一种联合收割机双脱粒滚筒链传动系统振动分析方法及检测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113125152A(43)申请公布日2021.07.16(21)申请号202110275707.3(22)申请日2021.03.15(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人李禧尧唐忠刘鑫张彪任辉(51)Int.Cl.G01M13/028(2019.01)G01M13/023(2019.01)G01M13/027(2019.01)A01D41/12(2006.01)A01D41/127(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种联合收割机双脱粒滚筒链传动系统振动分析方法及检测系统(57)摘要本发明提供了一种联合收割机双脱粒滚筒链传动系统振动分析方法及检测系统，包括如下步骤：建立双脱粒滚筒链传动系统的链传动横向振动模型：构建所述双脱粒滚筒链传动系统的二自由度振动微分方程；简化二自由度振动微分方程，通过从动滚筒产生不平衡或偏心导致链传动系统产生激振，基于所述双脱粒滚筒链传动系统的振动微分方程，根据坐标变换对其静力耦合进行解耦。本发明通过设计检测系统获得链传动方式安装下脱粒滚筒的振动量，为计算因链传动横向振动加剧多个脱粒滚筒在负载工作时的不平衡量奠定基础。CN113125152ACN113125152A权利要求书1/2页1.一种联合收割机双脱粒滚筒链传动系统振动分析方法，其特征在于，包括如下步骤：建立双脱粒滚筒链传动系统的链传动横向振动模型：主动滚筒(1)和从动滚筒(2)通过链传动系统连接；将链传动系统的链条松边看作并联的第一弹簧(902)和第一阻尼器(901)，将链传动系统的链条紧边看作并联的第二弹簧(904)和第二阻尼器(903)，且第一阻尼器(901)和第二阻尼器(903)的阻尼相同；构建所述双脱粒滚筒链传动系统的二自由度振动微分方程为式中：其中：q、分别为主动滚筒(1)的位移向量、速度向量、加速度向量；M为所述链传动横向振动模型的质量矩阵；C为所述链传动横向振动模型的阻尼矩阵；K为所述链传动横向振动模型的刚度矩阵；F为所述链传动横向振动模型的外力矩阵；k1为第一弹簧(902)的弹簧刚度；k2为第二弹簧(904)的弹簧刚度；m为从动滚筒(2)质量；r1为主动滚筒(1)的节圆半径；r2为从动滚筒(2)的节圆半径；J1为主动滚筒(1)绕其轴心的转动惯量；J2为从动滚筒(2)绕其轴心的转动惯量；ω1为主动滚筒(1)的理论转速；ω2为从动滚筒(2)的理论转速；为主动滚筒(1)转过的角度；为从动滚筒(2)转过的角度；c为第一阻尼器(901)或第二阻尼器(903)的阻尼系数；e为所述从动滚筒(2)的质心与回转中心的距离；α为链条与主动滚筒(1)和从动滚筒(2)中心连线的垂线的夹角；简化二自由度振动微分方程：由于系统固有频率通常由系统的结构、材质、形态参数决定，受阻尼、外界激振力的影响较小，令C＝0，F＝0，所述双脱粒滚筒链传动系统的二自由度振动微分方程简化为根据设定同步解的方法简化为其频率方程，得到所述双脱粒滚筒链传动系统的一阶固有频率ω10、二阶固有频率ω20和模态矩阵U，2CN113125152A权利要求书2/2页2其中k11、k12、k22分别为刚度矩阵K中的元素，即k11＝(k1+k2)cosα，k12＝‑(k1+k2)cosα，k22＝k1+k2；由于从动滚筒(2)产生不平衡或偏心导致链传动系统产生激振，基于所述双脱粒滚筒链传动系统的振动微分方程，根据坐标变换对其静力耦合进行解耦，得计算出所述二自由度双脱粒滚筒链传动系统的激振响应为：q1(t)＝(P1cosθ1+P2cosθ2)sinω2t‑(P1sinθ1+P2sinθ2)sinω2t，q2(t)＝(μ1P1cosθ1+μ2P2cosθ2)sinω2t‑(μ1P1sinθ1+μ2P2sinθ2)sinω2t；其中，t为时间；q1(t)和q2(t)为所述二自由度双脱粒滚筒链传动振动系统的模态坐标；P1和P2为所述二自由度双脱粒滚筒链传动振动系统的自然坐标；θ1为一阶固有频率状态下，与滚筒相切的链条延长线与两滚筒水平轴线之间的夹角；θ2为二阶固有频率状态下，与滚筒相切的链条延长线与两滚筒水平轴线之间的夹角：μ1、μ2为模态矩阵U中的元素，即2.一种根据权利要求1所述的联合收割机双脱粒滚筒链传动系统振动分析方法的检测系统，其特征在于，包括双脱粒滚筒链传动系统、检测传感器、数据采集系统和数据分析系统；所述双脱粒滚筒链传动系统包括主动滚筒(1)、从动滚筒(2)和链传动系统，所述主动滚筒(1)通过链传动系统传动连接从动滚筒(2)；所述检测传感器包括振动传感器(11)和光电传感器(12)，所述振动传感器(11)用于检测主动滚筒(1)的振动；所述