3. Технологические, кинематические и Конструкторские расчеты

3.1. Расчет параметров высаживающего аппарата

На производительность сажалки влияют следующие конструктивные факторы: скорость элеватора, расстояние между барабанами и расстояние между ковшами, т.е. производительность самого элеватора.

Когда ковш с тяговым элементом движется по дуге обхвата, то на клубень, помимо силы тяжести, действует и центробежная сила F (рис. 3.1).

Равнодействующая сил G и F при любом положении ковша на дуге барабана проходит через одну и ту же точку, лежащую на осевой линии элеватора. Эту точку называют полюсом, а расстояние – полюсным расстоянием.

При , где – радиус окружности, проходящей через самую отдаленную от центра вращения точку клубня, разгрузка смешанная, т.е происходит как под действием силы тяжести, так и под действием центробежной силы,

где – диаметр среднестатистического семенного клубня картофеля, ,

м

Задаемся значениями радиуса и полюсного расстояния. Радиус барабана выбираем из ранжированного ряда м, полюсное расстояние выбираем м, которое входит в рамки условия для смешанной разгрузки.

Определяем окружную скорость барабана (скорость ленты):

м/с.

Рис. 3.1. Силы, действующие при разгрузке ковша

Угловая скорость барабана при этом составит:

,

с^-1.

Частота вращения барабана элеватора составит при этом:

,

мин^-1.

При захвате клубня ковшом возможно опрокидывание клубня из-за действия центробежной силы, поэтому условие устойчивости обеспечивается, если угловая скорость элеватора

,

где ускорение свободного падения, м/с²;

– приведенный угол трения, , [7, с.268];

радиус барабана.

с^-1.

Условие устойчивости соблюдается.

Для того чтобы избежать попадания клубня при сходе с ковша на идущий впереди ковш, необходимо, чтобы сила инерции клубня превышала его силу тяжести.

Центробежная сила при сходе клубня с ковша определяется по формуле:

,

где масса клубня, кг;

скорость движения центра массы клубня, ,

Здесь расстояние от центра барабана элеватора до центра массы клубня,

,

м,

м/с,

Н.

Вес клубня:

,

Н.

Условие соблюдается.

Определим рабочие параметры картофелесажалки и проверим их соответствие выбранным параметрам по условию выгрузки клубней из ковшей.

Согласно принятой технологии посадки определим число высаживаемых клубней на 1 гектар площади посадки, для чего определим площадь под один клубень:

,

где – расстояние между клубнями в рядке, м;

ширина междурядья, м,

м².

Число клубней на один гектар (густота посадки):

,

шт/га.

При этом норма высадки картофеля определится по формуле:

,

кг/га.

Важным фактором, определяющим густоту посадки и норму высева, является частота вращения ленты элеватора.

Для определения частоты вращения ленты определим время ее одного оборота:

,

где – расстояние между осями ведущего и ведомого барабанов, примем =0,48 м из конструктивных соображений.

с.

Тогда частота вращения ведущего барабана определится по формуле:

,

мин^-1.

Определяем число ковшей элеватора:

,

где – интервал закладки клубня,

,

здесь – рабочая скорость машины, =1,4…2,5 м/с,

с,

.

Принимаем .

Определяем расстояние между ковшами:

,

м.

Уточним частоту вращения ведущего барабана элеватора из формулы по определению расстояния между клубнями в посадке:

,

откуда

,

мин^-1.

Проверяем условия обеспечения центробежной разгрузки:

Определяем время оборота ленты:

с.

Скорость движения ленты:

м/с.

Угловая скорость барабана:

с^-1.

Частота вращения барабана:

мин^-1.

Полюсное расстояние:

,

м.

Условие соблюдается.

Скорость движения центра массы клубня в ковше:

м/с.

Центробежная сила:

Н.

Условие соблюдается.