Обоснование конструкции сеялки с высевающими аппаратами катушечного типа с диагональным расположением ребер для посева сои Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 631.331.001.891.3

С.А. Шабуня

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СЕЯЛКИ С ВЫСЕВАЮЩИМИ АППАРАТАМИ КАТУШЕЧНОГО ТИПА С ДИАГОНАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ РЕБЕР ДЛЯ ПОСЕВА СОИ

Приведено обоснование конструкции сеялки с высевающими аппаратами катушечного типа с диагональным левым и правым направлением ребер, установленных с чередованием левые-правые, позволяющая повысить равномерности раскладки семян сои вдоль рядка при высеве. Сеялка для посева сои отвечает агробиологическим особенностям культуры, производит высев семян качественно, позволяет получать наибольший урожай по сравнению с применяемыми в настоящее время в производственных условиях Амурской области сеялками СЗП-3,6.

Для увеличения урожая согласно основному агротехническому требованию при посеве сои необходимо обеспечить равномерный высев семян.

Характерной чертой механизации возделывания сои является то, что для нее не выпускаются специальные машины, а приспосабливаются машины, применяемые на возделывании других культур.

Посев сои в Амурской области производится зерновыми сеялками С3-3,6 и СЗП-3,6 с катушечными высевающими аппаратами, которые повреждают семена и дают пульсирующие потоки семян в воронку семяпровода. Известны катушечно-щеточные высевающие аппараты с диагональным расположением ребер [1], обеспечивающие повышение равномерности высева семян сои по длине рядка и наиболее полно отвечающие агробиологическим особенностям культуры.

Рассматривая процесс высева семян высевающими аппаратами катушечного типа с диагональным расположением ребер, установили, что давление на вал привода высевающих аппаратов повышается с увеличением длины рабочей части катушки и числа катушек на валу и может привести к перемещению вала вдоль оси и поломке розетки и высевающего аппарата.

С целью устранения осевого давления катушечных аппаратов на вал привода высевающих аппаратов разработана конструкция сеялки. Сеялка имеет катушечные высевающие аппараты с ребрами, расположенными диагонально под углом 26,5-30,0 градусов к осевой линии цилиндрической катушки, установленные с муфтой на валу, семенную коробку с подпружиненным клапаном и розеткой с прорезями. Ребра смежных катушек выполнены под одинаковыми углами по направлению к оси вращения, а подпирающие клапаны по торцевой линии имеют прямоугольную форму. Из 24 катушечных аппаратов 12 имеют левое направление расположения ребер, 12 - правое и устанавливаются на валу привода высевающих аппаратов попеременно с чередованием правые-левые [2].

При решении задачи, направленной на снижение давления на вал привода высевающих аппаратов, выявлено, что на зерно, находящееся в желобке, действуют силы тяжести тд, реакции от воздействия желобка N1, трения Р [3].

Рис. 1. Схема действия сил на зерно, находящееся в желобке экспериментальной катушки

тё

х

На рисунке 1 показано положение, когда зерно находится на краю желобка катушки. Принимаем, что в этой точке скорость относительного движения зерна равна нулю, то уравнение относительного равновесия в проекциях на оси Х и У будут иметь следующий вид:

mg sin a + J cosy - F = 0, (1)

пер

N + J sin y - mg cosa = 0 ,

І пер з ж

(2)

где а - угол наклона ребра катушки;

'ЛІУ'1

J - переносная сила инерции;

пер

у - угол трения скольжения зерна сои.

з

Сила осевого давления на вал оси катушки будет равна

N = шясоча - J чіп у .

1 ж пер з

Так как рассматривается случай, когда расстояние от зерна до оси вращения катушки равняется радиусу катушки Ткат, то

(3)

J

m

кат ,

(4)

пер

r

где икат - скорость вращения катушки.

