Научная статья на тему 'Теоретические исследования сошника с направителем-распределителем семян пневматической сеялки-культиватора'

Теоретические исследования сошника с направителем-распределителем семян пневматической сеялки-культиватора Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
206
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Нива Поволжья
ВАК
Ключевые слова
СЕМЯ / ПОСЕВ / НАПРАВИТЕЛЬ-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ СЕМЯН / СОШНИК / СЕЯЛКА-КУЛЬТИВАТОР / УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ СЕМЕНИ / THE SEED / SOWING / GUIDE-DISTRIBUTOR OF SEEDS / THE OPENER / PLANTING CULTIVATOR / THE EQUATION OF MOTION OF A SEED

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Ларюшин Николай Петрович, Мачнев Валентин Андреевич, Мачнев Алексей Валентинович, Шумаев Василий Викторович, Ларин Максим Алексеевич

Предложен сошник пневматической сеялки-культиватора для подпочвенно-разбросного посева с направителем-распределителем семян и теоретически обоснован технологический процесс его работы. Для этого установлены законы движения семени по семяпроводу от высевающего аппарата до дна борозды и получены выражения для определения скорости движения и перемещения семени, а в конечном счете дальности полета семян и ширины засеваемой полосы, оказывающих существенное влияние на равномерность распределения семян по площади рассева на заданной глубине.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Ларюшин Николай Петрович, Мачнев Валентин Андреевич, Мачнев Алексей Валентинович, Шумаев Василий Викторович, Ларин Максим Алексеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THEORETICAL INVESTIGATION OF THE OPENER WITH GUIDE-DISTRIBUTOR OF SEEDS OF THE PNEUMATIC PLANTING CULTIVATOR

The article deals with the proposed opener pneumatic planting cultivator for subsoil-broadcast sowing with guide-distributor of seeds. The technological process of its operation is theoretically approved. To do this, the laws of seed movement in the delivery tube from sowing machine to the bottom of the furrow have been discovered and the equation to determine seed velocity has been formulated, and ultimately the flight range of the seed and width of sown furrow influencing significantly the uniformity of seeds distribution on the field to the depth has been determined.

Текст научной работы на тему «Теоретические исследования сошника с направителем-распределителем семян пневматической сеялки-культиватора»

УДК 631.331

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОШНИКА С НАПРАВИТЕЛЕМ-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ СЕМЯН ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СЕЯЛКИ-КУЛЬТИВАТОРА

Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; В. А. Мачнев, доктор техн. наук, профессор; А. В. Мачнев, доктор техн. наук, доцент; В. В. Шумаев, канд. техн. наук, доцент;

М. А. Ларин, аспирант

ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», г. Пенза, Россия, т. (841-2) 628-517, e-mail: max354gr@rambler.ru

Предложен сошник пневматической сеялки-культиватора для подпочвенно-разброс-ного посева с направителем-распределителем семян и теоретически обоснован технологический процесс его работы. Для этого установлены законы движения семени по семяпроводу от высевающего аппарата до дна борозды и получены выражения для определения скорости движения и перемещения семени, а в конечном счете - дальности полета семян и ширины засеваемой полосы, оказывающих существенное влияние на равномерность распределения семян по площади рассева на заданной глубине.

Ключевые слова: семя, посев, направитель-распределитель семян, сошник, сеялка-культиватор, уравнение движения семени.

На современном этапе развития посевной техники все большее распространение получают сеялки, способные выполнять подпочвенно-разбросной посев, которые создают более благоприятные условия для роста и развития растений, что ведет к повышению урожайности сельскохозяйственных культур и рентабельности производства продукции растениеводства [1]. Следует отметить, что любая посевная машина должна обеспечивать равномерное распределение семян по площади рассева на заданной глубине, что не всегда удается достичь на современных машинах. Так, к основным недостаткам сошников для подпочвенно-раз-бросного посева относятся: недостаточная равномерность распределения семян по площади рассева и ширине захвата рабочего органа, пульсация семенного потока, неконтролируемое перераспределение семян в распределительных устройствах, низкая эффективность использования камеры рассева. Поэтому исследования, направленные на разработку новых рабочих органов сеялок-культиваторов для подпочвенно-разбросного посева зерновых культур, обеспечивающих повышение равномерности распределения семян по площади рассева и качественное вы-

полнение посева, отвечающего агротехническим требованиям, является перспективным направлением [2, 3, 4, 5].

