Результат интеллектуальной деятельности: ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может использоваться в машинах для очистки зерна во всех отраслях народного хозяйства.

Известны устройства зерноочистительные машины ЗВС-20М, МОВ-1 и МОС-0,5 (каталог продукции завода «Воронежсельмаш», www.vselmash.ru) имеющие рамы, воздушную и решетную части, при этом решетная часть каждой машины включает в себя два решетных стана установленных один над другим, а приводные валы для придания решетным станам плоскопараллельных и противофазных колебаний установлены между решетными станами, причем шатуны, передающие движение от вала к решетным станам, присоединены к верхнему решетному стану в районе его днища, а к нижнему решетному стану в районе его крышки. Недостатком описанных конструкций является низкая динамическая уравновешенность вызванная неуравновешенными моментами инерции максимальное значение которых возникает в крайних положениях, а в средних положениях решетных станов они равны нулю и их величина определяется плечом между линией действия силы инерции, приложенной к центру тяжести решетного стана и точкой присоединения шатуна к решетному стану, при этом моменты инерции от двух решетных станов складываются увеличивая знакопеременную нагрузку на опоры машины.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому устройству, выбранному нами в качестве прототипа, является устройство зерноочистительная машина (патент RU №2628433, 2017 г., В07В 1/10) содержащее только решетную часть в которой имеются также два решетных стана примерно одинаковой массы и расположенные один над другим, а приводной вал, для придания решетным станам плоскопараллельных и противофазных колебаний, установлен между решетными станами, при этом шатуны передающие движение от вала к решетным станам, присоединены к верхнему решетному стану в районе его днища, а к нижнему решетному стану в районе его крышки, причем для уравновешивания усилий, возникающих в раме машины в крайних положениях решетных станов от их силы веса они установлены на подвесках и стойках.

Недостатком этого устройства является невысокая динамическая уравновешенность вызванная неуравновешенными моментами инерции максимальное значение которых возникает в крайних положениях и их величина определяется плечом между линией действия силы инерции, приложенной к центру тяжести решетного стана и точкой крепления шатуна к решетному стану, причем моменты инерции от двух решетных станов имеют одно направление и они суммируются увеличивая знакопеременную нагрузку на опоры машины.

Задачей заявляемого изобретения является повышение динамической уравновешенности зерноочистительной машины - прототипа путем снижения знакопеременной нагрузки на опоры рамы машины за счет создания противомомента неуравновешенному суммарному моменту от сил инерции решетных станов.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве зерноочистительная машина имеется рама, два решетных стана, примерно одинаковой массы, и расположенные один над другим, а к раме решетные станы прикреплены с помощью подвесок и стоек, при этом приводной вал для придания решетным станам плоскопараллельных и противофазных колебаний установлен между ними, причем шатуны передающие движение от вала к решетным станам присоединены к верхнему решетному стану в районе его днища, а к нижнему решетному стану в районе его крышки.

Однако, в отличие от прототипа, на приводном валу установлен противовес так, что создаваемая им центробежная сила инерции образует момент противоположной направленности неуравновешенному суммарному моменту от сил инерции решетных станов, что снижает знакопеременную нагрузку на опоры рамы машины.

Во всех случаях осуществления заявляемой зерноочистительной машины возможно уравновесить только часть неуравновешенного суммарного момента, т.е. снять не более 50% нагрузки на опоры рамы так как в среднем положении решетных станов суммарный неуравновешенный момент равен нулю.

Суть заявляемого технического решения поясняется чертежом. На чертеже показана схема решетной зерноочистительной машины, вид сбоку. На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - рама; 2 - подвеска; 3 - место крепления подвески к раме; 4 - верхний решетный стан; 5 - днище; 6 - противовес; 7 - шатун; 8 - крышка; 9 - место крепления стойки к крышке решетного стана; 10 - стойка; 11 - место крепления шатуна к днищу; 12 - место крепления стойки к раме; 13 - место крепления подвески к раме; 14 -подвеска; 15 - место крепления подвески к днищу решетного стана; 16 -опорная поверхность; 17 - крышка; 18 - нижний решетный стан; 19 - приводной вал; 20 - шатун; 21 - днище; 22 - место крепления стойки к раме; 23 - стойка; 24 - место крепления стойки к решетному стану; 25 - место крепления шатуна к крышке решетного стана; 26 - место крепления подвески к днищу решетного стана; П3 - поток зерна; M₁ - момент инерции от верхнего решетного стана; М₂ - момент инерции от нижнего решетного стана; М₃ -момент инерции от противовеса; F - сила инерции от массы верхнего или нижнего решетных станов; Ц₁ - центр тяжести верхнего решетного стана; Ц₂ - центр тяжести нижнего решетного стана; а, в, с - плечи действия сил инерции; А, Б - опоры рамы; P₁; Р₂ - силы действующие на опорную поверхность; ω - направление вращения приводного вала; α - угол наклона решетных станов к горизонту; V - скорость движения решетных станов.

