专利名称：联合收割机滚筒配重环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在联合收割机滚筒上，为了增加其转动惯量，相应添加配重环，以保持动态平衡，转速稳定。
东欧及美国的现代联合收割机，一般不进行滚筒转动惯量计算，为了降低收割机重量，其滚筒设计得比较轻，因而其转动惯量均不足，造成滚筒转速不均匀，如民主德国生产的E－512收割机滚筒转速在700～1100转／分范围内波动，增大了收获损失。而苏联80年代的新型收割机叶尼赛－1200H，在滚筒轴上加装棘轮，当滚筒堵塞时，用油缸推动棘轮带动滚筒反转退出堵塞作物后，再进行作业。这是一种消极办法。我国仿苏的东风EKB－5型收割机，其滚筒转速经常在700～1100转／分范围内变化，甚至低于700转／分，造成滚筒堵塞，使生产率下降，收割机综合损失增加。
本实用新型目的在于避免上述现有技术中的不足处，而提供一种增加滚筒的转动惯量，在滚筒上添加配重环，使滚筒转速稳定。
本实用新型具体结构如下述联合收割机滚筒内环上添加配重环，在滚筒的第2道滚筒内环和第4道滚筒内环的两侧，各装一个铸铁配重环，共四个，配重环应沿与水平线成45°的直径铣成两个半环，在滚筒内环的两侧各装两个半圆环，两侧环的铣槽成90°交叉，此时同一侧的两个半圆环保持铣开前的相对位置，其中心线与滚筒轴的中心线重合，每两个相对的配重环用4个M16螺栓穿过滚筒内环工艺孔紧固在滚筒内环上。滚筒内环上的4个工艺孔，以滚筒轴心线为中心对称分布，而配重环上4个孔与4个工艺孔位置相应一致；槽形螺母使配重环紧固在滚筒内环上，开口销可防止螺栓松动。
本实用新型所述配重环，可用在国产东风型(东风－60，东风－90)的收割机上。其制造成本低，安装方便。如为其它型号，可根据滚筒内径尺寸重新计算配重环尺寸。
联合收割机滚筒转速的稳定性是其性能的重要指标。滚筒的转动惯量I值对滚筒转速稳定性有决定性的影响，滚筒I值的计算方法一直沿用苏联教科书中提出的公式，即I＝ (102η△t)/(δω2op) NCP式中I——滚筒转动惯量［千克.米.秒2］η——综合系数(一般情况下η＝1)Δt——从滚筒阻力矩开使变化到调速器起作用所需时间(据田间实验Δt＝0.4秒)，δωCP。NCP——分别是滚筒转速不均匀度，平均角速度［秒－1］及消耗的平均功率［千瓦］。
此公式只考虑了滚筒本身的平衡，而忽视了发动机及收割机其它运动部件动能变化时对滚筒转速的影响。收割机在田间作业时，滚筒阻力矩随时间作周期性变化，其周期也远远超过0.4秒，因此采用上述公式设计的滚筒，I值不能满足滚筒转速的不均匀度δ＜7％的要求。
为了导出滚筒I值符合工作情况的计算公式，首先研究滚筒喂入量及收割机上发动机阻力矩周期性变化规律，并用函数式表达出来。滚筒的I值，应能保证由于外界阻力矩发生周期性变化引起发动机转速的变化，在发动机调速器不灵敏度(0.05～0.07)范围内。根据这一原则，通过计算推导，最后得出I值计算公式Q＝97.4 (TWN)/(ω2opεp) NCP式中Q——收割机以最低速度前进时，其全部运动部件转化到发动机曲轴上的转动惯量。［千克.米.秒2］TWN——分别是收割机上发动机曲轴阻力矩变化周期［秒］，及阻力矩变导系数，ωCP——发动机曲轴平均角速度［秒－1］，εP——发动机调速器不灵敏度，NCP——收割机消耗的平均功率［千瓦］。
