автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.04, диссертация на тему:Обоснование конструктивных параметров высевающих аппаратов с регулируемым и постоянным рабочим объемом для высева мелких сыпучих семян трав и других культур малыми нормами

Кіровоградський інститут сільськогосподарського машинобудування

ФЕКАДУ КЕБЕДЕ ХУНДЕ

Ь Г.-І УДК 631.331

Обгрунтування конструктивних параметрів висівних апаратів з регулюємим і постійним робочим об’ємом для висіву дрібного сипкого насіння трав і інших культур малими нормами

Спеціальність 05$$¡^«Сільськогосподарські

машини»

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук

Кіровоград - 1998

Дисертацією с рукопис.

Робота виконана в Кіровоградському інституті сільськогосподарського машинобудування Міністерства освіти України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, професор

Комаристов В.Ю., Кіровоградський інститут сільськогосподарського машинобудування, професор кафедри «Сільськогосподарське машинобудування».

Науковий консультант: кандидат технічних наук,

доц. Косінов М.М., Кіровоградський інститут сільськогосподарського машинобудування, доцент кафедри «Сільськогосподарське машинобудування».

Офіційні опоненти: доктор технічних наук ,

професор Басін B.C., Харківський державний технічний університет сільського господарства, професор кафедри «Економіка і маркетинг»;

кандидат технічних наук,

доц. Колесніченко Ю.П. (зам. голови.

ВАТ «Маштехкомплекс»),

Провідна установа: Одеський сільськогосподарський

інститут, кафедра «Сільськогосподарські машини», Міністерство освіти України, м. Одеса.

Захист відбудеться “Д^.” 1998 р. о \

годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 23.073Д Кіровоградського інституту сільськогосподарсько

машинобудування за адресою: 316050, м.Кіровоград, просп. Правд 70 А.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліоте

Кіровоградського інституту сільськогосподарсько

машинобудування за адресою: 316050, м.Кіровоград, просп. Правд 70 А.

Автореферат розісланий ‘‘ —1998 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сільське господарство Ефіопії відіграє ведучу роль в :ономіці країни. Однак, внаслідок відсталої техніки обробки землі, посіву і інших іьськогосподарських робіт, відсутності необхідної кількості мінеральних добрив, южайність вироблюваних культур низька.

Рослинництво Ефіопії представлено, в основному, виробництвом продовольчих льтур, серед яких переважають просяні. Більш половини врожаю дає зновидність проса - тефф, дрібнонасіннева культура, яка займає біля 25% усіх ісівних площ. Виробляють у країні дрібнонасінневі олійні культури /гомонзор, нуг/, також ячмінь, пшеницю, кукурудзу, горох, квасолю і інші, більшість яких висівають •умну. Якість сівби, в особливості дрібнонасінневих культур, є низькою, бо вручну !МОЖЛИВО рівномірно розподілити по полю дрібне сипке насіння з малою нормою, іка сівба потребує значних витрат ручної праці і витрат посівного матеріалу.

Щоб внести свій вклад у підвищення технічного рівня сільського господарства >єї країни, автор прагнув глибоко вивчити стан сільського господарства в Україні і Росії і виявити можливості використання окремих посівних машин в сільському сподарстві Ефіопії для посіву теффу і інших дрібнонасінневих культур, які ймають великі площі в країні.

Мета і задачі досліджень - установити вплив різних факторів на подачу насіння аратом /висів в грамах за один оберт котушки або кільця/ і визначити показники ості роботи апаратів на висіві дрібного сипкого насіння /люцерна, конюшина, фф, гомонзор і ¡н./;

- обгрунтувати оптимальні параметри котушкових /жолобчастого і штифтового/ і утрішньоребристого апаратів;

- розробити методику технологічного розрахунку апаратів із зсувними і -ифтовими котушками, а також внутрішньоребристого апарата з постійним бочим об'ємом /подачею/ і використанням дослідних значень подач насіння іних культур, у тому числі і дрібнонасінневих підвищеної сипкості.

Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному:

- вперше вивчено вплив багаточисленних факторів на подачу дрібного сипкого сіння і показники якості висіву їх апаратами з регульованим і постійним робочим ’ємом /подачею/;

- встановлені і рекомендовані оптимальні параметри жолобчастих зсувних і -ифтових котушок і внутрішньоребристого апарата для висіву дрібного сипкого сіння малими нормами;

- розроблені методики технологічного розрахунку котушкових апаратів із /вними жолобчастими котушками і регульованим робочим об'ємом /подачею/, гушкового штифтового і внутрішньоребристого апаратів з постійним робочим 'ємом, які у порівнянні із діючими скорочують час на проведення розрахунків і (вищують їх точність.

Практична значимість роботи. Визначені оптимальні параметри котушок аратів штифтового типу, параметри висівного кільця внутрішньоребристого арата з постійним робочим об'ємом, що дозволить правильно вибирати -іструктшні розміри апаратів для висізу дрібного сипкого насіння.

Рекомендовані для використання у сівалках або у пристроях для висів дрібного сипкого насіння котушковий штифтовий і внутрішньоребристий апарати, також котушковий трав’яний апарат з пластиною для перекриття жолобків з метої зменшення подачі дрібного насіння. Використання у сівалках для висіву дрібног сипкого насіння котушкових штифтових і внутрішньоребристих апаратів знизит металоємкість і трудомісткість виготовлення апаратів, підвищить довговічність виключить необхідність в індивідуальному регулюванні при підготовці д експлуатації.

Застосування у трав’яному апараті сівалки СЗТ-З.бА дугоподібної пластини дл перекриття жолобків дозволить висівати малі норми насіння дрібнонасінневи культур (до 1 кг/га), що дасть суттєву економію посівного матеріалу.

Особистий внесок пошукувача полягає в тому, що автор вперше прові всебічні експериментальні дослідження висівних апаратів зернових рядкови сівалок на висіві дрібного сипкого насіння малими нормами, вміщуючи вироблюваї в Ефіопії; установив їх технологічні можливості і дав рекомендації по і використанню.

Автор провів теоретичний аналіз деяких питань висіву сипкого насінн котушковими і внутрішньоребристими апаратами, використовуючи роботи ака/ П.М.Василенко, проф. М.М.Летошнева і проф. О.М.Семенова, що дозволил розглянути рух насіння в коробці апарата під дією власної ваги, рух насінн всередині внутрішньоребристого апарата і інші особливості роботи.

При розробці методики технологічного розрахунку котушкових зсувни; штифтових і внутрішньоребристих апаратів автор використав пропозиції науковог керівника проф. В.Ю.Комаристова приймати в розрахунках не робочий об'є апарата, а подачу насіння за один оберт в г. Така заміна суттєво спростил методику розрахунку, підвищила її точність і скоротила час на його виконання.

Використовуючи ідею "зрівнювана висіву” акад. А.М.Карпенко, для зниженн подачі насіння котушкою трав'яного апарата автор запропонував обладнати йог дугоподібною пластиною, яка перекриває жолобки.

Експериментальне визначення швидкості насіння на кільї внутрішньоребристого апарата дозволило установити пряму залежність її ві частоти обертання кільця і виду насіння і уточнити методику технологічног розрахунку внутрішньоребристого апарата.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати робот викладені і обговорені на щорічних наукових конференціях професорські викладацького складу Кіровоградського інституту сільськогосподарської машинобудування /1994-1996 рр./ і на міжнародній науковій конференції г механізації сільського господарства, м. Київ, 1995 р.

Публікації. По результатам досліджень опубліковано чотири роботи: дві стат в науковому журналі, одна - в міжвідомчому науково-технічному збірнику, зміс наукового докладу опубліковано в “Тезах міжнародної науково-технічн конференції по питанням розвитку механізації, електрифікації, автоматизації технічного сервісу АПК в умовах риночних відносин", Київ, 1995.

Структура и об'єм дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьс глав, загальних висновків і рекомендацій виробництву, списку використан

з

ітератури із 118 найменувань і додатка. Робота викладена на 136 сторінках ¡ашинописного тексту, містить 49 рисунків, 8 таблиць в тексті і 14 в додатку.

ЗМІСТ

У вступі обгрунтована актуальність теми дисертації і перспектива використання эботи в Україні і на Батьківщині автора - Ефіопії.

