Розділ 2

S =		V		(2.8)
		l м .
		м
Робочий об’єм місткості Vм, м3,
Vм =	lгbpQmax		,	(2.9)
	104 ρηм

де lг — довжина гону від однієї заправки до іншої, м; bp — ширина захвату машини, м; Qmax — максимальна норма висіву, кг/га; ρ —

щільність матеріалу, кг/м3; ηм = 0,85…0,90 — коефіцієнт викорис- тання місткості бункера.

2.2. Типи робочих органів сівалок

Розглянемо теорію висівних апаратів і сошників.

За принципом дії розрізняють механічні та пневматичні висівні апарати. Найпоширенішими є котушкові та дискові механічні висів- ні апарати. Котушкові висівні апарати дозують насіння безперерв- ним потоком, а дискові — однозерновим відбором насіння. Котуш- кові висівні апарати застосовують у рядкових сівалках, дискові — в сівалках точного висіву.

2.2.1. Основи розрахунку котушкових висівних апаратів

При обертанні котушки (рис. 2.1) створюється потік насіння, що складається із зерен, які потрапили в жолобки (зона ІІ), і зерен, роз- міщених між котушкою і днищем коробки (активний шар, зона ІІІ). У зоні І насіння рухається вільно під дією сили ваги. В зоні ІІІ рух насіння відбувається завдяки силам внутрішнього тертя, що збу- джуються ребрами котушки і передаються від одного шару до друго- го. Для різних культур товщина активного шару h (рис. 2.1, б) різ- на — вона не перевищує чотири-шестикратної товщини насіння (наприклад, для насіння пшениці — чотири шари h = 10 мм; про- са — п’ять шарів h = 7 мм).

За даними А.Б. Лур’є, закономірність зміни швидкості руху на- сіння в активному шарі виражається залежністю

vx = f(x) = vк (1 − hx )m1 ,

(2.10)

де vк — лінійна швидкість котушки; m1 — показник степеня, що

визначається дослідами (для пшениці і ячменю — 2,6; вівса — 2,5; льону — 1,7; проса — 1,4 і т.д.).

128

Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння

Рис. 2.1. Схема роботи котушкового висівного апарата:

а — зони руху насіння; б — характер розподілу швидкості руху в активному прошарку; в — проділь комірки; І — вільний рух; ІІ — примусовий рух; ІІІ — рух в активному прошарку

Використавши вираз (2.10), отримаємо зв’язок між h і hз:

h	[1	m1	dx = hзvк;
⌠
vк ⌡		−(x/h)]
0			(2.11)

hз = m1h+1 ,

де hз — зведена товщина активного шару, в якому насіння рухаєть- ся зі сталою швидкістю, що дорівнює швидкості котушки vк.

Значення hз змінюється в невеликих межах при зміні довжини

робочої частини котушки та швидкості її обертання. За даними професора М.М. Лєтошнева, для жита hз = 2,2…2,5 мм при зміні

довжини робочої частини котушки від 20 до 30 мм. За даними про- фесора О.М. Семенова, товщина активного шару hз зменшилась при

збільшенні робочої довжини котушки від 5 до 25 мм: для пшениці — від 5 до 3,2 мм; для кукурудзи — від 10,3 до 5,3 мм.

Визначення параметрів жолобчастої котушки. Об’єм насін-

ня, що висівається котушкою за один її оберт Vк (робочий об’єм ко- тушки), складається з об’єму насіння, що потрапило в жолобки Vж, і об’єму насіння, висіяного із активного шару Vак:

Vк = Vж + Vак.

(2.12)

Візьмемо з певним припущенням Vж таким, що дорівнює об’єму жолобків. Тоді об’єм насіння в жолобках котушки

Vж = kзSжZжlк,

(2.13)

де kз = 0,7…0,9 — коефіцієнт заповнення жолобків (чим менші насі-

129

Розділ 2

нини, тим він вищий); Sж — площа перерізу жолобка; Zж — кіль- кість жолобків (як правило, Zж = 12); lк — робоча довжина котушки

(для зернових культур її максимальна довжина становить 39 мм). При вибраному діаметрі котушки dк (для зернових культур

dк = 50 мм) площа перерізу жолобка визначається його профілем. Найпоширенішим є профіль жолобка (рис. 2.1, в), при якому

S	ж	= S	+ S	2	= dк2 (α′ − sinα′)	+ r2 (ϕ2 − sinϕ2 ) .	(2.14)
		1			8	2

При цьому

lж			lж				π
α′ = arcsind	;	ϕ2 = arcsin	2r	; lж = dж sin					,
					Z	ж	− δ
к								ж

де δж — товщина перемички між жолобками; lж — ширина жолобка. Якщо відомі товщина активного шару hз, робоча довжина котуш-

ки lк і її колова швидкість vк, то знайдемо об’єм насіння Vак, що ви- сівається із активного шару за одиницю часу:

Vак = hзvкlк.

(2.15)

Проте час, за який котушка проходить один оберт, становить 60/пк, а лінійна швидкість котушки

vк = πdкnк /60.

Тоді об’єм насіння Vак, що висівається з активного шару за один оберт котушки:

Vак = πdкhзlк.

(2.16)

Урахувавши значення Vж і Vак, отримаємо робочий об’єм котуш- ки Vк, см3:

Vк = (kзSжZж + πdкhз)lк.

(2.17)

З іншого боку, робочий об’єм котушки можна визначити через норму висіву насіння Q, кг/га, ширину міжряддя b, м, і передаточне відношення від осі опорно-привідних коліс до вала висівних апара- тів і. Відомо, що за один оберт опорно-привідного колеса рядкової сівалки має бути висіяно насінняQ1′ , кг:

Q1′ =	πdQbZ .	(2.18)
	104

130

Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння

При цьому кожен апарат має висіяти

′	=	πdQb	.	(2.19)
Q1a		104

При щільності насіння ρ за один оберт колеса апарат висіває

V	=	πdQb	,		(2.20)
1a		104 ρ
а з урахуванням ковзання коліс
V =		πdQb		,	(2.21)
1a	104 ρ(1 − η)

де η — коефіцієнт ковзання коліс по ґрунту (для зернових сівалок

η = 0,03…0,10).

За один оберт привідного колеса котушка висіває таку кількість насіння:

Vкi,

(2.22)

при цьому і = па /п, де па і n — частота обертання відповідно вала

апаратів і опорно-привідного колеса.

Оскільки маємо Vк і V1а, то з урахуванням зміни витрат насіння, см3 за 1 оберт:

V	= V1a	=	102 πdQb.	(2.23)
к	i		ρ(1 − η)i

Порівнявши залежності (2.23) і (2.17), отримаємо

(k S	ж	Z	ж	+ πd h )l	=	102 πdQb.	(2.24)
з				к з к		ρ(1 − η)i

Ця формула поєднує в одній залежності всі основні конструктив- ні й технологічні параметри і дає змогу визначити потрібну довжи- ну робочої частини котушки для заданих показників норми висіву, ширину міжрядь і передаточне число сівалки.

Проте розрахунок слід здійснювати за максимально можливою нормою висіву, щоб дістати найбільше значення робочого об’єму ко- тушки, враховуючи можливість розміщення апаратів під днищем насіннєвого ящика для прийнятої ширини міжрядь.

Робочий режим котушки. Із формули (2.24) видно, що загаль- ний висів насіння за один оберт котушки становитиме

Qзаг =	102 πdQb	(2.25)
	i(1 − η) .

131