ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2006 года по МПК B07B1/38 B07B1/42 

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

Известны зерноочистительные машины, включающие раму, решето для фракции схода зерна, снабженное выпуклыми козырьками, прикрепленными к боковым кромкам решета. Машины снабжены валом, расположенным под углом 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. СССР №889143, МКИ В 07 В 1/38, 1981; а.с. СССР №713613, МКИ В 07 1/28, 1978).

В качестве наиболее близкого аналога выбрана 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 валом, 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 трехфазный асинхронный двигатель, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом частотного преобразователя (RU 2175273, МКИ 7 В 07 В 1/28, 1/38).

Недостатками вышеуказанной машины также, как и в других зерноочистительных машинах, являются увеличенные массогабаритные показатели привода, а также его расположение за пределами зерноочистительной машины, и, следовательно, низкая надежность работы зерноочистительной машины.

Целью изобретения является улучшение технико-экономических показателей (снижение стоимости, габаритных размеров и массы привода, повышение надежности и производительности машины).

Поставленная цель достигается тем, что в зерноочистительной машине, содержащей 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 валом, 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 трехфазный асинхронный двигатель, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом частотного преобразователя, согласно изобретению статор двигателя выполнен в форме дуги, размещен внутри зерноочистительной машины между решетом и поддоном и закреплен на раме, а ротор выполнен в виде части решета, охватываемой статором, выполненной массивной из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала.

Благодаря тому, что в зерноочистительной машине статор двигателя выполнен в форме дуги и расположен внутри зерноочистительной машины между решетом и поддоном и закрепленным на раме, а ротор выполнен в виде части решета, охватываемой статором, выполненной массивной из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала, происходит улучшение технико-экономических показателей (снижаются масса и габариты, удешевляется привод и повышается надежность работы зерноочистительной машины).

Сущность изобретения поясняется схемами зерноочистительной машины, представленными на фиг.1-4.

Зерноочистительная машина содержит раму, вал 9, расположенный под углом γ 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 валом 9, соединяющий поддон и решето механизм уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания 7, ось которого 8 закреплена в раме, однофазный частотный преобразователь 5, вход которого соединен с сетью переменного тока, трехфазный асинхронный двигатель, состоящий из статора 1 с обмоткой, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом частотного преобразователя 5, и ротора 2. Статор двигателя выполнен в форме дуги и расположен внутри зерноочистительной машины между решетом 3 и поддоном 4 и закрепленным на раме, а ротор выполнен в виде части решета, охватываемой статором, выполненной массивной из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала.

Зерноочистительная машина работает следующим образом.

Исходная зерновая смесь подается на решето 3, приводимое в колебательное движение посредством вала 9 и существующих между валом, закрепленном на раме подшипниковыми узлами 12, и решетом жестких механических связей 10 от трехфазного асинхронного двигателя, состоящего из статора 1, имеющего форму дуги с центральным углом α, размещенного внутри зерноочистительной машины между решетом 3 и поддоном 4 и закрепленного на раме, и ротора 2, который является частью решета 3, охватываемой статором 1, выполненной массивной из магнитопроводящего материала и покрытой электропроводящим материалом. Затем зерновая смесь под действием колебаний и выпуклых козырьков 6 перемещается поперек решета 3, а за счет наклона - вдоль решета 3. Часть зерна попадает сквозь отверстия решета 3 на поддон для фракции прохода зерна 4, а часть перемещается к сходовой кромке решета 3 и попадает на лоток для фракции прохода зерна 13 для сбора. Поддон для фракции прохода зерна 4 связан с валом 9 при помощи подшипниковых узлов 11 и приводится в движение при помощи трехфазного дугостаторного асинхронного двигателя, закрепленного на раме и размещенного внутри зерноочистительной машины между решетом и поддоном, и рычага 7, с одного конца закрепленного на торце решета 3, а с другой стороны - на поддоне 4. Рычаг 7 совершает колебательное движение относительно неподвижно закрепленной на раме оси 8 механизма уравновешивания сил инерции и преобразования амплитуды колебания. Вследствие того, что колебание решета 3 и поддона для фракции прохода зерна 4 происходит в противофазе, осуществляется уравновешивание сил инерции, возникающих при колебании. При этом из-за разности длин плеч L1 и L2 рычага 7 (фиг.2) колебание решета 3 и поддона для фракции прохода зерна 4 происходит с различной амплитудой. Зерновая смесь, попадая на козырьки 6, направляется ими обратно на решето, за счет чего происходит интенсивное перемешивание зерна.

