Analysis of the balance of the crank-slider drive mechanism of the cutting apparatus by the method of principal point vectors

封面

如何引用文章

全文:

详细

BACKGROUND: During the motion of the crank-slider drive mechanism of the cutting apparatus of a mounted mower, various points of its links move with acceleration, leading to arise of inertial forces, which cause additional loads in kinematic pairs, significantly affecting the strength of all structural elements. The effective dynamic load can be reduced by balancing inertial forces and moments, which is achieved through optimal placement and selection of the masses of the corresponding counterweights.

AIM: In the special technical literature, balancing of mechanisms using the method of principal point vectors is not widely used due to demand of appropriate mathematical models of lever mechanisms based on vector analysis for the effective application of this method. The combined use of this method with the mathematical model of the crank-slider mechanism presented in the work, based on the use of vector analysis, opens up new research opportunities in this direction.

METHODS: A mathematical model of the crank-slider drive mechanism of the cutting apparatus, based on the use of vector analysis, which has been successfully used by the author for a long time in the design of various lever mechanisms, is presented. The proposed vector analysis method is based on the coordinate transformation method.

RESULTS: The presented mathematical model of the crank-slider drive mechanism of the cutting apparatus made it possible to describe the kinematics of all its hardpoints, to determine the motion path of the vector of the general center of mass and its acceleration. Using the principal point vector method, an analysis of the balance of the studied mechanism was carried out, and the parameters of the counterweights (mass and mount arms) on the extension of the links were selected, helping to ensure complete static balancing and three cases of partial balancing of the mechanism. In addition, various graphical dependencies were obtained.

CONCLUSION: The use of the method of principal point vectors together with the developed mathematical model of the crank-slider drive mechanism of the cutting apparatus, based on the use of vector analysis, made it possible to analyze the balance of the studied mechanism, as well as to carry out a complete static balancing and three cases of its partial static balancing.

作者简介

Andrey Kotov

Seismotekhnika

编辑信件的主要联系方式.
Email: androskv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7247-043X
SPIN 代码: 2820-0804

Lead Design Engineer of the Technical Department

白俄罗斯, Gomel

参考

  1. Bosoj ES, Vernyaev OV, Smirnov II, et al. Teoriya, konstrukciya i raschet sel’skohozyajstvennyh mashin. Moscow: Mashinostroenie; 1977. (in Russ.)
  2. Ozherelev VN. Sovremennye zernouborochnye kombayny. Moscow: Kolos; 2009. (in Russ.) EDN: BQVUNU
  3. Bojko T.V. Vliyanie privoda rezhuschego apparata na proizvoditel’nost’ i kachestvo raboty zhatvennoj mashiny [dissertation]. Gorki; 1984. (in Russ.) EDN: NPHLYT
  4. Frolov KV, Popov SA, Musatov AK, et al. Teoriya mehanizmov i mashin. Moscow: Vysshaya shkola; 1987. (in Russ.)
  5. Timofeev GA. Teoriya mehanizmov i mashin. Moscow: Yurajt; 2019. (in Russ.)
  6. Kotov AV, Chuprynin YV. Balancing of swash plate mechanism for cutterbar drive of grass cutting header. Tractors and Agricultural Machinery. 2015;82(10):23–27. (in Russ.) EDN: ULHENT doi: 10.17816/0321-4443-66060
  7. Artobolevsky II. Theory of mechanisms and machines. Moscow: Nauka; 1988. (in Russ.)
  8. Gavrilenko VA. Teoriya mehanizmov. Moscow: Vysshaya shkola; 1973. (in Russ.)
  9. Turbin BG, Lurie AB, Grigoriev SM, et al. Agricultural machines: Theory and technological calculation. Leningrad: Mashinostroenie; 1967. (in Russ.)
  10. Kotov AV, Chuprynin YV. Application of vector analysis to optimize the drive mechanism of the grain cleaning system of a combine harvester during its design. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov. 2009;2(7):43–48. (in Russ.) EDN: QZYQRV
  11. Kotov AV. The optimization of parameters of a safety element of the finger mechanism of the header auger of a combine harvester. Tractors and Agricultural Machinery. 2023;90(1):13–24. (in Russ.) EDN: QZYQRV doi: 10.17816/0321-4443-114970
  12. Privalov II. Analiticheskaya geometriya. Moscow: Nauka; 1966. (in Russ.)

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. General view of the crank-slider drive mechanism of the segment-finger cutting apparatus of the mounted mower: 1 — driven pulley; 2 — a bevel reduction gear; 3 — the crank-slider mechanism; 4 — the cutting apparatus.

下载 (179KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Kinematic scheme of the disaxial crank-slider drive of the cutting apparatus.

下载 (99KB)
索引源数据
4. Fig. 3. User function for defining the absolute vector of the point of the slider: A — the absolute vector of the starting point of the connecting rod (end of the crank); LAB — the connecting rod length; W1 and W2 — respectively the first and the second absolute vector of points of the axis of the slider motion guide; W — the operator responsible for choosing the one of two possible conditions for assembling the mechanism.

下载 (123KB)
索引源数据
5. Fig. 4. An analytical model of the crank-slider drive of the cutting apparatus to the description the user function.

下载 (144KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Kinematic scheme for static balancing of the crank-slider drive of the cutting apparatus: a — full balancing; b — partial balancing for three design cases with the motion path of the general center of mass of the mechanism.

下载 (337KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Change in the module of the unbalanced main vector of inertia forces for the considered cases of balancing: a — depending on the of inclination angle of the vector of unbalanced inertia forces to the horizontal axis; b — depending on the of rotation angle of the crank.

下载 (326KB)
索引源数据

版权所有 © Eco-Vector, 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».