[發(fā)明專利]聯(lián)合收獲機(jī)回程板與振動(dòng)篩慣性力平衡裝置及平衡方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710252007.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107182452A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐立章;魏純才;李耀明;梁振偉;唐忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): A01F12/44
• 分類號(hào): A01F12/44
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.聯(lián)合收獲機(jī)回程板與振動(dòng)篩慣性力平衡裝置，包括回程板(1)和振動(dòng)篩(2)，其特征在于，所述回程板(1)包括回程板面(102)，所述回程板面(102)的一端安裝有回程板滾輪(101)，另外一端安裝有回程板偏心搖動(dòng)軸(103)，所述回程板偏心搖動(dòng)軸(103)的兩端安裝有回程板配重組件(104)；所述振動(dòng)篩(2)包括篩體(202)，所述篩體(202)的一端安裝有振動(dòng)篩滾輪(201)，另外一端安裝有振動(dòng)篩偏心搖動(dòng)軸(203)，所述振動(dòng)篩(2)與所述回程板(1)通過(guò)鏈條(3)連接，所述振動(dòng)篩(2)與所述回程板(1)上的鏈條(3)的包繞方向相反。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合收獲機(jī)回程板與振動(dòng)篩慣性力平衡裝置，其特征在于，所述回程板配重組件(104)包括回程板鏈輪(104-1)和回程板配重片(104-2)，所述回程板鏈輪(104-1)位于所述回程板偏心搖動(dòng)軸(103)的兩端，所述回程板鏈輪(104-1)和所述回程板配重片(104-2)上都開(kāi)有第一安裝孔(104-3)，所述回程板配重片(104-2)通過(guò)螺栓固定連接在所述回程板鏈輪(104-1)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)合收獲機(jī)回程板與振動(dòng)篩慣性力平衡裝置，其特征在于，所述振動(dòng)篩配重組件(204)包括振動(dòng)篩鏈輪(204-1)和振動(dòng)篩配重片(204-2)，所述振動(dòng)篩鏈輪(204-1)位于所述振動(dòng)篩偏心搖動(dòng)軸(203)的兩端，所述振動(dòng)篩鏈輪(204-1)和所述振動(dòng)篩配重片(204-2)上都開(kāi)有第二安裝孔(204-3)，所述振動(dòng)篩配重片(204-2)通過(guò)螺栓固定連接在所述振動(dòng)篩鏈輪(204-1)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)合收獲機(jī)回程板與振動(dòng)篩慣性力平衡裝置，其特征在于，所述回程板配重片(104-2)材質(zhì)為鑄鐵。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聯(lián)合收獲機(jī)回程板與振動(dòng)篩慣性力平衡裝置，其特征在于，所述振動(dòng)篩配重片(204-2)的材質(zhì)為鑄鐵。

6.利用權(quán)利要求1所述的聯(lián)合收獲機(jī)回程板與振動(dòng)篩慣性力平衡裝置實(shí)現(xiàn)慣性力平衡的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將回程板(1)和振動(dòng)篩(2)均簡(jiǎn)化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，其中回程板滾輪(101)簡(jiǎn)化為滑塊、回程板面(102)簡(jiǎn)化為連桿、回程板偏心搖動(dòng)軸(103)簡(jiǎn)化為曲柄、回程板配重組件(104)簡(jiǎn)化為配重塊；振動(dòng)篩滾輪(201)簡(jiǎn)化為滑塊、篩體(202)簡(jiǎn)化為連桿、振動(dòng)篩偏心搖動(dòng)軸(203)簡(jiǎn)化為曲柄、振動(dòng)篩配重組件(204)簡(jiǎn)化為配重塊；

按經(jīng)典的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)慣性力動(dòng)力學(xué)分析：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)慣性力有：B處集中質(zhì)量m_B處轉(zhuǎn)動(dòng)慣性力F_B和C處集中質(zhì)量m_c處移動(dòng)慣性力F_C

