EA201800098A1 20190628 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2019\PDF/201800098 Полный текст описания EA201800098 20171228 Регистрационный номер и дата заявки EAA1 Код вида документа [PDF] eaa21906 Номер бюллетеня [**] СПОСОБ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ОДНОНОЖЕВОГО РЕЖУЩЕГО АППАРАТА Название документа [8] A01D 34/30, [8] A01D 34/13 Индексы МПК [BY] Першукевич Николай Павлович, [BY] Шаповал Игорь Александрович, [BY] Дубовик Дмитрий Александрович, [BY] Шантыко Александр Степанович, [BY] Вырский Алексей Николаевич Сведения об авторах [BY] ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201800098a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Изобретение относится к сельхозмашиностроению, преимущественно к режущим аппаратам с возвратно-поступательным движением ножа, и может быть использовано в уборочных машинах. Задачей изобретения является снижение динамической нагруженности привода ножа за счет уравновешивания сил инерции масс ножа. Решение данной задачи достигается способом уравновешивания одноножевого режущего аппарата, при котором с помощью привода обеспечивают противофазные колебания ножа и противовеса, согласно изобретению противофазные колебания центров масс ножа и противовеса осуществляют по траекториям, лежащим на одной прямой, с соотношением амплитуд колебаний ножа и противовеса, обратно пропорциональным их массам, нож и противовес соединяют упругим элементом, сила упругости которого направлена по упомянутой прямой, при этом упругий элемент выбирают жесткостью c, определяемой из выражения

где b - коэффициент, учитывающий условия работы режущего аппарата, b=0,8, ..., 1,2; k - номинальная жесткость упругого элемента, Н/м:

здесь π ≈3,14; f - номинальная частота колебаний ножа, Гц; m Н - масса ножа, кг; m пр - масса противовеса, кг.

Способ позволяет снизить динамическую нагруженность привода ножа.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Изобретение относится к сельхозмашиностроению, преимущественно к режущим аппаратам с возвратно-поступательным движением ножа, и может быть использовано в уборочных машинах. Задачей изобретения является снижение динамической нагруженности привода ножа за счет уравновешивания сил инерции масс ножа. Решение данной задачи достигается способом уравновешивания одноножевого режущего аппарата, при котором с помощью привода обеспечивают противофазные колебания ножа и противовеса, согласно изобретению противофазные колебания центров масс ножа и противовеса осуществляют по траекториям, лежащим на одной прямой, с соотношением амплитуд колебаний ножа и противовеса, обратно пропорциональным их массам, нож и противовес соединяют упругим элементом, сила упругости которого направлена по упомянутой прямой, при этом упругий элемент выбирают жесткостью c, определяемой из выражения

где b - коэффициент, учитывающий условия работы режущего аппарата, b=0,8, ..., 1,2; k - номинальная жесткость упругого элемента, Н/м:

здесь π ≈3,14; f - номинальная частота колебаний ножа, Гц; m Н - масса ножа, кг; m пр - масса противовеса, кг.

Способ позволяет снизить динамическую нагруженность привода ножа.