Для устранения отмеченных недостатков нами разработан сошник пневматической сеялки-культиватора для подпочвен-но-разбросного посева с направителем-распределителем семян (рис. 1), который состоит из стрельчатой лапы 1, пружинной стойки 2, наконечника 3 и направителя-распределителя семян 6, выполненного в виде короба, расширяющегося в поперечно-горизонтальной и сужающегося в продольно-вертикальной плоскостях. Напра-витель-распределитель семян 6 включает в себя свод 7 с приемником 5, днище 9 и направляющие 8. Приемник 5 имеет отверстие, поперечное сечение которого переходит от окружности на входе к эллипсу на выходе. Свод 7 выполнен в виде пластины, передний конец которой вынесен за пределы выходного окна направителя-распре-делителя семян, что позволяет повысить эффективность использования объема камеры рассева. Днище 9 изготовлено в виде и-образного лотка и расположено под углом а=5...10 град., а направляющие 8 выполнены в виде вертикальных пластин, установленных между сводом 7 и днищем 9 с приращением угла 6=18 град.

Нива Поволжья № 4 (25) 2012 57

Рис. 1. Сошник пневматической сеялки-культиватора для подпочвенно-разбросного посева с направителем-распределителем семян: 1 - стрельчатая лапа; 2 - стойка; 3 - наконечник; 4 - держатель; 5 - приемник;

6 - направитель-распределитель семян; 7 - свод; 8 - направляющие; 9 - днище;

10 - крепежное отверстие Во время движения сошника на заданной глубине посева стрельчатая лапа 1 подрезает слой почвы, который перемещается по ней, образуя при этом несколько уплотненное дно борозды и камеру рассева. Семена под действием воздушного потока поступают из высевающего аппарата по пневмосемяпроводу, проходят через наконечник 3, стабилизирующий часть воздушного потока в зависимости от физико-механических свойств семян, и направляются в приемник 5, формирующий равно-

направленный поток семян. Далее поток семян равномерно распределяется в пространстве между и-образным днищем 9 и сводом 7, направляющими 8 по ширине выходного окна направителя-распредели-теля семян и укладывается на несколько уплотненное дно борозды. Затем семена накрываются почвенным пластом, сходящим со свода 7 стрельчатой лапы 1.

При теоретическом обосновании технологического процесса сошника для под-почвенно-разбросного посева зерновых культур с направителем-распределителем семян необходимо установить законы движения семени по семяпроводу от высевающего аппарата до дна борозды, с помощью которых можно определить скорость движения и перемещение семени, а в конечном счете - дальность полета семян и ширину засеваемой полосы, оказывающих существенное влияние на равномерность распределения семян по площади рассева на заданной глубине. Поэтому нами рассматривалось движение семени (рис. 2) по наклонному участку семяпровода АВ пневматической сеялки-культиватора, по наклонному участку семяпровода ВС сошника, по криволинейному участку семяпровода СБ сошника, по направите-лю-распределителю БЕ сошника и при сходе с направителя-распределителя сошника.

Рассматривая движение семени вверх по наклонному участку семяпровода АВ

Рис. 2. Схема движения семени в семяпроводе сеялки-культиватора, оснащенной сошниками с направителями-распределителями семян

(рис. 2) пневматической сеялки-культиватора, расположенному под углом 8=10град., систему отсчета х1 Ау1 помещаем в начале наклонного участка. В этом случае на семя будут действовать следующие силы: сила воздушного потока Р 1; сила тяжести семени О ; нормальная реакция поверхности семяпровода N ; сила трения семени по семяпроводу ¥тр ; сила сопротивления воздуха ЕС1 [6]. Начальными условиями движения семени по наклонному участку семяпровода являются /1 =0 , х1 =0 и .¿1=и10.