В першій главі “Стан питання і завдання досліджень” наведено огляд літератури з дослідженню висівних апаратів зернових, зернотрав’яних і інших сівалок на лсіві дрібного сипкого насіння трав і інших культур, наведено короткий огляд грнотрав’яних сівалок, конструкцій висівних апаратів і пристроїв для висіву зібного сипкого насіння і інші питання.

Підвищенню показників якості роботи зернових і зернотрав'яних сівалок зисвячені багаточисленні випробування. Вони проведені академіками .П.Горячкіним, М.М.Летошневим, А.М.Карпенко і присвячені вивченню котушкових 'ісівних апаратів з зсувними котушками. Теоретичні і експериментальні зслідження цих і інших конструкцій апаратів виконані професорами .М.Семеновим, Ф.В.Грищенко, В.Ю.Комаристовим, П.В.Сисоліним, канд. наук .І.Любушко, М.І.Полняковим, М.М.Косіновим, А.Ф.Шило і іншими вченими.

Внутрішньоребристий апарат випробували проф. Ф.Г.Гусинцев, проф. Ю. Комаристов, канд.техн.наук П.Ч.Бисвас і інші вчені, які визначали ряд його греваг перед котушковим жолобчастим зсувного типу.

Канд.техн.нзук М.І.Полняков запропонував пристрій до стандартного ітушкового апарата зернової сівалки для висіву дрібного сипкого насіння £>іромаслинових культур у вигляді вузької котушки з вирізами на торці для ізміщення в них одиничних насінь, що дозволило знизить норму висіву дрібного іпкого насіння до 6,6 кг/га.

Акад. А.М.Карпенко для зниження подачі насіння жолобчастими стандартними ітушками запропонував установлювати в коробці апарата спеціальну лійку -оівнювач висіву", яка виключала заповнення жолобків насінням і висів ,ійснювався активним шаром насіння.

Огляд літератури показав, що котушкові жолобчасті трав'яні апарати сівалки 3T-3.6A, котушкові штифтові і внутрішньоребристий апарати практично не »сліджені на висіві дрібного сипкого насіння і показники якості їх роботи в гературі відсутні.

Методику технологічного розрахунку котушкових жолобчастих апаратів ізробив проф. М.М.Летошнев. Вона обгрунтована на визначенні робочого об'єму >лобчастої котушки і необхідної робочої довжини жолобків і вимагає спериментального визначення об’єму активного шару. Точність розрахунків ізька і вимагає витрат робочого часу.

Методика технологічного розрахунку внутрішньоребристого апарата розроблена іоф. А.Б.Лур’є з використанням методу проф. М.М.Летошнева. Однак деякі іпущення, зроблені автором, не підтвердились дослідними даними і методика зрахунку вимагає уточнення.

Виходячи з поставленої мети і з урахуванням стану даного питання, бул визначені такі задачі дослідження:

- вивчити технологічний процес роботи котушкових апаратів зсувного тиг /трав'яного і овочевого/, котушкового штифтового типу і внутрішньоребристог апарата на висіві дрібного сипкого насіння трав /люцерна, конюшина/ і іншу дрібнонасінневих культур /тефф, гомонзор, нуг/, які вирощуються в Ефіопії.

Постановка цього питання передбачає вивчення впливу різних факторів н подачу насіння. Такими факторами є: робоча довжина котушок, кількість і

розміри штифтів, відстань від носка клапана і до ребра котушки, висота вікна стінці ящика, через яке насіння поступає у коробку штифтового апарата, розмір прохідного вікна у коробці внутрішньоребристого апарата, кути нахилу коробок £ горизонту у повздовжній і поперечній площинах і інші.

- установити шляхи зниження норм висіву дрібного сипкого насіння вказаний апаратами до 1 кг/га і менше;

- розробити методики технологічного розрахунку внутрішньоребристог котушкового жолобчастого з зсувною котушкою і штифтового, використовук^ дослідні значення подач насіння апаратами в г, які можна визначити з високо точністю.

В другій главі наведені результати теоретичного дослідження процесу висії насіння котушковим і внутрішньоребристим апаратами. Розглянуто самовільний р; дрібного сипкого насіння у коробці апарата /рис. 1 /. Диференційне рівняння ру: насіння у коробці записано у вигляді

dV .

т----= пщ sin а - /А , (1)

dt "

де /V = nig cos а .

