Результат интеллектуальной деятельности: Станок для шлифования семян

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к оборудованию для предпосевной обработки семенного материала, и может быть использовано для подготовки к посеву мелкосемянных культур, например моркови.

Известен вибрационный станок для шлифования семян (патент РФ №2618347, кл. МКИ А01С 1/00, опубл. 03.05.2017, бюл. №12), содержащий шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, загрузочное и разгрузочное приспособления, при этом шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра, с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, параллельными друг другу, размещенными перпендикулярно или наклонно под углом к горизонтальной оси вращения барабана, но с сохранением параллельности друг другу, при этом по всей длине барабана закреплена пружина бочкообразной формы с плоским сечением витков, покрытых слоем резины, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, причем барабан закреплен на платформе, смонтированной посредством резинокордных пневмобаллонов на станине, что придает и обеспечивает одновременное воздействие на семена колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что усиливает влияние колебаний всего вибрационного устройства на процесс шлифования семян.

Недостатками известного вибрационного станка для шлифования семян являются ограниченные технологические возможности, сложность изготовления.

Наиболее близкой к предлагаемому является станок для шлифования семян моркови, (патент РФ №2616830, кл. МКИ А01С 1/00, опубл. 18.04.2017, бюл №11), содержащий шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, загрузочную и разгрузочную цапфы, при этом, шлифовальный барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, размещенными перпендикулярно или под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, при этом по всей длине барабана смонтирована пружина вогнутой формы с плоским сечением витков, покрытых слоем резины, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей и повышение производительности.

Техническое решение достигается тем, что в станке для шлифования семян, содержащем шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, загрузочную и разгрузочную цапфы, шлифовальный барабан выполнен в форме цилиндра с торцевыми стенками эллиптической формы, наклонно установлен относительно горизонтальной оси шлифовального барабана, смонтирован под острым углом к оси вращения шлифовального барабана, по внутреннему периметру выполнен с карманами криволинейной формы, а по наружному периметру - с чередующимися выступами криволинейной формы, при этом плоские торцевые стенки эллиптической формы параллельны друг другу, размещены наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, повернуты относительно друг друга на угол β и выполнены по периметру с образующими в виде чередующихся выступов криволинейной формы, соответствующими форме и размерам чередующихся выступов наружного периметра поверхности шлифовального барабана, причем шлифовальный барабан со средством для загрузки смонтирован на платформе, к которой снизу прикреплен вибратор и снабжен загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы с жестко закрепленными по их внутреннему диаметру витками прямоугольного сечения.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции станка для шлифования семян.

Новизна заключается в том, что:

- шлифовальный барабан по внутреннему периметру снабжен карманами криволинейной формы, что повышает производительность обработки, расширяет технологические возможности;

- плоские торцевые стенки эллиптической формы параллельны друг другу, размещены наклонно под углом а к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, повернуты относительно друг друга на угол β и снабжены по периметру образующими в виде чередующихся выступов криволинейной формы, соответствующие форме и размерам чередующихся выступов наружного периметра поверхности шлифовального барабана, причем шлифовальный барабан со средством для загрузки смонтирован на платформе, к которой снизу прикреплен вибратор, что создает колебания за счет дисбаланса масс загрузки (обрабатываемые семена) и масс самого шлифовального барабана, имеющего ось вращения, которая не совпадает с его осью, придает и обеспечивает одновременное воздействие этих колебаний на семена в трех взаимно перпендикулярных направлениях, усиливает влияние колебаний всего станка для шлифования семян на резинокордных пневмобаллонах на процесс шлифования семян, что расширяет технологические возможности и повышает производительность;

- снизу к платформе прикреплен вибратор, который генерирует и придает обрабатываемым семенам колебания с малой амплитудой, которые накладываются на низкочастотные колебания с большой амплитудой, придаваемые обрабатываемым семенам за счет дисбаланса их масс и массы самого наклонного шлифовального барабана, имеющего ось вращения, которая не совпадает с его осью. Такое совместно воздействие разных по частоте и амплитуде колебаний повышает производительность, расширяет технологические возможности;