Q＝QK＋Qδ＋ΔI’，式中QK、Qδ——分别是收割机移动部分和转动部分换算到发动机曲轴上的转动惯量，ΔI’——达到发动机动能平衡时，在发动机曲轴上，应增加的转动惯量。
ΔI＝ΔI’( (n)/(nδ) )2式中ΔI——滚筒轴上应增加的转动惯量［千克.米.秒2］n.nδ——分别是发动机及滚筒的额定转速(转／分)以国产东风EKB——5型为例通过上述公式进行计算，ΔI＝0.28千克.米／秒2联合收割机滚筒加配重环后总的滚筒转动惯量I＝I原＋ΔII原为滚筒本身的转动惯量。
滚筒轴上增加的转动惯量与相应添加的平衡环尺寸关系公式为ΔI＝ (W)/(2k) (R2＋r2)W——是相应增加的配重环重量(千克)k——重力加速度(k＝980厘米／秒2)R——是配重环外圆半径(厘米)r——是配重环内孔半径(厘米)综上所述增加的转动惯量，在滚筒上相应添加配重环，该环各处尺寸由计算出增加的转动惯量求得，其关系公式为Q＝97.4 (TWN)/(ω2opεp) NCPQ＝QK＋Qδ＋ΔI’增加的转动惯量ΔI＝ΔI’( (η)/(ηδ) )2加配重后的滚筒转动惯量I＝I原＋ΔIΔI＝ (W)/(2k) (R2＋r2)附图的图面说明如下
图1.本实用新型滚筒添加配重环组装示意图。
图2.本实用新型滚筒内环与配重环组装图。
图3.本实用新型图2配重环A－O－B剖面图。
图4.本实用新型图3M处局部放大图。
图5.本实用新型配重环各处尺寸示意图。
本实用新型的具体结构由以下实施例结合附图作进一步描述。
实施例1见
图1，在滚筒(3)的第2道滚筒环(4)和第4道滚筒环(5)的两侧各装一个铸铁配重环(1)(共四个环)每两个配重环用螺栓紧固在滚筒内环上。
图2及图3表示出具体结构。配重环应沿与水平线成45°的直径铣成两个半环。在滚筒环(4)的两侧各装两个半圆环(1)用4个M16螺栓(2)穿过两侧半圆环上的孔及滚筒环上工艺孔。(螺栓紧贴工艺孔外边缘穿过)。此时同一侧的两个半圆环保持铣开前的相对位置，其中心线与滚筒轴线同心。附图4为图3M处放大图，槽形螺母(7)使圆环紧固在滚筒环上，开口销(6)可防止螺栓松动。
实施例2以国产东风EKB－5型为例，通过前述公式进行计算求出 ΔI＝0.28千克.米.秒2，确定了应增加的转动惯量，按公式ΔI＝ (W)/(2k) (R2＋r2)计算并确定配重环尺寸。R应小于滚筒内环，便于装配，在不影响装配螺栓部分结构强度的前提下，r应尽量加大，并将配重环内孔径制成碗形台阶状，加厚配重环外径靠外边部分，使凹陷部分厚度与外圆垂直壁的厚度相等。
以假定的尺寸通过反算来核算ΔI见图5，R应小于滚筒内环，按前述r应尽量加大，制成台阶状以加厚配重环外径。把图5所示平衡环做成碗形台阶状。给它分解成两个圆环，见图5双点线表示处，大圆环设R1＝21.5厘米，r’＝15厘米，l＝3厘米，小圆环r＝8厘米，r’＝15厘米，l’＝1.5厘米，这样图5碗形状凹陷部分厚度l－l’＝3－1.5＝1.5厘米，这与垂直壁厚1’＝1.5厘米相等。
