RU2446669C1

RU2446669C1 - Separating machine

Info

Publication number: RU2446669C1
Application number: RU2010150378/13A
Authority: RU
Inventors: Рустам Сагитович Аипов (RU); Рустам Сагитович Аипов; Салават Вагимович Акчурин (RU); Салават Вагимович Акчурин; Андрей Владимирович Линенко (RU); Андрей Владимирович Линенко; Марат Фанисович Туктаров (RU); Марат Фанисович Туктаров
Original assignee: Рустам Сагитович Аипов; Салават Вагимович Акчурин; Андрей Владимирович Линенко; Марат Фанисович Туктаров
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-04-10

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to agricultural machinery and can be used in devices for post-harvest processing of crops. Separating machine includes an elastically suspended working body with a drive in the form of a flat linear asynchronous electric motor with a rotor and a fixed inductor. The rotor is mounted parallel to the inductor and rigidly secured to the working body.

EFFECT: rotor is placed perpendicular to the working body and offset its longitudinal axis relative to the longitudinal axis of the inductor, which provides the ability to adjust the parameters of the complex oscillatory movement of the working body of a separating car and increases the efficiency of separation.

5 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в устройствах для послеуборочной обработки зерновых культур.The invention relates to agricultural machinery and can be used in devices for post-harvest processing of grain crops.

Известно устройство для послеуборочной обработки зерновых культур, включающее в себя равные по массе решетные станы и эксцентриковый вал с шатунами для придания станам противофазных колебаний, решетные станы расположены один за другим на разных уровнях с наклоном в сторону движения сепарируемого материала, ось эксцентрикового вала и места крепления шатунов находятся на одной линии, проходящей через центры масс решетных станов, каждый решетный стан установлен на паре подвесок и паре стоек равной длины, привод возвратно-поступательного движения решетных станов [1].A device for post-harvest processing of crops, including equal-mass sieve mills and an eccentric shaft with connecting rods to give the mills antiphase vibrations, sieve mills are located one after another at different levels with an inclination in the direction of movement of the separated material, the axis of the eccentric shaft and the attachment point the connecting rods are on the same line passing through the centers of mass of the sieve mills, each sieve mill is mounted on a pair of suspensions and a pair of racks of equal length, a reciprocating drive movement of sieve mills [1].

Недостатками технического решения являются низкая надежность привода возвратно-поступательного движения решетного стана из-за передачи значительных динамических усилий на подшипниковые узлы, сложность регулирования параметров колебаний решетного стана, наличие большого числа трущихся и изнашивающихся поверхностей, что увеличивает его стоимость и повышает эксплуатационные расходы.The disadvantages of the technical solution are the low reliability of the reciprocating drive of the sieve mill due to the transfer of significant dynamic forces to the bearing assemblies, the difficulty of controlling the oscillation parameters of the sieve mill, the presence of a large number of friction and wear surfaces, which increases its cost and increases operating costs.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является шагающий конвейер, содержащий упруго подвешенный рабочий орган, привод рабочего органа в виде плоского линейного асинхронного электродвигателя с неподвижным индуктором и параллельно ему установленным ротором, являющимся рабочим органом [2].The closest in technical essence to the proposed device is a walking conveyor containing an elastically suspended working body, the drive of the working body in the form of a flat linear asynchronous electric motor with a stationary inductor and parallel to it installed rotor, which is the working body [2].

Недостатком технического решения является низкая эффективность сепарирования из-за невозможности обеспечения сложного колебательного движения рабочего органа, что ограничивает возможности его применения в качестве сепарирующей машины.The disadvantage of the technical solution is the low separation efficiency due to the inability to provide complex oscillatory movement of the working body, which limits the possibility of its use as a separating machine.

Цель изобретения - повышение эффективности сепарирования.The purpose of the invention is to increase the efficiency of separation.

