Применение дугостаторной линейной асинхронной машины в электроприводе оборудования для получения мезги из корнеклубнеплодов

Введение . Свекловодство на сегодняшний день является наиболее трудоемкой отраслью растениеводства. Переработка продуктов свекловодства на основе совершенствования технологических процессов требует больших затрат, сил и времени, а модернизация старых машин и механизмов не всегда дает желаемого результата. На общем фоне автоматизации производственных процессов в промышленности внедрением новых машин для свекловодства, их рабочих органов и систем управления на основе развития электротехнологий и электрооборудования становится все более актуальной задачей [3].

Основная часть Для производства сахара должны использоваться корнеплоды сахарной свеклы, соответствующие требованиям ГОСТ 33884-2016 «Свекла сахарная. Технические условия». Исходя из физико-химических показателей свеклы, ее сахаристость должна быть менее 14 % [5]. Однако, в корнеплодах происходит неравномерное распределение сахара по всей длине и площади. Это говорит о том, что для исследований такого показателя как сахаристость, необходимо взять пробы с различных зон корнеплода.

Для таких целей применяются специальные устройства, которые позволяют получить мезгу, которая поступит в дальнейшем на лабораторные исследования[2].

Известно устройство для получения мезги из корнеклубнеплодов (рисунок 1), входящее в комплексную линию для определения сахаристости свеклы и содержащее раму и дисковые пилы, связанные с механизмом привода [1].

а)                                                     б)

Рисунок 1 - Устройство для получения мезги из корнеплодов: а) вид сверху ,б) вид спереди: 1- рама, 2- двигатель вращения, 3- дисковая пила, 4 -лоток, 5-направляющие выдвижного элемента, 6- выдвижной элемент, 7-разрез выдвижного элемента, 8-фиксирующие механизмы, 9-упругий элемент,10-зубцы, 11-приемная емкость, 12 -первичный элемент ТЛАМ, 13- вторичный элемент ТЛАМ, 14 - накопитель механической энергии, 15-болты-барашки, 16-пазы кронштейна лотка, 17-датчик положения

Устройство работает следующим образом. Лоток 4 устанавливается по необходимой высоте, которая зависит от отношения параметров корнеплода к верхней части дисковой пилы 3. Корнеплод размещают на лотке 4, тем самым располагая его в разрезе 7 выдвижного элемента 6, и направляют по отношению к плоскости лезвий пилы. После чего с помощью фиксирующих механизмов 8, зубцами 10 и упругого элемента 9 захватывают корнеплод. Далее оператор через блок питания подает переменное напряжение на обмотки двигателя 2 и первичного элемента (статор у вращающегося аналога) ТЛАМ 12. Дисковая пила 3

приводится во вращение, тем временем, при подаче питания на ТЛАМ начинает перемещаться вторичный элемент (ротор вращающегося аналога) 13, одновременно и выдвижной элемент 6 вместе с корнеплодом в сторону дисковой пилы 3. При этом получается мезга, которая при помощи центробежных сил попадает в приемную емкость 11. При перемещении вторичного элемента 13 накопители механической энергии 14 вытягиваются. Когда выдвижной элемент 6 настигает датчика положения 17, поступает сигнал блоку питания на его отключение. Обмотки двигателя 2 и первичного элемента ТЛАМ 12 остаются без переменного напряжения. Дисковая пила 3 останавливается, в то же время перестает действовать электромагнитная сила на вторичный элемент 13. Под влиянием потенциальной энергии вытянутых накопителей механической энергии 14 выдвижной элемент 6 совместно с фиксирующими механизмами 8 и остатками корнеплода возвращаются в первоначальное положение. Из приемной емкости 11 мезга высвобождается и передается на анализ. Если необходимо включить устройство повторно, то остатки корнеплода убирают с лотка, а вместо него помещается другой корнеплод.

В представленном техническом решении механизм электропривода вращения выполнен с регулируемым числом оборотов при помощи изменения диаметра шкива на валу двигателя 2 или на валу шкива дисковой пилы 3.

