CC BY
23
12. Дшай, I. Основи побудови дросельних синтезатор1в газових сумшей з мшроконцентращями компонента [Текст] / I. Дшай // Вiсник Тернопiльського НТУ. - 2013. - № 2. - С. 164-172. - Режим доступу: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/2783.
-□ □-
Обгрунтовано параметри перифершно розташо-ваних комiрок та встановлено вплив гх кроку на рiв-номiрнiсть розмiщення настин в рядку. Використання комiрок, утворених отвором i лопаткою, дозволить забезпечити бшьшу рiвномiрнiсть дозування на початковому етат. За результатами викона-них дослиджень розроблена секщя ывалки для виыву настня просапних культур, в конструкци яког вико-ристано запропонований пневмомехашчний апарат з обгрунтованими конструктивними параметрами
Ключовi слова: комiрка, ятсть дозування, рiв-номiрнiсть розподЫу, виывний диск, пневмомехатчний виывний апарат
□-□
Обосновано параметры периферийно расположенных ячеек и установлено влияние их шага на равномерность размещения семян в рядке. Использование ячеек, образованных отверстием и лопаткой, позволит обеспечить большую равномерность дозирования на начальном этапе. В результате выполненных исследований разработана секция сеялки для посева семян пропашных культур, в конструкции, которой использован предложенный пневмомеханический высевающий аппарат с обоснованными конструктивными параметрами
Ключевые слова: ячейка, качество дозирования, равномерность распределения, высевающий диск,
пневмомеханический высевающий аппарат -□ □-
УДК 631.33.02
[dOI: 10.15587/1729-4061.2014.292721
ВПЛИВ ФОРМИ I ТИПУ КОМ1РОК ВИС1ВНОГО ДИСКА НА ЯК1СТЬ ДОЗУВАННЯ НАС1ННЯ
К. В. Васильковська
Кандидат техшчних наук, асистент* E-mail: VasilkovskaKV@ukr.net О. М. В ас и льк о вськ ий
Кандидат техычних наук, доцент* E-mail: olexa74@ukr.net *Кафедра стьськогосподарського машинобудування Юровоградський нацюнальний техшчний уыверситет пр. Ушверситетський, 8, м. Юровоград, УкраТна, 25006
1. Вступ
2. Аналiз лггературних даних та постановка проблеми
Сучасш пневмомехашчш виивш апарати точного вис1ву, попри довгу 1стор1ю !х створення i вдосконалення, мають ряд недолжв, основними з яких е: недостатня дозуюча здатшсть, викликана обмежешстю колово! швидкост виивного диска (Vk<0,5 м/с) i нaявнiсть випадкового неконтрольо-ваного перерозподiлу iнтервaлiв мiж нaсiнинaми в борознi, внaслiдок велико! вiдносноi швидкостi нaсiння при контакт з останньою пiд час руху «валки на номiнaльних швидкостях (Vc=1,5...2,5 м/с). Усунення зазначених недолшв досягаеться шляхом збiльшення колово! швидкост виciвного диска i узгодження ii з поступальною швидкicтю ciвaлки. Однак, в конструкщях сучасних пневмомехaнiчних виивних aпaрaтiв вирiшити дану задачу техноло-гiчно неможливо, оcкiльки це попршуе утворення однонaciнневого потоку нaciння ще на початковому етaпi його формування.
Яюсть дозування нaciння до борозни залежить, в першу чергу, вщ рiвномiрноcтi розташування нaciнин на виивному диску. Тому пiдхiд до обрання форми отворiв диска е визначальною початковою умовою рiвномiрного дозування.
З початку ХХ сторiччя почався пошук конструкцiй висiвних апаратiв для пунктирно! сiвби насiння.
Одним iз перших пневмомехашчних висiвних апа-ратiв е висiвний апарат з дозатором барабанно-пальце-вого типу, заявлений у 1904 рощ у США [1].
За конструктивним виконанням пневмомехашчш апарати можуть бути дисковими або барабанними, а за способом використання повиря !х розрiзняють на вакуумш та апарати надлишкового тиску [2].
Перераховаш виавш апарати мають недостатню дозуючу здатшсть, викликану обмежешстю колово! швидкостi виавного диска i випадковим неконтрольо-ваний перерозпод^ом iнтервалiв мiж насiнинами в бо-рознi, внаслiдок велико'! вщносно! швидкостi насiння.
Якiсть дозування насшня до борозни залежить, в першу чергу, вщ рiвномiрностi розташування насшин на висiвному диску.
