联合收获机多滚筒结构在线动平衡检测系统设计与试验

发布时间：2020-06-13 21:11

【摘要】：旋转机械是机械系统的一种主要结构,转子不平衡是加剧旋转机械振动、引发故障的主要原因之一。尽管联合收获机的脱粒滚筒装配前在动平衡机上进行了单部件的动平衡,但多个脱粒滚筒采用带或链传动方式组合装配后又将产生新的不平衡。脱粒滚筒的不平衡将加剧链传动时的啮合冲击和振动,其横向振动会产生很大的动载荷,加剧链边的抖动。针对上述问题,本文选择具有代表性的链传动,以联合收获机中的脱粒滚筒为研究对象,基于链传动研究多滚筒之间平衡状态的影响关系,并由此开发一套多滚筒在线动平衡检测系统。本文的主要研究内容如下:(1)研究脱粒滚筒的结构特征及其传动特点,确定脱粒滚筒的转子类别。对链传动进行受力分析,从理论上证明链条拉力对脱粒滚筒平衡状态存在的影响。同时,由于不同的传动路径中链条所产生的拉力不同,故将根据链轮包角的计算方法对传动路径进行分类,并基于此分类设计多滚筒动平衡试验台。(2)分析转子的分类、不平衡原因、平衡原理、平衡方法,结合多滚筒组合的结构与传动特征,选择适用于脱粒滚筒的动平衡方法,并确定提取脱粒滚筒不平衡量的计算方法,明确检测系统设计的基本方案。(3)求解转子对链传动横向振动的响应。基于链传动的横向振动建立链传动系统的运动微分方程,求解系统自由振动的固有频率及转子产生的激振响应方程,分析链传动的横向振动对转子的振动情况产生的影响。同时,将响应方程与传动类型对比,探索转子的振动情况与传动类型之间的关系。(4)在多滚筒动平衡试验台上进行相关台架试验,建立多滚筒动平衡模型及平衡算法。开展从动滚筒端面径向、端面轴向的随机配重试验,以及基于传递特性的主从滚筒动平衡试验。提出链传动等效不平衡量的计算方法,并基于此确定以“多级传动,逐级平衡”为核心的多滚筒动平衡方法,从而验证滚筒本身的不平衡量及链传动等效不平衡量的作用效果。(5)确定检测系统的总体方案设计与软硬件配置,并设计人机交互界面。以LabVIEW为开发平台,实现单滚筒、多滚筒两种模式下系统的数据采集、数据存储、信号时域、频谱分析、滤波、转速测量、不平衡量测量等功能,并设计链传动等效不平衡量计算模型,辅助系统计算多滚筒模式下的不平衡量。最后对已开发的多滚筒在线动平衡检测系统进行功能测试,验证了多滚筒动平衡模型的有效性。
【图文】：

路径图,路径图

图 1.1 脱粒分离传动路径图Fig.1.1 Degranulation separation drive path diagram研究场动平衡，是以机器本身的机架与轴承作为转测得转子的振动信号、转速（键相）信号，并平衡量，通过加重或去重实现转子平衡。后期，第二次工业革命使得社会生产力飞速发，，但旋转机械始终存在着一种无法依靠结构对转，降低了机器的使用寿命。为了解决这个问速的发展。 Federn 提出了判断转子刚柔性指标，并在 19[24]；Thearle 和 Baker 最早提出动平衡影响系数

动平衡试验,转子,转速

江苏大学硕士学位论文2007 年，Guskov M 等[38]为研究含中介轴承的双转子系统的不平衡响应特性以及的平衡状态对系统临界转速与振幅大小的影响，提出了双转子的数值模型，并设子试验台，其由两个同轴组成，通过一个中间轴轴承连接并独立旋转。同时将研数值试验之间的相关性，并通过数值模型预测实验结果。2014 年，Bin G 等[39]提出了一种多转子串联轴系虚拟动平衡方法，根据轴系结构数建立有限元模型，通过在激励位置添加虚拟不平衡力求得轴系动态特性和加权矩阵，并应用这一方法成功完成了没有试验权重要求的轴系动平衡试验。【国内】2013 年，杨克振等[40]针对高压水泵转子工作转速的特点，通过对系统进行有限元分单盘转子、多盘转子的实际振动情况，并进行模态分析，提出了两转速三平面与平面两种动平衡法，如图 1.2 所示，同时开发了多转速多平面动平衡检测系统。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S225

【参考文献】