Вирішуючи рівняння (1) після нескладних перетворень отримуємо пові квадратне рівняння:

л-+= о 4 g

його рішення має вигляд:

(1-/V-

2 R

(У

Г/2\

’>())

/

І

J 2 -4 ( „ /т/2 £/2ч2Л і + /2(і- 'о)

8 \ L 8 J v 4 g2 J

X — -

(2),

Самовільний рух насіння зупиняється тоді, коли К=0. Тому що початкова видкість зерна при надходженні його в коробку незначна, і вона може бути )ирівняна нулю, тобто У0 = 0 . Тоді з рівняння (2) отримуємо:

Рис. 1 Сили, які діють на насіння, що знаходиться на колі (задній стінці) коробки

де Я - радіус задньої стінки коробки апарата;

f - коефіцієнт тертя насіння об матеріал коробки.

Розглянемо умови відносного покою насіння на робочій поверхні обертаючого іьця внутрішньоребристого апарата. Умови відносного покою для одиничного ісіння записано у вигляді:

0

X

Оі

У

А'яіпср > хіп(ю; - ф)

де К ------------показник кінематичного режиму кільця;

ю2 Я

<т

со - кутова швидкість кільця;

Ф - кут тертя.

Рівняння (4) визначає умови, при яких має місце відносний покій насіння і поверхні кільця. Для цього необхідно, щоб реакція N визначалася як дея додатна.

N = mg(K +cosk)í) ) 0, (5)

бо тільки при цій умові насіння може знаходитись на поверхні кільця.

Вираз (5) визначає умову, при якій насіння, що знаходиться на кільці, не ковз по ньому, тобто повністю розділяє рух поверхні.

Кут підйому насіння складе

aj = <р + aixsin(/r sin ф). (6)

З рівняння (6) випливає, що кут підйому зерна а) буде збільшуватися рахунок сил N і F. Сила тертя зростає і, отже, насіння підіймається вгору б ковзання. Коли на кільці буде знаходитися не одиничне насіння,а шар, то вказг сили зростуть і кут підйому насіння також зростає, що підтверджується дослідам кути підйому шару насіння були на 5...7° більше кутів підйому одиничного насінн що пояснюється також і підпором піднятого кільцем шару нижчележачим на кіль

насінням. Граничний кут підйому одиничного насіння буде становити:

°Ч=у + Ф- (7)

Під час руху шару насіння це буде кут, близький до кута природного відко насіння. При збільшенні частоти обертання кут підйому насіння зростає порівня повільно. При мінімальній частоті обертання кільця кут підйому дорівнює куту тер насіння об кільце. Знаючи кути підйому, можна визначити положення висівнс вікна у боковій стінці коробки апарата і його розміри.

При зниженні показника кінематичного режиму К кут підйому знижується , горизонтального діаметра. При цьому виключається відрив насіння і його вільн рух і залишається тільки одна фаза - ковзання. Ця фаза наближається , постійності і насіння в абсолютному русі здійснює переміщення коло деякої точ М, положення якої на кільці визначається центральним кутом, який дорівнює ку тертя ф .

Як показали візуальні спостереження, шар насіння на робочій поверхні кільї знаходиться у відносному русі навіть при мінімальній частоті обертання, що мож пояснити гальмуванням шару насіння об верхню площину прохідного вікна короб апарата. Швидкість руху шару знижується і стає меншою колової швидкості робо1 поверхні кільця.

Експериментальне визначення значень подач і робочого об'єі внутрішньоребристого апарата дозволило установити пряму залежність середні швидкості руху по кільцю від кутової швидкості у вигляді

Уср = а ы,

(8)

де а - дослідний коефіцієнт, який дорівнює для насіння проса - 3,97, люцерни -

9, гороху-3,56, пшениці - 3,26; о)- кутова швидкість кільця.

Об'єм насіння, яке висівається кільцем за секунду, буде становити

Якщо задана норма висіву насіння О кг/га, то необхідний робочий об’єм насіння, <ий повинен висівати апарат, буде становити

де Р - ширина міжряддя, см; Яст - статичний радіус опорно-приводного колеса валки, м; і - передаточне відношення від колеса до вала висівних апаратів; >: -юфіцієнт просковзування колеса. З формули (12), зробивши заміну О0у = <;0,

іайдемо необхідне значення передаточних відношень для висіву заданих норм асіння, використовуючи які можна розрахувати механізм привода висівних іаратів - коробку передач /КП/, необхідну для регулювання норм висіву шляхом ліни передаточних відношень:

Таким чином, розрахунок внутрішньоребристого висівного апарата з постійним збочим об’ємом полягає у визначенні передаточних відношень механізму зивода.

