Способ очистки зернового вороха и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК A01F12/44 

1

сл

00 00 4

18

Изобретение может быть использовано в машинух для обмолота и очистки зерновых культур, например в зерноуборочных комбайнах и стационарных молотилках.

Целью изобретения является повышение производительности и эффективности очистки устройства для сепарации зернового вороха.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема системы очистки зернового вороха; на фиг. 2 и 3 разрезы А-А и Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 6 - вид Д на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Е-Е на фиг. 4; на фиг. 8-15 - схемы перемещения деба- лаисов и направления возмущающих сил вибровозбудителя; на фиг. 16 - эпюра пространственной силы Р( на фиг. 17 - схема перемещения решетного стана, условно изображенного точкой М; на фиг. 18 - схема перемещения точки М за один оборот приводного вала вибровозбудителя; на фиг. 19- 22 схема расположения сил в плоскости

yoz.

Очистка молотилки 1 состоит из peiueT- ного стана 2, на раме 3 которого установлена транспортная перфорированная доска 4 со скатной доской 5 и разгрузочными рукавами 6, 7 в колосовой 1инек, пальцевая решетка 8, верхнее решето 9 с удлинителем 10, сопряженные при помощи шарнира И, нижнее решето 12 со скатной доской 13 и вибровозбудитель 14. Рама 3 решетного стана 2 установлена на амортизирующее основание, напри.мср, пружины 15. Все это монтируется на существующие и веллерные балки 16, уси.:енные полосовой сталью (для комбайна «Колос). Транспортная доска 4 имеет просеивающие отверстия постоянной величины, а верхнее и нижнее решета и удлинитель имеют регулируемые отверстия, углы наклона а, (:, Y соответственно.

Вибровозбудитель сопрягается с приводом при помощи карданного вала 17 и передаточного узла 18, на валу которого уста- нов;1ен, например, ведомый щкив 19 ременной передачи.

Вибровозб дитель 14 состоит из корпуса 20, крыи1ки 21, подшипниковых опор 22 и 23, приводного вала 24, в полости которого перпендикулярно оси его вращения размещены в опорах 25- 28 валы 29 и 30 соответственно. Симметрично оси приводного вала 24 на валах 29 и 30 размещены дебалансы 31 и 32,- центры тяжести Oi и О2 которых относительно, например, развернуты в одну сторону, т. е. их взаимное смещение по фазе неравно нулю. На противоположных концах валов 29 и 30 размещены сателлиты 33 и 34, сопряженные с центральным колесом 35 гипоидной зубчатой передачи, жестко скрепленные с корпусом 20.

Сателлиты 33 и 34 смещены от оси колеса 35, совпадающей с осью вращения приводного вала 24, Смещение выполнено по обе стороны от оси X-Xi на равные величины L, например, 50 мм. Дебалансы 31 и 32 с центрами тяжести масс т и т2 размещены на расстоянии R и от осей вращения O| и О2, Центры тяжести Oi и Оо на фиг. 4 находятся на оси Z-Z|,

Колесо 35 имеет число зубьев 2, равное 41, а каждый сателлит Z - равное 10. Передаточное число

Z,

15

10

Рабочий процесс осуществляется следующим образом.

Вращение от двигателя (не показан)

передается на щкив 19 вала передаточного

узла 18 через карданный вал 17 к приводному валу 24 вибровозбудителя 14 с угловой

скоростью

лХ«

30

где« -число оборотов приводного вала. 5Г1ри этом сателлиты 33 и 34, обкатываясь

относительно центрального колеса 35, вращают в разных направлениях валы 29 и 30 с дебалансами 31 и 32, центры тяжести которых смещены по фазе на 180° и вращаются с УГЛОВОЙ скоростью

0

лХ«1 с,,,--3

где п - число оборотов дебалансов 31 и 32. В результате генерируются силы Р и Р. которые в общем случае будут равны:

5±Pi mu,

±P.m:4i) случае, изображенном на фиг. 8, векторы сил Р и Ра совмещаютс я в прямую линию и суммируются в силу РО, которая перпен0 дикулярна оси приводного вала. Цри этом рещетный стан получает вертикальное перемещение вверх. При повороте приводного вала на 22°30 дебалансы повернутся на 90°, т. е. приобретут горизонтальное положение (условно значение / принято равным 4),

