УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ СТЕБЛЕЙ ЛЬНА Российский патент 2006 года по МПК A01D45/06 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для уборки и первичной обработки льна.

Известен выравниватель стеблей льна, выполненный в виде бесконечной ленты с ведущим и ведомым шкивами, которые представляют собой в поперечном сечении правильные многоугольники (А.с. СССР №635913, Кл. 2 А 01 Д 45/06, 1977).

Недостатком данного выравнивателя является низкая надежность выполнения технологического процесса выравнивания стеблей льна, обусловленная тем, что частые изгибы бесконечной ленты приводят к быстрому ее износу, а также вызывают переменные динамические нагрузки в бесконечной ленте (растяжение и сжатие) при синхронном вращении ведущего и ведомого шкивов. Деформация и износ бесконечной ленты приводят к низкому качеству выполнения технологического процесса данным выравнивателем. Кроме того, энергия, сообщаемая стеблям льна выравнивателем, недостаточна для качественного их выравнивания, поскольку расходуется, прежде всего, на преодоление сопротивления при взаимном смещении стеблей внутри слоя, но стебли, обладая небольшой жесткостью, сгибаются и изламываются, что делает невозможным их дальнейшее выравнивание и в ряде случаев приводит к повреждениям волокнистой части. Для более эффективного выравнивания необходимо наносить высокочастотные удары с небольшой амплитудой, которые невозможно создать известным выравнивателем.

Известен выравниватель стеблей льна, содержащий раму с закрепленным на ней рабочим органом, выполненным в виде связанного с механизмом привода в колебательное движение ленточного транспортера, имеющего ведущие и ведомые шкивы (А.с. СССР №202616, Кл. 4 А 01 Д 45/06, 1966). В известном выравнивателе шкивы установлены эксцентрично относительно осей вращения, в результате чего по комлевой части стеблей наносятся периодические удары.

Недостатком данного выравнивателя стеблей льна является невысокая надежность выполнения им технологического процесса выравнивания стеблей льна из-за быстрого износа и деформаций бесконечной ленты и невозможности создать высокочастотные удары по комлям льна с небольшой амплитудой.

Известно устройство для выравнивания стеблей льна (А.с. СССР №201806, Кл. А 01 Д 45/06, 1966, прототип), содержащее установленный под углом к горизонту стол, в продольных прорезях которого расположены иглы колкового транспортера, и комлеподбиватель, выполненный в виде подбивающей планки, связанной с подбивающим устройством, выполненным в виде эксцентрикового механизма. Комлеподбиватель установлен сбоку стола.

Недостатком данного устройства также является низкая надежность выполнения им технологического процесса выравнивания стеблей льна, которая выражается в том, что при выравнивании стеблей, находящихся в ленте, подбивающая планка наносит удары по их комлевой части с небольшой частотой. Для качественного выравнивания стеблей льна необходимо создать высокочастотное движение планки, которое невозможно осуществить эксцентриковым механизмом.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении надежности выполнения технологического процесса выравнивания стеблей льна.

Поставленная в изобретении задача решена тем, что в устройстве для выравнивания стеблей льна, содержащем подбивающую планку и связанный с ней подбивающий механизм, подбивающий механизм выполнен в виде установленного в корпусе с возможностью совершения им возвратно-поступательного движения в направлении подбоя вибровозбудителя, содержащего два одинаковых находящихся в зацеплении и установленных в корпусе вибровозбудителя с возможностью вращения в противоположные стороны зубчатых колеса, каждое из которых снабжено одинаковой неуравновешенной массой, установленной симметрично относительно полюса Р их зацепления. Кроме того, вибровозбудитель установлен в корпусе подбивающего механизма посредством направляющих, расположенных на его боковых сторонах, и пружины, одним концом закрепленной на корпусе вибровозбудителя, а другим - на корпусе подбивающего механизма.

Наличие вибровозбудителя в конструкции подбивающего механизма, содержащего два одинаковых находящихся в зацеплении и установленных в корпусе вибровозбудителя с возможностью вращения в противоположные стороны зубчатых колеса, каждое из которых снабжено одинаковой неуравновешенной массой, установленной симметрично относительно полюса Р их зацепления, позволяет создать высокочастотное движение планки с большим диапазоном частот - необходимое условие качественного выравнивания стеблей льна.

Амплитуду колебаний планки устройства для выравнивания стеблей льна можно найти из решения дифференциального уравнения вынужденных колебаний центра инерции системы (Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Изд. 3-е, доп. и перераб. - Л.: "Машиностроение" (Ленингр. отд-ние), 1976. - 320 с. с ил.):

где m₀ - общая масса зубчатых колес и неуравновешенных масс (дебалансов) вибровозбудителя; r₀ - эксцентриситет расположения массы дебалансов; k - жесткость упругих связей; μ - сопротивления; ω - угловая скорость дебалансов; t - время; m - общая масса колеблющихся частей устройства для выравнивания стеблей льна с учетом массы выравниваемых стеблей;

m=m_пл+m_в+λm_ст,

здесь m_пл - масса планки; m_в - масса вибровозбудителя; m_ст - масса выравниваемых стеблей; λ - коэффициент учета массы выравниваемых стеблей, зависящий от режима работы устройства для выравнивания стеблей льна.

Пренебрегая сопротивлениями в направляющих и введя обозначение р=k/(m+m₀), перепишем уравнение в виде

тогда решение этого уравнения можно записать, как [2]

а амплитуда колебаний будет

где α=m₀r₀/(m+m₀).

