Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння

2.3. Типи робочих органів машин для садіння

Дозування насіннєвого матеріалу в картоплесаджалках здійс- нюють за допомогою ложково-дискових і елеваторних садильних апаратів.

Для садіння розсади застосовують садильні апарати з оберталь- ним і поступовим рухом розсадотримачів у зоні садіння. До перших належать дискові, променеві й паралелограмні апарати, до дру- гих — ланцюгові (ланцюгово-конвеєрні).

2.3.1. Основи теорії картоплесадильних машин

Робочий процес картоплесадильної машини можна поділити на такі основні етапи: створення рівномірного потоку бульб і подаван- ня їх до сошника, відкривання сошником борозенки, укладання на її дно бульб і загортання їх ґрунтом. Вихідними даними для техно- логічного розрахунку робочого процесу картоплесаджалки, як і для сівалок точного висіву, є загальна кількість бульб Qc, шт./га, і їх

схема розміщення — крок садіння lc, м, та ширина міжрядь b, м. Якщо відомі частота обертання ВВП трактора пт, хв–1, передаточ-

не число i від ВВП до вала дискового апарата і кількість ложечок Zл, то можна визначити швидкість руху садильного агрегату vм:

v	=	600nтiZл	.	(2.67)
м		Qсb

Згідно з (2.29) і (2.67) крок садіння lc визначають за формулою

l =

50vм

.

(2.68)

c 3nтiZл

Проте максимальна швидкість садильного агрегату пов’язана з частотою винесення бульб вичерпувальним апаратом. Досвід пока-

зує, що при частоті винесення Qc′max більше ніж сім бульб за 1 с

миттєво збільшуються пропуски. За цим параметром підраховують максимально допустиму швидкість vмmax агрегату, км/год:

v	=	Qс′maxlc	,	(2.69)
мmax		Zc

де Zc — кількість бульб у гнізді.

Якщо відома середня маса однієї бульби mcp, г, то, користуючись

формулою (2.67), можна підрахувати витрати посадкового матеріалу Q, кг/га:

145

Розділ 2

Q =	0,6nтiZлmcp	.	(2.70)
	bvм

Розрахунок картоплесадильних апаратів. Робочий процес садильних апаратів ложково-дискового типу передбачає три послі- довні фази, що проходять за один оберт диска: захоплення бульби в період проходження ложечки шару бульб у живильному ковші; фік- сація бульби в ложечці затискачем і перенесення її до приймальної горловини сошника; звільнення бульби затискачем і вільне її па- діння в сошник і далі в борозенку.

Захоплення бульби ложечкою залежить від розміру і вирівнянос- ті бульб, частоти обертання диска, зазорів між боковиною живиль- ного ковша і ложечкою та між зовнішньою кромкою ложечки і дном живильного ковша, товщини шару бульб у живильному ковші.

Бульби надійно захоплюються (1…3 % пропусків), якщо їх маса становить 40…100 г. Дрібніші бульби захоплюються краще, ніж бі- льші. Проте якщо маса бульб менша ніж 40 г, ложечка може захо- пити дві бульби. Крім того, виникає небезпека защемлення бульби, якого можна уникнути за умови

α ≥ 2ϕ,

де α — кут між стінкою і дотичною до ложечки в точці її контакту з бульбою; ϕ — кут тертя.

Оскільки ϕ = 30…35°, то α ≥ 60…70°.

За відомої швидкості агре- гату vм, м/с, заданого кроку

садіння lc, м, і заданої кілько- сті Zc бульб у гнізді, а також за умови, що всі ложечки Zл

заповнюються бульбами, час- тоту обертання садильного диска п, хв–1, визначають із залежностей (2.56) і (2.58):

n = 60vмZс . (2.71) lсZл

Формула (2.71) показує, що при збільшенні швидкості ру- ху агрегату, частота обертан- ня диска зростає. Це призво- дить до зниження захоплюва- льної здатності ложечок 1 (рис. 2.8) і випадання із них

Рис. 2.8. Схема для визначення умови випадання бульби із ложечки:

1 — ложечка; 2 — бульба

146

Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння

бульб 2 під дією відцентрової сили відносно зовнішнього краю ло- жечок (точка А). Без урахування впливу боковини живильного ков- ша на бульбу, що розміщена в ложечці, діють такі сили: сила ваги mg, відцентрова сила Рц, нормальна N і дотична F реакції ложеч-

ки. Бульба не випадає із ложечки за умови

mgl = Pцh.

