WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

обмолачивающей лопастью конического тангенциально-аксиального МСУ

(12-14)

Значение А1/2 может изменяться в широких пределах, в зависимости от соотношения параметров и f. Трижды интегрируя уравнение (11) при начальных условиях и преобразуя, окончательно имеем:

(15)

Для определения второй координаты r(t), продифференцируем второе уравнение системы (10) и подставим в первое:

(16)

откуда, подставив соответствующую функцию (t), интегрируя при начальных условиях и записывая общее решение дифференциального уравнения, получим вторую координату:

(17)

где коэффициенты А1…А10 определяются конструктивно-режимными параметрами МСУ и физико-механическими свойствами семян.

Основные уравнения (15, 17) позволяют определить текущие координаты и r положения единичного зерна на поверхности вращающейся лопасти молотильного барабана, в параметрической форме.

Построены графики изменения численных значений координат и r, во времени t, в зависимости от физико-механических свойств семян (рис. 6). Установлено, что на разность численных значений тангенциальных координат схода с лопасти семян, отличающихся по своим свойствам, большее влияние оказывает угол установки лопасти, меньшее – угловая скорость. Показатель фракционного разделения обусловлен разностью областей предельных значений тангенциальных координат для различных по качеству семян и зависит от соотношения коэффициентов восстановления k и трения скольжения fтрс. Минимальный угол, регламентирующий дифференцирование областей схода семян составляет 42°. Повышение показателя фракционного разделения обеспечивает подъем торца лопасти в зоне схода семян с меньшими значениями fтрк; k и большими fтрс.

Высота h лопасти найдена из условия равенства объемов хлебной массы, обусловленного максимальной величиной подачи и сформированной лопастью призмы волочения, по формуле:

, мм (18)

где q – подача, кг с-1; ст вн - угол, определяемый коэффициентом статического внутреннего трения материала, град; z – количество лопастей в зоне приемного окна; n – частота оборотов вала молотильного барабана, мин-1; – плотность хлебной массы, кг м-3.

При выполнении технологических операций на селекционный материал воздействуют рабочие органы машин, изменяющие его состояние или создающие определенные условия его развития. Следовательно, оптимизация рабочих органов машин для посева и ухода за растениями, также является необходимой.

При посеве качество распределения семян по глубине заделки во многом зависит от формы и размеров подсошникового пространства, так как время осыпания почвы определяется траекторией движения ее частиц после подрезания пласта и схода с лапы сошника. Координаты сходящей с лапы сошника почвенной частицы, в текущий момент времени:

(19)

где t – время, в течение которого почвенная частица переместится из начальной в конечную точку, с;,, – углы подъема, оборачивания и сдвига пласта, при воздействии рабочего органа, град.

Продолжительность полета почвенной частицы, после схода ее с лапы сошника:

, с (20)

При увеличении высоты h расположения тыльного обреза сошника над линией его подошвы с 25 до 40 мм, время t падения почвенной частицы изменяется с 0,74 до 0,92 с (рис. 7). Дистанция отбрасывания почвенного пласта при поступательной скорости рабочего органа Vп=2,5 м с-1, может достигать 0,2 м. Следовательно, для выполнения качественного размещения семян при скорости, не менее 1 м с-1, длина подсошникового пространства должна находиться в пределах 0,18 м.

При обосновании расположения стойки-семяпровода исходили из того, что при увеличении угла вхождения в почву уменьшается дальность бокового смещения частиц почвы и улучшаются условия перерезания сорняков вертикальным ножом сошника. Этим обеспечивается снижение сопротивления рабочего органа при посеве, уменьшается бороздообразование, повышается способность к самоочистке. В основе технологического процесса (рис. 8) лежит резание клином

Рис. 8. Схема к рассмотрению процесса взаимодействия стойки сошника с почвой и обоснование кинематической трансформации сечения

с округлой рабочей поверхностью, сводящееся к разрушению почвенного пласта путем сдвига (скалывания) на куски трапецеидальной формы. Используя геометрическую характеристику lэл, являющуюся длиной периметра эллипса, образованного кинематической трансформацией горизонтального сечения стойки, установленной под углом с к направлению движения рабочего органа в вертикальной плоскости, выразим длину хорды l” через зависимость, предложенную О.А. Сизовым:

, м (21)

Тогда мощность, потребная для перемещения почвенных частиц стойкой-семяпроводом, установленной под углом с/2 к горизонтали:

, Вт (22)

При с0 N”0; при с=/2 N”=N’ (рис. 9). Т.е., мощность N”, затрачиваемая на перемещение почвы вертикально расположенной стойкой–семяпроводом достигает некоторого максимума, зависящего от геометрических характеристик поперечного сечения рабочего органа, глубины обработки и свойств почвы. Для поступательной скорости сошника Vс=2,5 м с-1, h=0,15 м и d=0,06 м, при изменении угла с с 90° до 50°, мощность N снижается с 100,1 до 86,0 Вт.