Недостатком представленного устройства является невозможность регулирования скорости вращения и крутящего момента дисковой пилы без остановки работы всей технологической машины, что ведет к простоям в работе, неравномерности получении мезги при измельчении различных сортов корнеплодов, снижает точность анализа и не позволяет расширить область применения рассмотренного устройства.

Нами предлагается в качестве альтернативы заменить двигатель вращения в вышерассмотренном устройстве на безредукторную дугостаторную линейную асинхронную машину (рисунок 2). Такой вариант решения, прежде всего позволит исключить вибрацию, биения и удары, вызываемые при контактной системе привода механическими передачами; устраняет большое число изнашивающихся частей, тем самым повышает надежность и долговечность устройства, сокращает его вес и габариты, уменьшает расход электроэнергии, затраты на добавочное оборудование и обслуживание.

14 12

а)

Б-Б

б)

Рисунок 2 - Устройство для получения мезги из корнеплодов с ДЛАМ: а) вид сбоку ,б) разрез Б-Б:1- рама, 2- первичный элемент ДЛАМ, 3- дисковая пила, 4 -лоток, 5-направляющие выдвижного элемента, 6- выдвижной элемент, 7-разрез выдвижного элемента, 8- фиксирующие механизмы, 9-упругий элемент,10-зубцы, 11-приемная емкость, 12 - первичный элемент ТЛАМ, 13- вторичный элемент ТЛАМ, 14 - накопитель механической энергии, 15-болты-барашки, 16-пазы кронштейна лотка, 17-датчик положения, 18- устройство фиксации,19- червячная передача,20- вторичный элемент ДЛАМ,21-механизм регулирования.

Приведенное устройство отличается от вышерассмотренного тем, что двигатель вращения вместе с клиноременной передачей здесь заменен на ДЛАМ, состоящую из первичного элемента и вторичного элемента, выполненного в виде диска [4].

Принцип работы электрической машины, регулирование скорости вращения и крутящего момента дисковой пилы 3 происходит следующим образом. На обмотки первичного элемента 6 ДЛАМ через блок управления (на рисунке не показан) подается переменное трехфазное напряжение. Первичный элемент 2 ДЛАМ создает бегущее магнитное поле. Под действием бегущего магнитного поля во вторичном элементе 20 появляются электродвижущие силы, и как следствие токи. При взаимодействии токов вторичного элемента 20 с бегущим магнитным полем создается электромагнитная сила, приложенная к вторичному элементу 20 ДЛАМ и направленная в сторону бегущего поля. Под действием этой силы вторичный элемент 20 начинает вращаться относительно первичного элемента 2, передавая вращение дисковой пиле 3. Регулирование скорости вращения и крутящего момента в предлагаемом устройстве выполняется механически, посредством изменения расположения первичного элемента ДЛАМ относительно оси диска[7]. Приближая первичный элемент к оси диска, скорость его вращения увеличивается, а крутящий момент уменьшается, и наоборот, отдаляя первичный элемент от оси диска, скорость его вращения уменьшается, крутящий момент увеличивается[6].

Выводы. Таким образом, дугостаторный ЛАМ в устройствах для получения мезги из корнеплодов до последующей отправки на лабораторные исследования проб сахаристости свеклы позволит достигнуть значимого упрощения конструкции электропривода, уменьшить массогабаритные показатели в результате снижения количества преобразующих и передаточных механизмов, реализует плавное регулирование как скорости вращения, так и крутящего момента исполнительного рабочего органа устройства для различных сортов корнеплодов без остановки технологической машины и применения дорогостоящего и добавочного оборудования, добиться многофункциональности и аналогичных энергетических параметров всей системы электропривода.

Нугуманов Раушан Римович, Кандидат технических наук, старший преподаватель,ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет» Россия.

Уелданов Айнур Ишбулдович, Магистрант, ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет» Россия.

THE USE OF ARCOSTATOR LINEAR ASYNCHRONOUS MACHINE IN THE

State Agrarian University, Russia.