- шлифовальный барабан снабжен загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы с жестко закрепленными внутри них витками прямоугольного сечения, что повышает производительность, расширяет технологические возможности;

- совместное влияние вращательного движения шлифовального барабана и движущихся внутри обрабатываемых семян, и совмещение с этим движением колебаний платформы с закрепленным на ней шлифовальным барабаном и средством для загрузки, придает им сложное пространственное движение, что повышает производительность и расширяет технологические возможности;

- центры симметрии внутренней поверхности шлифовального барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения шлифовального барабана, что нарушает не только стационарность движения обрабатываемых семян, расширяет технологические возможности, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний шлифовального барабана совместно с платформой;

- совместное влияние вращательного движения шлифовального барабана и движущихся внутри него с низкочастотными колебаниями с большой амплитудой обрабатываемых семян и совмещение с этими движениями колебаний платформы с закрепленным на ней шлифовальным барабаном, а также высокочастотных колебаний с малой амплитудой, создаваемых вибратором, придает обрабатываемым семенам сложное пространственное движение, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен станок для шлифования семян, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - шлифовальный барабан с загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы, с жестко закрепленными внутри них витками прямоугольного сечения, общий вид; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - шлифовальный барабан, наглядное изображение.

Станок для шлифования семян (фиг. 1, фиг. 2) состоит из шлифовального барабана 1 с загрузочной цапфой конической формы 2 и разгрузочной цапфой конической формы 3, средства для загрузки 4, средства для разгрузки 5 и привода (не показано). Шлифовальный барабан 1 снабжен загрузочной цапфой 2 и разгрузочной цапфой 3 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 средства для загрузки 4 входит в отверстие загрузочной цапфы 2 шлифовального барабана 1. Средство для загрузки 4, подшипниковые опоры 6 и 7 со смонтированным в них шлифовальным барабаном 1 закреплены на платформе 9. Платформа 9 подвешена на четырех пневмобаллонах 10, закрепленых на станине 11. Для увеличения скорости продольного перемещения масс загрузки от загрузки к выгрузке станок для шлифования семян снабжен приспособлением (на чертеже не показано) для придания наклона оси вращения шлифовального барабана 1 относительно горизонта. Шлифовальный барабан 1 со средством для загрузки 4 смонтирован на платформе 9, к которой снизу прикреплен вибратор 12 и снабжен загрузочной 2 и разгрузочной 3 цапфами конической формы, с жестко закрепленными по их внутренним диаметрам витками прямоугольного сечения 13 и 14.

Шлифовальный барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) по внутреннему периметру снабжен карманами криволинейной формы 15, 16, 17, 18, 19, 20 (фиг. 4), а по наружному периметру выполнен с чередующими выступами криволинейной формы 21, 22, 23, 24, 25, 26 (фиг. 4), которые по форме соответствуют карманам 15, 16, 17, 18, 19, 20. Причем внутренняя поверхность шлифовального барабана 2 покрыта слоем резины 27.

Плоские торцевые стенки 27 и 28 шлифовального барабана 1 (фиг. 3) эллиптической формы параллельны друг другу, размещены наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана 1, повернуты относительно друг друга на угол β (фиг. 5) и снабжены по периметру образующими в виде чередующихся выступов криволинейной формы, соответствующие форме и размерам чередующихся выступов 21, 22, 23, 24, 25, 26 наружного периметра поверхности шлифовального барабана 1. На фиг. 5 показано, что большие оси эллипсов АВ и CD повернуты относительно друг друга на угол β.

Станок для шлифования семян работает следующим образом.