Поэтому дифференциальные уравнения движения семени в проекциях на оси Ах1 и Ау1 запишутся в виде

\тХ1=Р1-¥т -ГС1-О5тЗ=Р1-т£/со$3-к2mXl2-mgsmS;

му, с;

к -

коэффициент, равный

[ту1=N-Осоъ8,

(1)

где т - масса семени, кг; х1 и у1 - текущие координаты движущегося семени по осям Ах1 и Ау1 соответственно, м; Р 1 -сила воздушного потока, Н; Гтр - сила трения семени по семяпроводу, Н; ЕС1 - сила сопротивления воздуха, Н; О - сила тяжести семени, Н; 8 - угол наклона семяпровода на участке АВ, град.; N - нормальная реакция поверхности семяпровода, Н.

В этом выражении

¥С1 =-к2 •т-и2, N =mg 0088, ¥тр =т^ 0088, (2) где к - постоянный коэффициент; и1 - скорость движения семени по наклонному участку семяпровода сеялки-культиватора, м/с; g - ускорение свободного падения, м/с2;

/ - коэффициент трения.

Поделив левую и правую части первого выражения системы (1) на массу семени т , после некоторых преобразований получили дифференциальное уравнение движения семени по оси Ах1

к2Х\ ^ |О-/оо88-8^ . (3)

Учитывая, что Х1 =—, отделив переменные в уравнении (3) и проинтегрировав его с учетом начальных условий, будем иметь:

1

2кк1

-1п

кх1 -к1

кх1 +к1

(4)

где - время движения семени по участку АВ в зависимости от перемещения по не-

g ^О1 - / 0088^8

Решая это уравнение относительно Х1, получим

к1 1+е

2кк1<1

к 1-е2кк1'1 , (5)

где е - основание натурального логарифма, е=2,718 .

Уравнение (5) определяет скорость движения семени и1 по наклонному участку семяпровода сеялки-культиватора в зависимости от его положения.

йХ

Заменяя Х1 на —1 в выражении (5), после интегрирования будем иметь

к1( 1

к \2кк.

•1п|1-е'

2кк1/1

+С3. (6)

Подставляя в уравнение (6) начальные условия (при ^ =0 х1=0), определяем постоянную интегрирования С3, она будет равна нулю. После подстановки постоянной интегрирования С3 в уравнение (6) получим закон движения семени по наклонному участку АВ семяпровода сеялки-культиватора:

к,( 1 , „ =—|--1п|1-е

к \2кк.

2кк1г1

|+arctgs|b-eeш^'^

(7)

При движении семени по наклонному участку семяпровода ВС (рис. 2) к нему будут приложены такие силы как сила воздушного потока Р2 , сила тяжести семени О , нормальная реакция поверхности семяпровода N, сила трения семени по семяпроводу ¥тр и сила сопротивления воздуха ¥с2. Тогда дифференциальные уравнения движения семени на данном участке запишутся в следующем виде:

¡тс2=Р2-Гтр -FС2+Ооosу=P2-mgtgq)ст япу-тк 2Х 22+mg оону; [ту2=N-Оsinу=N-mgsinу, (8)

где х2 и у2 - текущие координаты движущегося семени на участке ВС по осям Вх2 и Ву2 соответственно, м; Р2 - сила воздуш-

Р

ного потока, Н, Р2 =—; ЕС 2 - сила сопроти-

8

вления воздуха, Н, ГС2 =-к2-т-Х\; у - угол наклона семяпровода на участке ВС, град., у=20 град.; (рст - статический угол трения семени по поверхности семяпровода, град.

