Рис. 2.4. Схема роботи виштовхувача:

а — важільного; б — пластинчастого клинового; 1 — комірковий диск; 2 — виштовхувач; 3 — днище насіннєвого бункера

Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння

Якщо насіння в ко- мірках розміщене ві- льно, то воно починає випадати, коли центр

маси O1 (рис. 2.4, а)

насінини збігається з кромкою В вікна дна насіннєвої коробки.

Виштовхування на- сінин важільним ви- штовхувачем із комірок починається тоді, коли

їх центри мас проходять над кромкою В викидного вікна (рис. 2.4, а) і закінчується, коли кромка зуба переходить передню вертикальну стінку С′ комірки. Виштовхувач 2 установлюють таким чином, щоб його зуб починав спускатися під дією пружини в положенні b′, коли

задня стінка комірки а′ збігається із зрізом В викидного вікна дна 3. Профіль робочої грані a2 − a2 пластинчастого клинового виштов-

хувача (рис. 2.4, б) визначають із умови видалення насінини із ко- мірки. Нехай грань нахилена до стінки під кутом α. При обертанні диска 1 на насінину з боку стінки комірки і виштовхувача діють си- ли нормального тиску N. Через наявність сил тертя ці сили відхи- лені від нормалі на кут тертя ϕ. Підсумувавши їх, видно, що резуль- туюча R намагається видалити насінину із комірки. Тоді, враховую- чи рівність коефіцієнтів тертя між насіниною, з одного боку, і стін- кою комірки і виштовхувачем, з другого, матимемо умову виштовху-

вання зерна із комірки:
α > 2ϕ.	(2.43)

Проте висівний диск постійно змінює нахил стінки комірки від- носно грані виштовхувача. Для того щоб умова (2.43) дотримува- лась, робоча грань непорушного клинового виштовхувача має бути виконана у вигляді логарифмічної кривої.

2.2.3.Основи теорії та розрахунку пневматичних висівних апаратів

Умова присмоктування і винесення однієї насінини. При-

смоктування насінини 2 (рис. 2.5) до отвору висівного диска 1 відбу- вається безпосередньо біля всмоктувального поля, тому в міру від- далення насінини від отвору відразу падає швидкість повітряного потоку. Розглянемо умову захоплення і винесення однієї зернини всмоктувальним повітряним потоком із загальної маси насінин. На зернину діють такі сили: P — присмоктувальна сила повітряного

137

Розділ 2

потоку; P0 — осьовий тиск у масі зе-

рен, що залежить переважно від ви- соти стовпа насінин у забірній камері й подавальної дії еластичної ворушил- ки; mg — сила ваги зернини; Рц —

інерційна відцентрова сила; Рб — си-

ла бокового тиску насіння.

Насінина утримується в отворі за рахунок сили тертя, що утворюється від дії сил присмоктувального і осьо- вого тиску:

Рис. 2.5. Схема присмоктуван-	F = (P + P0 )tg ϕ1 ,	(2.44)
ня і винесення диском однієї	де ϕ — кут тертя зернин по диску.
насінини із маси насіння:	1
1 — диск; 2 — насінина	Решта діючих сил перешкоджає
	винесенню поодиноких зернин із за-

гальної маси зерен, надаючи результуючу сил, що напрямлена на- зустріч ω.

Вибираємо початок координат у точці O1 — точці присмоктуван- ня насінини до отвору диска dд діаметром d1. Проведемо коорди- натні осі, напрямивши вісь O1 y по a − a. Знайдемо результуючу діючих сил, спроектувавши їх на осі х та у:

	Px = Pц +mg sinβ+ Pб sinβtgϕ;	(2.45)
	Py = mg cosβ + Pб cosβtg ϕ,

де ϕ — кут внутрішнього тертя насіння.

