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履带式全喂入联合收割机切割器新型驱动装置设计

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-06-08 11:57:36 来源: 作者:用户49429    浏览次数:4    
摘要

全喂入联合收割机都使用单动刀往复式切割器,其不足之处:1是惯性力使驱动机构上产生非线性的冲突振动,零件磨损加剧甚至引起故障;二是由于定动片固定,平均切割速度不高,若增加切割速度,必需提高曲柄转速,而转速增加使惯性力进一步增大,因此也限制了提高机器作业效率、平均切割速度和降低惯性力的这1矛盾。 双动刀切割器工作原理是上下动刀做速度相同、行程相等、方向相反的往复运动。因此,在行程相等时其切割速度是单动...

全喂入联合收割机都使用单动刀往复式切割器,其不足之处:1是惯性力使驱动机构上产生非线性的冲突振动,零件磨损加剧甚至引起故障;二是由于定动片固定,平均切割速度不高,若增加切割速度,必需提高曲柄转速,而转速增加使惯性力进一步增大,因此也限制了提高机器作业效率、平均切割速度和降低惯性力的这1矛盾。

双动刀切割器工作原理是上下动刀做速度相同、行程相等、方向相反的往复运动。因此,在行程相等时其切割速度是单动刀的2倍,切割速度高,且作用于驱动机构上的往复运动惯性力相互抵消,因此振动小。一些曰韩等国开发的半喂入联合收割机上都应用了双动刀往复式切割器,机器振动小,作业速度快。

双动刀往复式切割器的驱动机构,应使上下动刀做等行程的相向往复运动。早期的驱动机构是安装于同一曲柄轮上、呈180*配置的两组连杆机构,结构复杂。目前已应用双动刀切割器的半喂入联合收割机上,其驱动机构位于割幅以内,二是上下动刀驱动机构位于收割台同侧,由一组曲柄连杆机构驱动两组并列配置的等长摇臂。由于要实现定的动刀行程,摇臂长度较大,致使整个驱动机构宽度大于350mm.全喂入联合收割机的切割器驱动机构位于收割台割幅以外左侧,由于机器下田作业时需要自行开道,要求驱动机构及其防护罩外伸收割台的宽度不能大于一个水稻栽培行距(235mm)。因此,上述半喂入联合收割机的两种驱动机构均不能用于全喂入稻麦联合收割机,应开发新型的驱动装置。

1新型驱动机构设计方案与工作原理驱动机构设计要求采用常用的曲柄连杆机构作为驱动元件,并利用原来驱动单动刀切割器的摇杆机构(上摇杆机构)驱动上动刀。

设计组摇杆机构驱动下动刀(下摇杆机构)下摇杆机构由上摇杆机构驱动(联动)。为缩小空间,上下摇杆机构呈双层配置。

由驱动机构带动的上、下动刀做反向往复运动,行程均为S=50mm.上下动刀驱动销中心的*近水平距离为,*远水平距离为,外伸割20mm.上、下动刀往复运动的平均速度分别达到结构紧凑,安装维修方便,工作可靠。

设计方案与工作原理双动刀往复切割器驱动机构,如所示,曲柄连杆机构(1)通过球铰B驱动上摇杆机构(3)(三摇杆ABCD),并联动下摇杆机构(2)(D*F,双摇杆),为一双层联动摇杆机构,与£为二组摇杆机构分别与机架铰接的支点。

利用杠杆支点两端运动方向相反的力学原理,在通过上摇杆机构支点的直线方向的两个特定点,设计两个驱动销C和D,C销驱动上动刀,D销驱动下摇杆册,两个驱动销运动方向相反。

然后在以£为支点的下摇杆机构上,根据上下动刀杆中心线重合的运动轨迹和行程大小,设计下动刀驱动销F,使下动刀做与上动刀方向相反行夹角为《,的两个极限位置形成的夹角为夕(中未标)。

联动杆分别以4、*为中心转动的两个极限位置,形成一个四边形,对角线£平分两个运动夹角《和夕,对角线长度为1,由极限位置形成的为ZD,存在A=D4B.根据正弦定理有程相等的往复运动。

6杆和杆的运动极限位置的夹ZP可根据余弦定理由4C两个极限位置所形成的三角形中求得,Za可根据ZP求得。因D角已知,l可根据M和W求得,故2R已知,则上下动刀驱动点C和F的运动分析bookmark4 2联动杆AD,凡D计算如所示,双动刀切割器的驱动系统为一个空间机构,而上下摇杆机构为上下联动的平行平面机构,如俯视图所示。

2.1结构或工作参数要求确定的已知条件支点4和£投影的位置参数和上摇杆机构45长度。

切割器上、下动刀刀杆中心线位置,切割行程及其起始位置和两动刀销*近距离2,*远距离45.因行程决定的上摇杆机构4C杆长度和下摇杆机构*F杆的长度。

说明如前所述,上摇杆机构的4D杆的D点驱动下摇杆机构的£D杆,在实际运行中,由于4D杆与£乃杆回转中心不同,驱动点D在对角线上存在*大相对滑动量△,故以无滑动的极限位置计算4D和£乃杆长度。

上摇杆机构4D杆与下摇杆机构£乃杆计算杆机构£D =rf,*F=e,4D的两个极限位置形成的因整个驱动机构的动力来自OMB曲柄连杆机构,且曲柄OM的长度小于连杆M5长度的1/2O,故可视5点的运动为近似简谐运动。若偏距e忽略不计,则仞t其中,x,v,a分别为5点的位移、速度和加速度。

3.1上动刀驱动点C的位移、速度和加速度从可知,摇杆机构45CD(刚体),6杆的运动源于45杆,故有位移Xc=一x速度Vc=加速度ac下动刀驱动点F的位移、速度和加速度下动刀驱动力来自上摇杆机构e杆,由于e杆与6杆成1直线,D点的初,7d和“D分别是C点的处,和C的三倍。由于下摇杆机构D点与上摇杆机构的D点速度相同,而下动刀驱动点F的运动由下摇杆机构(刚体)的D点控制,F点的;Fp和ap分别是的±倍。故有位移速度加速度杆的长度。

由于以上各杆件长度都已求出,将数据代入可证明办,和ap分别与处,心和ac数值相等,且方向相反,从而使上下动刀实现行程相等方向相反的往复运动。

4结论由组曲柄连杆机构驱动的双层联动摇杆机构与收割台两侧分别设置上下动刀驱动机构相比,简化了结构、降低了成本;与收割台单侧并列设置驱动摇杆机构相比,缩小了机构宽度,不影响机器下田作业时自行开道,设计新颖。

经机构综合分析计算表明,上动刀驱动销C点的位移叱,速度和加速度ac,经上摇杆机构C杆传递缩小,并经下摇杆机构杆放大后,下动力驱动销的位移、速度和加速度和ap的分别与上动刀驱动销的xc、和ac大小相等,方向相反,从而保证上下驱动销的运动态势由于上下动刀质量相等,故由加速度产生作用于驱动机构上的往复运动惯性力大小相等,方向相反,可相互平衡。

根据行程和结构要求确定的上、下动刀驱动销C和P的*近和*远两个极限位置的距离是行程的偶数倍(2S和),使上、下动刀片的中心线在两个极限位置重合,满足切割器的工作要求。

 
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