ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
WINNOWING MACHINE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для послеуборочной обработки зерна.
Известна зерноочистительная машина (см. авторское свидетельство SU №511907, A01F 12/44, 1976), содержащая четыре равных по массе кассеты решет, расположенных в четыре этажа и соединенных попарно в подвижные решетные станы. Решетный стан двух внутренних кассет расположен внутри стана двух наружных кассет, которые установлены на подвесках. Имеются кривошипно-шатунные механизмы привода решетных станов и щеток.
Устройство-аналог имеет невысокую динамическую уравновешенность в вертикальной плоскости из-за неуравновешенных центробежных сил, которые возникают при движении решетных станов по окружности с радиусом, равным длине подвесок.
Наиболее близким аналогом является зерноочистительная машина (см. патент RU №2339211, C1 A01F 12/44, 2008), принятая нами за прототип, содержащая раму, эксцентриковый вал с шатунами, четыре равных по массе кассеты решет, расположенных в четыре этажа и соединенных попарно перемычками в подвижные решетные станы. Решетный стан двух внутренних кассет расположен внутри решетного стана двух наружных кассет, при этом решетные станы собраны так, что их центры масс находятся в одной точке. Для динамического уравновешивания в вертикальной плоскости один решетный стан установлен на вертикальных подвесках, другой - на вертикальных стойках равной длины, причем места крепления шатунов, эксцентриковый вал и центр тяжести решетных станов находятся на одной линии.
Данная машина хорошо динамически уравновешена. Однако недостатком зерноочистительной машины-прототипа является ее невысокая надежность по причине низкой поперечной устойчивости решетного стана, установленного на стойках.
Задача изобретения - повышение надежности машины-прототипа при сохранении ее динамической уравновешенности.
Данная задача решена путем повышения поперечной устойчивости решетного стана, установленного на стойках. Повышение поперечной устойчивости решетного стана, установленного на стойках, обеспечивается за счет установки его на подвесках и стойках, а другого решетного стана, для сохранения уравновешенности, на стойках и подвесках.
Предлагаемая машина, как и ее прототип, содержит раму, вертикальные подвески и стойки равной длины, эксцентриковый вал с шатунами, четыре равных по массе кассеты решет, расположенных в четыре этажа и соединенных перемычками попарно в подвижные решетные станы, причем решетный стан двух внутренних кассет расположен внутри решетного стана двух наружных кассет, при этом решетные станы собраны таким образом, что их центры масс находятся в одной точке, а места крепления шатунов, эксцентриковый вал и центр тяжести решетных станов находятся на одной линии.
Однако, в отличие от прототипа, каждый решетный стан установлен на вертикальных подвесках и стойках. Для сохранения уравновешенности машины, решетный стан наружных кассет установлен на подвесках и стойках (считая по ходу движения зерна), а решетный стан внутренних кассет - на стойках и подвесках или наоборот, т.е. решетный стан наружных кассет - на стойках и подвесках, а решетный стан внутренних кассет - на подвесках и стойках.
Суть заявленного устройства поясняется чертежами. На фиг.1 схематично изображена предлагаемая машина. На фиг.2 - схема сил, приложенных к раме машины.
1
2
1
2
3
4
12
34
На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - кассета; 2, 3 - перемычки; 4 - стойка; 5 - точка присоединения шатуна к перемычке наружного решетного стана; 6 - точка присоединения шатуна к перемычке внутреннего решетного стана; 7 - лоток; 8 - перемычка; 9 - стойка; 10, 11 - лотки; 12 - кассета; 13 - перемычка; 14, 15 - кассеты; 16 - подвеска; 17 - рама; 18, 19 - перемычки; 20 - подвеска; 21 - устройство подачи зерна; 22 - направление подачи зерна; 23 - шатун; 24 - эксцентриковый вал; 25 - шатун; Ц - центр масс; O-O - линия, проходящая через центр эксцентрикового вала и точки крепления шатунов и центр масс Ц; P, P, Р, Р, - силы; М, М - моменты сил; А - расстояние от стойки решетного стана внутренних кассет до центра масс; Б - расстояние от подвески решетного стана внутренних кассет до центра масс; С - расстояние от подвески решетного стана наружных кассет до центра масс; Д - расстояние от стойки решетного стана наружных кассет до центра масс.
