- •Передмова
- •1.1.1. Завдання та наукові основи механічного обробітку ґрунту
- •1.1.2. Операції, способи, машини і знаряддя для обробітку ґрунту
- •1.1.3. Ґрунт як об’єкт обробітку
- •1.2.1. Теоретичні основи технологічного процесу оранки
- •1.2.2. Ножі та теорія різання ґрунту лезом
- •1.2.3. Плужні корпуси та взаємодія клину з ґрунтом
- •1.2.5. Визначення параметрів польової дошки
- •1.2.7. Особливості швидкісних робочих поверхонь плужних корпусів
- •1.2.8. Сили, що діють на плужний корпус
- •1.2.9. Тяговий опір плуга
- •1.2.10. Обґрунтування схеми розміщення робочих органів на рамі плуга
- •1.2.11. Умови рівноваги плуга
- •1.3. Теорія та розрахунок дискових ґрунтообробних машин і знарядь
- •1.3.1. Основні геометричні параметри дисків
- •1.3.2. Регульовані технологічні параметри та процес роботи дисків
- •1.3.3. Силова характеристика і тяговий опір дискових робочих органів
- •1.4. Теорія та розрахунок зубових борін
- •1.4.1. Робочі органи і процес роботи зубових борін
- •1.4.2. Розміщення зубів на рамі борони
- •1.4.3. Рівновага і тяговий опір зубової борони
- •1.5. Теорія та розрахунок культиваторів
- •1.5.1. Робочі органи культиваторів та їхні параметри
- •1.5.2. Дія полільних і універсальних лап на коріння бур’янів
- •1.5.3. Взаємне розміщення полільних і універсальних лап
- •1.5.4. Дія розпушувальних лап на ґрунт і їх взаємне розміщення
- •1.5.5. Система кріплення лап до рами та стійкість ходу по глибині
- •1.5.6. Визначення основних параметрів культиваторів
- •1.6.1. Робочі органи фрез, проріджувачів і штангових культиваторів
- •1.6.2. Процес роботи і траєкторія руху робочих органів фрези та проріджувача
- •1.6.3. Основні параметри роботи фрези
- •1.6.4. Витрати потужності для роботи фрези
- •1.6.5. Визначення основних параметрів фрези
- •1.7. Теорія та розрахунок котків
- •1.7.1. Процес дії котка на ґрунт
- •1.7.2. Визначення параметрів котка
- •1.7.3. Опір перекочуванню котка
- •Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння
- •2.1. Основні властивості насіння
- •2.1.1. Технологічні властивості насіння
- •2.1.2. Закономірності руху насіння
- •2.2. Типи робочих органів сівалок
- •2.2.1. Основи розрахунку котушкових висівних апаратів
- •2.2.2. Основи теорії та розрахунку дискових висівних апаратів
- •2.2.3. Основи теорії та розрахунку пневматичних висівних апаратів
- •2.2.4. Основи теорії сошників
- •2.3. Типи робочих органів машин для садіння
- •2.3.1. Основи теорії картоплесадильних машин
- •2.3.2. Основи теорії машин для садіння розсади
- •Основи теорії та розрахунку машин для внесення добрив
- •3.1. Способи внесення добрив, види добрив та їхні технологічні властивості
- •3.2. Типи робочих органів машин для внесення мінеральних добрив
- •3.2.1. Основи теорії дискових дозувальних апаратів
- •3.2.2. Основи теорії відцентрових розсіювальних дисків
- •3.3. Типи робочих органів машин для внесення органічних добрив
- •3.3.1. Вибір і обґрунтування параметрів конвеєрного дозувального апарата
- •3.3.2. Вибір і обґрунтування параметрів розкидального апарата органічних добрив
- •Основи теорії та розрахунку машин для захисту рослин
- •4.1. Основи теорії розпилення рідин і порошків
- •4.1.1. Механічне розпилення рідин
- •4.1.2. Утворення електрично заряджених аерозолів
- •4.1.3. Розпилення порошків
- •4.1.4. Конденсаційне утворення аерозолів
- •4.1.5. Вплив розмірів краплин на ефективність обприскування і обґрунтування оптимальної дисперсності
- •4.2. Технологічний розрахунок робочих органів обприскувачів
- •4.2.1. Розрахунок параметрів баків і мішалок
- •4.2.2. Розрахунок параметрів насосів
- •4.2.3. Розрахунок параметрів розпилювальних пристроїв
- •4.3. Технологічний розрахунок робочих органів протруювачів
- •4.4. Технологічний розрахунок робочих органів обпилювачів
- •5.1. Подільники і стеблепідіймачі
- •5.1.1. Основи теорії, призначення, типи і застосування подільників
- •5.1.2. Основи теорії, призначення, типи і застосування стеблепідіймачів та гичкопідіймачів
- •5.2. Мотовила
- •5.2.1. Призначення, типи і застосування мотовил
- •5.2.2. Основи теорії та розрахунку мотовил
- •5.3. Різальні апарати
- •5.3.1. Призначення, типи і застосування різальних апаратів
- •5.3.2. Параметри, що впливають на різальну здатність ножа
- •5.3.4. Ротаційні різальні апарати з вертикальною віссю обертання. Типи. Основи теорії та розрахунку
- •5.3.6. Ротаційні різальні апарати з горизонтальною віссю обертання. Основи теорії та розрахунку
- •5.4. Вальцьові апарати
- •5.4.1. Типи і призначення вальцьових апаратів
- •5.4.2. Основи теорії та розрахунку вальцьових апаратів
- •5.5. Подрібнювальні апарати
