved from https://t.ly/hgYL.
[10] European pharmacopoeia 10. (2019). Retrieved from https://www.edqm.eu/en/european-pharmacopoeia.
[11] Guo, R., Zhao, Z., Huo, S., Jin, Z., Zhao, J., & Gao, D. (2020). Research on state recognition and failure prediction of axial piston pump based on performance degradation data. Processes, 8(5), article number 609. doi: 10.3390/ pr8050609.
[12] Guo, R., Zhou, J., Zhang, C., Zhao, J., & Zhang, Y. (2017). Reliability evaluation of axial piston pump based on degradation failure. International Conference on Sensing, Diagnostics, Prognostics, and Control (SDPC), 204-209. doi: 10.1109/SDPC.2017.46.
[13] Information and basic field settings for TUCANO 500 (2018). Retrieved from https://t.ly/ohp24.
[14] Konovaliuk, O., Kiiashko, V., & Kolisnyk, M. (2013). Technical service in the agro-industrial complex. Kyiv: “Agrarna osvita”.
[15] Koralewski, J. (2012). Influence of hydraulic oil viscosity on the volumetric losses in a variable capacity piston pump. Polish Maritime Research, 18(3), 55-65. doi: 10.2478/v10012-011-0018-7.
[16] Lapach, S. (2020). Theory of experiment planning: Performing calculation and graphic work. Kyiv: National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”.
[17] Li, Z., Jiang, W., Zhang, S., Xue, D., & Zhang, S. (2021). Research on prediction method of hydraulic pump remaining useful life based on KPCA and JITL. Applied Sciences, 11(20), article number 9389. doi: 10.3390/ app11209389.
[18] Liu, J. (2018). An integrated approach for reliability prediction of hydraulic system based on grey system theory and GO methodology. International Journal of Engineering Intelligent Systems, Engineering Intelligent Systems, 26(2-3), 49-56.
[19] Majdan, R., Abrahám, R., Uhrinová, D., & Nosian, J. (2019). Contamination of transmission and hydraulic oils in agricultural tractors and proposal of by-pass filtration system. Agronomy Research, 17(S1), 1107-1122. doi: 10.15159/AR.19.048.
[20] Molodyk, M., Моrgun, A., Chumak, V., Shapoval, L., Kotenko, S., & Molodyk, L. (2009). Forming of perspective repair-attendant the bases of agro-industrial complex. Design, Production and Operation of Agricultural Machines, 39, 34-39.
[21] Obod, I., Zavolodko, H., & Svyd, I. (2019). Mathematical modeling of systems. Kharkiv: Printing House “MADRID”.
[22] Osadcha, L. (2020). Linear algebra and analytic geometry. Rivne: The National University of Water and Environmental Engineering.
[23] Petrov, V. (2020). Formation of the combine harvesters’ market in Ukraine. Ekonomika APK, 4, 43-53. doi: 10.32317/2221-1055.202004043.
[24] Series 90 axial piston pumps. Technical information. (2016). Retrieved from https://t.ly/MBq_.
[25] Voitov, A. (2018). Increase in efficiency of diagnosing hydrostatic drives of agricultural machines by dynamic characteristics under load. Kharkiv: Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture.
[26] Zakharchuk, O. (2019). Technical maintenance of agricultural enterprises in Ukraine. Ekonomika APK, 2, 48-56. doi: 10.32317/2221-1055.201902048.
[27] Zamiruddin, N.E.H., Sani, A.S.A., & Rosli, N. (2021). Oil viscosity effects on lubricant oil film behaviour under minimum quantity lubrication. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1092, article number 012029. doi: 10.1088/1757-899X/1092/1/012029.