CN111829802A - 一种多滚筒动平衡振动耦合试验台及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多滚筒动平衡振动耦合试验台及试验方法，试验台包括：台架；试验主体装置，包括若干横轴流滚筒、若干平衡盘装置、若干纵轴流滚筒、若干空心轴磁粉制动器、刚性联轴器、若干机座式磁粉制动器和动力转向装置，每个横轴流滚筒的主轴上均安装有平衡盘装置和空心轴磁粉制动器，其中一个纵轴流滚筒的主轴通过动力转向装置与一个横轴流滚筒连接，其余纵轴流滚筒的主轴上均安装有机座式磁粉制动器；测量系统，包括若干传感器组，传感器组包括转速测量传感器和振动加速度测量传感器；及动力及控制系统，本发明可以对不同情况下的滚筒进行多种试验，模拟不平衡情况、负载情况、传递关系改变情况下，滚筒系统的振动状态。

Description

一种多滚筒动平衡振动耦合试验台及试验方法

技术领域

本发明涉及脱粒滚筒振动试验领域，尤其涉及一种多滚筒动平衡振动耦合试验台及试验方法。

背景技术

现有的大型联合收获机，多为链式转子系统，无法适应大喂入量联合收获机多滚筒的空间异面结构振动的三维传递特征，脱粒滚筒是联合收获机进行脱粒分离的主要工作部件，对于高速旋转的机械来说，振动是设备故障的最主要原因，其中转子不平衡是旋转机械的常见故障之一，受到负载和传动部件的影响，转子运转时会产生新的不平衡，而且在多个滚筒通过传动连接之后，整个系统又会产生新的振动状态，整机拆卸复杂，难以进行滚筒振动试验。因此，现有技术缺乏专用试验台。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种多滚筒动平衡振动耦合试验台，可以对不同情况下的滚筒进行多种试验，模拟不平衡情况、负载情况、传递关系改变情况下，滚筒系统的振动状态。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种多滚筒动平衡振动耦合试验台，包括：

台架；

试验主体装置，安装于所述台架上，所述试验主体装置包括若干横轴流滚筒、若干平衡盘装置、若干纵轴流滚筒、若干空心轴磁粉制动器、刚性联轴器、若干机座式磁粉制动器和动力转向装置，若干所述横轴流滚筒以及若干所述纵轴流滚筒均通过轴承座支承，每个所述横轴流滚筒的主轴上均安装有所述平衡盘装置和空心轴磁粉制动器，各个所述横轴流滚筒之间通过动力传动装置传递动力，其中一个所述纵轴流滚筒的主轴通过所述动力转向装置与一个横轴流滚筒连接，其余所述纵轴流滚筒的主轴上均安装有所述机座式磁粉制动器，各个所述纵轴流滚筒之间通过动力传动装置传递动力；

测量系统，包括若干传感器组，所述传感器组包括转速测量传感器和振动加速度测量传感器，每个所述横轴流滚筒和每个所述纵轴流滚筒上均设有一个传感器组；及

动力及控制系统，包括第一驱动源、第二驱动源、转速调节器和张力控制器，所述第一驱动源用于驱动其中一个横轴流滚筒，所述第二驱动源用于驱动其中一个纵轴流滚筒，所述转速调节器用于调节所述第一驱动源和所述第二驱动源的转速，所述张力控制器用于控制所述空心轴磁粉制动器和所述机座式磁粉制动器的负载大小。

进一步地，所述平衡盘装置位于所述横轴流滚筒主轴的外伸端，用轴套进行轴向固定，所述平衡盘装置包括连接盘和平衡盘，所述连接盘安装于所述横轴流滚筒的主轴上，所述平衡盘安装于所述连接盘上，所述平衡盘上设有若干第一平衡孔。