Евразийское (21) 201800098 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. A01D 34/30 (2006.01)
2019.06.28 A01D 34/13 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2017.12.28
(54) СПОСОБ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ОДНОНОЖЕВОГО РЕЖУЩЕГО АППАРАТА
(96) 2017/EA/0113 (BY) 2017.12.28
(71) Заявитель: ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ" (BY)
(72) Изобретатель:
Першукевич Николай Павлович, Шаповал Игорь Александрович, Дубовик Дмитрий Александрович, Шантыко Александр Степанович, Вырский Алексей Николаевич (BY)
(57) Изобретение относится к сельхозмашиностроению, преимущественно к режущим аппаратам с возвратно-поступательным движением ножа, и может быть использовано в уборочных машинах. Задачей изобретения является снижение динамической нагруженности привода ножа за счет уравновешивания сил инерции масс ножа. Решение данной задачи достигается способом уравновешивания одноножевого режущего аппарата, при котором с помощью привода обеспечивают противофазные колебания ножа и противовеса, согласно изобретению противофазные колебания центров масс ножа и противовеса осуществляют по траекториям, лежащим на одной прямой, с соотношением амплитуд колебаний ножа и противовеса, обратно пропорциональным их массам, нож и противовес соединяют упругим элементом, сила упругости которого направлена по упомянутой прямой, I при этом упругий элемент выбирают жесткостью c, определяемой из выражения с = bk, Н/м,
где b - коэффициент, учитывающий условия работы режущего аппарата, b=0,8, 1,2; k - номинальная жесткость упругого элемента, Н/м:
47i2f2m"mrro
k = -^,НУм,
тн +mnp
здесь 7i~3,14; f - номинальная частота колебаний ножа, Гц; тН - масса ножа, кг; тпр - масса противовеса, кг.
Способ позволяет снизить динамическую нагру-женность привода ножа.
А 01 D 34/02
Способ уравновешивания одноножевого режущего аппарата
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, преимущественно, к режущим аппаратам с возвратно-поступательным движением ножа и может быть использовано в уборочных машинах, например, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнах, жатках, косилках, а также других машинах, рабочие органы которых при выполнении технологического процесса совершают колебательное движение в узком диапазоне частот.
Широко известны режущие аппараты с возвратно-поступательным движением ножей [1-4].
Недостатком этих аппаратов являются силы инерции колебательного характера от движущихся масс ножа и связанных с ним деталей, которые нагружают привод режущего аппарата, а также раму машины, вызывая ее вибрацию. Величина сил инерции пропорциональна квадрату частоты колебаний ножа и является фактором, ограничивающим надежность привода режущего аппарата и производительность уборочной машины. С другой стороны, увеличение частоты снижает удельные затраты энергии на срезание растений. В связи с этим при кошении используют номинальную (варьирующую в узких пределах) частоту работы режущего аппарата, которая близка максимальной, ещё обеспечивающей приемлемую надежность привода.
Кроме того, недостатком одноножевых режущих аппаратов является воздействие неуравновешенных сил инерции колеблющихся масс ножа и связанных с ним деталей на раму машины. Вызываемая ими вибрация приводит к необходимости увеличения прочности и жесткости рамы, принятия мер защиты от нее работающего на машине персонала, может приводить к потерям урожая, например, бобовых за счет вытряхивания семян из стручков вибрирующими пальцами режущего аппарата. Этот недостаток
можно устранить путем уравновешивания действующих на раму сил инерции колеблющихся масс режущего аппарата.
Известен режущий аппарат жатвенных машин [5], содержащий ножевую полосу и неподвижный пальчатый брус с противорежущими сегментами, на котором закреплены два кривошипа с установленными на них противовесами и пассивной связью подвижного ножа с пальчатым неподвижным брусом. В устройстве обеспечивается противофазное колебательное движение ножа и противовеса, благодаря чему уравновешивается действие сил инерции ножа на раму.
Недостатком этого режущего аппарата является наличие плеча между векторами сил инерции ножа и противовесов обуславливает действие на раму неуравновешенного момента сил инерции. При этом, на привод ножа передается суммарное воздействие сил инерции ножа и противовесов. Кроме того, к недостаткам можно отнести также наличие перемещения ножевой полосы в направлении поперечном противорежущему брусу (в направлении движения машины) вследствие конечной величины радиуса кривошипов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ, реализуемый на основе механизма уравновешивания сил инерции ножа жатки [6, стр. 11... 13, рис. 5, 6], при котором с помощью привода с двуплечим рычагом обеспечивают противофазное движение ножа и противовеса в параллельных плоскостях. Причем, движение центров масс ножа и противовеса осуществляют по линиям, лежащим в разных плоскостях, расположенных на расстоянии длины двуплечего рычага. Противовес посредством неподвижной опоры кинематически связан с рамой машины.