При вращении шлифовального барабана 1, семена подлежащие обработке (шлифованию), непрерывным потоком, при помощи средства для загрузки 4 загружаются внутрь конической загрузочной цапфы 2 и с помощью витков прямоугольного сечения 13 загружаются во вращающийся шлифовальный барабан 1. При вращении шлифовального барабана 1 семена совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине шлифовального барабана 1, в каждом поперечном сечении (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5), при этом центры симметрии внутренней поверхности шлифовального барабана 1, в каждом его элементе поперечного сечения, смещены относительно оси вращения шлифовального барабана 1, что нарушает не только скорость и направление движения семян, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению низкочастотных колебаний с большой амплитудой барабана 1 совместно с платформой 9 и размещенными внутри шлифовального барабана 1 обрабатываемыми семенами. Включают вибратор 12, который создает высокочастотные колебания с малой амплитудой.

Совместное воздействие на семена высокочастотных колебаний с малой амплитудой н низкочастотных колебаний с большой амплитудой, а также нарушения скорости и направления движения семян при их встрече с карманами криволинейной формы 15, 16, 17, 18, 19, 20 повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Семена совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как шлифовальный барабан 1 выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное с наложением на эти движения низкочастотных колебаний, возбуждаемых асимметричным положением шлифовального барабана 1 (наклонно, относительно горизонтальной оси вращения), и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также чередующимися карманами 15, 16, 17, 18, 19, 20 криволинейной формы покрытые слоем резины по периметру шлифовального барабана 1. В результате поток движущихся семян не стационарен, а размеры и расположение активного их взаимодействия заметно меняются за время одного оборота шлифовального барабана 1. В результате нарушения упорядоченности процесса движения семян, движение их становится более активным, ликвидируются зоны малоподвижности, возрастает энергоемкость их соударений между собой и с криволинейными стенками покрытыми слоем резины по периметру криволинейной формы шлифовального барабана 1, а также плоскими торцевыми стенками 29 и 29, тоже покрытыми слоем резины, что обеспечивает повышение производительности, расширение технологических возможностей. Процесс не стационарности движения семян усугубляется расположением плоских торцевых стенок 28 и 29, большие оси эллипсов АВ и CD которых повернуты относительно друг друга на угол β, что существенно меняет направление движения семян вдоль оси вращения шлифовального барабана 1 и создает зоны различного давления плоских торцевых стенок 29 и 29 на семена. Поэтому семена имеют возможность, под воздействием геометрического уклона шлифовального барабана 1 и разности давления плоских торцевых стенок эллиптической формы 28 и 29, не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке. Усложнению траекторий перемещений семян способствуют также карманы криволинейной формы 15, 16, 17, 18, 19, 20 по внутреннему периметру шлифовального барабана 1, которые захватывают порции семян при вращении шлифовального барабана 1, поднимают выше угла естественного откоса и бросают на противоположные стенки шлифовального барабана 1, навстречу вращающимся карманам по периметру шлифовального барабана 1, увеличивая, таким образом, частоту и энергоемкость взаимодействия семян, что повышает производительность и расширяет технологические возможности. Скорость перемещения семян от загрузки к выгрузке можно регулировать изменением угла наклона всего станка. Обработанные семена с помощью конической разгрузочной цапфы 3 и жестко закрепленных по ее внутреннему диаметру витками прямоугольного сечения 14 выводятся в средство для разгрузки 5.

Преимущества обеспечиваются за счет того что шлифовальный барабан по внутреннему периметру снабжен карманами криволинейной формы, а по наружному периметру выполнен с чередующими выступами криволинейной формы, при этом плоские торцевые стенки эллиптической формы параллельны друг другу, размещены наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения шлифовального барабана, повернуты относительно друг друга на угол β и снабжены по периметру образующими в виде чередующихся выступов криволинейной формы, соответствующие форме и размерам чередующихся выступов наружного периметра поверхности шлифовального барабана, причем шлифовальный барабан со средством для загрузки смонтирован на платформе, к которой снизу прикреплен вибратор и снабжен загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы с жестко закрепленными по их внутренним диаметрам витками прямоугольного сечения, что позволяет повысить производительность, расширить технологические возможности за счет одновременного воздействия на семена высокочастотных колебаний с малой амплитудой и низкочастотных колебаний с большой амплитудой, а также нарушения скорости и направления движение семян при их встрече с карманами криволинейной формы.