进一步地，若干所述第一平衡孔以所述平衡盘的轴线为中心沿周向均匀分布。

进一步地，所述动力转向装置为锥齿轮换向箱。

进一步地，所述横轴流滚筒的幅盘上以及所述纵轴流滚筒的幅盘上均设有若干第二平衡孔。

进一步地，所述动力传动装置为带传动或者链传动，所述横轴流滚筒的两端均设有带轮或者链轮。

一种多滚筒动平衡振动耦合试验台的试验方法，包括多滚筒动平衡振动试验，所述多滚筒动平衡振动试验包括：

1)通过所述第一驱动源驱动一个所述横轴流滚筒转动，并通过动力传递装置选择其余所述横轴流滚筒转动的个数，在所述第一驱动源驱动的所述横轴流滚筒上施加不平衡量，模拟带动相邻所述横轴流滚筒后，所述横轴流滚筒之间动平衡振动情况的相互影响；

2)依次在一个、两个…所有所述横轴流滚筒上施加不平衡量和负载，模拟所述横轴流滚筒振动状态对所述纵轴流滚筒动平衡振动情况的影响；

3)通过动力转向装置进行动力传输，同时在多个横轴流滚筒以及多个所述纵轴流滚筒上施加不平衡量与负载，模拟空间三维传递下的多滚筒耦合振动试验；

4)若干所述横轴流滚筒采用双边传动，模拟不同传动路径对多滚筒系统的振动影响。

进一步地，还包括单滚筒动平衡振动试验，所述单滚筒动平衡振动试验包括：

1)在所述横轴流滚筒的幅盘上和/或所述纵轴流滚筒的幅盘上加装不平衡量，模拟滚筒不平衡量振动试验；

2)在所述平衡盘装置上加装不平衡量，模拟不平衡量在外伸轴端的振动试验；

3)调节所述空心轴磁粉制动器和/或所述机座式磁粉制动器的负载大小，模拟负载对动平衡振动的影响；

4)更换所述动力传动装置，模拟带传动和链传动对动平衡振动的影响。

本发明的有益效果：

本发明的试验台集成负载扭振、不平衡弯曲振动以及传动造成的弯扭耦合振动等功能，弥补了传统的动平衡试验台的不足，为深入研究多转子在装配下的不平衡振动响应提供了方便。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种多滚筒动平衡振动耦合试验台的结构示意图。

附图标记：

1.横轴流滚筒；2.平衡盘装置；3.空心轴磁粉制动器；4.第一驱动源；5.第二驱动源；6.锥齿轮换向箱；7.第一纵轴流滚筒；8.第二纵轴流滚筒；9.机座式磁粉制动器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的一种多滚筒动平衡振动耦合试验台。

请参阅图1，根据本发明实施例的一种多滚筒动平衡振动耦合试验台包括台架、试验主体装置和测量系统。

具体的，试验主体装置安装于台架上，试验主体装置包括若干横轴流滚筒1、若干平衡盘装置2、若干纵轴流滚筒、若干空心轴磁粉制动器3、刚性联轴器、若干机座式磁粉制动器9和动力转向装置。

本实施中纵轴流滚筒的数量为两个，分别为第一纵轴流滚筒7和第二纵轴流滚筒8，横轴流滚筒1的数量为三个，横轴流滚筒1以及纵轴流滚筒均通过轴承座支承，横轴流滚筒1与纵轴流滚筒呈T字分布，模拟大型联合收获机的滚筒分布形式。

每个横轴流滚筒1的主轴上均安装有平衡盘装置2和空心轴磁粉制动器3，平衡盘装置2包括连接盘和平衡盘，连接盘通过平键安装于横轴流滚筒1的主轴上左右两边有轴套以进行轴向固定，平衡盘安装于连接盘上，空心轴磁粉制动器3通过螺栓固定在台架侧板。

各个横轴流滚筒1之间通过动力传动装置传递动力，动力传动装置为带传动或者链传动，横轴流滚筒1的两端均设有带轮或者链轮，可以实现双边传动。

第一纵轴流滚筒7的主轴与动力转向装置通过刚性联轴器10连接，本实施例中的动力转向装置为锥齿轮换向箱6，第二纵轴流滚筒8的主轴通过联轴器与机座式磁粉制动器9刚性连接，两个纵轴流滚筒通过链轮或者带轮进行传动。