FB=mBrθ·2]]>

FC=mcrθ·2cosθ]]>

式中r為曲柄長(zhǎng)度，為曲柄旋轉(zhuǎn)角速度，θ為曲柄的轉(zhuǎn)角；

對(duì)于上述慣性力通過(guò)對(duì)回程板曲柄反向適當(dāng)距離加一定配重進(jìn)行慣性力的部分平衡；回轉(zhuǎn)慣性力F_B可通過(guò)距離回轉(zhuǎn)點(diǎn)r'的D處加質(zhì)量m_D1進(jìn)行平衡：

mD1r′θ2·=mBrθ2·]]>

即：m_D1＝r/r'm_B

同樣的對(duì)于m_C在水平方向產(chǎn)生的移動(dòng)慣性力，再增加一個(gè)平衡質(zhì)量m_D2進(jìn)行慣性力平衡；由以上可知，對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)慣性力平衡的總配重m_D由兩部分組成m_D1和m_D2；即：

m_D＝m_D1+km_D2＝r/r′(m_B+km_C)

注：將配重m_D2質(zhì)量前加一定系數(shù)k，使之既能平衡滑塊的水平方向慣性力，又不至于使豎直方向慣性力過(guò)大，一般k取1/3-1/2；

S2：步驟S1中將曲柄滑塊的各部分質(zhì)量集中代換在B，C處然后用加平衡質(zhì)量塊進(jìn)行慣性力平衡；同樣的，在進(jìn)行總體平衡考慮時(shí)，將回程板和振動(dòng)篩質(zhì)量各自集中代換與B，C和B′，C′處，則各自集中質(zhì)量塊m_C和m_C′在C處與C′產(chǎn)生的慣性力：

FC=mCaC=mCrθ·2cosθ1FC′=mC′aC′=mC′rθ·2cosθ2]]>

其中：cosθ₁＝cos(-ωt+α)

cosθ₂＝cos(ωt+β)

α與β為回程板曲柄初始角和振動(dòng)篩初始角；ω為曲柄旋轉(zhuǎn)角速度；以振動(dòng)篩旋轉(zhuǎn)角速度為正，F(xiàn)_C為回程板的水平慣性力，F(xiàn)_C′為振動(dòng)篩水平慣性力；

由上面公式知：當(dāng)驅(qū)動(dòng)旋向相反，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)有慣性力因運(yùn)動(dòng)而抵消的情況，以下討論慣性力在的抵消程度，進(jìn)而為選取更合適的平衡質(zhì)量做理論分析；將回程板與振動(dòng)篩水平慣性力相加，則任意時(shí)刻水平方向的總慣性力為F_CC′：

FCC′=rθ·2(mCcosθ1+mC′cosθ2)]]>

將一個(gè)周期的平均慣性力大小與不考慮抵消時(shí)一個(gè)周期的平均慣性力大小進(jìn)行比較；

η1=1T∫T2TFCC′dt1T(∫T2TFCdt+∫T2TFC′dt)]]>

其中：T為振動(dòng)篩或回程板的旋轉(zhuǎn)周期，η₁比例系數(shù)；

在對(duì)旋轉(zhuǎn)部分的慣性力也可用相似的方法進(jìn)行慣性力抵消；對(duì)于回程板m_B和振動(dòng)篩m_B′產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)慣性力分別將慣性力按X方向和Y方向分解：

水平方向：

FX1=mBrθ·2cosθ1FX2=mB′rθ·2cosθ2]]>

豎直方向：

FY1=mBrθ·2sinθ1FY2=mB′rθ·2sinθ2]]>

任意時(shí)刻水平方向的合力與豎直方向的合力：

FX=FX1+FX2FY=FY1+FY2]]>

則任意時(shí)刻的合力：

則在任意一周期內(nèi)經(jīng)總體平衡后的慣性力均值與不考慮抵消的慣性力均值進(jìn)行比較η₂；

η2=1T∫T2TFdt1T(∫T2TmBrθ·2dt+∫T2TmB′rθ·2dt)]]>

S3：整體慣性力平衡，可使整體慣性力減小，相應(yīng)的主要部分配重也減小；在回程板與振動(dòng)篩組合中，振動(dòng)篩質(zhì)量較大，回程板起到抵消與平衡振動(dòng)篩的作用；減小的具體質(zhì)量和比例系數(shù)η₁和η₂有關(guān)，故振動(dòng)篩最佳配重質(zhì)量m_D′；

則相應(yīng)的振動(dòng)篩水平平衡質(zhì)量：

則相應(yīng)的振動(dòng)篩旋轉(zhuǎn)平衡質(zhì)量：

所以振動(dòng)篩的最佳配重質(zhì)量為：