RU2423039C2

RU2423039C2 - Winnowing machine

Info

Publication number: RU2423039C2
Application number: RU2009130829/21A
Authority: RU
Inventors: Алексей Андреевич Орлов (RU); Алексей Андреевич Орлов
Original assignee: Алексей Андреевич Орлов
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2009-08-12
Publication date: 2011-07-10

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to the agricultural machinery and can be used in devices for after-harvesting treatment of grains. A winnowing machine comprises a frame, a device to feed grain, four sieves equal in mass of a cassette and an eccentric shaft with connecting rods. Cassettes are arranged in four floors and are connected pairwise with links into movable sieve boots of inner and outer cassettes. The centre of mass of sieve boots is located in one point. Areas of connecting rods fixation, the eccentric shaft and the centre of mass of sieve boots are located on the same line. Each sieve boot is installed in suspensions and stands of identical length. Along with grain motion the sieve boot of outer cassettes is installed on suspensions and stands, and the sieve boot of inner cassettes is installed on stands and suspensions or vice versa.

EFFECT: winnowing machine has high reliability and dynamic balance in operation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для послеуборочной обработки зерна.The invention relates to agricultural machinery, in particular to devices for post-harvest grain processing.

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.A known grain cleaning machine (see copyright certificate SU No. 511907, A01F 12/44, 1976), containing four sieve cassettes of equal weight, located on four floors and connected in pairs in movable sieve mills. The sieve mill of two inner cartridges is located inside the mill of two outer cartridges that are mounted on suspensions. There are crank mechanisms for the drive of sieve mills and brushes.

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.The analog device has a low dynamic balance in the vertical plane due to unbalanced centrifugal forces that arise when the sieve mills move around a circle with a radius equal to the length of the suspensions.

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.The closest analogue is a grain cleaning machine (see patent RU No. 2339211, C1 A01F 12/44, 2008), adopted by us for the prototype, containing a frame, an eccentric shaft with connecting rods, four cassettes of sieves equal in weight, located in four floors and connected in pairs jumpers in movable sieve mills. The sieve mill of two inner cassettes is located inside the sieve mill of two outer cassettes, while the sieve mills are assembled so that their centers of mass are at one point. For dynamic balancing in the vertical plane, one sieve mill is mounted on vertical suspensions, the other on vertical racks of equal length, and the mounting points of the connecting rods, the eccentric shaft and the center of gravity of the sieve mills are on the same line.

Данная машина хорошо динамически уравновешена. Однако недостатком зерноочистительной машины-прототипа является ее невысокая надежность по причине низкой поперечной устойчивости решетного стана, установленного на стойках.This machine is well dynamically balanced. However, the disadvantage of the prototype grain cleaning machine is its low reliability due to the low lateral stability of the sieve mill mounted on racks.

Задача изобретения - повышение надежности машины-прототипа при сохранении ее динамической уравновешенности.The objective of the invention is to increase the reliability of the prototype machine while maintaining its dynamic balance.

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.This problem is solved by increasing the lateral stability of the sieve mill mounted on racks. Increasing the lateral stability of the sieve mill mounted on racks is ensured by installing it on suspensions and racks, and another sieve mill, to maintain balance, on racks and suspensions.

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.The proposed machine, as well as its prototype, contains a frame, vertical suspensions and racks of equal length, an eccentric shaft with connecting rods, four equal-mass sieve cassettes located on four floors and connected by jumpers in pairs in movable sieve mills, and the sieve mill of two internal cassettes is located inside the sieve mill of two external cartridges, while the sieve mills are assembled in such a way that their centers of mass are at one point, and the connecting points of the connecting rods, the eccentric shaft and the center of gravity of the sieve mills are on one Noah line.

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.However, unlike the prototype, each sieve mill is mounted on vertical suspensions and racks. To keep the machine balanced, the sieve mill of the external cassettes is mounted on suspensions and racks (counting along the grain), and the sieve mill of the internal cassettes is mounted on racks and suspensions or vice versa, i.e. the sieve mill of the external cassettes - on racks and suspensions, and the sieve mill of the external cassettes - on suspensions and racks.

