SU1496681A1

SU1496681A1 - Cutting apparatus knife actuator

Info

Publication number: SU1496681A1
Application number: SU874316372A
Authority: SU
Inventors: Размик Патваканович Джавахян; Аркадий Викторович Авдеев; Виктор Константинович Воробьев; Феодор Феодорович Кудинов; Владимир Фомич Артюхин; Завен Араратович Акопджанян; Сергей Васильевич Кавторин; Карен Володяевич Гаспарян
Original assignee: Ереванский политехнический институт им.К.Маркса; Научно-Производственное Объединение По Сельскохозяйственному Машиностроению "Висхом"; Бердянское Производственное Объединение По Жаткам, Г.Бердянск
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1989-07-30

Abstract

Изобретение относитс к сельскохоз йственному машиностроению ,в частности, к режущим аппаратам уборочных сельскохоз йственных машин. Цель изобретени - повышение быстроходности и долговечности привода путем уравновешивани динамических сил и моментов. Режущий аппарат содержит двойной универсальный шарнир с соосно установленными ведущим 1 и ведомым 2 валами, св занными между собой промежуточным валом 3 с вилками 4, расположенными в одной плоскости. Водило 5 жестко св зано с ведомым валом 2 и кольцевым уравновешивающим сектором 6 и шарнирно установлено в корпусе 7 посредством опорных подшипников 8. Планетарный кривошип 9 с пальцем 10 шарнирно св зан с корпусом головки ножа посредством подшипников 12 и снабжен противовесом 13, жестко установленным на кривошипе. Кривошипный вал установлен в подшипниках водила ведомого вала и несет жестко установленную на нем малую шестерню 16, обкатывающуюс внутри зубчатого венца большой шестерни 17. Сектор 6 и корпус 7 выполнены соответственно с кольцевыми выступами и канавками, образующими лабиринт. Ход H ножа, радиус R кривошипа и радиусы начальных окружностей шестерни 16 и большой шестерни 17 св заны равенствами: H = 4R = 4R₁₆ = 2R₁₇. При работе данного привода равномерное вращение вала 1 передаетс валу 2 и водилу 5. Шестерн 16, ведома водилом и взаимодействующа с шестерней 17, передает кривошипному валу 14 равномерное вращение относительно вращающегос водила 5. При этом уравновешивающие элементы механизма обеспечивают разгрузку элементов привода от динамических реакций, уменьшают виброактивность и энергоемкость привода. 3 ил.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to agricultural machinery, in particular, to agricultural machines for cutting machines. The purpose of the invention is to increase the speed and durability of the drive by balancing the dynamic forces and moments. The cutting device comprises a double universal joint with coaxially mounted drive 1 and driven 2 shafts, interconnected by an intermediate shaft 3 with forks 4 located in one plane. The carrier 5 is rigidly connected with the driven shaft 2 and the annular balancing sector 6 and pivotally mounted in the housing 7 by means of support bearings 8. The planetary crank 9 with the finger 10 is articulated to the knife head housing by means of bearings 12 and fitted with a counterweight 13 fixed on the crank . The crank shaft is installed in the bearings of the driven shaft and carries a small gear 16 fixed on it that runs around inside the toothed rim of the large gear 17. Sector 6 and body 7 are made respectively with annular projections and grooves forming a labyrinth. The stroke H of the knife, the radius R of the crank and the radii of the initial circles of gear 16 and the large gear 17 are related by the equations: H = 4R = 4R ₁₆ = 2R ₁₇ . When this drive is in operation, uniform rotation of shaft 1 is transmitted to shaft 2 and carrier 5. Gear 16, driven by carrier and interacting with gear 17, transmits uniform rotation of relatively rotating carrier 5 to crank shaft 14. At the same time, the balancing elements of the mechanism provide unloading of drive components from dynamic reactions, reduce vibroactivity and power consumption of the drive. 3 il.

Description

77

/l /////// / l ///////

//////А //////,//////BUT //////,

1212

Фи,г.1Phi g.1

О5O5

0000

У////////7////77/ЛU ////// // 7 // // 77 / L

домым валом 2 и кольцевым уравновешивающим сектором 6 и шарнирно установлено в корпусе 7 посредством опорных подш1тпиков 8. Планетарный кривошип 9 Q пальцем 10. шарнирно св зан с корпусом головки ножа посредством подшипников 12 и снабжен противовесом 13, жестко установленным на кривошипе Крнвошипньй вал установлен в подшипниках водила ведомого вала и несет жестко установленную на нём малую шестершо 16, обкатываюв;уюс внутри зубчатого венца большой шестерни 17, Сектор 6 и корпус 7 выполнены соответственно с кольцевыми выступами и канавками, образуюш,имиhome shaft 2 and annular balancing sector 6 and pivotally mounted in housing 7 by means of supporting pins 8. Planetary crank 9 Q with finger 10. pivotally connected to knife head housing by bearings 12 and provided with counterweight 13 fixed on the crank The crankshaft shaft is mounted in bearings drove the driven shaft and carries a small six-pin 16 rigidly mounted on it, running around; the uyus inside the ring gear of the large gear 17, Sector 6 and the housing 7 are made respectively with annular projections and grooves, form them

