RU2576458C1

RU2576458C1 - Separating machine

Info

Publication number: RU2576458C1
Application number: RU2015107787/13A
Authority: RU
Inventors: Рустам Сагитович Аипов; Тимур Ильдусович Камалов; Андрей Владимирович Линенко; Марат Фанисович Туктаров
Original assignee: Рустам Сагитович Аипов; Тимур Ильдусович Камалов; Андрей Владимирович Линенко; Марат Фанисович Туктаров
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2016-03-10

Abstract

FIELD: agriculture; engineering.

SUBSTANCE: invention can be used in devices for the treatment of post-harvest crop production. Separating machine includes an elastically suspended actuator driven in linear induction motor with fixed inductor 2 and rotor 3. Working body consists of two branches 5, lever 4 is pivotally connected to rotor 3. At movement of rotor 3 in one direction branches 5 working body apart. When driving rotor 3 in the other side of working member 5 branches converge. Longitudinal axis of the linear induction motor is perpendicular to the longitudinal axis of the working body.

EFFECT: machines at work separating its working body moves along a complex trajectory, which increases the separation efficiency.

1 cl, 3 dwg

Description

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

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 grain 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].

Недостатком технического решения является 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 disadvantage of the technical solution is the low reliability of the drive of the reciprocating movement of the sieve mill due to the transfer of significant dynamic forces to the bearing units, the difficulty of adjusting the vibration 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 сепарирующая машина, содержащая упруго подвешенный рабочий орган, привод рабочего органа в виде линейного асинхронного электродвигателя с неподвижным индуктором и ротором, соединенным с рабочим органом [2].The closest in technical essence to the proposed device is a separating machine containing an elastically suspended working body, the drive of the working body in the form of a linear asynchronous electric motor with a fixed inductor and a rotor connected to the working body [2].

Недостатками технического решения являются низкие энергетические показатели электропривода из-за большого воздушного зазора между ротором и индуктором линейного асинхронного электродвигателя (ЛАД) и низкая эффективность сепарирования из-за недостаточной величины поперечной составляющей в сложном колебательном движении рабочего органа и трудности ее регулирования, что ограничивает возможности его применения в качестве сепарирующей машины.The disadvantages of the technical solution are the low energy performance of the electric drive due to the large air gap between the rotor and the inductor of the linear asynchronous electric motor (LAD) and the low separation efficiency due to the insufficient transverse component in the complex oscillatory movement of the working body and the difficulty of its regulation, which limits its possibilities application as a separation machine.

Цель изобретения - повышение энергетической и технологической эффективности сепарирующей машины.The purpose of the invention is to increase the energy and technological efficiency of the separating machine.

Цель достигается тем, что рабочий орган состоит из двух ветвей, которые рычагами шарнирно соединены с ротором так, что при движении ротора в одну сторону ветви рабочего органа расходятся, а при движении ротора в другую сторону ветви рабочего органа сходятся, при этом продольная ось линейного асинхронного электродвигателя перпендикулярна продольной оси рабочего органа.The goal is achieved in that the working body consists of two branches, which are pivotally connected to the rotor by levers so that when the rotor moves in one direction, the branches of the working body diverge, and when the rotor moves in the other direction, the branches of the working body converge, while the longitudinal axis is linear asynchronous electric motor perpendicular to the longitudinal axis of the working body.