Недостатком этого способа является неуравновешенность моментов сил инерции масс ножа и противовеса, что увеличивает динамические нагрузки на привод ножа и раму машины.
Задачей заявляемого изобретения является снижение динамической
' 2
нагруженности привода ножа за счет уравновешивания сил инерции масс ножа.
Решение данной задачи достигается способом уравновешивания од-ноножевого режущего аппарата, при котором с помощью привода обеспечивают противофазные колебания ножа и противовеса, согласно изобретению противофазные колебания центров масс ножа и противовеса осуществляют по траекториям, лежащим на одной прямой, с соотношением амплитуд колебаний ножа и противовеса обратно пропорциональным их массам, нож и противовес соединяют упругим элементом, сила упругости которого направлена по упомянутой прямой, при этом упругий элемент выбирают жесткостью с, определяемой из выражения:
с = Ьк,Н/м, (1)
где b - коэффициент, учитывающий условия работы режущего аппарата, отклонения частоты колебаний ножа от номинального значения, нелинейность и стабильность характеристики жесткости упругого элемента и др., Ь = 0,8... 1,2;
к - номинальная жесткость упругого элемента, Н/м:
47i2f2mHm,(tm)
k = 5-^, Н/м, (2)
тн+тпр
здесь л да 3,14;
f - номинальная частота колебаний ножа, Гц; тн - масса ножа, кг;
тпр - масса противовеса, кг.
Кроме того, данный способ позволяет снизить уровень вибрации рамы машины с одноножевым режущим аппаратом.
Значения безразмерного коэффициента b выбираются из диапазона 0,8... 1,2 в зависимости от условий работы режущего аппарата, отклонений частоты колебаний ножа от номинального значения, нелинейности и стабильности характеристики жесткости упругого элемента, других факторов. Значения коэффициента b получены в результате исследований, причем его величина меньше 0,8 вызывают увеличение нагрузок на привод, вызванных силами инерции масс ножа и противовеса. Значения коэффициента b больше 1,2 ведут к увеличению нагрузок на привод, вызванных возрастающей силой упругого элемента.
Осуществление способа поясняется схемой на фиг.
Нож 1 массой тн режущего аппарата и противовес 2 массой mnp соединяют упругим элементом 3, сила упругости которого направлена по прямой ОнОпр, соединяющей их центры масс. Противофазные движения ножа 1 и противовеса 2 обеспечиваются приводом 4 . Жесткость упругого элемента 3 определяется из выражения (1).
Рассмотрим одноножевой режущий аппарат кормоуборочного комбайна без противовеса с массой ножа mH = 10 кг, частотой колебаний ножа f = 10 Гц и амплитудой колебаний ножа Ан - 0,04 м.
Главный вектор сил инерции ?ГИ режущего аппарата равен в данном случае силе инерции масс ножа ?т, является переменным по величине и знаку. Его максимальные значения, определяющие динамическую нагру-женность привода и вибрацию рамы машины, достигаются при перемещении ножа в крайние положения и составляют (по известной зависимости):
?F" = F"H = 47i2f2AHmH = 4*3,142*102*0,04*10 = 4 961 Н.
В соответствии с заявленным способом уравновешивание режущего аппарата в целях снижения динамической нагруженности Привода ножа и вибрации рамы машины осуществляется посредством использования противовеса с траекторий движения центра массы, лежащей на прямой линии
с траекторией колебаний центра масс ножа, связанного с ножом с помощью упругого элемента, сила упругости которого направлена по упомянутой линии. Исходя из конструкторских соображений, примем массу противовеса тпр, равную 8 кг.
Принимая численно равным 1 значение коэффициента Ь, учитывающего условия работы режущего аппарата, отклонения частоты колебаний ножа от номинального значения, нелинейность и стабильность характеристики жесткости упругого элемента и других факторов, жесткость упругого элемента определяется из выражений (1) и (2):
с= 1*4*3,142*102*10*8/(10 + 8) = 55 122,3 Н/м.
Из условия равенства силы инерции ножа Рин упругой силе упругого элемента, определяется необходимая амплитуда перемещения противовеса:
Anp = F""/c-AH = 4 961 /55 122,3-0,04 = 0,05 м.
Максимальные значения силы инерции противовеса определяются по зависимости:
F" пр - ш2Апртпр = 47г?(Рин/с - А н)тпр -= 4*3,142*102*0,05*8 = 4 961 H.
Главный вектор сил инерции ?FH одноножевого режущего аппарата по заявляемому способу с учетом направлений действия сил инерции ножа и противовеса рассчитывается по формуле:
ZFH2 = FHH + F" пр = 4 961 + (-4 961) = 0.
Поскольку силы инерции масс ножа и противовеса действуют по одной прямой линии, главный вектор моментов сил инерции ?МИ масс ножа и противовеса равен нулю.