Амплитудно-частотная характеристика рассмотренной системы имеет вид, представленный на фиг.3. Из графика и уравнений видно, что варьируя такими параметрами, как масса дебалансов и радиус их установки, можно легко добиться требуемой амплитуды движения планки устройства для выравнивания стеблей льна, что позволяет решить задачу повышения надежности выполнения технологического процесса выравнивания стеблей льна.

Установка вибровозбудителя в корпусе подбивающего механизма посредством направляющих, расположенных на его боковых сторонах, и пружины, одним концом закрепленной на корпусе вибровозбудителя, а другим - на корпусе подбивающего механизма, позволяет совершать им возвратно-поступательное движение. Несмотря на высокочастотное движение планки, почти полностью исключена передача вибрационных нагрузок от подбивающего механизма на опорные конструкции устройства за счет упругой связи - пружины. Тем самым обеспечена устойчивость стеблей льна при их выравнивании, следовательно, обеспечена надежность выполнения технологического процесса заявленным устройством.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 изображено устройство для выравнивания стеблей льна, установленное на стационарный стол с транспортером ленты стеблей льна; на фиг.2 - принципиальная схема вибровозбудителя; на фиг.3 - график, отображающий амплитудно-частотную характеристику устройства для выравнивания стеблей лент льна.

Заявленное устройство для выравнивания стеблей льна установлено сбоку стола 1, в прорезях которого расположены иглы 2 колкового транспортера 3.

Устройство для выравнивания стеблей льна содержит подбивающую планку 4, связанную с подбивающим механизмом, выполненным в виде вибровозбудителя, установленного в корпус 5 подбивающего механизма посредством направляющих 6, расположенных на его боковых сторонах, и пружины 7, один конец которой закреплен на корпусе 8 вибровозбудителя, а другой - на корпусе 5 подбивающего механизма, что дает ему (вибровозбудителю) возможность совершать возвратно-поступательное движение в направлении подбоя.

Вибровозбудитель выполнен в виде двух одинаковых находящихся в зацеплении зубчатых колес 9, 10, каждое из которых снабжено одинаковой неуравновешенной массой 11, 12, установленной симметрично относительно полюса Р их зацепления. Зубчатые колеса 9, 10 установлены в корпусе 8 вибровозбудителя с возможностью вращения их в противоположном направлении.

Устройство для выравнивания стеблей льна работает следующим образом.

Одному из зубчатых колес 9, 10 посредством гибкой связи сообщается вращательное движение, другое колесо получает вращательное движение в противоположном направлении.

При вращении зубчатых колес 9, 10 возникают центробежные силы F, продольные составляющие F_y которых складываются, а поперечные составляющие F_x - уравновешиваются. Продольные составляющие сообщают планке, установленной на подбивающем механизме, направленные колебательные движения (фиг.2).

Стебли льна транспортером 3 падают в зону действия устройства для выравнивания стеблей льна. При движении подбивающей планки 4 вверх, вдоль направления подбоя, выступающие из слоя стебли при взаимодействии с подбивающей планкой 4 начинают перемещаться вместе с ней, выравниваясь. После этого подбивающая планка 4 движется вниз, и процесс выравнивания стеблей повторяется.

Заявленное устройство для выравнивания лент льна изготовлено и испытано.

Преимуществами центробежного привода являются сравнительная простота конструкции, малый шум при работе, небольшая энергоемкость и получение большого диапазона частот.

Небольшие габариты устройства для выравнивания стеблей льна позволяют устанавливать его на стационарные столы для выравнивания лент льна на льнозаводах, а также использовать их в полевых условиях на подборщиках-очесывателях лент льна и на комбайнах.

Благодаря обеспечению устойчивости стеблей льна при их выравнивании, а также высокочастотным колебаниям подбивающей планки с большим диапазоном частот, надежность выполнения технологического процесса выравнивания стеблей льна по комлям высока. В результате удается получить рулоны, качество которых соответствует существующим стандартам. Выход длинного волокна за счет снижения растянутости стеблей льна в ленте повысился на 5-6%.

Устройство содержит подбивающую планку и связанный с ней подбивающий механизм. Подбивающий механизм выполнен в виде установленного в корпусе с возможностью совершения им возвратно-поступательного движения в направлении подбоя вибровозбудителя. Вибровозбудитель содержит два одинаковых находящихся в зацеплении и установленных в корпусе вибровозбудителя с возможностью вращения в противоположные стороны зубчатых колеса. Каждое колесо снабжено одинаковой неуравновешенной массой, установленной симметрично относительно полюса их зацепления. Повышается надежность выполнения технологического процесса выравнивания стеблей льна. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для выравнивания стеблей льна, содержащее подбивающую планку и связанный с ней подбивающий механизм, отличающееся тем, что подбивающий механизм выполнен в виде установленного в корпусе с возможностью совершения им возвратно-поступательного движения в направлении подбоя вибровозбудителя, содержащего два одинаковых находящихся в зацеплении и установленных в корпусе вибровозбудителя с возможностью вращения и противоположные стороны зубчатых колеса, каждое из которых снабжено одинаковой неуравновешенной массой, установленной симметрично относительно полюса их зацепления.2. Устройство для выравнивания стеблей льна по п.1, отличающееся тем, что вибровозбудитель установлен в корпусе подбивающего механизма посредством направляющих, расположенных на его боковых сторонах, и пружины, одним концом закрепленной на корпусе вибровозбудителя, а другим - на корпусе подбивающего механизма.