Нива Поволжья № 4 (25) 2012 59

Воспользовавшись первым дифференциальным уравнением (8), левую и правую части которого разделим на массу семени т , будем иметь:

к2х2 -8 I ^г^Фст эт^+сов^

(9)

Записав х2 =Сх2/С2 и отделив в уравнении (9) переменные, после интегрирования получим:

1

2кк2

-1п

кх2 -к2

кх2 +к2

+С5=и

(10)

где t2 - время движения семени по участку ВС, с; к2 - коэффициент, равный

8^ч8*стып¥+со*¥} .

Подставив в уравнение (10) начальные условия движения семени на участке ВС (при t20=0 х2 =0 и х2=и20), найдем величину по-

стоянной интегрирования С5=

1

2кк

■*1п

ки20 -к2

ки20+к2

Тогда уравнение (10), решенное относи тельно х2, примет вид

к2 ки2а(1+е2ккл)-к2(е2^)

к ки20(1-еш2'2)-к2(1+еш2'2)'

(11)

(12)

где и2 - скорость движения семени по наклонному участку ВС сошника с направи-телем-распределителем семян, м/с.

Для определения перемещения семени по наклонному участку ВС семяпровода сошника уравнение (11) представим в гиперболических функциях, учитывая, что 1+е2»2'2 =2е»2'2ск(кк212) и 1-е2к^ =-2ек^зк(кк^2),

к2 ки20-ск(кк2(2)+к2sh(kk2t2)

2 2 к -ки20^(кк2^)-к2-^(кк^)

Проинтегрировав данное выражение, будем иметь закон движения семени по участку ВС :

х2 =—1п|ки>20-.^(кк2^)+к2-с^кк212)|+С7. (13)

к2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Задаваясь начальными условиями (t2 =0 х2 =0), постоянная интегрирования будет

равна С7 =-кт'1п|к2| . С учетом последнего

выражения закон движения по второму участку (13) после преобразований можно представить как

х2 =—1п

2 к

и20 -^(кк2^)+с^кк2^)

(14)

Для изучения движения семени по кри-

волинейному участку семяпровода сошника с направителем-распределителем (рис. 2) семя помещаем на криволинейную поверхность радиусом г. В этом случае на семя будут действовать следующие силы: сила воздушного потока Р2; сила тяжести семени О ; нормальная реакция поверхности семяпровода сошника N; сила трения семени по семяпроводу ¥тр ; сила сопротивления воздуха Гс 2 =-к2 -ти22.

При движении семени по криволинейному участку СБ семяпровода сошника основное уравнение динамики с учетом действующих сил запишется в виде

т^О±= =-Рс 3 + р +О5[пв

Л,

(15)

ти3

г

-^п +К = N-Осов,

где т - масса семени, кг; и3 - скорость семени на криволинейном участке СБ, м/с; Яп и ЯТ - проекция равнодействующей всех реакций связи на ось п и т соответственно, Н; Еп и Ет - проекция равнодействующей всех активных сил, приложенных к семени, на ось п и т соответственно, Н.

Для исключения реакции умножим второе уравнение системы (15) на коэффициент / и сложим с первым уравнением, учитывая при этом, что и3=гф2>. После некоторых преобразований будем иметь: с! фъ ( г к2 V . 2 81Д

йи

^ / & =^| ^+втв- / сов в

г \ О

(16)

Так как

_ с (фз2)

Л2 Сфъ С2 2С*3

, то

СМ+21/+с =28 ( РОв- / сов) .(17)

Уравнение (17) представляет собой неоднородное линейное дифференциальное уравнение первого порядка относительно с&32. Общее решение неоднородного дифференциального уравнения состоит из суммы двух решений: общего решения соответствующего однородного уравнения (когда правая часть равна нулю) и какого-нибудь частного решения уравнения.

Общее решение однородного уравне-

С (Фз2) У, к2 V 2 п

——£+2|/+—)*32 =0 имеет вид

ния

С*2

*2 =С9-е

< / 4)*

(18)

где С9 - постоянная интегрирования.