Рассматривая схему взаимодействия лезвия вертикального ножа с корневищами сорняков находим, что отклонение равнодействующей R от нормали к линии лезвия, составит -. Отсюда, оптимальный угол с установки стойки и плоского ножа сошника:

, град (23)

При к=18° и п=22° оптимальный угол установки с=54°.

С целью обоснования креплений сошников зерновой сеялки для широкополосного посева, рассмотрены кинематические схемы радиального и параллелограммного механизмов подвески.

С изменением угла вх вхождения ухудшаются условия заделки семян и возрастает сопротивление посевного агрегата. Увеличение угла вхождения сошника в почву на величину влечет уменьшение глубины hз, м заделки семян и возрастание площади S, м2 лобовой проекции сошника на соответствующие величины

; (24; 25)

С увеличением площади S лобовой проекции рабочего органа возрастает сопротивление Р, а следовательно и тяговая мощность агрегата, необходимая для выполнения технологической операции (рис. 10).

Угол, град, поворота поводка параллелограммного механизма подвески можно найти из разности углов и ’ (рис. 11):

(26)

Установлено, что транспортный просвет по сошникам переднего и заднего рядов сеялки, равный 150 мм, обеспечивается поворотом сошникового вала на угол =17° и 12°, для радиальной подвески и =12° и 9° - для параллелограммной подвески – соответственно.

Курсовая устойчивость хода полозовидного формирователя направляющей борозды в горизонтальной плоскости определяется углом 2р раствора основания формирователя (рис. 12):

, град (27)

Для фактических усилий, действующих на агрегат при междурядной обработке посевов фасоли (боковой нагрузке Pб=1,5…1,7 кН и массе формирователя m=30 кг), величина угла 2р составит 55°.

Расчет полного тягового сопротивления одного формирователя произведен по аналогии с методикой, предложенной для расчета уплотнителя-валкователя, выполненным В.Е. Ковтуновым. Тяговое сопротивление находится в прямой зависимости от плотности почвы, ширины и глубины хода рабочего органа и в обратной зависимости от величины угла установки фронтальной рабочей поверхности формирователя к направлению движения:

, Н (28)

При глубине хода формирователя h=0,12 м, средней ширине формирователя в зоне взаимодействия с почвой bвз=0,1 м и общей длине L=0,5 м, тяговое сопротивление его составит не более 0,7 кН (рис. 13).

Для эффективности работы лопастного барабана разравнивателя, при разрушении почвенных гребней на посевах, угол установки лопастей на цилиндре должен исключать проскальзывание почвенных частиц относительно поверхности лопастей (рис. 14). Для этого, угол в наклона винтовой поверхности на развертке цилиндра барабана должен быть больше угла трения почвы по стали, т.е.: в.

Угол наклона винтовой поверхности в и диаметр dб цилиндра барабана определяем, как

, град;, мм (29; 30)

Принимая, b=0,45 м и =27°, получим оптимальные геометрические характеристики шнеко-лопастного рабочего органа: в=29°; lб=0,3 м; dб=0,19 м. Значение показателя кинематического режима работы ротационного шнеко-лопастного разравнивателя гребневых посевов: =1,9.

Одним из основных требований выполнения технологической операции внутрипочвенного внесения гербицида будет соответствие максимальной дистанции отбрасывания частиц рабочей жидкости длине подлапового пространства в продольно-вертикальной плоскости. При движении культиваторной лапы с распылителем с поступательной скоростью Vп, равной скорости движения агре

гата (рис. 15), частица рабочей жидкости, массой m, выбрасывается из сопла полевого наконечника с относительной начальной скоростью V0, под углом к горизонту, в направлении, обратном направлению поступательной скорости. На частицу m после выхода ее из сопла распылителя действуют сила тяжести mg, направленная вертикально вниз и сила сопротивления воздуха R, направленная по касательной к траектории в сторону, противоположную скорости V0.

Дифференциальные уравнения точки m в проекциях на оси координат:

(31)

Уравнение движения частицы рабочей жидкости, в проекции на ось X, в зависимости от заданных параметров:

, м (32)

Уравнение траектории частицы рабочей жидкости:

, м (33)

Определяя начальную скорость V0 рабочей жидкости, как осевую скорость потока на выходе из сопла распылителя и постоянный коэффициент сопротивления kc, зависящий от критической скорости uкр, площади миделевого сечения Sм, массы m частицы рабочей жидкости и плотности воздуха в, по формулам:

,м с-1;, с-1 (34; 35)

где q – минутный расход жидкости, л мин-1; s – площадь сечения выходного отверстия сопла наконечника, м2,

при исходных данных Vп=1,9 м с-1; =0…-10°; h=0,03 м, построены траектории движения частицы рабочей жидкости в зависимости от показателей кинематического режима (рис. 16). Дальность отбрасывания частиц рабочей жидкости в значительной мере зависит от ее начальной скорости и угла установки наконечника. Для размещения распыленных частиц в пределах подлапового пространства целесообразно выполнять установку полевого наконечника с углом =-8…-10°. При этом при угле факела распыла 100±10°, ширина обработанной полосы составит 220…260 мм.