平衡盘上设有若干第一平衡孔，若干第一平衡孔以平衡盘的轴线为中心沿周向均匀分布，横轴流滚筒1的幅盘上以及纵轴流滚筒的幅盘上均设有若干第二平衡孔，若干第二平衡孔以对应滚筒的轴线为中心沿周向均匀分布，可在第一平衡孔和第二平衡孔上用螺栓固定不同质量的砝码以进行不同质量、不同位置处不平衡量模拟的振动试验。

测量系统包括若干传感器组、NI-9234动态数据采集卡和上位机软件，传感器组包括转速测量传感器和振动加速度测量传感器，每个横轴流滚筒1和每个纵轴流滚筒上均设有一个传感器组。

本实施例中的转速测量传感器为光电转速传感器，振动加速度测量传感器为EPE型振动加速度传感器，光电转速传感器通过贴在滚筒表面的幅盘上的反光条进行转速检测，IEPE型振动加速度传感器吸附在滚筒的轴承座上采集滚筒的振动数据，通过NI-9234动态数据采集卡进行A/D转换，信号放大整合，滤波处理由Labview编写的软件进行上位机显示。

动力及控制系统包括第一驱动源4、第二驱动源5、转速调节器和张力控制器，第一驱动源用于驱动其中一个横轴流滚筒1，第二驱动源用于驱动其中一个纵轴流滚筒，第一驱动源4和第二驱动源5均为电机，可通过第一驱动源4驱动其中一个横轴流滚筒1，各个横轴流滚筒1之间通过动力传动装置传递动力，并通过动力转向装置将动力传至纵轴流滚筒，也可通过第二驱动源驱动第一纵轴流滚筒7，通过动力转向装置将动力传至横轴流滚筒1，或者通过第一驱动源4和第二驱动源5进行联合驱动。转速调节器用于调节第一驱动源和第二驱动源的转速，张力控制器用于控制空心轴磁粉制动器3和机座式磁粉制动器9的负载大小。

根据本发明实施的一种多滚筒动平衡振动耦合试验台的试验方法，包括单滚筒动平衡振动试验和多滚筒动平衡振动试验，单滚筒动平衡振动试验包括：

1)在横轴流滚筒1的幅盘上和/或纵轴流滚筒的幅盘上加装不平衡量，模拟滚筒不平衡量振动试验；

2)在平衡盘装置2上加装不平衡量，模拟不平衡量在外伸轴端的振动试验；

3)调节空心轴磁粉制动器3和/或机座式磁粉制动器9的负载大小，模拟负载对动平衡振动的影响；

4)更换动力传动装置，模拟带传动和链传动对动平衡振动的影响。

多滚筒动平衡振动试验包括：

1)通过第一驱动源驱动一个横轴流滚筒1转动，并通过动力传递装置选择其余横轴流滚筒1转动的个数，在第一驱动源驱动的横轴流滚筒1上施加不平衡量，模拟带动相邻横轴流滚筒1后，横轴流滚筒1之间动平衡振动情况的相互影响；

2)依次在一个、两个…以及所有横轴流滚筒1上施加不平衡量和负载，模拟横轴流滚筒1振动状态对纵轴流滚筒动平衡振动情况的影响；

3)通过动力转向装置进行动力传输，同时在多个横轴流滚筒1以及多个纵轴流滚筒上施加不平衡量与负载，模拟空间三维传递下的多滚筒耦合振动试验；

4)若干横轴流滚筒1采用双边传动，模拟不同传动路径对多滚筒系统的振动影响。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种多滚筒动平衡振动耦合试验台，其特征在于，包括：

台架；

试验主体装置，安装于所述台架上，所述试验主体装置包括若干横轴流滚筒(1)、若干平衡盘装置(2)、若干纵轴流滚筒、若干空心轴磁粉制动器(3)、刚性联轴器、若干机座式磁粉制动器(9)和动力转向装置，若干所述横轴流滚筒(1)以及若干所述纵轴流滚筒均通过轴承座支承，每个所述横轴流滚筒(1)的主轴上均安装有所述平衡盘装置(2)和空心轴磁粉制动器(3)，各个所述横轴流滚筒(1)之间通过动力传动装置传递动力，其中一个所述纵轴流滚筒的主轴通过所述动力转向装置与一个横轴流滚筒(1)连接，其余所述纵轴流滚筒的主轴上均安装有所述机座式磁粉制动器(9)，各个所述纵轴流滚筒之间通过动力传动装置传递动力；

