Определение параметров почвозаделывающих органов

На сеялках в качестве почвозаделывающих рабочих органов чаще всего применяют пластинчатые загортачи, параметры которых определяются из требований равномерной заделки семян на заданную глубину.

6. Определяют высоту загортачей (рис. 14.2)

, см, (14.11)

где h_зх – высота холмиков, образованных после прохода сошников по краям бороздок;

Δh_х – наращивание высоты холмика при воздействии загортачей, Δh_х = 1…3 см;

с₁ – зазор между верхним обрезом загортачей и вершиной холмика, с₁ = 1…2 см.

Величину h_зх находят из соотношения

, см, (14.12)

где а – глубина бороздки, см;

в_б – ширина бороздки, см;

ψ – угол естественного откоса почвы, ψ = 30…40º.

Рис. 14.2. Схема к расчету параметров загортачей: а – общий вид загортача; б – профиль сечения лемешка; в – вид бороздки до прохода загортачей; г – схема заделки бороздки

7. Определяют длину загортача

, см, (14.13)

где В_х – максимальная ширина холмика, см

; (14.14)

ΔВ_х – наращивание ширины послесошникового холмика при воздействии загортачей, ΔВ_х = 1…3 см;

с₂ – увеличение ширины захвата загортача, с₂ = 1…3 см;

в₁ – расстояние между задними концами загортачей, ;

ω_зг – угол установки загортачей относительно стенки бороздки. Принимается из условия обеспечения скольжения почвенных слоев по рабочей поверхности загортачей, ω_зг = 25…30º.

8. Выбирают высоту стойки загортачей h_ст. По конструктивным соображениям .

9. Длина поводков загортачей находится путем построения. При этом необходимо соблюдать условие, чтобы расстояние между задним обрезом и загортачами L_сз было не менее 20…30 см.

10. Нижнюю переднюю грань загортачей округляют для улучшения копирования рельефа: .

11. Профиль сечения загортача выполняют в нижней части криволинейным с радиусом R_зг, позволяющим получить угол постановки лемешка загортача ε_зг = 60…70º.

12. Лемешок загортача и стойку изготавливают из полосы стали Ст. 3. Толщина материала лемешка δ_зг = 2…3 мм.

Стойка приваривается к тыльной стороне лемешка на расстоянии от его носка.

Практическая работа №15 расчет основных параметров посадочного аппарата лесопосадочной машины

Цель работы: получение навыков расчета параметров посадочного аппарата лесопосадочной машины.

Основная часть

Посадочный аппарат состоит из трех частей: устройства для приема и удержания растения (зажимы или карманы); устройства для транспортировки зажимов по определенной траектории с заданной скоростью и приспособления для открытия и закрытия зажимов.

Работа аппарата должна удовлетворять следующим требованиям: удерживать растение в зажиме от момента захвата до момента посадки; не повреждать сеянцы или саженцы; обеспечивать подачу корней на установленную глубину посадки без их подворота; обеспечивать вертикальное расположение стволиков (допустимый наклон – не более 30°). Аппарат должен обеспечивать заданный шаг посадки с допустимым отклонением до 10 % и его регулирование.

По конструкции посадочные аппараты делятся на ротационные, рычажные, ротационно-рычажные, ленточно-конвейерные (гусеничные и цепные), дисковые, гравитационные и пневматические. Наибольшее распространение получили ротационно-рычажные и дисковые.

Рассмотрим порядок расчета посадочного аппарата на примере ротационно-рычажного.

Посадочный аппарат (рисунок 15.1) состоит из вала 1, диска 2 с радиально расположенными рядами отверстий для изменения количества захватов и регулирования шага посадки, лучей 3 и захватов 4.

Основным условием вертикального или близкому к этому расположению растений и полного развертывания корневой системы при засыпке почвой является нулевая скорость растения относительно борозды и направленность скорости зажима вместе с растением в обратную сторону относительно направления движения агрегата, то есть V_аг = –V_окр.

Рис. 15.1. Схема посадочного аппарата

Исходные данные для расчета: m – шаг посадки, t – время, затрачиваемое на подачу одного растения (или скорость поступательного движения агрегата); размеры растений; глубина заделки корневой шейки почвой.

1. Определяют скорость движения агрегата:

. (15.1)

При одном сажальщике принимают t = 2 с, при двух – t = 1 с.

2. Вычисляют радиус окружности зажимов^

, (15.2)

где S – отрезок траектории движения сеянца, на котором осуществляется его заделка рыхлой почвой, S = 30…40 см;

α – угол поворота зажима за время заделки сеянца (в радианах), α ≤ 30°.

3. Находят число зажимов

. (15.3)

Найденная величина z округляется до целого числа, после чего корректируется значения радиуса зажима.

4. Рассчитывают частоту вращения посадочного аппарата

. (15.4)

5. Определяют передаточное число трансмиссии ходового колеса или заделывающего катка до посадочного аппарата

, (15.5)

где R_х.к. – радиус ходового колеса (вычисляется по формулам 2.1…2.7).