В Главе 3 “Программа и методика экспериментальных исследований” излагается общая программа и методика определения физико-

механических и посевных свойств семян новых перспективных сортов гороха и фасоли, как основных культур зернобобовых; исследований параметров технологических процессов в лабораторно-стендовых испытаниях рабочих органов машин. Дается описание специально изготовленных приборов, лабораторно-производственных установок, методик обработки и оценки точности полученных результатов и организации проведения отдельных этапов исследования. Спецификой исследований являлась необходимость исследования свойств семян, с учетом их матриакальной разнокачественности.

Основные элементы оригинальной технической базы для проведения комплекса лабораторных исследований:

- способ и устройство для определения усилий связи семян с плодоэлементом, основанные на использовании стробоскопического эффекта и метода статического силового воздействия на образец центрифугированием, при бесступенчатом приложении нагрузки (Патент РФ № 2176932);

- оценка комплексного показателя, характеризующего форму и свойства поверхности семян, по предложенной формуле:

(36)

где d0 – длина окружности известного диаметра d0, мм; b,, l – ширина, толщина и длина семян, мм; Pn - периметр поперечного сечения зерна, мм. Способ и устройство для определения выполненности семян сельскохозяйственных культур защищены Патентом РФ № 2310308.

Для лабораторно-стендовых испытаний, разработано и изготовлено оборудование: экспериментальные молотильные установки с МСУ шнеко-лопастного типа с тангенциальной и аксиальной схемами подачи; стенд для исследования параметров распределения рабочей жидкости в подлаповом пространстве. Разработаны способ и устройство для изменения молотильных зазоров в малогабаритных молотилках (Патент РФ № 2245015) и специальный пробоотборник семян (Патент РФ № 2229210).

В Главе 4 “Результаты экспериментальных исследований свойств растительного материала и конструктивно-технологических параметров рабочих органов машин и их анализ” представлены результаты исследований и дан анализ физико-механических свойств и биологических особенностей районированных перспективных сортов гороха и фасоли, в зависимости от принадлежности к зонам растения, разработаны схемы локализации семян с законченным периодом физиологического созревания на материнском растении, приведены основные результаты лабораторных испытаний новых рабочих органов тангенциальных и тангенциально-аксиальных МСУ шнеко-лопастного типа, а также параметров распределения частиц рабочей жидкости в подлаповом пространстве культиваторной лапы.

Установлено, что средние значения коэффициента k восстановления составляют, в среднем, 0,64 и 0,58 – для гороха и фасоли, соответственно. Коэффициент k зависит от влажности и состояния поверхности семян. С повышением влажности семян значение k уменьшается. Значения коэффициента k использованы при вычислении критической скорости рабочего органа МСУ.

Усилия связи семян с плодоэлементом, при воздействии статических усилий центрифугированием, варьируют в зависимости от сорта и принадлежности семян к определенной зоне растения. Семена гороха сортов Зарянка и Алла имеют усилия связи, в среднем, 0,160 Н. По сортам Норд, Вятич и Витязь, обладающих признаком неосыпаемости, усилия отрыва составили, соответственно, 0,324 и 0,396 Н. Таким образом, семена неосыпающихся сортов, имеют усилия отрыва, в среднем, на 0,234 Н или в 2,9 раза больше, чем для сортов с обычными семенами.

Сила отрыва семян возрастает с повышением яруса растения - для сортов Норд и Зарянка. В пределах плодоэлемента, семена 1й зоны (шейка боба) имеют меньшие, а семена 2й зоны - большие усилия отрыва от створок боба. Так, в среднем, по культуре, усилия связи семян с плодоэлементом в верхних ярусах превышают усилия связи в средних и нижних – в 1,19 и 1,24 раза. Усилия связи в 1й зоне боба ниже, чем в 3й зоне в 1,08 и 1,16 раза - для сортов Зарянка и Норд, соответственно. Семена исследованных сортов фасоли Шоколадница и Л-176 имеют усилия отрыва, в пределах 0,461…0,715 Н и 0,444…0,581 Н - соответственно. Характер зонального распределения семян с меньшими значениями усилий отрыва от створок бобов имеет ту же тенденцию, что и для сортов гороха.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»