5 векторы сил Р и Р-2 параллельны оси приводного вала (фиг. 9). Они воздействуют на рещетный стан, как бы вращая его против часовой стрелки в горизонтальной плоскости Пружины 15 воспринимают боковую нагрузку (фиг. 2). С повторным поворотом приводного вала на следующие 22°30 векторы сил Р и Р-2 снова совмещаются в прямую линию и суммируются в вектор Ро, однако направлен он уже вертикально вниз (фиг, 10 и рен етный стан получает перемещение вер5 тикально вниз. С поворотом приводного вала еще на 22°30 векторы сил PI и Р2 размещаются в горизонтальной плоскости параллельно оси приводного вала и как бы

вращают решетный стан в направлении часовой стрелки (фиг. II).

Таких чередующихся воздействий на рещетный стан за один оборот приводного вала вибровозбудителя, т. е. за цикл, будет 4/ Необходимо также учесть, что эти чередующиеся воздействия относительно плавно переходят из одного в другое. Кроме того, вследствие дробного значения передаточного числа ; чередующиеся воздействия с каждым циклом постепенно сдвигаются относительно оси приводного вала, меняя направление воздействия.

В случаях, изображенных на фиг. 8. 10, 12 и 14, дополнительно генерируется возмущающая сила от относительного смещения дебалансов 31 и 32:

,.

Таким образом, на рещетный стан за один цикл воздействует возмущающая сила Рп, в которую суммируются силы:

,+Р.,+Р . и моменты от пары сил:

(PiZ-)-(-(P.L).

Необходимо учесть и то, что при вращении дебалансов 31 и 32 в плоскости YOZ с угловой скоростью О) силы PI и Р2 воздействуют под углом о (фиг. 19-22). При этом решетный стан колеблется из стороны в сторону не только в поперечном направлении, но и в продольном.

В результате таких воздействий решетный стан колеблется относительно трех взаимно перпендикулярных осей пространственных координат. Материальная точка М, вращаясь относительно координат XOYZ. описывает пространственную форму траектории. Такое движение .материальной точки М является сложным движением, состоящим из переносной скорости с,),, и относительной скорости oij и ускорений:

а,.±ам , а , а также ускорения Кориолиса:

a,. 2o),.(i):L Ao, где Rn - расстояние от центра координат

т. О до центра т. М,

т. е. до приведенного центра тяжести дебалансов вала 24.

Все эти ускорения являются геометрическими составляющими абсолютного ускорения рещетного стана, воздействующего на зерновой ворох:

+ a.+ aT.

В основное уравнение динамики вместо абсолютного ускорения, в данном случае, зернового вороха т запишем его выражение:

m ff m { 3,,)F, откуда m (n F-m a ,-m a . Векторная величина 1,. - w J g, имеющая размерность силы, равная произведению массы зернового вороха т на ее переносное ускорение (а .) и направленная противоположно этому ускорению, является переносной кориолисовой силой. Векторная величина 1)с -w o, равная произведению массы зернового вороха т на ее кориолисоно

ускорение и направленная противопо. ктжио этому ускорению, является поворотной ко риолисовой силой.

При воздействии переносной и цоворси ной Кориолисовых сил осуществляется и и

, тенсивное разделение составляющих частей зернового вороха по массе. Относительно тяжелые частицы вороха приобретают сравнительно большие величины амплитуд -f-r в вертикальной плоскости под воздействием возмущающей силы ± Рс, , а под воздействием

5 ±Л1о и наклонной поверхности рещетного стана осуществляется перемещение частиц зернового вороха по винтовой траектория из-за возрастания а.мплитуд с увеличением радиуса.

Визуально это движение можно в какой- то мере сравнить с вращением шарика, пере мешающегося по наклонной поверхности, с одновременным вращением его относительно некой вертикальной оси, проходящей через центр шарика. Количество поворотов

5 частиц зернового вороха в единицу времени зависит от соотношения:

., П9-ас количество поворотив часта дерно0

0

5

0

5

0

5

г.ц- ,

вого воро.ха:

//ig- масса деталей де6а. 1ансн1 1. Ba. iuB; т,. - масса деталей приводно; о пала Переносная и поворотная кориоли жы си.1ы создают на решетном стане движение частиц вороха по траектории элементов сферы. 4av - тицы. габарит которы.х меньше размеров проходных отверстий, просеиваются, а с Go.ib- шими перемешаются в колосовой UIHCK. Ус корения Кориолиса вызывают дополнительные силы, способствующие вращению частиц относительно своих центров тяжести, пере мешающихся по шаровой траектории. Это повышает удельную производигельность и эффективность устройства для ceiiapaunH зернового вороха.