Для сімейства зернових, зернотрав’яних і інших, створених на базі сівалки СЗ-6А, з формули (13) отримаємо залежність норми висіву від подачі і зредаточного відношення, маючи на увазі, що

У -ЬкІі0а<о , см3/с

(9)

де Ьк і Ь0 - ширина і висота прохідного вікна у коробці апарата.

Об’єм насіння, яке висівається за один оберт, знайдемо за формулою

(10)

Визначивши через g0 = Ц0у - подачу насіння, отримаємо

& = Мої = 2паЬкЬ0у , де у - об'ємна маса насіння, г/см3.

(11)

1'0 = 2пЬО.ЯстІ[\Ггі(\->■;)],

(12)

або

і = 2пЬ£>Іігт /[Ю^0(1 - є)],

і=ОЬН„п/[\03аЬкІІоу(\-ї)]

(13)

б = л&,/,

(14)

де А - постійна величина. Приймаючи Ь = 15 см, ^ = 0,59 м, к = 0,1 отримаємо А-16,2.

В дисертації наведені дослідні значення подач насіння дослідними апаратаї для зернових і дрібнонасінневих культур, отримані автором і іншими дослідникамі В главі II наведена також методика технологічного розрахунку котуїшов жолобчастих апаратів з зсувними котушками. Багатьма авторами і в тому чис нами, для дрібнонасінневих культур встановлена лінійна залежність між подачеь робочою довжиною жолобчастої котушки у вигляді:

де т і п - дослідні коефіцієнти; 1_ - робоча довжина котушки, м Використовуючи формули (14) і (15), отримаємо

Знак ± в формулі (16) вибирається протилежним знаку у виразі (15). В роб' приведена номограма, яка побудована для формули (14) йо=/(<2,0. я дозволяє по заданій нормі висіву і прийнятому передаточному відношені визначити необхідне значення подачі насіння. В роботі наведено також грас залежності g0 = /(Ь,і), який дозволяє швидко знайти по відомій подачі для даі культури необхідну робочу довжину жолобчастої котушки. Наведені графіки д зернових культур і люцерни.

Для технологічного розрахунку котушкового штифтового апарг запропонована у роботі формула

де ос - коефіцієнт заповнення котушки; В - сумарна ширина сусідніх штифтів;

- зовнішній діаметр котушки; сі2 - діаметр котушки по підвалині штифтів; С

g=тЬ±п,

(15)

£ = (0±Апї)І Аті,

(16)

О = 16,2уіК ,

де у - об’ємна маса насіння, г/см3, К - постійна для даної котушки.

(17)

товщина активного шару; г - кількість штифтів на котушці, гш - об'єм одне штифта. Для насіння люцерни а = 0,4.

Подача насіння штифтовою котушкою буде становити

= Ау.

В третій главі викладені програма і методика, описані об'єкти досліджень і ;периментальні установки.

Програмою експериментальних досліджень було передбачено дослідження (нологічного процесу висівних апаратів з регульованим робочим об’ємом зв'яної сівалки СЗТ-З.бА, овочевої сівалки СО-4,2 і апаратів з постійним робочим ємом - котушкового штифтового і внутрішньоребристого апаратів /рис.2/ на зіві дрібного сипкого насіння трав /люцерни/ і дрібнонасінневих культур, які сористовуваються в Ефіопії /тефф, гомонзор, нуг/.

Рис.2 Висівні апарати, що досліджуються: а - трав’яний з пластиною перекриття; б - внутрішньоребристий; в - котушковий штифтовий;

1 - коробка; 2 - пластина перекриття; 3 - верхній поріг; 4 - котушка;

5 - клапан; 6 - висівне кільце; 7 - засув; 8 - заслінка.

Програмою досліджень передбачалося вивчення впливу на показники якості зіву апаратів різних факторів /див. нижче/.

По отриманим дослідним значенням подач визначали її середнє значення, зеднє квадратичне відхилення, коефіцієнт варіації і середню нерівномірність зіву Н, % (за методикою ВІСХОМ).

