ОБОСНОВАНИЕ ПОДАЧИ СЕМЯН КАТУШЕЧНО-ШТИФТОВЫМ ВЫСЕВАЮЩИМ АППАРАТОМ

Полный текст

Использование катушечно-штифтовых высевающих аппаратов на селекционных сеялках для посева зерновых культур показало их преимущество перед традиционными катушечно-желобчатыми высевающими аппаратами. В основном это связано с высокими показателями равномерного распределения семян в рядке и обеспечения тем самым оптимальной площади питания для растений [1, 3, 7]. Однако одним из недостатков аппаратов данного типа является периодическое импульсное воздействие штифтов на поток семян. Это связано с возникновением перед движущимися в семенном материале штифтами локальных зон уплотнения семян. При этом после прохождения штифтов возникает шлейф, вызванный неполным и несвоевременным заполнением пустого пространства семенами. В результате равномерность высева семян частично снижается [3, 6, 7]. Цель исследований - повышение равномерности высева семян катушечно-штифтовым высевающим аппаратом. Задача исследований - определить основные конструкционные и технологические параметры высевающего аппарата, влияющие на теоретическую подачу высевающего аппарата. Материалы и методы исследований. Для решения данной проблемы на кафедре «Сельскохозяйственные машины и механизация животноводства» ФГБОУ ВПО Самарской ГСХА был разработан экспериментальный катушечно-штифтовый высевающий аппарат с асинхронным движением штифтов [3, 6]. Результаты исследований. Экспериментальный высевающий аппарат (рис. 1, б) включает в себя катушку, состоящую из трех штифтовых дисков 1, 2, 9, установленных на центральном валу 8. Причем центральный диск 9 установлен на валу неподвижно, а диски 1 и 2 имеют возможность свободно вращаться. Привод штифтовых дисков 1 и 2 осуществляется через промежуточный редуктор, при помощи звездочек 3, 6 и цепную передачу. Звездочки 3 соединены неподвижно боковыми дисками 1 и 2, а звездочка 6 - с центральным валом 8. Промежуточный редуктор включает в себя вал с закрепленными на нем тремя звездочками (на рисунке 1 не показано). Причем звездочка, соединенная со звездочкой 6, является регулировочной. Штифты 4 расположены на дисках 1, 2 и 9 в два ряда и имеют цилиндрическую форму. а) б) Рис. 1. Схема высевающего аппарата с асинхронным движением штифтов: а) технологическая схема высева семян; б) общий вид высевающего аппарата; 1, 9 - боковые штифтовые диски; 2 - центральный штифтовый диск; 3, 6 - звездочки привода боковых штифтовых дисков; 4 - штифты; 5 - корпус; 7 - приводная шестерня; 8 - центральный вал; 10 - крышка; 11 - клапан В процессе работы высевающего аппарата семена из семенного бункера через входное отверстие поступают в семенную коробку высевающего аппарата и заполняют пространство между штифтами в зонах I и II (рис. 1, а). Вращаясь на центральном валу, штифтовые диски, за счет трения штифтов о семена, увлекают последние в зону III и в зоне IV сбрасывают с края клапана. Для определения подачи высевающего аппарата необходимо определить максимальную теоретическую подачу высевающего аппарата. Общая подача высевающего аппарата определится по формуле (1) где Пв.а - подача семян высевающим аппаратом, кг/с; Пк - подача семян штифтовой катушкой, кг/с; Па.с. - подача семян активным слоем, кг/с. Определим подачу штифтовой катушки как сумму подач штифтовыми дисками (2) где - сумма подач тремя штифтовыми дисками, кг/с. Так как боковые диски имеют одинаковую частоту вращения, то они равны по производительности. Подача или производительность одного штифтового диска равна: (3) где γ - удельный вес семян, кг/м3; ω - угловая скорость штифтового диска, с-1; V1 - объем занимаемый диском со штифтами и межштифтовым пространством, м3; V2 - объем диска без штифтов, м3; Vш - объем одного штифта, м3; Nш - число штифтов на диске, шт. (4) где Rд - радиус диска с учетом штифтов, м; l - рабочая длина диска, м. (5) где rд - радиус диска без штифтов, м. (6) где rш - радиус одного штифта, м; h - высота штифта, м. Тогда производительность одного диска определится как (7) Выразив Rд как сумму rд + h и сделав ряд преобразований, получаем (8) Так как крайние диски приводятся в движение через повышающий редуктор, их угловую скорость определим по формуле (9) где ω1 - угловая скорость центрального вала и центрального диска высевающего аппарата, с-1; ω2 - угловая скорость боковых дисков, с-1. Определим среднюю угловую скорость штифтовой катушки: (10) где ωк - средняя угловая скорость центральной катушки, с-1. Выражая ω2 через ω1, получаем (11) Подставляя формулу (12) в формулу (4), определим производительность всей катушки: (12) Подача семян активным слоем определяется по формуле (13) где С - толщина активного слоя, м; lк - общая рабочая длина катушки высевающего аппарата, м. Учитывая, что катушка состоит из трех дисков, принимаем (14) Подставим формулы (12) и (14) в формулу (2): (15) Сделав ряд преобразований, получаем (16) Заключение. Таким образом, были определено, что основными конструктивными параметрами высевающего аппарата, влияющими на его теоретическую подачу, являются диаметр и ширина штифтовых дисков без штифтов, высота и диаметр штифтов, а также расстояние от клапана до края штифтов. Технологическими параметрами являются частоты вращения штифтовых дисков.

Об авторах

Владимир Анатольевич Сыркин

ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА

Email: Sirkin_VA@mail.ru
аспирант кафедры «Сельскохозяйственные машины и механизация животноводства» 446442 Самарская область, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2

Список литературы

Дополнительные файлы