测量系统，包括若干传感器组，所述传感器组包括转速测量传感器和振动加速度测量传感器，每个所述横轴流滚筒(1)和每个所述纵轴流滚筒上均设有一个传感器组；及

动力及控制系统，包括第一驱动源(4)、第二驱动源(5)、转速调节器和张力控制器，所述第一驱动源用于驱动其中一个横轴流滚筒(1)，所述第二驱动源用于驱动其中一个纵轴流滚筒，所述转速调节器用于调节所述第一驱动源和所述第二驱动源的转速，所述张力控制器用于控制所述空心轴磁粉制动器(3)和所述机座式磁粉制动器(9)的负载大小。

2.根据权利要求1所述的多滚筒动平衡振动耦合试验台，其特征在于，所述平衡盘装置(2)位于所述横轴流滚筒(1)主轴的外伸端，用轴套进行轴向固定，所述平衡盘装置(2)包括连接盘和平衡盘，所述连接盘安装于所述横轴流滚筒(1)的主轴上，所述平衡盘安装于所述连接盘上，所述平衡盘上设有若干第一平衡孔。

3.根据权利要求2所述的多滚筒动平衡振动耦合试验台，其特征在于，若干所述第一平衡孔以所述平衡盘的轴线为中心沿周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的多滚筒动平衡振动耦合试验台，其特征在于，所述动力转向装置为锥齿轮换向箱(6)。

5.根据权利要求1所述的多滚筒动平衡振动耦合试验台，其特征在于，所述横轴流滚筒(1)的幅盘上以及所述纵轴流滚筒的幅盘上均设有若干第二平衡孔。

6.根据权利要求1所述的多滚筒动平衡振动耦合试验台，其特征在于，所述动力传动装置为带传动或者链传动，所述横轴流滚筒(1)的两端均设有带轮或者链轮。

7.如权利要求1-6任意一项所述的多滚筒动平衡振动耦合试验台的试验方法，其特征在于，包括多滚筒动平衡振动试验，所述多滚筒动平衡振动试验包括：

1)通过所述第一驱动源驱动一个所述横轴流滚筒(1)转动，并通过动力传递装置选择其余所述横轴流滚筒(1)转动的个数，在所述第一驱动源驱动的所述横轴流滚筒(1)上施加不平衡量，模拟带动相邻所述横轴流滚筒(1)后，所述横轴流滚筒(1)之间动平衡振动情况的相互影响；

2)依次在一个、两个…所有所述横轴流滚筒(1)上施加不平衡量和负载，模拟所述横轴流滚筒(1)振动状态对所述纵轴流滚筒动平衡振动情况的影响；

3)通过动力转向装置进行动力传输，同时在多个横轴流滚筒(1)以及多个所述纵轴流滚筒上施加不平衡量与负载，模拟空间三维传递下的多滚筒耦合振动试验；

4)若干所述横轴流滚筒(1)采用双边传动，模拟不同传动路径对多滚筒系统的振动影响。

8.如权利要7所述的多滚筒动平衡振动耦合试验台的试验方法，其特征在于，还包括单滚筒动平衡振动试验，所述单滚筒动平衡振动试验包括：

1)在所述横轴流滚筒(1)的幅盘上和/或所述纵轴流滚筒的幅盘上加装不平衡量，模拟滚筒不平衡量振动试验；

2)在所述平衡盘装置(2)上加装不平衡量，模拟不平衡量在外伸轴端的振动试验；

3)调节所述空心轴磁粉制动器(3)和/或所述机座式磁粉制动器(9)的负载大小，模拟负载对动平衡振动的影响；

4)更换所述动力传动装置，模拟带传动和链传动对动平衡振动的影响。

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