Цель достигается тем, что ротор установлен перпендикулярно рабочему органу и со смещением продольной оси ротора относительно продольной оси индуктора линейного асинхронного электродвигателя.The goal is achieved in that the rotor is installed perpendicular to the working body and with a displacement of the longitudinal axis of the rotor relative to the longitudinal axis of the inductor of a linear induction motor.

Известно получение колебательного движения рабочего органа технологического оборудования посредством применения плоского линейного асинхронного электродвигателя и упругих накопителей энергии. Во всех известных технических решениях ротор линейного асинхронного двигателя (ЛАД) располагается параллельно индуктору и рабочему органу технологического оборудования, что ограничивает возможность его применения в сепарирующих машинах. В предлагаемом техническом решении ротор ЛАД располагается перпендикулярно к рабочему органу и со смещением продольной оси ротора относительно продольной оси неподвижного индуктора, что дает возможность совершать рабочему органу сложное колебательное движение в трех ортогональных осях и тем самым повышать эффективность сепарирования. Это дает возможность утверждать, что предлагаемое техническое решение имеет существенное отличие.It is known to obtain oscillatory motion of a working body of technological equipment through the use of a flat linear asynchronous electric motor and elastic energy storage devices. In all known technical solutions, the rotor of a linear asynchronous motor (LAD) is parallel to the inductor and the working body of the technological equipment, which limits the possibility of its use in separating machines. In the proposed technical solution, the LAD rotor is located perpendicular to the working body and with the displacement of the longitudinal axis of the rotor relative to the longitudinal axis of the stationary inductor, which makes it possible to make the working body a complex oscillatory movement in three orthogonal axes and thereby increase the separation efficiency. This makes it possible to assert that the proposed technical solution has a significant difference.

На фиг.1 показана конструкция привода сепарирующей машины, на фиг.2 (вид А) и на фиг.3 (вид В) показано положение рабочего органа сепарирующей машины до подключения ЛАД к источнику питания, на фиг.4 и фиг.5 показано одно из возможных положений рабочего органа сепарирующей машины после подключения ЛАД к источнику питания.Figure 1 shows the design of the drive of the separating machine, figure 2 (type A) and figure 3 (type B) shows the position of the working body of the separating machine before connecting LAD to the power source, figure 4 and figure 5 shows one of the possible positions of the working body of the separating machine after connecting the LAD to the power source.

Предлагаемое техническое решение содержит (фиг.1) основание 1, линейный асинхронный двигатель, состоящий из плоского индуктора 2, установленного жестко на основании 1, и ротора 3, установленного жестко на рабочем органе 4 и перпендикулярно к нему. Плоскость ротора 3 параллельна плоскости индуктора 2 ЛАД. Продольная ось ротора 3 смещена относительно продольной оси индуктора 2 ЛАД. Рабочий орган подвешен на упругих элементах 5 на основании 1, на поверхности рабочего органа выполнены сепарирующие ячейки 6. Индуктор ЛАД подключается к источнику трехфазного переменного тока посредством блока управления 7.The proposed technical solution contains (Fig. 1) a base 1, a linear induction motor, consisting of a flat inductor 2, mounted rigidly on the base 1, and a rotor 3, mounted rigidly on the working body 4 and perpendicular to it. The plane of the rotor 3 is parallel to the plane of the inductor 2 LAD. The longitudinal axis of the rotor 3 is offset relative to the longitudinal axis of the LAD inductor 2. The working body is suspended on the elastic elements 5 on the basis of 1, separating cells are made on the surface of the working body 6. The LAD inductor is connected to a three-phase alternating current source by means of a control unit 7.