Частное решение уравнения (17) будем искать из выражения

р322 =ЛооБр3 + BБшр3, (19)

где Л и B - неопределенные коэффициенты. Для их определения подставим выражение (19) в дифференциальное урав-

нение (17) и получим

/г к2^ , 0

/+— | Л+В

СоБр3 +

7, 8]

И! в-Л

г

Бтр3 =

(20)

=^ (-РЗ/ созв].

Для тождественного удовлетворения этого равенства необходимо, чтобы коэффициенты при ооБр3 и Бтр3 в обеих частях равенства были соответственно равны друг другу. Это позволяет получить уравнения относительно неизвестных Л и в :

2 / (/+—1+1 2g г1 2g 2/-кз+1

Л=-

к2 ^2 , 41 /+кт| +1

4к32 +1

к2

(21)

где к3 -коэффициент, к3=/+— ;

г

в=(2кз (2/-кз +1) - Л

г I 4к32 +1 ) .

Таким образом, искомое частное решение (19) имеет вид

(22)

Р 2g

Рз2 =--

г

/2к3(2 / к3 +1) У 2 / -к3 +1

I 4к3+1 ~/JSin^з Сор

4к32+1

.(23)

Складывая решения (18) и (23), получим общее решение дифференциального уравнения в следующем виде:

р32 =С9-е

-2кзфз + х

( 2к3 (2/-к3+1) ^ . 2/-к3 +1 |-кг-;— /1 8тРз- , ,,2+1 ооБ^з

4к32 +1

4к32+1

. (24)

В этом выражении постоянную интегрирования С9 найдем из условия нахождения семени на криволинейном участке СБ семяпровода сошника в начальном положении (при и3=0 ср30 =0), учитывая, что

р30 =а30=и30г . Здесь ю30 - угловая скорость семени в начале криволинейного участка СБ, с-1; и30 - скорость семени в начале криволинейного участка СБ, м/с. Тогда

2 g 2/-кз +1

С9 и30

2 г2-

4к32 +1

(25)

Следовательно, выражение (24) запишется в виде

(

4к32 +1

+■

2 g

(2к3(2/к3+1) ^ . 2/-к3+1 I—4к321—~/!трз- ТкзТГ0^

. (26)

к I 1 у 4кз +

Скорость семени и3 на выходе из криволинейного участка СБ семяпровода сошника в зависимости от угла р можно найти из выражения (26), учитывая при

этом, что р3=^/2 [9,10,11]:

и г4 -2gr•Г/k3±11 ^Р +

и°г 4к2 +1 )е +

(2к3(2/к3+1)У 2/к3+1

' ^ 4 '-/) БШРз " СоБРз

4к32 +1

4к32 +1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

. (27)

Для получения закона движения семени на криволинейном участке СБ, заменим

р3 на

( йр3 ^ Iй")

и, разделив переменные,

проинтегрируем ее. В результате будем иметь:

2 2 ^0 ^ -

П 2 / к3 +1] ^«3^3 +

2,1 ) г

4 к2 +1

Рз

=1

(2 к3 (2 / -к3+1) ;1 .

I 34гk;г+k1 -/) -

й3 (28)

4к32 +1 2 / -к3 +1

---3-СоБ®зиз

4к32 +1 3 3

Рассмотрим движение семени по на-правителю-распределителю, для чего изобразим днище БЕ с движущимся по нему семенем (рис. 2), которое будет перемещаться под действием силы воздушного потока Р4, силы тяжести семени О , нормальной реакции поверхности днища N , силы трения семени по днищу Fmр4 и силы

сопротивления воздуха FC4 на четвертом участке [12, 13].

Составим дифференциальное уравнение движения семени по днищу направи-теля-распределителя семян сошника для подпочвенно-разбросного посева с учетом действующих сил:

1тХ4=Р4^тр -FC4+Оsina=P4-mgf ооБа-к2 • т- Х42+/^та; [ту4 =N-Ооosа, (29)

где т - масса семени, кг; х4 и у4 - текущие координаты движущегося семени на участке БЕ по осям Бх4 и Бу4 соответственно, м; Р4 - сила воздушного потока на входе направителя распределителя, Н,

Нива Поволжья № 4 (25) 2012 61

P4=P3; FC4 - сила сопротивления воздуха, Н; а - угол наклона днища направителя-распределителя семян, град., а=5град.; Х4 - скорость движения семени по днищу DE направителя-распределителя семян, м/с.