Равенство главного вектора сил инерции ?FH и главного вектора моментов сил инерции ?МИ нулю в отличие от способа с режущим аппаратом без противовеса свидетельствует о том, что режущий аппарат является уравновешенным и снижает динамическую нагруженность привода ножа. При этом снижаются нагрузки, передаваемые на раму машины.
Таким образом, заявляемый способ позволяет снизить динамическую нагруженность привода ножа, а также вибрации рамы машины с одноно-жевым режущим аппаратом.
Источники информации:
1. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные машины. Элементы теорий рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы / Н.И. Кленин, И.Ф. Попов, В.А. Сакун. - М : Колос, 1970. - 456 с.
2. Режущий аппарат уборочной машины : пат 2288566 РФ; МПК A01D 34/13 / М.М. Константинов, P.P. Хайбуллин ; заявитель ФГОУ ВПО "Оренбургский государственный аграрный университет"; 2005101037/12, заявл. 18.01.05; опубл. 10.12.06.
3. Режущий аппарат уборочной машины : пат. 7117 Респ. Беларусь, МПК A01D34/02 / Л.И. Бойко, Н.П. Першукевич, В.И. Прибыльский, Н.Л. Ракова ; заявитель Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси - № и 20100681 ; заявл. 30.07.10 ; опубл. 30.04.11.
4. Режущий аппарат уборочной машины : пат. 17553 Респ. Беларусь, МПК A01D34/13 / И.Н. Шило, В.А. Агейчик, H.H. Романюк, Ю.В. Агейчик ; заявитель Белорусский государственный аграрный технический университет-№ а 20110388 ; заявл. 30.03.11; опубл. 30.10.13.
5. Режущий аппарат жатвенной машины : пат. 2606095 РФ, МПК
AO IF 12/44 / А.Г. Мудров, Р. Л. Саханов ; заявитель ФГБОУ ВПО "Казанский государственный архитектурно-строительный университет"; заявл. 24.12.13 ; опубл. 27.06.14.
6. Тимаков А.К. Разработка уравновешивающего механизма ножа жатки для снижения вибрации и создания безопасных и нормальных условий труда: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01. - Москва, 2011. -16 с.
Формула изобретения
Способ уравновешивания одноножевого режущего аппарата, при котором с помощью привода обеспечивают противофазные колебания ножа и противовеса, отличающийся тем, что противофазные колебания центров масс ножа и противовеса осуществляют по траекториям, лежащим на одной прямой, с соотношением амплитуд колебаний ножа и противовеса обратно пропорциональным их массам, нож и противовес соединяют упругим элементом, сила упругости которого направлена по упомянутой прямой, при этом упругий элемент выбирают жесткостью с, определяемой из выражения:
с = Ьк, Н/м,
где b - коэффициент, учитывающий условия работы режущего аппарата, отклонения частоты колебаний ножа от номинального значения, нелинейность и стабильность характеристики жесткости упругого элемента и др., b = 0,8... 1,2;
к - номинальная жесткость упругого элемента, Н/м:
47i2f2mHmrm
k = ^-^,Н/м,
ГПн+ГПпр
здесь л "3,14;
f - номинальная частота колебаний ножа, Гц; тн - масса ножа, кг;
тпр - масса противовеса, кг.
Фигура
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ
(статья 15(3) ЕАПК и правило 42 Патентной инструкции к ЕАПК)
Номер евразийской заявки: 201800098
Датаподачи: 28 декабря 2017 (28.12.2017) Дата испрашиваемого приоритета:
Название изобретения: Способ уравновешивания одноножевого режущего аппарата
Заявитель:
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ"
| 1 Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа) Г1 Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
A01D34/30 (2006.01) A01D34/13 (2006.01)
Согласно международной патентной классификации (МПК)
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК) A01D 34/10, 34/13, 34/33, 34/30, 69/00, 69/06
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
SU 207528 А1 (ТУРБИН Б.И. и др.) 16.02.1968
RU 2606095 С1 (ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" и др.) 10.01.2017
SU 1757516 А1 (ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАШИН АН БССР) 30.08.1992
SU 1130238 А (ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАШИН АН БЕЛОРУССКОЙ ССР) 23.12.1984
1 1 последующие документы указаны в продолжении графы В
П данные о патентах-аналогах указаны в приложении
* Особые категории ссылочных документов:
"А" документ, определяющий общий уровень техники
"Е" более ранний документ, но опубликованный на дату
подачи евразийской заявки или после нее "О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
"Т" более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения "X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету
поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень,
взятый в отдельности "Y" документ, имеющий наиболее близкое отно
поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с
другими документами той же категории " &" документ, являющийся патентом-аналогом "L" документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
07 августа 2018 (07.08.2018)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., 30-1. Факс: 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
jpp А.А. Никитин Телефон № (495) 531-6481
(19)