Суть заявленного устройства поясняется чертежами. На фиг.1 схематично изображена предлагаемая машина. На фиг.2 - схема сил, приложенных к раме машины.The essence of the claimed device is illustrated by drawings. Figure 1 schematically shows the proposed machine. Figure 2 - diagram of the forces applied to the frame of the machine.

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; O₁-O₂ - линия, проходящая через центр эксцентрикового вала и точки крепления шатунов и центр масс Ц; P₁, P₂, Р₃, Р₄, - силы; М₁₂, М₃₄ - 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.In the drawings, the following notation: 1 - cassette; 2, 3 - jumpers; 4 - rack; 5 - point of connecting rod to the bridge of the external sieve mill; 6 - point of connecting rod to the jumper of the internal sieve mill; 7 - tray; 8 - jumper; 9 - rack; 10, 11 - trays; 12 - cassette; 13 - jumper; 14, 15 - cassettes; 16 - suspension; 17 - frame; 18, 19 - jumpers; 20 - suspension; 21 - grain feed device; 22 - grain feed direction; 23 - connecting rod; 24 - eccentric shaft; 25 - connecting rod; C is the center of mass; O ₁ -O ₂ - a line passing through the center of the eccentric shaft and the mounting points of the connecting rods and the center of mass C; P ₁ , P ₂ , P ₃ , P ₄ - forces; M ₁₂ , M ₃₄ - moments of strength; A is the distance from the rack sieve mill internal cassettes to the center of mass; B is the distance from the suspension of the sieve mill of the internal cassettes to the center of mass; C is the distance from the suspension of the sieve mill of the outer cassettes to the center of mass; D is the distance from the rack sieve mill of the outer cassettes to the center of mass.

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 0₁-0₂, которая проходит через эксцентриковый вал и центр тяжести решетных станов.The machine contains four mass cassettes of sieves 1, 12, 14, 15, equal in weight, located on four floors, which are connected by jumpers 3, 19 and 8 to the inner cassette mill, and jumpers 2, 18 and 13 to the sieve mill of the outer cassettes. Moreover, the sieve mills are assembled in such a way that the centers of mass of both sieve mills are located at point C. To create out-of-phase vibrations of the sieve mills, there is an eccentric shaft 24 with two pairs of eccentrics with an angle of 180 degrees between them, and the eccentrics with the sieve mills are connected by connecting rods of equal length 23 and 25. The connecting rod 25 of the internal sieve mill is connected to the jumper 19 at point 6, and the connecting rod 23 of the sieve mill of the external cassettes is connected to the jumper 18 at point 5, while the connecting points of the connecting rods - points 5 and 6, are located on line 0 ₁ -0 ₂ cat The hot shaft passes through the eccentric shaft and the center of gravity of the sieve mills.

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.The machine operates as follows. From the electric motor (not shown in the drawing), the rotation is transmitted to the eccentric shaft 24, and from it using the connecting rods 23 and 25 the motion is transmitted to the sieve mills of the internal and external cartridges, and they perform out-of-phase oscillations, and the processed material is fed into the grain feed device 21 along the path 22, which distributes the grain among the sieve cassettes 1, 12, 14, 15. Due to vibrations and tilting of the sieve cassettes, the grain moves towards the grain output trays and is divided into fractions in the cassettes, after which it is removed from the grain by trays 7, 10, 11 noy machine.

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.Improving the reliability of the prototype machine is provided by increasing the lateral stability of the sieve mill, mounted only on racks, by installing it on suspensions and racks, and another sieve mill - on racks and suspensions, on the basis that the lateral stability of the sieve mill on suspensions and racks is greater lateral stability of the sieve mill installed only on racks.

