Статья опубликована в №9 (май) 2014
Разделы: Сельское хозяйство
Размещена 23.05.2014. Последняя правка: 22.06.2014.
Просмотров - 3815

ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ ДЛЯ МЕЛКОСЕМЕННЫХ КУЛЬТУР

Воронина Марианна Владимировна

к.т.н.

национальный минерально-сырьевой университет "горный"

ассистент

УДК 631.000

Введение
Одной из важнейших задач при возделывании сельскохозяйственных культур является посев. В соответствии с условиями, необходимыми для нормального развития растений, к посеву предъявляют определённые агротехнические требования. Отклонения от них негативно сказываются на урожайности. Особенно это заметно при возделывании мелкосеменных культур, где правильное размещение семян в почвенном слое является основополагающим фактором, влияющим на всхожесть и селекционируемость семян.

Существующие высевающие аппараты сеялок недостаточно полно отвечают требованиям к равномерности посева мелкосеменных культур.

Цель исследования
Снижение энергетических затрат, высокой металлоёмкости и сложности конструкций существующих высевающих апппаратов, повышение качества и сокращение потерь продукции, увеличение производительности при производстве сельскохозяйственной продукции

Задача исследования
Введение энергосберегающей технологии посева мелкосеменных культур и применение более совершенного оборудования

Место проведения исследования
ФГОУ ВПО "УГСХА", научная школа "Механика жидких и сыпучих материалов", созданная д.т.н., профессором В.Г.Артемьевым на базе кафедры "Сельскохозяйственные машины"
 
Теоретические основы исследования
Теоретической основой исследования процессов перемещения различных материалов, в частности мелкосеменных культур, пружинно-транспортирующими рабочими органами в общем случае являются основные законы механики деформируемых сред и гидромеханики, общие уравнения которых выражаются тремя основными законами природы: сохранение массы, импульса и энергии. 

Принципиальная схема разработанного высевающего аппарата мелких семян

Разработанный нами высевающий аппарат (рисунок 1) обеспечивает основное агротехническое требование шаг посева S_п и норму высева семян, в зависимости от скорости движения посевного агрегата.

 

Рисунок 1 – Принципиальная схема высевающего аппарата мелких семян: 1 - семенной ящик; 2 - трубка наружная не вращающаяся; 3 - трубка внутренняя не вращающаяся; w - привод; с - семена; S_п - шаг посева; d_С - условный диаметр семян;

Проектирование, результаты и обсуждения
При проектировании учитываются режимно-конструктивные параметры: n − частота вращения пружины, мин^-1; d_н, d_в, d_ср − диаметры наружной трубки, внутренней трубки, средний диаметр пружины, м; u_z._п − осевая скорость винтовой поверхности пружины, м/с − устанавливается; d_С − условный диаметр зерна и w − определяются.

Согласно общепринятым подходам примем скорость движения посевного агрегата u_с= 7,2 км/ч =120 м/мин = 2 м/с, то есть агрегат делает за 1 минуту путь длиной:

L_с = u_с t= 120 ∙ 1 = 120 м.                                  (1)

Тогда площадь посеянной одним высевающим аппаратом за 1 минуту составит:

S_i = b∙L_c = 0,15∙120 = 18 м²/мин,                      (2)

где b = 0,15 м – ширина междурядий.

 При норме посева (например, просо Q = 15 кг/га), высевающий аппарат за 1 минуту, на площади 18 м² высеет:

                                 q = S_iQ / 10000 = 18 x 15 / 10000 = 0,027 кг/мин,                     (3)

или производительность высевающего аппарата за один час будет равняться:
                                          W_i = q x 60 = 1,62 кг/ч.                                                  (4)

Известно, что производительность спирально-винтовых транспортирующих рабочих органов в первом приближении определяется из уравнения:

                                                 W = 3600 F_k υ_z.M. ρ кг/ч,                                           (5)

где F_k – площадь поперечного сечения перемещаемого материала, м²; υ_z.M. – осевая скорость передвижения материала, м/с; ρ – плотность материала, кг/м³.

Площадь поперечного сечения перемещаемого материала, согласно рисунку 1 определится из уравнения:

                                F_M= π d_н²/4 – π d_в²/4= 0,000348 м²,                                               (6)

где d_н – внутренний диаметр наружной трубы (наружный диаметр пружины), м; d_в – наружный диаметр внутренней трубы (внутренний диаметр пружины), м.

Зазоры между внутренней поверхностью наружной трубы и наружным диаметром пружины, а также между наружной поверхностью внутренней трубы и внутренним диаметром пружины рекомендуется около 0,1 мм.

Для данного значения производительности одного высевающего аппарата равного 1,62 кг/ч, используя уравнение (5) находим осевые скорости движения материала:
                                    u_z._M = W / F_k ρ 3600 = 0,00184 м/с.                                        (7)

Известно, что осевая скорость винтовой поверхности определяется из формулы:
                                                 u_z._M = S n м/мин.                                                     (8)

Норма посева регулируется или подбирается изменением величины шага винтовой линии S или частоты вращения пружины n.

В частности при шаге пружины 0,01 м, частота вращения будет равна 11,04 мин^-1.

Частота вращения высевающей пружины регулируется изменением передаточного отношения от колеса сеялки к пружине.

Для общепринятых посевных агрегатов комплектующиеся из сеялок типа СЗ-3,6 и диаметром колеса равного 1,2 м скорость движения сеялки 7,2 км/ч, колесо сеялки будет совершать 32,3 мин^-1, или для данного случая (Q = 15 кг/га) передаточное отношение равняется i = 32,3/11,04 =2,92.

Выводы:
1.     Разработанный высевающий апппарат мелкосеменных культур полностью отвечает предъявляемым агротехническим требованиям, прост по конструкции, имеет высокую технологическую надёжность и значительно дешевле существующих высевающих аппаратов.
2. Проведённые исследования показали перспективность направления совершенствования конструкций высевающих апппаратов со спирально-винтовыми транспортирующими органами для высева мелкосеменных культур.

1. Артемьев В.Г. Теория пружинных транспортеров сельскохозяйственного назначения: Учебное пособие. – Ульяновск, УГСХА, 1997. – 245 с.
2. Воронина М.В. Средства механизации погрузки-разгрузки, хранения, обработки, перевозки зерна и семян на базе вращающихся пружин. – Ульяновск: Издательский центр «ПРЕССА», 2007. – 496 с.

Рецензии:

23.05.2014, 14:12 Сорокопудов Владимир Николаевич
Рецензия: Ввиду развития растениеводства ставится проблема скорейшего внедрения новых культур, имеющих мелкие семена, поэтому вопрос поднятый в статье имеет актуальность, новизну, значимость. Статья написана четко, логично=-рекомендуется к печати после структурирования статьи на разделы-введение-методы-обсуждение и выводы!

Комментарии пользователей:

Оставить комментарий