ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Измельчитель, преимущественно бахчевых культур, содержит раму 1 (см. рисунок), питающий бункер 2, ножевидный барабан 3, подбарабанье 4, протирочный шнек 5 с решеткой 6, скатные плоскости 7 для раздельного сбора сока и семян, скатный лоток 8 для отвода мякоти и транспортер для ее вывода. Рама 1 снабжена возможностью навески посредством кронштейнов на центральную и нижние тяги гидронавесной системы тракторов класса 0,9; 1,4; 2,0. Ножевидный барабан 3 и протирочный шнек 5 могут получать привод вращения как от электродвигателя 10 мощностью 6 кВт от сети трехфазного переменного тока напряжением 380 В, так и от ВОМ агрегатируемого трактора посредством карданного телескопического вала. Двигатель 10 с одной стороны вала ротора имеет фланец соединительной муфты 12, а с другой - вилку шарнира Гука с ведущей звездочкой 14 цепной передачи 15. Вторая полумуфта соединительной муфты 12 соединена с ведущим валом конического редуктора 16. Ведомый вал конического редуктора 16 шлицевой втулкой соединен с верхней частью вертикально установленного ножевидного барабана 3, обеспечивая этим заданную частоту вращения лезвий 17. Цепной передачей 15 (однорядная втулочно-роликовая цепь с шагом 15,875 мм) приводят во вращение через ведомую звездочку 18 вала 19 протирочного шнека 5. Под ножевидным барабаном 3 предусмотрено подбарабанье 4, которое сопрягается скатными боковинами с протирочным шнеком 5. Нижняя часть кожуха 20 шнека 5 выполнена в виде решетки 6. Ножевидный барабан 3 имеет вертикально установленный шестигранный вал 21. Нижняя консольная часть вала 21 имеет резьбовой хвостовик 22. Верхняя часть 23 вала 21 имеет посадочные места под сальниковые уплотнения, роликоподшипники и прямобочные шлицы для установки ведомой конической шестерни конического редуктора 16. Последний смонтирован на раме 1 с возможностью демонтажа. Лезвия 17 на валу 21 смонтированы ярусно посредством втулок 24 равной длины и зафиксированы в рабочем положении шайбой 25 и гайками 26. Удаленные концы 27. 28. 29. 30. 31. 32 ярусно установленных лезвий 17 на ножевидном барабане 3 размещены по логарифмической спирали, представленной штрихпунктирной линией. Ножевидный барабан 3 имеет от 3 до 9 штук лезвий. Этим достигается заданная толщина срезаемых долек при минимальных энергозатратах на привод барабана 3.

Уравнение логарифмической спирали в полярных координатах имеет вид:

, (1)

где - радиус удаления заданной точки от оси вращения; - полярный радиус искомой точки от исходного положения; q - коэффициент роста; - угол поворота, рад.; p = 3,1416 - трансцендентное число.

Уравнение (1) в параметрической форме записывают в виде:

, (2)

где е = 2,7183 - основание натуральных логарифмов (число Непера); k - параметр логарифмической спирали.

Параметр k через коэффициент роста q устанавливают из выражения:

. (3)

Геометрический смысл параметра k прочитывается из соотношения:

k=ctga, (4)

гдеa- угол между радиус-вектором к искомой точке и касательной к логарифмической спирали.

Приняв величину угла a, равной углу трения лезвия 17 о мякоть разрезаемого плода, находят форму кромки 35 на удаленной части от оси вращения ножевидного барабана 3, и выполняют ее на развертке плоского лезвия до придания ей криволинейной (загнутой) формы на удаленном от оси вращения конце. Каждое съемное лезвие имеет шестигранное отверстие для установки на вал 21. Шестигранное отверстие 33 лезвия 17 позволяет передать требуемое усилие для резания долек мякоти от плода 34. Для обеспечения резания мякоти плода на дольки равной толщины с минимальным усилием для ярусно установленных лезвий 17 по высоте ножевидного барабана режущую кромку 35 всех лезвий выполняют по Архимедовой спирали.

Полярное уравнение Архимедовой спирали:

. (5)

Уравнение Архимедовой спирали в параметрической форме:

r= kj, (6)

где r - радиус удаления заданной точки от оси вращения; k - параметр Архимедовой спирали; j - угол поворота, рад.; - шаг спирали; - 3,1416 - трансцендентное число.-

Удаленный конец 27 (28-32) каждого лезвия 17 с горизонтальной частью сопряжено по дуге радиусом r. Это обеспечивает как самоочищение режущей кромки 35, так и резание долек равной толщины независимо от исходной формы плода 34. Сопряжение удаленной от оси вращения части лезвия, выполненной в виде полки с его горизонтальным участком по дуге окружности исключает залипание мякоти измельчаемого плода.

Измельчитель плодов работает следующим образом. После проведения ежесменного технического обслуживания оператор без загрузки плодов 34 в питающий бункер 2 проверяет состояние режущих кромок 35 лезвий 17 и их крепление на резьбовом хвостовике 22 вала 21. На холостых оборотах двигателя или электродвигателя 10 проверяют надежность привода ножевидного барабана 3 и вала 19 протирочного шнека 5. Вращение вала электродвигателя 10 приводит к передаче крутящего момента к выходному валу конического редуктора 16 и, следовательно, к валу 21 ножевидного барабана 3. Посредством цепной передачи 15 получает вращение ведомая звездочка 18 вала 19 шнека 5. При подаче плодов 34 бахчевых культур за счет подпора последующих плодов первый из них поступает к ножевидному барабану 3. Вращающимися лезвиями 17 от мякоти плода отрезаются дольки равной толщины. Последние за счет центробежной силы от оси вращения вала 21 выбрасываются на периферийные стенки рамы 1 и сползают на решетку подбарабанья 4. Нижним лезвием 17 каждая долька плода перемещается по подбарабанью 4, измельчается и перетирается на мелкие фракции. Мякоть, сок и семена из плода 34 проваливаются через подбарабанье 4 и по скатным лоткам поступают в кожух 20 шнека 5. Витками 5 производится окончательное выделение семян из мякоти. Этому способствует решетка 6. Семена и сок через решетку 6 поступает на скатную плоскость 7 для отстаивания сока в специальной емкости и сбора семян плодов бахчевых культур. Мякоть для кормовых целей витками шнека 5 выводится на скатный лоток 8 для отвода транспортером для последующей подачи в кормоцех.

Приоритетная справка 3 2000127599/13 от 25.10.2000.