Следует отметить, что в этом выражении величины действующих сил равны: N=mgcosa ; Fmp4 =mgf cosa ; FC4=-k2-m-x2.

Учитывая, что dx4 =dx± , dy4 =dyL и разде-dt4 dt4

лив левую и правую части уравнений на m , получим

dx.

j=dt.;

(30)

^к х4 к4 J Су 4 =0.

В этом выражении коэффициент

к2 = 8(Р4/О-/сова+вта) .

Проинтегрировав каждое из уравнений системы (30) и определив значения постоянных интегрирования путем подстановки начальных условий (при t4=0 , х4=0, х4=и40, у40=0), получим зависимость для нахождения скорости семени при его движении по направителю-распределителю (участок БЕ) в следующем виде:

. = = к4 к4(1-е2kk4t4 )-ки40 ((+е2kk4t4) х4 и4х к ки40 ((-е2^ )-к4 (1+ешл)' (31)

У = и4 у = 0.

Для установления закона движения семени и нахождения его перемещения по на-правителю-распределителю БЕ сошника уравнение (31) представим в гиперболических функциях, воспользовавшись формулами

1+е2ккА = 2еккл -сКкк414) , 1 -е2*м, =-2еккл -sh(кк414) . (32)

С учетом формул (32) и замены

ссх4 =Сх4, Су4 =СсУ4 система (31) после от-

Л4 С4

деления переменных примет вид

dx, =•

k4 ku40 -ch (kk4t4)+k4 •sh (kk4t4) k ku40-sh(kk4t4)+k4-ch(kk4t4)

dt.

(33)

Су4=0.

Проинтегрировав уравнения системы (33), будем иметь

х4 = -1г1п|к и40 (кк414)+к4 (кк414 )|+С 3, (34)

У4 =С14.

Постоянные интегрирования С12 и С14 найдем из начальных условий, подставляя

t4 =0 , х40 =0, У40 =0 . Тогда

с13=- -L.ln| k4\,

(35)

1Q4 =0.

Подставляя постоянные интегрирования С12 и С14 в систему (34), получим закон движения семени в направителе-распреде-лителе сошника для подпочвенно-разброс-ного посева:

1 ,

Х4 = -¿i '1П

k

u40 -sh (kk414)+ch (kk414)

(36)

У4=0.

Дальнейшее движение семени при сходе с направителя-распределителя сошника для подпочвенно-разбросного посева рассмотрим как движение в вертикальной плоскости х£у2 под углом в к горизонту (рис. 2) [14, 15].

В этом случае семя будет совершать движение под действием силы воздушного потока Р5 , силы тяжести семени О и силы сопротивления воздуха Ес 2, величины которых соответственно равны: Р2=Р4, О=т8 ,

Ес5 =-к2-т-х2, где х2=и - скорость движения семени при полете в подсошниковом пространстве сошника на участке ЕЕ , м/с.

Составим дифференциальные уравнения движения семени при сходе с направи-теля-распределителя в подсошниковом пространстве сошника в проекциях на оси Qx5 и Qy5, которые имеют следующий вид:

I тх2 =Р5 совв-ЕС1 совв+Овтв=Р2 совв-тк2-х22совв+т8втв, [ту2 =-Осовв=-т8 совв, (37)

где х2 и у2 - текущие координаты движущегося семени по осям Qx2 и Qy2 соответственно, м; в - угол между направлением действующих сил Р2, Ес2 и горизонталью, град.