大圆环 ΔI1＝ (W)/(2k) (R12＋r’2)W1＝π(R21－r’2)·l·d d为铸铁密度7.8克／厘米3W1＝3.1416(21.52－152)×3×7.8＝17432克＝17.432千克ΔI1＝ 17.432/(2×k) (0.2152＋0.152) k＝9.8米／秒2＝0.061千克.米.秒2小圆环 ΔI2＝ (W2)/(2R) (r’2＋r2)W2＝π(r’2－r2)l’·d＝π(152－82)×1.5×7.8／1000＝5.9千克ΔI2＝ 5.9/(2k) (0.152＋0.082)＝0.0087千克.米.秒2ΔI＝ΔI1＋ΔI2＝0.061＋0.0087＝0.0697因装有配重环4个故4个环总增加的转动惯量为4×0.0697＝0.2788≈0.28千克.米.秒2这是先决定配重环外径、内径、尺寸再反算求ΔI，如ΔI求出不符合要求，应再调整改变尺寸重算，务使环重在符合ΔI值情况下最轻。
本实用新型的配重环，按新推导出的公式计算出收割机滚筒转动惯量，当滚筒装上配重环后，可保证其转速的不均匀度不大于7％，从而提高了脱粒质量，降低了脱粒、分离及清选的损失。使总损失率下降30％；可防止滚筒堵塞，提高作业效率10％以上；维持发动机转速稳定，已在3种型号的收割机上试验成功。
全国现有大型收割机3万台，若2／3采用上述配重环，作业效率可提高10％，相当于增加2000台收割机(价值1.4亿元)，收割综合损失下降30％，每台按年收小麦1000亩，平均亩产按200千克，原损失率按2％计，则全国每年可增收小麦2400万千克。
本实用新型滚筒上添加的配重环，制造简单，价格低廉，适于推广使用。
权利要求1.联合收割机在其滚筒内环上添加配重环，其特征是按增加的传动惯量相应添加配重环，在滚筒(3)的第二道滚筒内环(4)和第四道滚筒内环(5)的两侧，各装一个铸铁配重环(1)共4个，配重环应沿与水平线成45°的直径铣成两个半环，在滚筒内环的两侧各装有两个半园环，两测环一铁槽成90°交义，此时同一侧的两个半圆环保持铣开前的相对位置，其中心线与滚筒轴的中心线重合，每两个相对的配重环用4个M16螺栓(2)紧固在滚筒内环上，滚筒内环上有4个工艺孔，以滚筒轴心线为中心对称分布，而配重环上4个孔与4个工艺孔位置相应一致；槽形螺母(7)使配重环紧固在滚筒内环上，开口销(6)可防止螺栓松动。
2.根据权利要求1所述的配重环，其特征是增加的转动惯量相应添加的配重环，该环各处尺寸由计算出增加的转动惯量求得，其关系公式为Q＝97.4 (TWN)/(ω2CPεP) NCPQ＝QK＋Qδ＋ΔI’增加转动惯量ΔI＝ΔI’［n／(nδ)］2加配重后的滚筒转动惯量I＝I原＋ΔIΔI＝ (W)/(2g) (R2＋r2)确定了应增加的转动惯量ΔI后，按公式ΔI＝(W／2g)(R2＋r2)计算并确定配重环尺寸，将配重环内孔径制成碗形台阶状，加厚配重环外径靠外边部分，凹陷部份与外圆垂直壁的厚度相等。
专利摘要本实用新型涉及一种在联合收割机滚筒上为了增加其转动惯量，相应添加配重环。它由四个空心碗形铸铁环组成。配重环应沿与水平线成45°的直径铣成两个半环，在滚筒内环的两侧各装两个半圆环，并用4个M16螺栓紧固。配重环尺寸由计算出增加的转动惯量求得，当滚筒装上配重环后，可保证其转速的不均匀度不大于7％，从而提高了联合收割机的作业质量，降低收割损失30％，提高作业效率10％。本实用新型添加的配重环，制造简单，价格低廉，适于推广使用。
文档编号A01F12/18GK2088781SQ902164
公开日1991年11月20日 申请日期1990年7月23日 优先权日1990年7月23日
发明者苏本渭, 徐德保 申请人:苏本渭