Для проведення досліджень було виготовлено настільний макет, який дозволяв 'ановлювати на ньому різні висівні апарати, крім штифтового, і з більшою ■іністю визначати подачі дрібного сипкого насіння, вивчати вплив кутів нахилу

апаратів у повздовжній і поперечній площинах до горизонту на подачу і іні питання.

Для вивчення впливу на роботу апаратів частоти обертання, рівня насіння ящику і ін. виготовили спеціальний стенд, який обладнали двохкасетні' редуктором Bettinson, який дозволяє отримати 52 значення передаточні відношень, і пробовідбірником електромеханічного типу. Повторність дослідів 5-' кратна. Висіяне насіння зважували на вагах ВЛК-500 з точністю 0,01 г.

В четвертій главі викладені результати експериментів.

Дослідження впливу робочої довжини котушок трав'яного і овочевого апарат на висіві дрібного сипкого насіння показало, що має місце лінійна залежність м подачею і робочою довжиною.

Досліди проводили на висіві насіння люцерни, теффа і інших культур. Воі показали, що подача насіння зростає пропорційно робочій довжині котуіі№ Мінімальна подача люцерни отримана овочевим апаратом при робочій довжі* котушки 2 мм. Однак, при цьому показники якості висіву були низькими: V = 9,24' Н = 6,19%. По АТВ допускається Н = 8%. При робочій довжині 4 мм показни якості висіву поліпшились (Н = 2,3 - 0,72%).

Залежність подачі насіння люцерни від робочої довжини котушки виробниче трав'яного апарата має вигляд:

go=0,23L-0,I8. (18).

При мінімапьній робочій довжині котушки 2 мм подача становила 0,3 г, (а

0,015 г, V = 5,3%, Н = 3,74%). При вказаній подачі норма висіву буде станови біля 1 кг/га. Однак, при робочій довжині котушки 2 мм висів характеризуєть нестабільністю. Із збільшенням робочої довжини до 4 мм якість роботи апара поліпшилась: коефіцієнт варіації знизився до 1.22, а Н до 0,9%.

З публікацій відомо, що дуже ефективним є посів люцерни, конюшини і інш культур малими нормами - до 1 кг/га. Те ж має місце і в Ефіопії, де кількіс необхідного висіву сипкого насіння теффу при ручному посіві у декілька ра перевищує необхідні норми.

Щоб знизити подачу насіння трав'яним апаратом, у його коробці встанови дугоподібну пластину 2, яка перекрила жолобки котушки від верхнього порога і горизонтального діаметра (рис. 2а). Оптимальний кут охоплення котуи пластиною визначали експериментально, виготовивши пластини різного розмі Він становив 105°. Досліди показали, що при перекритті жолобків з робоч довжиною котушки 2 мм подача насіння люцерни знизилась у 3,7 рази і склал; середньому 0,08 г. Однак показники якості висіву при цьому опинились низькимі = 24,9% і Н = 21,5%.

При збільшенні робочої довжини котушки до 4 мм подача люцерни станові/

0,5 г, коефіцієнт варіації 2,26% і Н = 1,75%. При максимальній робочій довж котушки 23 мм подача становила 4,3 r (V = 0,65%, Н = 0,5%). При цих noдa^ норми висіву люцерни при ¡=0,195 будуть становити 1,6 -13,7 кг/га.

Для висіву насіння люцерни і інших культур з нормами 0,5-1,0 кг/га трав’яг апаратом при робочій довжині котушки 4 мм передаточні відношення пови становити відповідно 0,062 і 0,123.

Подача насіння теффа при робочій довжині котушки 4 мм становила в эредньому 0,83 г (а = 0,018 г, V = 2,15%, Н = 1,73%), a норма висіву при ередаточному відношенні 0,062 буде становити 0,8 кг/га. При максимальній обочій довжині 23 мм подача теффа становила 6,46 г, а норма висіву 6,5 кг/га.

Рівень сипкого насіння у ящику від нуля і до 400 мм не впливає на подачу паратами, крім внутрішньоребрисгого, вхідний канал якого сприяє озповсюдженню тиску насіння верхніх шарів на нижні і подача збільшилась на ,5%.