Известно получение сложного колебательного движения рабочего органа технологического оборудования посредством применения плоского ЛАД и упругих накопителей энергии. Для этого ротор ЛАД устанавливается с увеличенным воздушным зазором относительно индуктора, величина этого зазора определяет амплитуду поперечных (перпендикулярных продольной оси индуктора) колебаний рабочего органа. При этом величина максимального воздушного зазора ограничена условием работы ЛАД, а увеличенный от номинального воздушный зазор ухудшает энергетические показатели ЛАД и привода машины в целом. В предлагаемом техническом решении может быть использован как плоский, так и цилиндрический ЛАД, в котором воздушный зазор постоянен и равен номинальному. Регулируемые в широком диапазоне сложные колебания рабочего органа (как в продольной, так и в поперечных плоскостях) возможны за счет установки ЛАД продольной осью перпендикулярно к продольной оси рабочего органа. В данном решении параметры колебаний рабочего органа не зависят от воздушного зазора ЛАД. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит повысить энергетическую и технологическую эффективность сепарирующей машины и имеет существенное отличие.It is known to obtain complex oscillatory motion of the working body of technological equipment through the use of flat LAD and elastic energy storage devices. For this, the LAD rotor is installed with an increased air gap relative to the inductor, the value of this gap determines the amplitude of the transverse (perpendicular to the longitudinal axis of the inductor) oscillations of the working body. In this case, the maximum air gap is limited by the condition of the LAD, and increased from the nominal air gap degrades the energy performance of the LAD and the drive of the machine as a whole. The proposed technical solution can be used both flat and cylindrical LAD, in which the air gap is constant and equal to the nominal. Complex vibrations of the working body that are regulated in a wide range (both in the longitudinal and transverse planes) are possible due to the installation of LAD with the longitudinal axis perpendicular to the longitudinal axis of the working body. In this decision, the parameters of the oscillations of the working body do not depend on the air gap LAD. Thus, the proposed technical solution will improve the energy and technological efficiency of the separating machine and has a significant difference.

На фиг. 1 показана конструкция привода сепарирующей машины в исходном состоянии до подключения ЛАД к источнику питания, на фиг. 2 вид А на фиг. 1 и на фиг. 3 одно из возможных положений рабочего органа сепарирующей машины после подключения ЛАД к источнику питания.In FIG. 1 shows the design of the drive of the separating machine in the initial state before connecting the LAD to the power source, in FIG. 2, view A in FIG. 1 and in FIG. 3 one of the possible provisions of the working body of the separating machine after connecting the LAD to the power source.

Предлагаемое техническое решение содержит: основание 1, упруго подвешенный рабочий орган 5, состоящий из двух ветвей, привод рабочего органа в виде ЛАД с неподвижным индуктором 2 и ротором 3, соединенным шарнирно через рычаги 4 с ветвями рабочего органа 5. Индуктор 2 жестко установлен на основании 1. Продольная ось ЛАД перпендикулярна продольной оси рабочего органа 5. Ветви рабочего органа подвешены на упругих элементах 6 на основании 1, на поверхности рабочего органа выполнены сепарирующие ячейки 7. Индуктор ЛАД подключается к источнику трехфазного переменного тока посредством блока управления 8.The proposed technical solution contains: base 1, an elastically suspended working body 5, consisting of two branches, a drive of the working body in the form of LAD with a fixed inductor 2 and rotor 3, pivotally connected through levers 4 with the branches of working body 5. Inductor 2 is rigidly mounted on the base 1. The longitudinal axis of the LAD is perpendicular to the longitudinal axis of the working body 5. The branches of the working body are suspended on elastic elements 6 on the basis of 1, separating cells are made on the surface of the working body 7. The LAD inductor is connected to a three-source source significant alternating current through the control unit 8.