Каждый посадочный механизм имеет три составные части: устройства для приёма и удержания растения – зажимы, карманы или диски; устройства для транспортирования зажимов по определённой траектории с установленной скоростью и приспособления для открытия и закрытия зажимов.

Работа механизма должна удовлетворять определённым требованиям: удерживать растение в зажиме до момента посадки, не повреждать их, пода­вать корни на установленную глубину без поворотов. Необходимо, чтобы по­сле посадки растения сохраняли вертикальное положение. Допускаются от­клонения от вертикали на угол до 30°. Механизм должен обеспечивать за­данный шаг посадки с допустимым отклонением до 10%.

По конструкции посадочные механизмы делятся на ротационные, ротационно-рычажные, дисковые. Последние в настоящее время получают все большее распространение. Известны также рычажные, гравитационные и пневматические.

Основным условием нормального размещения корневой системы рас­тения в почве является обеспечение в период заделки корней нулевой скоро­сти растения относительно дна борозды, т.е. где – скорость поступательного движения лесопосадочного агрегата, – окружная ско­рость захвата сеянцев. По направлению она противоположна движению агре­гата (рис. 15.2). Это равенство скоростей будет иметь место только в самой нижней точке. В начале пути заделки и поэтому сея­нец протаскивается вперёд со скоростью

Рис. 15.2. Схема посадочного аппарата

Одновременно с этим он перемещается вниз со скоростью и деформируется. В конце пути заделки и здесь также происходит протаскивание сеянца вперёд со скоростью и одновременно со скоростью

Из этого видно, что сеянец должен быть освобождён захватом в момент его крайнего положения и именно в этот момент должна быть подана почва для заделки корневой системы. Только в этом случае обеспечивается вертикальная посадка.

С учётом этих особенностей движения сеянца необходимо при проектировании ротационного посадочного аппарата подобрать такие его парамет­ры, при которых отклонения сеянца от вертикального положения и по глуби­не посадки будут незначительными и не окажут существенного влияния на качество посадки.

Исходные данные для расчёта: m – шаг посадки, м; t – время, затрачи­ваемое на подачу одного сеянца или скорость движения агрегата, t=2 с; пара­метры посадочного материала. Порядок расчёта следующий.

Определяют скорость движения агрегата. При двух сажальщиках на машине

Вычисляют радиус окружности захватов

(15.6)

где S – отрезок траектории движения сеянца, на котором осуществляется заделка его корней рыхлой почвой,

α – угол поворота захвата за время заделки сеянца (в радианах), α≤30°. Находят число захватов

(15.7)

Найденная величина округляется до целого числа, после чего коррек­тируется значение радиуса захвата.

Рассчитывают частоту вращения посадочного аппарата

(15.8)

Определяют передаточное число от ходового колеса или заделывающе­го катка до посадочного аппарата. Из условия следует

где R_xк – радиус ходового колеса;

n_хк – частота вращения ходового колеса;

η – коэффициент скольжения, η=0,9.

Отсюда

Параметры самого зажима могут быть ориентировочно взяты в таких пределах: длина рамки l_р = (0,25…0,5)l_с и ширина b_р = d_к, где l_с – длина стволика сеянцев, саженцев; d_к – диаметр кроны.

Для обеспечения установленной глубины посадки сеянец должен ле­жать в зажиме так, чтобы корневая шейка находилось от края на расстоянии

где Δh_з – зазор между наружным краем зажима и поверхностью почвы на пути шейки заделки, Δh_з=3…5 см;

Δl₂ – глубина заделки корней шейки сеянцев (устанавливается лесотехническими требованиями).

Высота рамы машины Н_р над поверхностью почвы при заглубленном сошнике равна:

(15.9)

где Δh_b – высота центра вала аппарата над рамой машины;

h_p – высота бруса рамы машины.

В процессе работы на вал посадочного аппарата действуют сила Р_зах, необходимая для раскрытия захватов, и сила натяжения цепи или, при ис­пользовании зубчатого привода, сила давления в зоне контактов зубьев, ко­торый образует крутящий момент, равный 35…50 Н∙м. Приняв значение кру­тящего момента, производят известными методами расчёт диаметра вала посадочного аппарата и реакции в опорах, по которым затем рассчитывают подшипники вала.

Дисковый посадочный аппарат состоит из двух эластичных дисков и устройств для разъединения дисков при захвате сеянцев и высадке их в бо­розду. Диаметр дисков рассчитывают аналогично определению радиуса ротационно-лучевого аппарата. Толщина дисков на резиновой основе составля­ет 15…20 мм.

Гравитационный посадочный аппарат основан на перемещении сеянцев в борозду под действием собственной силы тяжести. Такие аппараты приме­няют в лесопосадочных машинах для посадки сеянцев с закрытой корневой системой. Они представляют собой трубу, нижний конец которой устанавли­вают в сошник. Параметры поперечного сечения сошника должны соответст­вовать размерам брикета или капсулы, в которых размещена корневая систе­ма сеянцев.