Вивчення впливу нахилу коробок апаратів на подачу проводили при зміні кутів в овздовжній і поперечній площинах від 0° до 10-20°. Досліди показали, що подача ри цьому практично не міняється, незначний вплив кута нахилу на подачу ідмічено при висіві насіння теффа внутрішньоребристим апаратом.

Самовільне витікання насіння люцерни з коробки трав'яного апарата постерігалась при її нахилі назад за ходом на кут 27-31°, у внутрішньоребристому параті самовільне витікання відбувалося навіть при нахилі апарата до 40° /при ідсутності поштовхів). .

Дослідження внутрішньоребристого апарата проводили при використанні льця з ребрами і без ребер. Вплив ширини кільця на подачу вивчали при зміні іирини робочої частини кільця від 1,4 до 7,4 мм. При цьому мінімальна подача юцерни становила 1,3 г, подача насіння теффа становила 0,44 г при bk = 2,4 мм -ідповідно д0 = 1,5 і 2,84 г.

Вплив висоти прохідного каналу внутрішньоребристого апарата вивчали при міні її від 6,5 мм до 2,5 мм. Ширина кільця при цьому залишилась максимальною -,4 мм. Залежність між подачею і висотою каналу лінійна і має вигляд

й, = 1,45//,-1,23. (19)

З отриманих дослідних даних виходить, що при зміні висоти прохідного каналу у оробці апарата в вказаних межах подача насіння люцерни знизилась на 29%. В ерерахунку на норму висіву - з 28,9 до 7,4 кг/га. Подальше зменшення висоти аналу приводить до припинення висіву насіння.

Таким чином, внутрішньоребристий апарат з відповідною шириною робочої астини кільця і висотою прохідного каналу при відповідному передаточному ідношенні механізму привода апарата може забезпечити висів дрібного сипкого асіння з Малими нормами, при показниках якості, які задовільняють АТВ.

В котушковому штифтовому апараті насіння у коробку надходить через рямокутне вікно у похилій сл'нці ящика. Ширина вікна постійна і дорівнює 30 мм, исота регулюється у межах від 0 до 50 мм /як у туковисівних штифтових паратах/. Вплив висоти вікна на подачу насіння люцерни, теффа і нуга вивчали ри зміні висоти від 4 до 25 мм, перекриваючи вікно спеціальною заслінкою. Іастота обертання котушки була постійною і становила 3,14 1/с. Результати

.ослідів показані на рис.З, з якого видно, що подачу дрібного сипкого насіння южна регулювати в значних межах /від 1,5 до 14,6 г/ зміною висоти вікна від 4 до :5 мм, що забезпечить отримання норм висіву від 1,5 до 14,6 кг/га при іередаточному відношенні привода і = 0,062. При встановленні механізму передач іа менше значення передаточного відношення норму висіву можна знизити до

I кг/га і нижче. Досліди показали, що при збільшенні висоти вікна більше 25 мм у коробку потрапляє насіння більше, ніж висіває котушка і при цьому спостерігається їх самовільний висів. Тому висота вікна при висіві дрібного насіння не повинна бути більш 25 мм. Мінімальна висота вікна при висіві дрібного насіння повинна бути не менше 4 мм, бо вже при висоті вікна 3 мм надходження насіння у коробку не стабільне.

Вплив кількості штифтів котушки і їх ширини на подачу сипкого насіння вивчали, використовуючи штифтові котушки сівалки СН-16П і сівалки С3-3,6А, штифти яких мають ширину 11 мм. Число штифтів у цих котушок відповідно 24 і 12. Котушки : 12-ма штифтами використовують для висіву гранульованих туків, а з 24-ма - для висіву насіння. Усуненням частини штифтів отримували котушки з 12 і 6-ме штифтами.

Встановлено, що і з збільшенням числа штифтів з 6-й до 24-х подача насіння люцерни, теффа і гомонзора збільшилась більше, ніж у два рази, а нуга - в 11 раз Вивчення впливу розмірів штифтів показало, що ширина штифта в значній мір впливає на подачу дрібного сипкого насіння. Так, при ширині штифтів 4,5 мги подача люцерни становила в середньому 7 г, при ширині 8 мм -10,4 г, при ширин

II мм - 12,8 г, тобто збільшилася у 1,8 рази. Те ж спостерігалося і при висіві іншогс дрібного насіння.