На сьогодшшнш день, створено велику кiлькiсть рiзновидiв присмоктувальних отворiв, серед яких можна вид^ити кiлька основних типiв:
- отвори кругло! форми [3-5];
- отвори кошчно! або торо'!дально! форми [6, 7];
- комiрки, утвореш отвором i лопаткою [8, 9].
g
Присмоктувальш отвори кругло! форми, вiдомi вже понад швстолптя. I стали «класичними». Ряд дослiдникiв, починающи iз К. Веллера, розглядали умови присмокгування до отворiв кругло! форми [2-5].
В. В. Амосов [6], а надалi i М. О. Свiрень [7] вважають, що для пiдвищення кратност присмокгувально! сили для поодиноких насшин та зменшення ймовiрносгi присмоктування двох i бiльше насiнин необхiдно змшити форму поверхнi присмоктувального отвору. Наприклад, вона може бути кошчною або закругленою (торо!дальною).
3. Мета i задачi дослiдження
Метою дослiдження е пiдвищення ефекгивносгi висiву насiння просапних культур пневмомехашчним висiвним апаратом.
Для досягнення вказано! мети посгавленi наступш задачi:
- визначити закономiрносгi якост заповнення комiрок насiнням цукрових буряшв в залежносгi вiд основних конструктивно-технолопчних парамегрiв пневмомеханiчного висiвного апарата;
- обгрунтувати нову принципову схему пневмоме-ханiчного висiвного апарата для точного виаву насiн-ня просапних культур.
4. Вплив форми i типу комiрок висiвного диску на яшсть дозування насiння
Розглянемо варiанти присмоктування часток до зазначених характерних тишв огворiв.
Насiнини абсолютно кулеподiбно! форми апрiорi буде присмоктуватись до отвору таким чином, що !х центри сшвпадатимуть. В дiйсносгi ж насiння, наприклад, цукрового буряку, мае складну форму i знаходя-чись над присмоктувальним отвором, буде перебувати у положенш стшко! рiвноваги, якщо його проекщя буде спiвпадаги з отвором.
У випадку застосування виавних дискiв з круг-лими отворами присмоктування можливе за схе ою (рис. 1).
Рис. 1. Схема варiантiв присмоктування часток до отворiв кругло! форми
Розглянемо два варiанти присмоктування, якi будуть негативно впливати на яость розподiлення насшня в борознi, а саме:
- частки знаходяться зовш вiд сумiжних при-смоктувальних огворiв, тобто крок мiж ними мак-симальний;
- частки знаходяться у внутршньому промiжку двох сумiжних присмоктувальних огворiв, тобто крок мiж частками е мiнiмальним.
Очевидно, що мМмальний крок дорiвнюе:
(1)
де 5„
'тах, 8т;„ - максимальний i мiнiмальний крок ге-ометричних центрiв насiнин; dз - дiамегр насшини; do - дiамегр присмокту вального отвору; t - крок лопаток комiрок.
Максимальний крок дорiвнюе:
= t+ ^ |.2 = t-d„ 1 2 2
Тодi рiзниця мiж ними становитиме: Аб = 5тах -5 т;п = (t - d0 + dз )-(t + d0 - dз) А5 = 2.^з -do).
(2)
(3)
Для торо!дальних огворiв, як i для конiчних, за-лежнiсгь (3) буде аналопчною, оскiльки суттево! зм^ ни форми отвору висiвного диска не вщбуваеться, внаслiдок мало! товщини диска [6, 7].
При застосуванш комiрки утворено! присмокту-вальним отвором i лопаткою, розмiщення часток буде наступним (рис. 2).
Рис. 2. Схеми розташування наання бiля комiрки, утворено! присмоктувальним отвором i лопаткою: а — випадок, коли дiаметри насiнин рiвнi мiж собою; б — випадок, коли дiаметри насiнин не рiвнi мiж собою
Розглянемо перший випадок (рис. 2, а), коли дiаме-три попереднього i наступного насiння однаковь Тодi запишемо:
5! = 5,
(4)
а
де 51 - теоретичний крок геометричних центр1в нас1-нин; 5 - середнш крок ком1рок.
Зв1дки середньоквадратичне в1дхилення:
а2 =0, (5)
У другому випадку (рис. 2, б), коли д1аметри по-переднього dз 1 наступного d2 нас1ння вiдрiзняюгься максимально. Тобто d2<d3, де d2=min, а d3=max.