Через мале значення протидіючих величин з першого рівняння виразу (2.45) вилучимо складову Рб, а також осьову силу P0 , що

сприяє утриманню зернини в отворі. Тоді з певним наближенням знайдемо результуючу сил:

R = P2	+ P2	P2	+ 2P mf sinβ + m2 g2 sin2		β + m2 g2 cos2 β +
		= ц	ц
x	y		+2P mg cos2	βtgϕ + P2 cos2		βtg2ϕ.
			б		б

Після спрощення отримаємо

R = Pц2 + m2 g2 + 2Pцmg sinβ+ Pб cos2 βtgϕ(2mg + Pбtg ϕ). (2.46)

Умову присмоктування і винесення зернини із загальної маси насіння запишемо у загальному вигляді

Ptgϕ ≥ R,

(2.47)

138

Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння

а числове значення сили присмоктування

P ≥ Pц2 + m2 g2 + 2Pцmg sinβ+ Pб cos2 βtgϕ(2mg + Pбtg ϕ / tgϕ1. (2.48)

При β = 0 вираз (2.48) набере вигляду

	P2	+ m2 g2 + P tgϕ(2mg + P tgϕ)
P ≥	ц	б	б	.	(2.49)
		tgϕ1

У висівних апаратах сучасних пневматичних сівалок максима- льний тиск насіння Рб утворюється при найбільшій величині стовпа

насіння над присмоктувальним зерном, що відповідає куту β = 45°. Аналіз результатів досліджень пневматичних висівних апаратів засвідчує, що рівень насіння впливає на захоплення і винесення насіння загальної маси.

Режим роботи і конструктивні елементи пневматичного апарата. Силу вакууму можна виразити також через площу ваку- умного отвору S і розрідження ∆P :

P = k∆PS,

(2.50)

де k — коефіцієнт пропорційності, що враховує сумарну дію різних

чинників і визначається експериментально.

За даними Л.С. Зеніна, цей коефіцієнт для насіння цукрового буряку становить 0,35…1,15; для бавовнику — 0,35…1,35.

Керуючись даними досліджень (наприклад, А.А. Будагова), пло- щу отвору S визначають за виразом діаметра

d = (0,6...0,7)bc ,

(2.51)

де d — діаметр вакуумного отвору; bc — середня ширина насіння.

Між режимами роботи пневматичного апарата і всією сівалкою, а також конструктивними параметрами апарата існує певний зв’язок.

Так, секундна подача насіння Qc′ висівним диском становить

	Qc′ =	u	,	(2.52)
		d + ∆l
	де u — колова швидкість диска по центру отворів; ∆l			— відстань
	між отворами.

Проте d + ∆l = lк — це крок отворів на диску. Для нормального

процесу присмоктування і винесення насінин потрібно, щоб
lк ≥ 2lmax ,	(2.53)
де lmax — максимальний розмір насіння.

139

Розділ 2

Секундну подачу насіння Qc′ можна також визначити через

швидкість сівалки vм і крок пунктиру lн (відстань між зернинами або гніздами зернин у рядку) за формулою

Qс′ =	v	(2.54)
	lм .
	н

Крок пунктиру lн можна розрахувати за формулою (2.54):

l= 104 Zн .

нQсb

Порівнявши рівняння (2.52) і (2.54), дістанемо

				u =		vм(d + ∆l)			.		(2.55)
							lн
	Оскільки	u =	πdдn	, то за допомогою рівняння (2.55) знайдемо ді-
			60
	аметр висівного диска по центрах отворів:
				dд =	60vм(d + ∆l)					.	(2.56)
							πnlн
	Повний діаметр диска
				d1 = dд +(3...4)lmax .							(2.57)
	Кількість отворів Zд на висівному диску
				Zд =			πdд	.			(2.58)
							d + ∆l

Загальні витрати повітря Q вентилятором визначають за форму- лою

Q = kпvп.пSZвZ,

(2.59)

де kп = 0,55…0,72 — коефіцієнт присмоктування (є відношенням

швидкості повітря в отворі із зерниною до швидкості без зернини); vп.п — швидкість повітряного потоку в отворі диска; Zв — кількість

комірок диска, що знаходяться одночасно у вакуумній коморі; Z — кількість апаратів.

Швидкість повітряного потоку vп.п в отворі (без зерна) при відо- мому розрідженні ∆P у повітряній системі сівалки становить

140