Изобретение относитс к сельскохоз йственному машиностроению, в частности к режущим аппаратам уборочных сельскохоз йственных машинFIELD OF THE INVENTION The invention relates to agricultural machinery engineering, in particular to agricultural machinery harvesting machines.

Целью изобретени вл етс повышение быстроходности и долговечности привода ножа путем уравновешивани динамических сил и моментов,The aim of the invention is to increase the speed and durability of the knife drive by balancing the dynamic forces and moments

На фиго 1 представлена.кинематическа схема привода ножа; на фиг, 2 - планетарный механизм с планетарным кривошипом; на фиг 3 - вид А на фиг, 2 с инерционными силами Figo 1 is represented by a kinematic knife drive circuit; in FIG. 2 a planetary mechanism with a planetary crank; Fig 3 - view A in fig 2 with inertial forces

Привод ножа режущего аппарата содержит двойной универсальньй шарнир с соосно установленными ведущим 1 и ведомым 2 валами, св заннымиThe blade drive of the cutting unit contains a double universal joint with coaxially mounted drive 1 and driven 2 shafts connected

между собой посредством.промежуточного вала 3 с вилками 4, располо- женньми в одной плоскости, водило 5, жестко св занное с ведомым валом и кольцевым уравновешивающим сектором 6 и поворотно установленное в корпусе .7 посредством опорных подшипников 8, и планетарный кривошип 9 с пальцем 10, шарнирно св занным с корпусом 11 головки ножа посредством подшипника 12, и противовес 13, жест ко установленный на кривошипе,between each other by means of an intermediate shaft 3 with forks 4 located in the same plane, the carrier 5, rigidly connected with the driven shaft and annular balancing sector 6 and pivotally mounted in the housing .7 by means of support bearings 8, and the planetary crank 9 with a finger 10, pivotally connected to the knife head housing 11 by means of a bearing 12, and a counterweight 13, mounted on a crank,

Крнвош1-тный вал 14 установлен в подшипниках 15 водила параллельно ведомому валу 2 и несет жестко установленную на нем малую шестерню 16, обкатьшающуюс внутри зубчатого венца большой шестерни 17, жестко установленной в корпусе 7 соосно подшипникам Во Кольцевой сектор 6 и корThe crank shaft 14 is mounted in bearings 15 drove parallel to the driven shaft 2 and carries a small gear 16 rigidly mounted on it, which is stuck inside the toothed rim of the large gear 17 rigidly mounted in the housing 7 coaxially with bearings In the Ring sector 6 and core

лабиринт. Ход h ножа, радиус R кривошипа и радиусы начальных окружностей шестерни 16 и большой шестерни 17 св заны равенствами; h 4R 4R , - 2R, При работе данного привода равномерное вращение вала 1 переда- етс валу 2 и водилу 5, Шестерн 16, ведома , водилом и вщаимодействующа с шестерней 17, передает кривошипному валу 14 равномерное вращение относительно вращающегос водила 5 При этом уравновешивайщие элементы механизма обеспечивают разгрузку элементов привода от динамических реакций , уменьшают виброактивность и энергоемкость привода, 3 ил.the maze. The stroke h of the knife, the radius R of the crank and the radii of the initial circles of the gear 16 and the large gear 17 are related by equalities; h 4R 4R, - 2R. When this drive is in operation, the uniform rotation of shaft 1 is transmitted to shaft 2 and the carrier 5, Gear 16, driven by the carrier and moving with gear 17, conveys to the crank shaft 14 a uniform rotation relative to the rotating carrier 5. At the same time, the balancing elements the mechanism provides unloading of the drive elements from dynamic reactions, reduces the vibroactivity and power consumption of the drive, 3 Il.

пус 7 вьшолнены соответственно с кольдевыми, выступами и канавками, образующими лабиринт, предотвращающий загр знение.Pus 7 is made accordingly with colds, protrusions and grooves forming a labyrinth preventing pollution.