Реакция опоры катушки определится как

и

N = m(gcosa ——) '

1 ° ж v

(5)

Осевое давление зерна на вал привода высевающих аппаратов можно представить в следующем виде:

2

vz

m( g -

eao

N=

N1

r

eao

)

(б)

cos © nos©

где © - угол наклона экспериментальной катушки относительно вала привода высевающих аппаратов.

Величины осевого давления на вал привода высевающих аппаратов рассчитаны по формуле (6) и представлены на рисунке 2.

3.5

з

2.5 х 2 z 1,5

1

0,5

0

1,9 2,2 2,5

v, м/с

2,7

- - - масса 0,16 г ;

масса 0,14 г

Рис. 2. Зависимость величины осевого давления на вал привода высевающих аппаратов от массы семян сои и скорости посевного агрегата

кат

кат

0

з

1б7

Анализ графической зависимости величины осевого давления от массы зерна сои и скорости движения посевного агрегата (рис. 2) показывает, что сила осевого давления зерна сои на вал привода высевающих аппаратов возрастает с увеличением массы зерна и снижается при увеличении скорости движения посевного агрегата за счет влияния переносной силы инерции.

В результате изменения конструкции высевающих аппаратов с левым и правым направлением ребер катушки снижается давление на вал привода высевающих аппаратов, предотвращается перемещение вала, улучшается качество посева.

Полевые исследования и приемочные испытания проводились на сеялочных агрегатах, состоящих из двух сеялок СЗП-3,6, укомплектованных серийными катушечными высевающими аппаратами, и одной сеялки СЗП-3,6 с экспериментальными высевающими аппаратами катушечного типа с правым и левым диагональным расположением ребер, агрегатируемых трактором Т-4.

Испытания проводились в ТОО «Ленинское» Амурской области. Экспериментальными катушечными высевающими аппаратами было засеяно 87 га, серийными 274 га. Посев производили сплошным способом

0,15х0,15 м. Сорт сои ВНИИС-1. Средняя масса одного семени составляла 0,14-0,16 г.

Согласно техническому заданию, равномерность высева семян в рядке на расстоянии 0,09-0,11 м при сплошном посеве экспериментальными высевающими аппаратами должна быть не менее 60%. Фактически было распределено семян на таком расстоянии при высеве - 61,8 %, а по всходам - 60,5%. Серийные же высевающие аппараты только 26% семян высевали на агротребуемом расстоянии, 20% семян - на загущенном и 54% - на изреженном, то есть с расстоянием между семенами 0,15 м и более.

При определении урожайности на экспериментальных участках получили следующие результаты.

Влияние высевающих аппаратов сеялки на урожайность сои

Показатель Высевающий аппарат сеялки Прибавка к серийному, %

экспериментальный серийный

Количество растений к уборке на 1 м2 54 50 +8

Масса снопа с 1 м2, г 668,0 448,4 +32,7

Средняя высота растений, м 0,67 0,64 +4,2

Масса 1000 зерен, г 183,7 179,3 +2,5

Масса зерна с 1 м2, г 267,6 244,8 +9,3

Биологический урожай, т/га 2,7 2,5 +9,3

Фактический урожай, т/га 1,5 1,3 +9,3

НСР05, т/га 0,056 0,048 -

э,, % 4,46 4,82 -

Данные таблицы показывают, что при посеве экспериментальными катушечными высевающими аппаратами в сравнении с серийными за счет более равномерного распределения семян по длине рядка на 8% больше растений осталось ко времени уборки урожая, на 4,2% выше средняя высота растений, на 2,5% больше масса 1000 зерен и на 9,3% выше биологический и фактический урожаи сои. Прибавка урожая по вариантам составляла в условиях 2000 г. 0,2 т/га [4].

Из анализа полученных результатов испытаний комплекта высевающих аппаратов катушечного типа для зерновой сеялки с диагональным расположением ребер следует, что аппараты надежно и качественно выполняют технологический процесс, соответствуют требованиям нормативной документации. Амурская государственная зональная МИС рекомендовала данные высевающие аппараты катушечного типа с диагональным расположением ребер для посева сои выпускать серийно и включить в Федеральный технический регистр.