Устройство зерноочистительная машина содержит раму 1 на которой с помощью подвесок 2, 14 и стоек 10, 23 (подвески и стойки стоящие с другой стороны решетного стана на рисунке не показаны) установлены верхний решетный стан 4 и нижний решетный стан 18, между ними установлен приводной вал 19 с противовесом 6. Собирают вал с противовесом так.

Решетные станы устанавливаются в среднее положение, а противовес крепится к валу в том месте, когда он находится в нижнем положении. Приводной вал с верхним решетным станом соединен с помощью шатуна 7 в месте крепления 11 его днища 5, а с нижним решетным станом соединен с помощью шатуна 20 в месте крепления 24 его крышки 17. Рама машины к опорной поверхности 16 прикреплена опорами А и Б. Решетные станы установлены под углом а к горизонту, а приводной вал вращается в направлении со.

Работает зерноочистительная машина следующим образом.

Приводной вал 19 совершает вращение по направлению со или в другом направлении и с помощью шатунов 7 и 20 приводит в плоскопараллельные и противофазные колебания решетные станы 4 и 18 закрепленные на раме 1 с помощью подвесок 2, 14 и стоек 10, 23.

Благодаря тому, что решетные станы установлены под углом а к горизонту поток зерна ПЗ движется по решетным станам и разделяется на зерно и примеси. При этом решетные станы двигаются с переменной скоростью V и испытывают действие инерционных сил приложенных в их центрах тяжести Ц₁ и Ц₂. Максимальное значение силы инерции F возникает в момент максимального ускорения решетных станов, т.е. в крайних положениях, а в среднем положении решетные станы двигаются без ускорения и, соответственно, сила инерции в этом случае равняется нулю. Момент инерции M₁ от силы F возникающей при движении верхнего решетного стана будет стремиться повернуть решетный стан вокруг точки крепления шатуна к решетному стану 11. В данном случае повернуть по часовой стрелке. С нижним решетным станом будут происходить такие же процессы и его также момент М₂ от силы инерции F будет стремиться повернуть вокруг места крепления шатуна 20 к нижнему решетному стану в точке 25 и в туже сторону по часовой стрелке. Таким образом момент М₁ и М₂ будут складываться в суммарный момент, который через подвески и стойки будут создавать усилия на опорах рамы А и Б. В данном случае опору суммарный момент будет стремиться приподнять, а опору Б прижать к опорной поверхности 16. После поворота приводного вала на 180° картина изменится на противоположную. Опору Б моменты инерции будут стремиться приподнять, а опору А прижать к опорной поверхности 16.

В отличие от прототипа приводной вал 19, установленный на раме машины, имеет прикрепленный к нему противовес 6 так, что возникающая при вращении противовеса центробежная сила, когда ее направление параллельно горизонту, она создает момент обратной направленности суммарному моменту и возникающие от него усилия на опорах А и Б будут вычитаться из усилий создаваемых суммарным моментом. В случае показанном на рисунке сила от момента М₃ на опоре А будет направлена в сторону опорной поверхности, а на опоре Б от опорной поверхности.

Суммарный момент от сил инерции примерно одинаковых по массе решетных станов М_с будет равняться сумме моментов М_с=M₁+М₂

Момент от центробежной силы противовеса F_ц, т.е. уравновешивающий момент будет иметь величину М_ц=F_ц⋅с

В среднем положении решетные станы двигаются без ускорения, поэтому суммарный момент равен нулю, а противовес будет находиться в нижнем или верхнем положении и центробежная сила от противовеса будет стремиться приподнять раму или прижать ее к опорной поверхности, создавая знакопеременную неуравновешенную нагрузку на опорах рамы. Таким образом, усилия, возникающие на опорах рамы, зависят от величины центробежной силы противовеса и ее величина устанавливается такой, чтобы уравновесить только часть суммарного момента, а в случае нахождения противовеса в нижнем или верхнем положении усилия приподнимающие или прижимающие раму к опорной поверхности не должны превышать суммарные усилия на опорах, когда действуют моменты сил инерции решетных станов.

Во всех случаях установка противовеса на приводной вал позволяет уравновесить часть моментов сил инерции создающих динамическую неуравновешенность машины прототипа.

Использование заявляемого изобретения позволит улучшить динамическую уравновешенность зерноочистительных машин, снизить вибрации и динамические нагрузки на опорные поверхности, такие как полы, фундаменты и перекрытия производственных зданий.