Ход h ножа, радиус R кривошипа и радиусы начальных окружностей ма-. лой 16 и большой 17 шестерен св заны равенствамиThe stroke h of the knife, the radius R of the crank and the radii of the initial circles ma-. Loi 16 and large 17 gears are related by equations

h 4R 4R., 2R,..,,h 4R 4R., 2R, .. ,,

Режущий аппарат работает следующим образом,The cutting apparatus works as follows

II

Равномерное вращение ведущего вала 1 с частотой двойных ходов ножа посредством двойного универсального шарнира передаетс ведомому валу 2 н водилу 5 Шестерн 16, ведома водилом и взаимодействзгюща с шестерней 17, передает кривошипному валу 14 равномерное вращение в подшипниках 15 относительно вращающегос водилаThe uniform rotation of the drive shaft 1 with the frequency of double knife strokes is transmitted by the double universal joint to the driven shaft 2 n carrier 5 Gear 16, driven by the carrier and interacting with gear 17, transmits the crank shaft 14 uniform rotation in bearings 15 relative to the rotating carrier

При этом в силу прин тых соотно- шент (R ,, 2R 2R) углова скорость кривошипа 9 равна и противопо- Гложно направлена угловой скорости водила 5, а центр пальца 10 кривош1ша совместно с корпусом 11 головки ножа движетс возвратно-поступательно и обеспечивает ход h 4R последнего .At the same time, due to the accepted ratio (R ,, 2R 2R), the angular speed of the crank 9 is equal and the angular velocity of the carrier 5 is opposite to the difficult direction, and the center of the finger 10 of the crankshaft moves reciprocatingly and provides the stroke h 4R last.

Массы подвижных относительно корпуса частей привода ножа и расположение их центров т жести устанавливаютс по условию полного уравновешивани динамических сил и моментовThe masses of the knife drive parts moving relative to the body and the location of their centers of gravity are set according to the condition of complete balancing of the dynamic forces and moments.

1 one

элементов режущего аппарата согласно зависимост мelements of the cutting apparatus according to dependencies

т„К/а;t „K / a;

КчCZK

+ )R/b, +) R / b,

(1) (2)(12)

где m - масса ножа;where m is the mass of the knife;

R - рассто ние между ос ми кривошипного вала 14 и его пальца 10 (радиус кривошипа ) ;R is the distance between the axes of the crank shaft 14 and its pin 10 (crank radius);

т и а - суммарна ма-сса всех эле- ментов, жестко св занных, с планетарным кривошипом 9 и его валом 14, и смещение их общего центра т жести от оси кривошипного вала 1А|t and a are the total mass of all the elements rigidly connected with the planetary crank 9 and its shaft 14, and the displacement of their common center of gravity from the axis of the crank shaft 1A |

mg и Ъ - суммарна масса водила 5 и жестко св занных с ним уравновешивающего кольцевого сектора 6, внутренних колец опорных подшипников 8 и наружных колец подшипников 15 водила и смещение их общего центра т жести от оси ведомого вала 2о Из четырех параметров ш, Год, а и b уравновешивани конструктивно выбираютс смещени а и b центров т жести, а массы определ ютс поmg and b are the total mass of the carrier 5 and the balance ring sector 6 rigidly connected with it, the inner rings of the bearings 8 and the outer rings of the bearings 15 of the carrier and the displacement of their common center of gravity from the axis of the driven shaft and b balancing constructively select the displacements a and b of the centers of gravity, and the masses are determined by

предлагаемым зависимост м. 1proposed dependency m. 1

Перва из этих зависимостей получена по совмещени с осью кривошипа вала 14 центра тйжести системы планетарный кривошип (со всеми жестко св занными с ним элементами , включа противовес) - нож в предположении, что масса последнего условно сосредоточена на пальце 10 кривошипа При назначении параметров mj и а по этой зависимости силы инерции ножа F (фиг. 3) и направленна вдоль радиуса OS суммарна сила инерции F, планетарного кривошипа с противовесом на кривошипном валу 14 создают равные и противонаправленные динамические моменты и обеспечивают уравновешивание динамического момента этих сил как на кривошипе, так и на водилео Этим достигаетс полна разгрузка валов 1-3, водила 5, кривошипного вала 14, его подшипников 15 и-зацеплени шестерен 16-17 от знакопеременного динамического крут щего момента и обеспечиваетс посто нство внутриThe first of these dependencies is obtained by combining with the axis of the crank of the shaft 14 of the center of the axis of the system the planetary crank (with all the elements rigidly connected with it, including the counterweight) - a knife under the assumption that the mass of the latter is conditionally concentrated on the finger of the 10 crank when assigning parameters mj and a According to this dependence of the inertia force of the knife F (Fig. 3) and the total inertia force F directed along the radius OS, the planetary crank with the counterweight on the crank shaft 14 create equal and opposing dynamic moments and ensure Balancing the dynamic moment of these forces both on the crank and on the driver is accomplished. This achieves complete unloading of the shafts 1–3, driven 5, the crank shaft 14, its bearings 15 and gear meshing 16–17 from the alternating dynamic torque and provides stability inside