Для преобразования вращательного движения двигателя в колебательное движение решета одна из статорных обмоток трехфазного дугостаторного асинхронного двигателя подключена непосредственно к сети, а две другие, включенные последовательно, соединяются с преобразователем частоты, напряжение, на выходе которого имеет частоту, отличную от частоты сети. При данном способе включения трехфазного дугостаторного асинхронного двигателя происходит непрерывное изменение сдвига фаз между двумя напряжениями питания, обуславливаемое различными величинами периодов питающих напряжений. Поле в рабочем зазоре при этом меняется от кругового до пульсирующего с изменением чередования фаз, что приводит к появлению периодически меняющегося электромагнитного момента двигателя. Частота изменения момента, а следовательно, и скорости ротора двигателя 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 этого следует, что существует возможность регулирования частоты колебания решета и получения таких значений частот колебаний, при которых достигается наиболее интенсивная сепарация зерновой смеси для известных технологических свойств компонентов смеси, что позволяет в свою очередь существенно повысить пропускную способность машины (Послеуборочная обработка семян зерновых культур /ВАСХНИЛ. - М.: Агропромиздат, 1986. - 44 с.: ил. - б/ц).

Благодаря применению в приводе зерноочистительной машины трехфазного дугостаторного асинхронного двигателя, статор которого имеет форму дуги с центральным углом α, размещен внутри зерноочистительной машины между решетом и поддоном и закреплен на раме, а ротор выполнен массивным из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала и является частью решета, осуществляется непосредственный привод рабочего органа зерноочистительной машины - решета. Это упрощает кинематическую схему привода, повышает надежность, снижает массу, габариты и стоимость зерноочистительной машины.

Согласно теории дугостаторных асинхронных двигателей (Фридкин П.А. Безредукторный дугостаторный электропривод. - Л.: Энергия, 1970) частота вращения ротора определяется выражением:

где s - скольжение двигателя, о.е.; f₁ - частота питающей сети, Гц; p - число пар полюсов двигателя, α - центральный угол дуги статора, рад.

Из (2) следует, что за счет правильного выбора величины центрального угла дуги α статора, соответствующего требуемой для данного технологического процесса сепарации зерновой смеси частоте вращения ротора, обеспечиваются повышение качества сепарации зерновой смеси и повышение производительности работы зерноочистительной машины.

Выполнение ротора дугостаторного асинхронного двигателя массивным из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала способствует повышению устойчивости работы дугостаторного асинхронного двигателя, а следовательно, и зерноочистительной машины, так как при таком исполнении ротора дугостаторного асинхронного двигателя он является дуговым аналогом цилиндрического асинхронного двигателя с массивным ротором (Куцевалов В.М. Вопросы теории и расчета асинхронных машин с массивными роторами. М. - Л., Энергия, 1966).

При таком исполнении зерноочистительной машины упрощается ее кинематическая схема привода, снижаются масса, габариты и стоимость, повышаются надежность и производительность.

Изобретение относится к зерноочистительным машинам и предназначено для очистки и сортирования семян сельскохозяйственных культур. Зерноочистительная машина содержит 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 валом, 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 трехфазный асинхронный двигатель, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом частотного преобразователя. Статор двигателя выполнен в форме дуги и размещен внутри зерноочистительной машины между решетом и поддоном и закреплен на раме, а ротор выполнен в виде части решета, охватываемой статором, выполненной массивной из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала. Технический результат - улучшение технико-экономических показателей (снижение стоимости, габаритных размеров и массы привода, повышение надежности и производительности машины). 4 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 валом, 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 трехфазный асинхронный двигатель, одна обмотка которого соединена с сетью переменного тока, а две другие, включенные последовательно, соединены с выходом частотного преобразователя, отличающаяся тем, что статор двигателя выполнен в форме дуги, размещен внутри зерноочистительной машины между решетом и поддоном и закреплен на раме, а ротор выполнен в виде части решета, охватываемой статором, выполненной массивной из магнитопроводящего материала с покрытием из электропроводящего материала.