Сепарирующая машина работает следующим образом. Блок управления 8 подключает индуктор 2 ЛАД к источнику питания, индуктор создает бегущее магнитное поле, ротор 3 приходит в поступательное движение, к примеру, вниз (фиг. 3). При этом рычаги 4, шарнирно связанные и с ротором, и с ветвями рабочего органа, расходятся. Ветви рабочего органа совершают сложное движение (продольное с поперечным) в противоположных направлениях. Т.к. рычаги 4 (фиг. 1) шарнирно связаны с ветвями рабочего органа в углах их торцевых частей, обращенных друг к другу с одной стороны, то не все части ветвей рабочего органа движутся по одинаковой сложной траектории. Стороны ветвей рабочего органа, обращенные друг к другу, совершают сложное колебательное движение с большей амплитудой поперечных колебаний, чем другие части ветвей, при одинаковой жесткости упругих элементов 6. Это имеет существенное значение, т.к. подача обрабатываемого материала осуществляется именно в этом месте, и это способствует равномерному распределению материала по рабочему органу и более эффективной ориентации материала на рабочем органе. При движении ротора 3 упругие элементы 6 одновременно деформируются по направлению сил F_x и F_y (фиг. 3).The separating machine operates as follows. The control unit 8 connects the LAD inductor 2 to the power source, the inductor creates a traveling magnetic field, the rotor 3 comes in translational motion, for example, down (Fig. 3). In this case, the levers 4, pivotally connected both with the rotor and with the branches of the working body, diverge. The branches of the working body make a complex movement (longitudinal with transverse) in opposite directions. Because levers 4 (Fig. 1) are pivotally connected to the branches of the working body in the corners of their end parts facing each other on the one hand, then not all parts of the working body branches move along the same complex path. The sides of the branches of the working body facing each other make a complex oscillatory movement with a greater amplitude of transverse vibrations than other parts of the branches, with the same stiffness of the elastic elements 6. This is significant, because the feed of the processed material is carried out in this place, and this contributes to an even distribution of the material over the working body and more efficient orientation of the material on the working body. When the rotor 3 moves, the elastic elements 6 are simultaneously deformed in the direction of the forces F _x and F _y (Fig. 3).

В какой-то момент времени блок управления 8 обесточивает индуктор 2 ЛАД, его бегущее магнитное поле исчезает. Под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 6 в результате их деформации, ветви рабочего органа 5 возвращаются в исходное состояние. Далее описанный процесс повторяется. При этом рабочий орган 5 совершает сложное колебательное движение.At some point in time, the control unit 8 de-energizes the LAD inductor 2, its traveling magnetic field disappears. Under the action of potential energy accumulated in the elastic elements 6 as a result of their deformation, the branches of the working body 5 return to their original state. The following process is repeated. In this case, the working body 5 performs a complex oscillatory motion.

Траектория сложного движения рабочего органа определяется параметрами упругих элементов 6, длиной рычагов 4 и местом их крепления к рабочему органу, а также частотой и амплитудой перемещения ротора 3 ЛАД. 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 [3].The trajectory of the complex movement of the working body is determined by the parameters of the elastic elements 6, the length of the levers 4 and the place of their attachment to the working body, as well as the frequency and amplitude of movement of the rotor 3 LAD. The control unit has the ability to provide control of the oscillation parameters of the working body both in frequency and in amplitude by changing the duration and frequency of switching on the LAD inductor. The control unit can be implemented on the basis of thyristor switches given in the literature [3].

Предложенное техническое решение позволяет реализовать сложную траекторию движения рабочего органа с любыми амплитудами продольных и поперечных колебаний, что позволяет его использовать для сортировки как зерновых культур, так и корнеклубнеплодов с улучшенной энергетической и технологической эффективностью, что способствует дополнительному расширению возможностей его применения.The proposed technical solution allows you to implement a complex trajectory of the working body with any amplitudes of longitudinal and transverse vibrations, which allows it to be used for sorting both crops and root crops with improved energy and technological efficiency, which contributes to the further expansion 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 2446669, МКИ A01F 12/44. Сепарирующая машина / Аипов Р.С., Акчурин С.В., Линенко А.В., Туктаров М.Ф. 2012, БИ №10 (прототип).2. RF patent 2446669, MKI A01F 12/44. Separating machine / Aipov R.S., Akchurin S.V., Linenko A.V., Tuktarov M.F. 2012, BI No. 10 (prototype).

3. Поскребко А.А. Бесконтактные коммутаторы и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе. - М.: Энергия, 1978. - 58 с. 3. Poskrebko A.A. Contactless switches and regulating semiconductor devices on alternating current. - M .: Energy, 1978. - 58 p.

Claims

A separating machine containing an elastically suspended working element, a drive of the working element in the form of a linear asynchronous electric motor with a fixed inductor and a rotor connected to the working element, characterized in that the working element consists of two branches, which are pivotally connected to the rotor by levers so that when moving the rotors in one direction the branches of the working body diverge, and when the rotor moves in the other direction, the branches of the working body converge, while the longitudinal axis of the linear asynchronous electric motor is perpendicular to odolnoy axis of the working body.