Скорость семени определим через ее проекции на оси Qx2 и Qy2, для чего проинтегрируем уравнения выражения (37),

сх. „. Су2 представив Сх2 =—2 , Су2 и разделив

Сt2 С2

обе части его на массу семени т . В результате будем иметь

k k cos9 - и 0 ■chíkktJ cos0)+k5 -shlkktV cos0

Ысовв ксовв-их50•sh(kk5^^^/cosв)+k5- с/г(кк5/5-у/сов)'

Uy5_У5_Uy5()-8t5•cosв, (38)

где их2 и иу2 - соответственно проекции

скорости семени при сходе с направителя-распределителя сошника для подпочвен-

но-разбросного посева на оси Qx5 и Qy5,

м/с; к5 - коэффициент, к5 =./ —ооб6>+gбшЮ .

V т

Следовательно, выражение для нахождения скорости и5 семени в любой момент времени примет вид

ГкГ

и5 = 1.к%/ообЮ k^fcos^■vx5)•sк(pt5)+к5-ск(ри5)) | +( ^соб^, (39)

где величина р=кк5 л/соЮ .

На заключительном этапе движения семени следует найти дальность и время его полета при сходе с направителя-рас-пределителя сошника. Для этого проинтегрируем выражение (38), учитывая, что

йх5 =—5, а йу5, и получим

1

Х5 =■

фл/ соЮ-их50-с1(к( со ю)+к5-ст(к( со Ю

к\ со Ю

+С17

gtГ

у5 =иу50Г5 "2"-с0Ю+С1

18

(40)

где С17 и С18 - постоянные интегрирования, которые находим подстановкой начальных условий (при и50 =0 х50 =0 и у50 =кд) в выражение (40).

к/соЮ-их50 • ск(кк5и57ооЮ)+к5-сй(кк5и5 V ообЮ)

1п

С -х

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

к ^ообЮ

=0;

,й2

(41)

С18 ^50"«ЦА ^уга^д.

Тогда уравнения движения семени на участке EF сошника для подпочвенно-разбросного посева на оси Qx5 и Qy5 составят:

1п

х—

к-ТСоЮ- их50 ск(кк5и5 \/ооЮ)+к5 -ск(кк5и5 %/0оЮ)

к ^ообЮ

gt

у5=^у50и5 ^Т~'0о§0+Ид. (42)

Второе уравнение системы (42) определяет высоту положения семени над поверхностью почвы, из него найдем время падения семени на данном участке из условия, что координата у5 в момент его падения на дно борозды равняется нулю:

( = 2(кд + Ц 50 )

5 g•оosЮ

Подставляя зависимость (43) в первое уравнение системы (42), получим выраже-

(43)

ние для определения дальности Ь полета семени в подсошниковом пространстве сошника для подпочвенно-разбросного посева с направителем-распределителем семян:

( 2кк, (кд + и 50

Ь=g•1n

к-7ообО-о 50-ск

"д +°у50,

^л/СоБЮ

к5 -с к

Г 2кк5 (кд + иу50 ))

g^/ ообЮ

(44)

/2к2 (к д + оу 50)

Ширина засеваемой полосы ВП сошником для подпочвенно-разбросного посева, оснащенного направителем-распреде-лителем семян, находится по следующей зависимости:

ВП =ЬнР +ГЬsinYдР =Ьнр +ГЬsinYдР=

^с+Яп/нр (нр +Ь) , (45)

где Ьнр - ширина направителя-распреде-лителя, м; Ь - дальность полета семян при выходе из направителя-распределителя, м; 2унр - угол раствора направителя-рас-пределителя, град.; йс - диаметр семяпровода, м; 1нр - длина направителя распределителя, м.