- •5.5.1. Призначення, типи і застосування подрібнювальних апаратів
- •5.5.2. Основи теорії та розрахунку подрібнювачів кормозбиральних комбайнів
- •5.6. Транспортувальні пристрої жаток
- •5.6.1. Призначення, типи і застосування транспортувальних пристроїв жаток
- •5.6.2. Основи теорії та розрахунку транспортувальних пристроїв жаток
- •5.7. Обчісувальні пристрої
- •5.7.1. Призначення, типи і застосування обчісувальних пристроїв
- •5.7.2. Основи теорії та розрахунку обчісувальних пристроїв
- •5.8. Підбирачі
- •5.8.1. Призначення, типи і застосування підбирачів
- •5.8.2. Основи теорії та розрахунку підбирачів
- •Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок зернозбиральних комбайнів
- •6.1. Молотильно-сепарувальні пристрої
- •6.2. Соломовідокремлювачі
- •6.2.1. Призначення і типи соломовідокремлювачів
- •6.2.2. Основи теорії та розрахунку соломовідокремлювачів
- •6.3. Очисники зерна
- •6.3.1. Призначення, типи, параметри і режим роботи очисників зерна
- •6.4. Домолочувальні пристрої
- •6.4.1. Призначення, типи, параметри і режим роботи домолочувальних пристроїв
- •6.5. Бункери для зерна
- •6.5.1. Елементи конструкції і параметри бункерів для зерна
- •6.5.2. Тривалість заповнення і розвантаження бункера
- •6.6. Продуктивність і пропускна здатність комбайна
- •Основи теорії та розрахунку робочих органів для згрібання і пресування сіна
- •7.1. Типи робочих органів і процес згрібання сіна
- •7.2. Обґрунтування параметрів і режимів роботи поперечних граблів
- •7.4.1. Типи робочих органів пресів
- •7.4.2. Обґрунтування параметрів пресувальної камери
- •Основи теорії робочих процесів машин для збирання кукурудзи на зерно
- •8.2. Основні робочі органи кукурудзозбиральних машин
- •8.4. Пропускна здатність і швидкість обертання відокремлювальних вальців
- •8.5.1. Вибір розмірів і частоти обертання очисних вальців
- •Основи теорії та розрахунку машин для післязбиральної обробки зерна
- •9.1. Принципи очищення і сортування зерна
- •9.2. Способи очищення і сортування зерна
- •9.3. Фізико-механічні властивості зернових сумішей
- •9.3.1. Геометричні розміри насіння
- •9.3.2. Аеродинамічні властивості зернових сумішей
- •9.3.3. Інші властивості зернових сумішей
- •9.4. Робота плоских решіт
- •9.4.1. Умови переміщення матеріалу на решеті, що коливається
- •9.4.2. Умови проходження зерна крізь отвори решета
- •9.4.3. Повнота розділення зерна і режим роботи решіт
- •9.4.4. Кінематичний режим роботи решіт
- •9.4.5. Навантаження на решета та їх продуктивність
- •9.5. Робота циліндричного трієра
- •9.5.1. Теоретичні основи роботи трієра
- •9.5.2. Випадання зерна з комірки трієра і установлення приймального лотока
- •9.5.3. Режим роботи циліндричного трієра
- •9.5.4. Продуктивність трієра
- •9.6. Фрикційне очищення
- •9.7. Повітряні системи
- •9.7.1. Робочий процес у вертикальному каналі з нагнітанням повітря
- •9.7.2. Робочий процес похилого повітряного потоку
- •9.8. Теорія та розрахунок вентиляторів
- •9.8.1. Типи вентиляторів
- •9.8.2. Основне рівняння вентилятора
- •9.8.3. Вибір вентилятора
- •9.9. Основи теорії сушіння зерна
- •9.9.1. Властивості зерна як об’єкта сушіння
- •9.9.2. Загальна схема процесу сушіння
- •9.9.3. Режим роботи і продуктивність сушарок
- •Основи теорії та розрахунку бурякозбиральних машин
- •10.2. Основи розрахунку параметрів апаратів для зрізування гички та очищення головок коренеплодів
- •10.2.1. Апарати для зрізування гички
- •10.2.2. Очисники головок коренеплодів цукрових буряків на корені
- •10.3. Типи та основні параметри викопувальних робочих органів
- •10.3.1. Лемішні викопувальні робочі органи
- •10.3.2. Дискові викопувальні робочі органи
- •10.3.3. Роторні викопувальні робочі органи
- •10.4. Вибір, обґрунтування і розрахунок основних параметрів очищувальних робочих органів
- •Основи теорії та розрахунку машин для збирання картоплі
- •11.1. Машини і способи збирання картоплі
- •11.3. Типи та основні параметри підкопувальних робочих органів
- •11.4. Вибір та обґрунтування основних параметрів пруткового елеватора і грохота
- •11.5. Типи сортувальних робочих органів
- •11.6. Визначення основних параметрів сортувальної роликової поверхні
- •Основи теорії та розрахунку машин для збирання льону
- •12.1. Характеристика льону як об’єкта збирання
- •12.2. Машини і способи збирання льону
- •12.3.1. Типи бральних апаратів
- •12.3.2. Основи теорії бральних апаратів
- •12.4. Льонозбиральні комбайни
- •12.4.1. Типи і робочий процес льонозбиральних комбайнів
- •12.4.2. Вибір та обґрунтування основних параметрів обчісувальних апаратів
- •Список використаної літератури
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