Сепарирующая машина работает следующим образом. Блок управления 7 подключает индуктор 2 ЛАД к источнику питания, индуктор создает бегущее магнитное поле. Взаимодействие бегущего магнитного поля индуктора 2 с ротором 3 приводит ротор к появлению следующих электромагнитных сил: F_x - продольная, направленная в сторону бегущего магнитного поля индуктора ЛАД (фиг.3), F_y - сила притяжения (фиг.2), перпендикулярная к продольной силе F_x, и сила F_z - поперечная сила (фиг.2), возникающая при смещении продольной оси ротора относительно продольной оси индуктора. Под действием этих сил ротор, а следовательно, и рабочий орган 4 приводится в движение. При этом упругие элементы 5 одновременно деформируются по направлению сил F_x, F_y и F_z (фиг.4 и фиг.5). В какой-то момент времени блок управления 7 обесточивает индуктор 2 ЛАД, его бегущее магнитное поле исчезает. Под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 5 в результате их деформации, рабочий орган 4 возвращается в исходное состояние (фиг.2 и фиг.3). Далее описанный процесс повторяется. При этом рабочий орган 4 совершает сложное колебательное движение.The separating machine operates as follows. The control unit 7 connects the inductor 2 LAD to the power source, the inductor creates a running magnetic field. The interaction of the traveling magnetic field of the inductor 2 with the rotor 3 leads to the appearance of the following electromagnetic forces: F _x - longitudinal, directed towards the traveling magnetic field of the LAD inductor (Fig. 3), F _y - attractive force (Fig. 2), perpendicular to the longitudinal force F _x , and force F _z - transverse force (figure 2) that occurs when the longitudinal axis of the rotor is displaced relative to the longitudinal axis of the inductor. Under the action of these forces, the rotor, and therefore the working body 4 is set in motion. In this case, the elastic elements 5 are simultaneously deformed in the direction of the forces F _x , F _y and F _z (Fig. 4 and Fig. 5). At some point in time, the control unit 7 de-energizes the LAD inductor 2, its traveling magnetic field disappears. Under the action of potential energy accumulated in the elastic elements 5 as a result of their deformation, the working body 4 returns to its original state (figure 2 and figure 3). The following process is repeated. In this case, the working body 4 makes a complex oscillatory motion.

Наложение на продольное колебательное движение рабочего органа сепарирующей машины, обусловленного силой F_x, колебательного движения под действием сил F_y и F_z позволяет повысить ориентирующую способность обрабатываемого материала, находящегося на рабочем органе, относительно сепарирующих ячеек 6, и, как следствие, увеличить эффективность сепарации [3], что является целью изобретения.The imposition of longitudinal vibrational movement of the working body of the separating machine, due to the force F _x , vibrational motion under the action of the forces F _y and F _z allows you to increase the orienting ability of the processed material located on the working body relative to the separating cells 6, and, as a result, increase the separation efficiency [3], which is the purpose of the invention.

Блок управления имеет возможность обеспечивать регулирование параметров колебаний рабочего органа как по частоте, так и по амплитуде посредством изменения длительности и частоты включения индуктора ЛАД. Блок управления может быть реализован на базе тиристорных коммутаторов, приведенной в литературе [4].The control unit has the ability to provide control of the oscillation parameters of the working body in both frequency and amplitude by changing the duration and frequency of the LAD inductor. The control unit can be implemented on the basis of thyristor switches given in the literature [4].

В предлагаемом техническом решении для исключения соприкосновения неподвижного индуктора ЛАД с его подвижным ротором под действием силы F_y можно установить на основании сепарирующей машины ролики или нанести на поверхность индуктора покрытие с маленьким коэффициентом трения.In the proposed technical solution, to exclude the contact of the stationary LAD inductor with its movable rotor under the action of the force F _y, rollers can be installed on the basis of the separating machine or a coating with a small friction coefficient can be applied to the surface of the inductor.