Таким образом, в результате теоретического обоснования технологического процесса сошника с направителем-распреде-лителем семян для подпочвенно-разброс-ного посева получены выражения для определения скорости семени и законы его движения по наклонному участку семяпровода сеялки-культиватора (5, 7), по наклонному участку семяпровода сошника (11, 13), на криволинейном участке (27, 28), при движении по направителю-распредели-телю (31, 36) и при выходе из направителя-распределителя (39, 42), по которым установили зависимости для нахождения дальности полета семян в подсошниковом пространстве (44) и ширины засеваемой полосы (45). Расчетами установлено, что применение сошника для подпочвенно-раз-бросного посева зерновых культур позволяет обеспечить дальность полета семени Ь =31 мм и ширину засеваемой полосы ВП = 298 мм. Результаты теоретических исследований сошника с направителем-распределителем были подтверждены в ходе проведения лабораторных и лабора-торно-полевых исследовании.

Литература

1. Ларин, М. А. Современные технологии возделывания зерновых культур / М. А. Ларин, А. А. Болоболин // Инновационные

Нива Поволжья № 4 (25) 2012 63

идеи молодых исследователей для АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. -Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 148-149.

2. Кленин, Н. И. Сельскохозяйственные машины / Н. И. Кленин, С. Н. Киселев, А. Г. Левшин. - М.: КолосС, 2008. - 816 с.

3. Ларин, М. А. Современные посевные машины для посева по ресурсосберегающим технологиям / М. А. Ларин, А. В. Мач-нев, В. В. Шумаев // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 146-148.

4. Ларин, М. А. Обоснование конструктивных схем сошников зерновых сеялок / М. А. Ларин, А. В. Мачнев, В. В. Шумаев // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 157-158.

5. Ларюшин, Н. П. Структурная оценка энергосберегающей технологии возделывания зерновых культур и рабочих органов посевных машин / Н. П. Ларюшин, А. В. Мачнев, М. А. Ларин, А. Н. Хорев // Нива Поволжья. - 2011. - № 2 (19). - С. 72-80.

6. Артоболевский, И. И. Теория механизмов и машин: учеб. для втузов / И. И. Артоболевский - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 640 с.

7. Выгодский, М. Я. Справочник по высшей математике / М. Я. Выгодский. - 8-е изд. - М.: Наука 1966. - 870 с.

8. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев; Г. Гроше, В. Циглера. - М.: Наука, 1980. - 816с.

9. Козюков, С. В. Теоретическое обоснование геометрических размеров напра-вителя-распределителя семян лапового сошника пневматической сеялки / С. В. Ко-зюков, // Вклад молодых учёных в иннова-

ционное развитие АПК России: сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных. - Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 175-177.

10. Шумаев, В. В. Повышение качества посева зерновых культур сеялкой-культиватором с разработкой комбинированного сошника: дис. канд. техн. наук: 05.20.01 / В. В. Шумаев. - Пенза, 2009. - 139 с.

11. Почивалов, Д. А. Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров лапового сошника с кулисно-ры-чажным механизмом распределителя семян зерновых культур: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Д. А. Почивалов. - Пенза, 2006. - 130 с.

12. Перетятько, А. В. Совершенствование технологии распределения семян при подпочвенно-разбросном способе посеве и обоснование конструкции лапового сошника: дис. . канд. техн. наук: 05.20.01 / А. В. Перетятько. - Саратов, 2007. - 187 с.

13. Посевные машины: Теория, конструкция, расчёт / Н. П. Ларюшин, А. В. Мач-нев, В. В. Шумаев и др. - М.: Росинфор-магротех, 2010. - 292 с.

14. Гужин, И. Н. Совершенствование технологического процесса распределения семян зерновых культур с обоснованием параметров сошника для подпочвенного разбросного посева: дис. . канд. техн. наук: 05.20.01 / И. Н. Гужин. - Кинель, 2003. -151 с.

14. Писарев, О. Н. Обоснование параметров и разработка комбинированного сошника сеялок для прямого посева зерновых культур: дис. . канд. техн. наук: 05.20.01 / О. Н. Писарев. - Москва, 2006. - 138 с.

16. Ларин, М. А. Результаты лабораторных исследований сошника с направите-лем-распределителем / М. А. Ларин // Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России: сборник материалов Всерос. науч.-практ. конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2012. - С. 93-95.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.