1
2
Машина содержит равные по массе четыре кассеты решет 1, 12, 14, 15, расположенных в четыре этажа, которые перемычками 3, 19 и 8 соединены в стан внутренних кассет, а перемычками 2, 18 и 13 - в решетный стан наружных кассет. При этом решетные станы собраны таким образом, что центры масс обоих решетных станов находятся в точке Ц. Для создания противофазных колебаний решетных станов имеется эксцентриковый вал 24 с двумя парами эксцентриков с углом 180 градусов между ними, а эксцентрики с решетными станами соединены шатунами равной длины 23 и 25. Шатун 25 внутреннего решетного стана присоединен к перемычке 19 в точке 6, а шатун 23 решетного стана наружных кассет присоединен к перемычке 18 в точке 5, при этом места крепления шатунов - точки 5 и 6, расположены на линии 0-0, которая проходит через эксцентриковый вал и центр тяжести решетных станов.
Машина работает следующим образом. От электродвигателя (на чертеже не показан) вращение передается на эксцентриковый вал 24, а от него с помощью шатунов 23 и 25 движение передается решетным станам внутренних и наружных кассет, и они совершают противофазные колебания, а обрабатываемый материал подается в устройство подачи зерна 21 по траектории 22, которое распределяет зерно по решетным кассетам 1, 12, 14, 15. За счет колебаний и наклона решетных кассет зерно движется в сторону лотков вывода зерна и разделяется в кассетах на фракции, после чего лотками 7, 10, 11 выводится из зерноочистительной машины.
Повышение надежности машины-прототипа обеспечивается увеличением поперечной устойчивости решетного стана, закрепленного только на стойках, за счет установки его на подвесках и стойках, а другого решетного стана - на стойках и подвесках, исходя из того, что поперечная устойчивость решетного стана на подвесках и стойках больше поперечной устойчивости решетного стана, установленного только на стойках.
1
2
3
4
12
1
2
34
3
4
Динамическое уравновешивание машины, например, в случае, когда решетный стан наружных кассет установлен на подвесках и стойках, а решетный стан внутренних кассет установлен на стойках и подвесках, происходит следующим образом. При движении части массы решетного стана наружных кассет на подвеске 20 по окружности с радиусом, равным длине подвески 20 (фиг.1), и находящейся на расстоянии С от центра масс, возникает центробежная сила P (фиг.2), которая направлена вниз, а от движения части массы этого же стана на стойке 9 по окружности с радиусом, равным длине стойки 9 (фиг.1), и находящейся на расстоянии Д от центра масс, возникает центробежная сила Р (фиг.2), направленная вверх. Аналогичным образом, от движения решетного стана внутренних кассет, установленного на стойках и подвесках, находящихся соответственно на расстоянии А и Б от центра масс, возникают силы Р и Р. Так как решетные станы имеют одинаковую массу, и их центры масс находятся в одной точке Ц, и движутся решетные станы с одинаковой скоростью (так как привод решетных станов осуществляется от одного эксцентрикового вала), и они установлены на подвесках и стойках одинаковой длины, то возникающие моменты сил M от сил P и P и М от сил Р и Р равны, и из-за того, что решетный стан наружных кассет установлен на подвесках и стойках, а решетный стан внутренних кассет - на стойках и подвесках, то возникающие моменты сил имеют противоположные направления, а так как они приложены к одной раме машины 17 (фиг.2), то уравновешивают друг друга.
Так же происходит динамическое уравновешивание машины в другом случае установки решетных станов на подвесках и стойках.
В горизонтальной плоскости машина, как и прототип, так же уравновешена, так как нет неуравновешенных сил и не возникает неуравновешенных моментов от сил инерции, потому что противофазные колебания совершают решетные станы одинаковой массы с центром масс в одной точке, а места крепления шатунов, эксцентриковый вал и центр тяжести решетных станов находятся на одной линии.
Такое расположение подвесок и стоек, во всех случаях, сохраняет динамическую уравновешенность прототипа, но увеличивает поперечную устойчивость решетного стана, установленного только на стойках и, тем самым, повышает надежность всей машины.
Таким образом, заявленное техническое решение обеспечивает технический результат, указанный в задаче изобретения.