ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2005 года по МПК B07B1/38 

Изобретение относится к зерноочистительным машинам и предназначено для очистки и сортирования семян сельскохозяйственных культур.

Известна зерноочистительная машина, включающая раму, решето для фракции схода зерна, снабженное выпуклыми козырьками, прикрепленными к боковым кромкам решета. Машина снабжена валом, расположенным под углом γ к горизонтальной плоскости и соединенным с рамой подшипниковыми узлами, поддоном для фракции прохода зерна и механизмом уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания. Решето жестко связано с первым концом вала, а поддон для фракции прохода зерна закреплен на валу посредством подшипниковых узлов и связан с решетом при помощи механизма уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания, ось которого закреплена в раме. Асинхронный трехфазный двигатель, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом частотного преобразователя, соединен со вторым концом вала и установлен на раме. Вход однофазного преобразователя частоты соединен с сетью переменного тока.

Недостатками известного решетного стана являются пониженные технико-экономические показатели из-за увеличенных массогабаритных показателей привода и наличия в конструкции элементов с повышенными механическими напряжениями (А.с. RU 2175273, МКИ 7 В 07 В 1/28, 1/38; А.с. СССР №889143, МКИ В 07 В 1/38, 1981; А.с. СССР №713613, МКИ В 07 1/28, 1978).

Целью изобретения является улучшение технико-экономических показателей (снижение стоимости привода, повышение надежности машины).

Поставленная цель достигается благодаря тому, что зерноочистительная машина, содержащая раму, вал, расположенный под углом к горизонтальной плоскости и соединенный с рамой посредством подшипниковых узлов поддон, закрепленный на валу посредством подшипниковых узлов, решето с прикрепленными к его боковым кромкам выпуклыми козырьками, жестко связанное с первым концом вала, соединяющий поддон и решето механизм уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания, ось которого закреплена в раме, однофазный частотный преобразователь, вход которого соединен с сетью переменного тока, и, соединенный со вторым концом вала, асинхронный трехфазный двигатель, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом частотного преобразователя, согласно изобретению снабжена косынкой, выполненной в виде металлической пластины, соединенной с поддоном, а асинхронный трехфазный двигатель установлен на косынке.

Благодаря тому что в зерноочистительной машине асинхронный трехфазный двигатель, соединенный с валом, установлен на косынке, выполненной в виде металлической пластины, соединенной с поддоном, происходит улучшение технико-экономических показателей (удешевляется привод и повышается надежность работы зерноочистительной машины).

На фиг.1, 2 и 3 представлены схемы зерноочистительной машины.

Зерноочистительная машина содержит раму, вал 9, расположенный под углом к горизонтальной плоскости, соединенный с рамой посредством подшипниковых узлов 12, поддон 4, закрепленный на валу посредством подшипниковых узлов 11, решето 3 с прикрепленными к его боковым кромкам выпуклыми козырьками 6, жестко связанное с первым концом вала 9, соединяющий поддон и решето механизм уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания 7, ось которого 8 закреплена в раме, однофазный частотный преобразователь 2, вход которого соединен с сетью переменного тока, и, соединенный со вторым концом вала 9, асинхронный трехфазный двигатель 1, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом частотного преобразователя 2, отличающаяся тем, что она снабжена косынкой 5, выполненной в виде металлической пластины, соединенной с поддоном 4, а асинхронный трехфазный двигатель 1 установлен на косынке 5.

Зерноочистительная машина работает следующим образом.

Исходная зерновая смесь подается на решето 3, приводимое в колебательное движение посредством вала 9 и существующих между валом, закрепленным на раме подшипниковыми узлами 12, и решетом жестких механических связей 10 от асинхронного трехфазного двигателя 1. Затем зерновая смесь под действием колебаний и выпуклых козырьков 6 перемещается поперек решета 3, а за счет наклона - вдоль решета. Часть зерна попадает сквозь отверстия решета 3 на поддон для фракции прохода зерна 4, а часть перемещается к сходовой кромке решета 3 для сбора. Поддон для фракции прохода 4 связан с валом 9 при помощи подшипниковых узлов 11 и приводится в движение при помощи асинхронного трехфазного двигателя, закрепленного на поддоне с помощью косынки 5, и рычага 7, с одного конца закрепленного на торце решета 3, а с другой стороны - на поддоне 4. Рычаг совершает колебательное движение относительно неподвижно закрепленной на раме оси 8. Вследствие того, что механизм уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания имеет рычаг 7 с плечами разной длины (L₁ и L₂ на фиг.3), асинхронный трехфазный двигатель 1 закреплен на косынке 5, выполненной в виде металлической пластины, жестко прикрепленной к поддону 4, колебания решета 3 и поддона 4 происходят в противофазе и с различной амплитудой, осуществляется уравновешивание сил инерции и уменьшаются механические напряжения в машине. Статор и ротор двигателя 1 осуществляют колебательное движение со скоростями противоположного знака и равными скоростям поддона и решета соответственно.

При таком использовании зерноочистительной машины повышается ее надежность и уменьшаются габариты и стоимость привода. Уменьшение габаритов и стоимости привода объясняется возможностью выбирать для машины двигатель с большей номинальной скоростью, а рост надежности происходит благодаря разгрузке от значительных моментов механизма уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания.