5, = I - ^+¿з = t + ^ 1 2 2 2
Оскiльки t = 5 , годi:
5, = 5 +
(6)
(7)
А5 = 51-5 = 5 + ^-^2-5
1 2 '
де 6 - можливий крок геометричних центрiв насшин. ^ -
А5 =
2
(8)
Звщки середньоквадратичне вiдхилення штер-валiв розмiщення насiнин на диску буде становити:
а =
1А52
п -1 ' а коефiцiенг варiащi:
(9)
у = ±
1(А5)2
п -1
t
(10)
Побудуемо залежносгi рiзницi кроив Д5 вiд дiаме-тру насшини d (рис. 3) для отворiв кругло! (кошчно!, торо'!дально!) форми та комiрок, утворених присмок-тувальним отвором i лопаткою.
Л8, мм
6 5
3 2 / О
/
35
кО
15
5,0
с/, мм
55
Рис. 3. Залежнють рЬниц кроюв А6 в1д диметру насшини d: 1 — для отворт кругло! форми; 2 — для ком1рок, утворених присмоктувальним отвором \ лопаткою
Як видно з графша (рис. 3) залежноси рiзницi крокiв вiд дiаметру насiння, для огворiв кругло! форми рiзниця крокiв розташування насшня на висiвному диску для насшня цукрового буряку становить вщ 2,6 до 6,6 мм, а для комiрок, утворених присмоктувальним отвором i лопаткою - вщ 0 до 1 мм.
На пiдставi зазначеного можемо зробити висновок, що використання комiрок, утворених отвором i лопаткою, дозволить забезпечити бшьшу рiвномiрнiсть дозування на початковому егапi.
Таким чином, подальшою задачею дослiджень е обгрунтування основних парамегрiв комiрчасгого диска i висiвного апарата для забезпечення дозування насшня цукрових буряшв та шших просапних культур.
5. Апробащя результа^в дослщжень
З метою тдвищення ефекгивносгi точного висiву насшня просапних культур на кафедрi ольськогоспо-дарського машинобудування Кiровоградського нащо-нального техшчного унiверсигегу розроблено i виго-товлено дослiдний зразок нового пневмомехашчного дискового висiвного апарата [10] (рис. 4).
Рис. 4. Схема запропонованого пневмомехашчного виавного апарата: 1 — виавний диск; 2 — комфка;
3 — лопатка; 4 — приводний вал; 5 — корпус; 6 — виавне вкно; 7 — пасивний пристрш для видалення зайвого насшня; 8 — вакуумна камера; 9 — насшня
Головною особливштю нового виивного апарата е наявшсть оригшального висiвного диска 1 з пе-риферiйним розташуванням комiрок 2, за якими на його внутр^нш поверхнi розмiшенi лопатки 3 для примусового захоплення насшня в робочш камерi та подальшого його транспортування до зони ски-дання.
Виивний диск 1 з комiрками 2 закршлено на приводному валу 4 i вставлено в цилшдричну порожни-ну корпуса 5 апарата (рис. 5).
Рис. 5. Тривимфна модель запропонованого пневмомехашчного виавного апарата
При обертанш виовного диска 1, комiрки 2 з лопатками 3 входять в шар насшня, де тд дiею сил тяжшня
та тиску зернового шару насшина самостшно вкла-даеться в комiрку виавного диска. Захоплення наи-нини виивним диском вiдбуваеться лопаткою 3 при першому контактi !! з шаром насшня, iншi насiнини лише тдштовхують ту, що вже контактуе з лопаткою, глибше до комiрки 2, де й вщбуваеться !! надшне захоплення i присмоктування за допомогою повiтряного потоку та надшне утримання. Далi захоплена насiнина рухаеться разом iз диском.
Форму комiрок висiвного диска виконано з роз-ширенням в радiальному напрямку в бж нерухомо! цилiндрично! поверхнi корпуса, яка замикае !х об'ем та створюе нерухомi зовнiшнi стiнки ввд зони заповнення до зони вииву. В зонi висiву, на цилшдричнш поверх-нi корпуса виконано виавне вiкно 6, яке розкривае комiрки диска в цiй зонi i забезпечуе вiльне випадiння насiння до борозни тд дiею сил тяжшня та вiдцентро-вих сил.
Для видалення зайвого насшня з комiрок виавно-го диска поряд з ним у верхнш частиш цилiндрично! поверхнi корпуса, над зоною заповнення виконано па-сивний пристрш 7, яким е спещальна порожнина, в яку западають зайвi насiнини, вiдокремлюються вiд диска, а поим знову потрапляють (падають) в зону заповнен-ня робочо! камери.