Литература

1. Пат. 2134502 Российская Федерация, 6А01С7/12. Катушечно-щеточный высевающий аппарат / Присяжная С.П., Присяжный М.М., Долгушева Г.В., Шабуня С.А.; заявитель и патентообладатель Дальневост. гос. аграр. ун-т. - №98100988/13; заявл. 23.01.98; опубл. 20.08.99, Бюл. №23. - 4 с.

2. Патент 2226760 Российская Федерация, 7А01С7/12. Сеялка / Присяжная С.П., Присяжный М.М., Личман О.М., Шабуня С.А., Желудева Г.В.; заявитель и патентообладатель Дальневост. гос. аграр. ун-т. -№2002112277/12; заявл. 06.05.02; опубл. 20.04.04, Бюл. №11 - 4 с.

3. Присяжная, С.П. Совершенствование технологического процесса устойчивости работы сеялки на посеве сои / С.П. Присяжная, С.А. Шабуня // Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции: сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 2003. - С. 8-12.

4. Протокол № 02-19-00 (1030042) приемочных испытаний высевающих аппаратов катушечного типа к зерновой сеялке с диагональным расположением ребер для посева сои (комплект) / Амурская гос. зональная МИС. - п. Зеленый Бор, 2000. - 27 с.

---------♦-------------

УДК 631.356 С.Н. Борычев

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРУГЛОГО ДИСКА С ПОЧВОЗАЦЕПАМИ КАРТОФЕЛЕКОПАТЕЛЕЙ

В статье приведены основные положения и результаты механикоматематического моделирования технологического процесса подкопа клубненосного пласта в картофелекопателе. Обоснованы основные параметры нового пассивного рабочего органа, состоящего из лемеха и вертикальных круглых дисков с почвоза-цепами. При диаметре диска 0,5 м и глубине хода лемеха 0,2 м длина почвозацепов в форме равнобедренного треугольника равна 30 мм, высота 10 мм.

По результатам анализа нерешенных проблем механизированной уборки картофеля, связанных с подкопом клубненосного пласта, нами разработан рабочий орган, состоящий из лемеха 1 и круглых дисков 2 с внешними почвозацепами 3 (рис. 1).

Почвозацепы 3 выполнены в форме плоского равнобедренного треугольника, каждый из которых своим основанием закреплен на периферии диска под углом 900 к его поверхности и ориентирован на поверхности диска радиально. При поступательном движении копателя обеспечивается постоянная угловая скорость вращения дисков 2 за счет внешних почвозацепов 3. Наличие в дисках сквозных отверстий 4 снижает тяговое сопротивление от сил трения почвенного пласта о боковую поверхность дисков 2. Постоянная угловая скорость вращения дисков 2 предотвращает сгруживание почвы между лемехом 1 и сепарирующим транспортером 5.

Механико-математическое моделирование технологического процесса подкапывания клубненосного пласта (рис. 2) проводилось с целью определения общего тягового сопротивления рабочего органа ^, обоснования его рациональных параметров - длины и высоты почвозацепов, соответственно, 1поч и Нпоч, а

также радиуса отверстий на диске готв при следующих основных допущениях: уборочный агрегат движется

по полю с постоянной скоростью, диски с почвозацепами вращаются равномерно, давление почвы на диски с почвозацепами одинаково во всех точках, на каждом диске в почве находятся три почвозацепа, сгружива-ния клубненосной массы на лемехах не происходит, минимальный размер (толщина) клубней, не учитывающихся как потери, не превышает 20 мм и др.

Определим тяговое сопротивление пассивного комбинированного подкапывающего рабочего органа с учетом силы трения и прилипания. Для этого рассмотрим процесс взаимодействия почвенного пласта отдельно с поверхностью лемеха 1, диска 2 и почвозацепов 3 (см. рис. 2).