Скоростной режим работы двигателя определяется схемой питания, местом крепления и технологией сепарации зерна. Одна из статорных обмоток трехфазного асинхронного двигателя подключена непосредственно к сети переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединяются с выходом однофазного преобразователя частоты, вход которого соединен с сетью переменного тока, а напряжение на выходе имеет частоту, отличную от частоты сети. Частота изменения момента, а следовательно, и скорости ротора относительно статора, определяется абсолютной разностью частот, питающих напряжений (Луковников В.И. Электропривод колебательного движения. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с., ил.; Мамедов Ф.А., Беспалов В.Я., Резниченко В.Ю., Малиновский А.Е. Асинхронный двигатель в “синусном” режиме. - Минск: Энергетика, №5. 1977. - 57 с., ил.)

где ω_к - частота изменения величины момента;

ω₁ - частота напряжения сети переменного тока;

ω₂ - частота напряжения на выходе однофазного частотного преобразователя.

Из (1) следует, что существует возможность регулирования частоты изменения величины момента, а значит, и частоты колебаний решета. Согласно изобретению при установке двигателя на металлической косынке, жестко прикрепленной к поддону, статор двигателя получает возможность вращаться относительно рамы со скоростью ω_с, противоположной по знаку скорости ротора относительно рамы ω_р. Закон изменения скорости ротора или решета относительно рамы обеспечивается однофазным частотным преобразователем, соответствует технологии сепарации зерновой смеси и не меняется независимо от места крепления двигателя. Поэтому средняя скорость ротора относительно статора возрастает в цикле сепарации при креплении двигателя на косынке, соединенной с поддоном, по сравнению со случаем крепления двигателя на раме, где ω_с=0, и становится равной:

где ω_к - частота изменения величины момента, определяющая скорость ротора относительно статора;

ω_с - скорость статора относительно рамы зерноочистительной машины (ω_с<0 на фиг.1);

ω_р - скорость ротора относительно рамы зерноочистительной машины (ω_р>0 на фиг.1).

Появляется возможность выбрать двигатель с большей номинальной скоростью. В соответствии с машинной постоянной Арнольда, при заданной мощности, это приводит к уменьшению размеров, массы, а значит, и стоимости двигателя (Вольдек А.И. Электрические машины. - 3-е изд., перераб. - Л.: Энергия, 1978. - 832 с., ил.).

Механические напряжения в элементах конструкции машины определяются потоками механической мощности, реализующей технологический цикл сепарации зерна. Механическая мощность, снимаемая с двигателя, закрепленного на косынке, соединенной с поддоном, разделяется на два потока, что приводит совместно с увеличением скорости ротора относительно статора (ω_к) к уменьшению среднего момента двигателя за цикл сепарации зерновой смеси. Часть механической мощности идет по кинематической цепи ротор асинхронного трехфазного двигателя (1) - вал (9) - решето (3), а часть механической мощности, необходимая для приведения поддона в колебательное движение, идет по короткой цепи статор асинхронного трехфазного двигателя (1) - металлическая косынка (5) - поддон (4). Необходимый для формирования закона изменения скорости поддона переток механической мощности между решетом и поддоном осуществляется через механизм уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания (7).

Если двигатель закреплен на раме, то механическая мощность, необходимая для раскачивания поддона, идет по более длинной кинематической цепи: двигателя (1) - вал (9) - решето (3) - механизм уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания (7) - поддон (4). В соответствии с этим возрастают потери в элементах кинематической цепи, растут напряжения в элементах этой цепи, снижается надежность ее работы. Механизм уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания как наиболее слабое звено кинематической цепи, из устройства согласования законов движения поддона и решета, каким он являлся при креплении двигателя на косынке, соединенной с поддоном, превращается в элемент силовой кинематической цепи, через который передается вся механическая мощность, необходимая для колебания поддона в случае крепления двигателя на раме. Поэтому предпочтительным остается вариант крепления двигателя на косынке, соединенной с поддоном.

Использование конструкции машины с асинхронным трехфазным двигателем, установленным на металлической косынке, соединенной с поддоном, позволяет снизить потери в кинематической цепи, облегчить режим работы механизма уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания и уменьшить в нем механические напряжения.

Вследствие того что зерноочистительная машина снабжена металлической косынкой, соединенной с поддоном, а асинхронный трехфазный двигатель установлен на косынке повышаются технико-экономические показатели зерноочистительной машины (снижаются стоимость и габариты привода, повышается надежность зерноочистительной машины).

Изобретение относится к зерноочистительному оборудованию для очистки и сортирования семян. Машина содержит раму, решето с прикрепленными к его боковым кромкам выпуклыми козырьками, жестко связанное с первым концом вала, расположенного под углом к горизонтальной плоскости и соединенного с рамой посредством подшипниковых узлов. Вал приводится во вращение асинхронным трехфазным двигателем, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом однофазного частотного преобразователя, вход которого соединен с сетью переменного тока. Поддон для фракций прохода зерна закреплен на валу посредством подшипниковых узлов. Механизм уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания соединяет поддон и решето и имеет ось, закрепленную в раме. К поддону жестко прикреплена косынка, выполненная в виде металлической пластины, на которой установлен двигатель. Технический результат – улучшение технико-экономических показателей. 3 ил.

Зерноочистительная машина, содержащая раму, вал, расположенный под углом к горизонтальной плоскости, соединенный с рамой посредством подшипниковых узлов, поддон, закрепленный на валу посредством подшипниковых узлов, решето с прикрепленными к его боковым кромкам выпуклыми козырьками, жестко связанное с первым концом вала, соединяющий поддон и решето механизм уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания, ось которого закреплена в раме, однофазный частотный преобразователь, вход которого соединен с сетью переменного тока, и, соединенный со вторым концом вала, асинхронный трехфазный двигатель, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом частотного преобразователя, отличающаяся тем, что она снабжена косынкой, выполненной в виде металлической пластины, соединенной с поддоном, а асинхронный трехфазный двигатель установлен на косынке.