6. Висновки
Таким чином, використання KOMipoK, утворених отвором i лопаткою, дозволить забезпечити бшьшу piвнoмipнiсть дозування на початковому етат. А змен-шення piзницi кpoкiв розташування насiння на ви«в-ному диску призведе до покращення poзпoдiлу насш-ня в борозш.
Запропоноване вдосконалення конструкци пневмомехашчного дискового висiвнoгo апарата усувае основш його недoлiки, покращуе умови i збшьшуе надiйнiсть процесу заповнення кoмipoк висiвнoгo диска, пiдвищуе ефектившсть видалення зайвого насiння та надшшсть звiльнення кoмipoк в зoнi виаву. Це забезпечуе сталу точку скидання насшня iз висiвнoгo диска та oднакoвi тpаектopiï ïx польоту до борозни, що позитивно впливае на piвнoмipнiсть розподшу штер-валiв мiж насiнням в бopoзнi.
Отже, запропонований пневмомехашчний виив-ний апарат дозволяе одночасно зб^ьшити колову швидкiсть кoмipoк висiвнoгo диска та значно змен-шити poзpiдження в вакуумнiй камер^ що дозволить пiдвищити теxнoлoгiчну ефектившсть, що збшьшить пpoдуктивнiсть пoсiвнoгo агрегату та зменшить енер-гoемнiсть процесу вииву насiння.
Лiтерaтурa
1. Patent US of America №773205 [Text] / dated October 25, 1904, Seed-planting machine, George William Green.
2. Петренко, М. М. Анал1з конструкцш виавних апарайв точного виаву [Текст] / М. М. Петренко, М. I. Васильковський, К. В. Васильковська // Вюник Харгавського нацюнального техшчного ушверситету сшьського господарства ¡м. П.Василенка. Т. 1 «Мехашзащя сшьськогосподарського виробництва» - 2010. - Вип. 93. - С. 157-163.
3. Бойко, А. I. Нов1 конструкци Грунтообробних та поавних машин [Текст] / А. I. Бойко, М. О. Св1рень, С. I. Шмат, М. М. Нож-нов. - К., 2003. - 206 с.
4. Сисолш, П. В. Виавш апарати авалок [Текст] / П. В.Сисолш, М. О. Св1рень. - Юровоград, 2004. - 160 с.
5. Mursec, B. Analysis of quality of sowing by pneumatic sowing machines for sugar beet [Text] / B. Mursec, P. Vindis, M. Janzekovic, F. Cus, M. Brus // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. - 2007. - Vol. 22, Issue 1. - P. 85-88.
6. Амосов, В. В. Обгрунтування параметр1в ушверсального виавного апарата для просапних культур [Текст] : дис. ... канд. техн. наук: спец. 05.05.11 / В. В. Амосов // Машини i засоби мехашзацй сшьськогосподарського виробництва. - Юровоград, 2007. - 20 c.
7. Св1рень, М. О. Научно-технологические основы повышения эффективности работы высевающих аппаратов посевных машин [Текст]: дис. ... д-р техн. наук: спец. 05.05.11 М. О. Св1рень // Машини i засоби мехашзацй сшьськогосподарського виробництва. - Юровоград, 2012. - 18 c.
8. Петренко, М. М. Вдосконалення пневмомехашчного виавного апарата для точного виаву насшня просапних культур [Текст] / М. М. Петренко, М. I. Васильковський, К. В. Васильковська // Вюник Харгавського нацюнального техшчного ушверситету сшьського господарства ¡м. П. Василенка. Т. 1 «Мехашзащя сшьськогосподарського виробництва» - 2011.-Вип. 107. - С. 359-363.
9. Петренко, М. М. До обгрунтування параметр1в пневмомехашчного виавного апарата с перифершним розташуванням ком1рок для точного виаву насшня просапних культур [Текст] / М. М. Петренко, М. I. Васильковський, К. В. Васильковська // Конструювання, виробництво та експлуатащя сшьськогосподарських машин: Загальнодержавний м1жвщом-чий науково-техшчний зб1рник. - 2011. - Вип. 41, Ч. 1. - С. 288-293.
10. Пат. 77191 U Украша, МПК А01С 7/04 (2006.01). Пневмомехашчний виавний апарат [Текст] / Петренко М. М., Васильковський М. I., Васильковська К. В. (Украша); заявник i патентотримач Юровоградський нацюнальний техшчний ушверситет. -№u201203339; заявл. 20.03.2012; опубл. 11.02.2013, Бюл. № 3.