В техническом решении при необходимости возможна установка упругих элементов 5 различной жесткости. Индуктор ЛАД может быть выполнен с различным числом пар полюсов, что также будет изменять параметры колебательного движения рабочего органа. Выполнение индуктора ЛАД с числом пар полюсов меньше 4 приводит к усилению в ЛАД краевых эффектов, которые обусловлены магнитной незамкнутостью индуктора. Краевые эффекты выражаются в виде колебаний величины электромагнитной силы

, развиваемой ЛАД относительно его среднего значения с частотой 100 Гц и малой амплитудой [5]. Вибрация сил F_x, F_y и F_z, имеющихся при этом, предотвращает возможность образования отложений пыли и загрязнения поверхности рабочего органа, а также уменьшается возможность застревания сепарируемого материала в сепарирующих ячейках рабочего органа, тем самым повышается эффективность сепарирования.In the technical solution, if necessary, it is possible to install elastic elements 5 of different stiffness. The LAD inductor can be made with a different number of pole pairs, which will also change the parameters of the oscillatory movement of the working body. The execution of the LAD inductor with the number of pole pairs less than 4 leads to an increase in the LAD edge effects, which are due to the magnetic openness of the inductor. Edge effects are expressed as fluctuations in the magnitude of the electromagnetic force

developed by LAD relative to its average value with a frequency of 100 Hz and small amplitude [5]. The vibration of the forces F _x , F _y and F _z , available at the same time, prevents the possibility of dust deposits and contamination of the surface of the working body, and also reduces the possibility of stuck separated material in the separating cells of the working body, thereby increasing the efficiency of separation.

При необходимости в техническом решении имеется возможность регулирования параметров колебательного процесса друг относительно друга по трем ортогональным осям за счет регулирования отдельных сил, создаваемых индуктором. Например, изменяя смещение продольной оси ротора относительно продольной оси индуктора, можно изменять величину силы F_z.If necessary, in the technical solution it is possible to control the parameters of the oscillatory process relative to each other along three orthogonal axes due to the regulation of the individual forces created by the inductor. For example, by changing the offset of the longitudinal axis of the rotor relative to the longitudinal axis of the inductor, you can change the magnitude of the force F _z .

Таким образом, предлагаемое техническое решение имеет широкие возможности регулирования параметров сложного колебательного движения рабочего органа сепарирующей машины, что способствует повышению эффективности сепарирования и дополнительному расширению возможностей ее применения.Thus, the proposed technical solution has ample opportunity to control the parameters of the complex oscillatory motion of the working body of the separating machine, which helps to increase the efficiency of separation and further expand the possibilities of its application.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2371905, МКИ A01F 12/44. Зерноочистительная машина / Орлов А.А., 2009.1. RF patent 2371905, MKI A01F 12/44. Grain-cleaning machine / Orlov A.A., 2009.

2. Патент РФ 2364564, МКИ B65G 25/04. Шагающий конвейер / Аипов Р.С., Гильванов В.Ф., Линенко А.В., 2009, БИ №23 (прототип).2. RF patent 2364564, MKI B65G 25/04. Walking conveyor / Aipov R.S., Gilvanov V.F., Linenko A.V., 2009, BI No. 23 (prototype).

3. Лапшин И.П. Расчет и конструирование зерноочистительных машин. - Курган: ГИПП «Зауралье», 2002. - 168 с.3. Lapshin I.P. Calculation and design of grain cleaning machines. - Kurgan: GIPP Zauralie, 2002. - 168 p.

4. Поскребко А.А. Бесконтактные коммутаторы и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе. - М.: Энергия, 1978. - 58 с.4. Poskrebko A.A. Contactless switches and regulating semiconductor devices on alternating current. - M .: Energy, 1978. - 58 p.

5. Веселовский О.Н. Линейные асинхронные двигатели. - М.: Энергоатомиздат, 1999. - 256 с.5. Veselovsky O. N. Linear induction motors. - M .: Energoatomizdat, 1999 .-- 256 p.

Claims

A separating machine containing an elastically suspended working body, a working body drive in the form of a flat linear asynchronous electric motor with a stationary inductor and parallel to it and rigidly mounted on the working body rotor, characterized in that the rotor is installed perpendicular to the working body and with the displacement of the longitudinal axis of the rotor relative to the longitudinal axis inductor.