Режим работы устройства сепарации зернового вороха может быть, например, 1000 об/мин, что соответствует п. С .оотно- шение частот колебаний . р ; 4100 об/мин.

Параметры работы вибровозбулите.1я 14 обеспечивают получение амплитуд колебаний решетного стана, мм: ,65: 0,65; ,35.

Угловые скорости, 1/рад: (,)104,6, i,)i 427,4.

Ускорения, м/с- : 7,1: i ),l); а,, 114,1.

Решетный стан колеблется с двумя взаим но перпендикулярными частотами 1000 и 4100 об/мин, транспортная доска с псрфорированной поверхностью принимает на себя падающий ворох, при этом транспортируя ворох, осаждает ме. 1кую фракцию и просеивает, подавая ее в колосовой шнек, а в верхнем уровне - тяжелые частицы (в основном зерно, крупные части соломы и необмолоченные части колосьев). На пальцевой ре- nieiKC 8 выделяется зерно и часть половы на переднюю часть реп1ета 9, а крупные части направляются иа менее загруженный участок, Ei конпе которого имеется удлинитель 10, выде,1яю1иий колосья в колосовой пп1ек. Окончательное выделение зерна схо- довой фракцией осуществляется нижним решетом в зерновой 1инек, а пылеви;1ные подаются в ко.лосовой П1нек. Это повышает де, 1ьную производительность и -эффективность очистки.

Фчрму.ш изобретения

1. (люсоб очистки зернового вороха, включающий очистку иа penieTe с вибрирующим иозде1ктиие.м в двух взаи.мно пер 1ендику- ляр1п.1 п.юскостя.ч, отличающийся тем, что, С це,1ьн) по1и 11пения производительности и эффекшвности очистки, зерновому вороху

5

0

5

сообщают перемещение двумя дебалансами, оси вращения которых размещают в плоскости на одинаковых расстояниях от горизонтальной оси и вращают относительно этой оси.

2. Устройство для очистки зернового вороха, содержащее установленные в корпусе молотилки транспортную доску с пальцевой реп1еткой, рещетный стан с верхним peuieTOM с удлинителем, нижним рещетом и скатной доской, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности очистки, рещетный стан установлен на амортизирующем основании, на раме которого жестко скреплены последовательно транспортная перфорированная доска со скатной доской и двумя рукавами со скатной доской нижнего решета, при этом на раме установлен вибровозбудитель, в полости приводного вала которого установлены два вала, сопряженные планетарной зубчатой передачей, цент- pa. ibHoe колесо гипоидной зубчатой передачи скреплено жестко с корпусом вибровозбудителя, а сателлиты размещены на противо- ю. южных концах валов с дебалансами, имеющими относительное смещение по фазе, не равной нулю.

Изобретение относится к удовлетворению жизненных потребностей человека и может быть использовано в машинах для обмолота и очистки зерновых культур, например зерноуборочных комбайнах и стационарных молотилках. Цель изобретения - повышение производительности и эффективности очистки. В процессе очистки введено дополнительное вибрационное воздействие двумя дебалансами. Решетный стан установлен на амортизирующем основании с пружинами. На раме амортизирующего основания жестко скреплены транспортная перфорированная доска 4 со скатной доской 5 и двумя рукавами 6,7 со скатной доской 13 верхнего 9 и нижнего 12 решет. Вибровозбудитель 14 установлен на раме. Рабочий процесс осуществляется следующим образом. Вибровозбудитель 14 вынуждает колебаться решетный стан в различных направлениях по сложной траектории. Данные перемещения способствуют лучшему просеиванию зернового материала. 2 с.п. ф-лы, 22 ил.

J

/ ff 4

в

Соломотряс 9

/О

i2

,Шнек фиг.1 зернобой

Шнек колособои

В-в

24

Фиг. 4

г- г

-

28

35

20

Фиг.7

Su И

iPdsS

32

27

24

25

31

гг

j/

Фаъ.в

31 Р

Фиг. 10

Фиг 1

j/

иг.9

Фиг. 11

25

51

Фаг. 1}

X

1x52

mi

Ог

/П;

N

Kjf

Фиг. 19

32

51

Фиг.Ш

Фиг.21