(2.72)

Якщо врахувати, що

l = 0,5dsin(β′ − ψ); h = rsin α′; Pц = mω2r,

де d — діаметр умовно круглої бульби; r — відстань від осі обер- тання до краю А ложечки; m — маса бульби; ω — кутова швидкість диска, то умова невипадання бульб із ложечки матиме вигляд

′	2ω2r2 sin α′	.	(2.73)
sin(β − ψ) ≥	gd

Аналіз рівняння (2.73) показує, що за малих значень кута пово- роту диска β′ бульба намагатиметься випасти із ложечки, проте їй перешкоджатиме розміщений над нею шар картоплі. Якщо ложечка вийде із шару, а кут β′ буде менший, ніж того потребує вираз (2.73), то бульба випадає.

На роботу садильного апарату істотно впливає також зазор між боковиною живильного ковша і ложечкою. Тому цей зазор конструю- ють, регулюючи залежно від маси бульб (при масі бульб 30…100 г зазори становитимуть відповідно від 2 до 16 мм).

Фіксація бульб у ложечці відбувається в момент її виходу із шару картоплі. При цьому відвідний важіль затискача сходить з напрямної планки, а його палець під дією пружини притискує бу- льбу до ложечки. Несвоєчасна фіксація бульби призводить до її ви- падання також через край ложечки, але вже в другому місці (точка

В). Бульба зберігає зрівноважене положення за умови mgl1 = Pцh1.

Підставивши значення складових у цю нерівність і спростивши її, дістанемо

sin(β1′ − ψ1 ) ≤	2ω2r12 sin α1′ .	(2.74)
	gd

Із рівняння (2.74) можна встановити момент затискання бульби в ложечці для наступного перенесення її до горловини сошника. За

узагальненими даними, кут β1′ = 90…115°.

Звільнення бульби затискачем. Рівномірність розподілу кар-

топлі в рядку значною мірою залежить від ритмічності звільнення

147

Розділ 2

бульб при підході ложечок до горловини сошника. Якби розміри бульб були однаковими, то проміжки часу t між послідовними випа- даннями бульб із ложечок також були б однаковими і дорівнювали

t = 2π/ Zлω,

(2.75)

де Zл — кількість ложечок на диску; ω — кутова швидкість диска.

Розміри бульб змінюються в широких межах навіть при відсорто- ваному матеріалі. Тому інтервали часу t′ відрізнятимуться від роз- рахункових t на певне значення ∆t, зумовлене різним значенням

розмірів бульб:

t′ = t ± ∆t = 2π/(Zлω) ± ∆t.

(2.76)

Для визначення значень ∆t під час роботи вичерпувального

апарата розглянемо роботу затискача. Палець 4 (рис. 2.9, а) звіль- няє бульбу 5 при набіганні відвідного важеля 2 стрижня затискача на напрямну планку 3. При цьому початок випадання відстає від моменту набігання важеля на планку, оскільки звільнення бульби

пов’язано з відходом пальця на певний кут ∆β. Залежно від форми

ложечки, параметрів затискувального пристрою, розмірів і форми бульб кут ∆β змінюється в межах 2…6°. Якщо в ложечці знаходить-

ся дрібна бульба, то важіль набігає на планку раніше (положення І), ніж при великій (положення ІІІ). Бульби середнього розміру ви- падають за певного положення ложечки А (рис. 2.9, б), дрібні — за положення В, а великі — за положення С. Отже, якщо момент ви-

падання середніх бульб відповідає повороту диска на кут ϕ2, то дріб-

Рис. 2.9. Схема для визначення моменту звільнення бульби затискачем:

а — дія затискного пристрою; б — положення ложечки; 1 — ложечка; 2 — відвідний важіль; 3 — напрямна планка; 4 — притискний палець; 5 — бульба (дрібна, середня, велика)

148