966816 „966816 „

цикла как приведенного момента инерции режущего аппарата, так и ее кинетической энергии Все это, в свою очередь, приводит к исключению пульсации кинетической энергии между ножом и ведущим валом его привода и к уменьшению энергоемкости последнего . Кроме этого, при назначении па- 1Q раметров привода по первой зависимости вектор суммарной силы инерцииcycle as a given moment of inertia of the cutting apparatus, and its kinetic energy. All this, in turn, leads to the exclusion of the kinetic energy pulsation between the knife and the drive shaft of its drive and to the reduction of the energy intensity of the latter. In addition, when assigning the parameters of the drive to 1Q, according to the first dependence, the vector of the total inertia force

FHK FH+FKFHK FH + FK

15 расположен в радиальной плоскости, содержащей оси ведомого вала 2 и кривошипного вала 14 (фиг 3).15 is located in a radial plane containing the axis of the driven shaft 2 and the crank shaft 14 (FIG. 3).

Втора зависимость получена по условию совмещени центра масс ножа и всех подвижных элементов его привода с неподвижной осью вращени водила (в предположении, что масса но-- жа сосредоточена на пальце 10 криво шипа). При назначении по этой зависимости параметров Пц и b центробежна сила инерции Fg водила уравновешивает силы инерции F, F,, вследствие чего корпус привода, следовательно , и корпус жатки полностьюThe second dependence was obtained by the condition of combining the center of mass of the knife and all moving elements of its drive with the fixed axis of rotation of the carrier (assuming that the mass of the blade is concentrated on the finger 10 of a crooked thorn). When assigning to this dependence of the parameters Pc and b, the centrifugal inertia force Fg of the carrier balances the inertia forces F, F, as a result of which the drive case, therefore, the header body completely

разгружаетс от вредного воздействи не только переменньш инерционных сил, но и их динамического момента относительно оси ведомого вала (на фиг. 3 все силы пересекаютс с этойIt is unloaded from the harmful effects not only of variable inertial forces, but also of their dynamic moment relative to the axis of the driven shaft (in Fig. 3 all forces intersect with this

осью).axis).

Вьшолнение условий (1) и (2) гарантирует также равенства нулю работы сил т жести элементов режущего аппарата, что, в свою очередь,The fulfillment of conditions (1) and (2) also guarantees that the work force of the cutting elements of the cutting apparatus is zero, which, in turn,

также приводит к уменьшению расходуемой мощности.also leads to a decrease in power consumption.

Claims

Invention Formula

The knife drive of the cutting unit, extra-wave in the form of a planetary mechanism consisting of a hinged carrier and two gears: small with an external gearing, rigidly mounted on the shaft of the planetary crank, which is globally mounted on the driver, and large with an internal gear rigidly fixed in the planetary body

mechanism, while the crank pin is pivotally connected with the head body, the knife, a large gear in relation to: 1 small has twice the number of teeth, and the radius of the crank is equal to

To the small gear pinus, distinguishing with the fact that, in order to increase the speed and durability of the drive by balancing the dynamic forces and moments, the planetary mechanism is equipped with a counterweight system, made in the form of a counterweight rigidly fixed on the crank shaft from the opposite side of the finger, and the balancing ring sector rigidly mounted on the carrier with the side opposite to the crank shaft, while the distances from the centers of gravity of the counterweight and the ring sector to the corresponding axes rotations are defined according to dependencies:

t,

D /

that

to

15 7 17/61

fig 2

L t „(1

RV

. f) RM ,,

where a is the displacement of the common center of gravity of the crank shaft with a counterweight of its axis of rotation, m;

the displacement of the common center of gravity of the carrier with an annular sector from the axis of rotation of the carrier, MJ

the distance between the crank axis and its pin, m;

knife weight, kg; the mass of all elements of the crank with a counterweight, kg; mass of all elements drove with a ring sector

Chgo

b R m ,, m Shd Editor o. Arrogant

Compiled by I. Kozlov

Tehred M. Didyk Proofreader L. Beskid

Order 4346/2

Circulation 621

VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5

Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101

ten

Fig.Z

Subscription

tr