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 P₁ (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 Р₂ (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 Р₃ и Р₄. 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 M₁₂ от сил P₁ и P₂ и М₃₄ от сил Р₃ и Р₄ 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.Dynamic balancing of the machine, for example, in the case when the sieve mill of the external cassettes is mounted on suspensions and racks, and the sieve mill of the internal cassettes is mounted on racks and suspensions, is as follows. When moving part of the mass of the sieve mill of the outer cassettes on the suspension 20 around a circle with a radius equal to the length of the suspension 20 (Fig. 1) and located at a distance C from the center of mass, a centrifugal force P ₁ (Fig. 2) arises, which is directed downward, and from the movement of part of the mass of the same mill on the stand 9 around a circle with a radius equal to the length of the stand 9 (figure 1), and located at a distance D from the center of mass, there is a centrifugal force P ₂ (figure 2), directed upward. Similarly, from the movement of the sieve mill of the internal cassettes mounted on racks and suspensions, respectively at a distance of A and B from the center of mass, forces P ₃ and P ₄ arise. Since the sieve mills have the same mass, and their centers of mass are at the same point C, and the sieve mills move at the same speed (since the sieve mills are driven from one eccentric shaft), and they are mounted on suspensions and racks of the same length, the resulting moments of forces M ₁₂ from forces P ₁ and P ₂ and M ₃₄ from forces P ₃ and P ₄ are equal, and due to the fact that the sieve mill of the external cassettes is mounted on suspensions and racks, and the sieve mill of the internal cassettes is mounted on racks and suspensions , then the arising moments of forces have opposite directions niya, and since they are attached to one frame of the machine 17 (figure 2), then balance each other.

Так же происходит динамическое уравновешивание машины в другом случае установки решетных станов на подвесках и стойках.Dynamic balancing of the machine also occurs in another case of the installation of sieve mills on suspensions and racks.

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.In the horizontal plane, the machine, like the prototype, is also balanced, because there are no unbalanced forces and there are no unbalanced moments from the forces of inertia, because antiphase vibrations are performed by sieve mills of the same mass with the center of mass at one point, and the connecting points of the connecting rods, an eccentric shaft and the center of gravity of the sieve mills are on the same line.

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.This arrangement of suspensions and racks, in all cases, maintains the dynamic balance of the prototype, but increases the lateral stability of the sieve mill installed only on racks and, thereby, increases the reliability of the entire machine.

Таким образом, заявленное техническое решение обеспечивает технический результат, указанный в задаче изобретения.Thus, the claimed technical solution provides the technical result indicated in the task of the invention.

Claims

Зерноочистительная машина, содержащая раму, четыре равных по массе кассеты решет, расположенных в четыре этажа и соединенных попарно перемычками в подвижные решетные станы внутренних и наружных кассет с центром масс в одной точке, вертикальные подвески и стойки одинаковой длины, устройство подачи зерна, эксцентриковый вал с шатунами, причем места крепления шатунов, эксцентриковый вал и центр масс решетных станов находятся на одной линии, отличающаяся тем, что каждый решетный стан установлен на подвесках и стойках, при этом, считая по ходу движения зерна, решетный стан наружных кассет установлен на подвесках и стойках, а решетный стан внутренних кассет установлен на стойках и подвесках или решетный стан наружных кассет установлен на стойках и подвесках, а решетный стан внутренних кассет - на подвесках и стойках. A grain cleaning machine containing a frame, four equally weighted cassettes of sieves located on four floors and connected in pairs by jumpers to the movable sieve mills of the internal and external cassettes with the center of mass at one point, vertical suspensions and racks of the same length, a grain feed device, an eccentric shaft with connecting rods, and the mounting points of the connecting rods, the eccentric shaft and the center of mass of the sieve mills are on the same line, characterized in that each sieve mill is mounted on suspensions and racks, while counting along the course grain movement sieve pan is mounted on the outer cassette racks and hangers, and the sieve pan inner cartridge is mounted on the racks and hangers or sieve pan is mounted on the outer cassette racks and hangers, and the sieve pan inner cartridge - on hangers and racks.