\

2

0

4

8

12

16

20

24

Рис.З. Залежність подачі насіння котушковим штифтовим апаратом від висоти вікна в стінці ящика:

1 - нуг; 2 - люцерна; 3 - тефф. '

Таким чином, для зниження подач сипкого насіння штифтовим апаратом треб; використовувати котушки я вузькими штифтами у кількості 12-и або 6-й. При цьом; показники якості висіву практично не погіршуються.

Вивчали також вплив частоти обертання жолобчастих і штифтових котушок і пьця внутрішньоребристого апарата на показники якості висіву. Досліди показали,

о частота обертання жолобчастих і штифтових котушок у робочих режимах інять незначний вплив на подачу.

Практично на всіх режимах роботи кути підйому шару насіння гладким кільцем г'ли на 5-7° більше, ніж кільцем з ребрами. При русі одиничного насіння по іадкому кільцю кути підйому їх були на 5-17° менше, ніж при русі шару.

Отримані дослідні дані середніх значень подач і інших показників якості висіву зсіння люцерни по апаратам, які досліджувалися, наведені в таблиці.

З таблиці видно, що показники якості висіву для трав'яного котушкового тафтового і внутрішньоребристого апаратів задовольняють агротехнічним змогам. Показники якості висіву дрібного сипкого насіння котушковими апаратами олобчастого зсувного типу /трав'яний і овочевий/ забезпечують рівномірний висів асіння при робочій довжині котушок не менше 4 мм. При зменшенні робочої звжини у котушок цих апаратів до 2 мм з метою отримання мінімальних норм /ісіву дрібного сипкого насіння показники якості висіву погіршуються: збільшується )ефіцієнт варіації і показник нерівномірності висіву.

Таблиця Показники якості висіву насіння люцерни

дослідними висівними апаратами

Висівний апарат Робоча довжина котушки, мм 9о, г су, г У,% Н, % О, кг/га

Трав'яний зиробничий 4-23 0,74-6,3 0,014 1,22-0,5 0,9-0,35 2,4-19

Трав'яний і пластиною перекриття 4 - 23 0,5-4,3 0,02 2,26-0,65 1,75-0,5 1,6-13,7

Звочевий 4 - 34 2,15- 18,8 0,08 3,12-0,88 2,3-0,72 2-17

Котушковий Ь = 4 мм 1,5 0,076 5,0 3,57 1,5

лтифтовий ҐІ = 6 мм 3,3 0,065 1,96 1,59 3,3

і = 24, іі = 10 мм 8,5 0,14 1,6 1,13 8,5

3 = 6мм Ь = 15 мм 12,3 0,1 0,81 0,61 12,3

Знутрішньо- зебристий ЬкхИ0 = (2,4-3,4) х 6,5 мм 1,3-2,1 0,045 2,1 1,54 1,3-2,1

ЬкхИо = 7.4x6,5 мм 8,5 0,108 1,276 0,9 8,5

Ті - висота вікна у стінці ящика.

С - зазор між клапаном апарата і штифтами.

Те ж саме спостерігалося і в овочевому апараті, який при робочій довжині □тушки 2 мм показав високу нерівномірність висіву, яка перевищує в два рази опустиму. При робочій довжині котушки 4 мм і більше овочевий апарат забезпечує остатньо рівномірний висів люцерни з нормами 2-17 кг/га при і=0,069. Однак,

овочевий апарат є металоємким і негерметичним, тому мало місце просипан насіння через зазори, які для проведення дослідів доводилось ущільнювати. Д висіву дрібного сипкого насіння малими нормами можна використовувати трав': апарати з пластиною перекриття при встановленні котушки на робочу довжину мм і передаточного механізму на відповідне передаточне відношення, яке мож визначити за формулою (14).

Котушковий штифтовий апарат z=24, як видно з таблиці, показав задовіл результати: при зміні висоти вікна у стінці ящика від 4 до 15 мм, норма вис люцерни склала 1,5-12,3 кг/га при і = 0,062.

На підставі отриманих даних рекомендується для висіву дрібного сипкс насіння використовувати штифтові апарати з котушками, які мають 24 шти4 висотою 5 мм і середньою шириною 4 мм з плавним регулюванням висоти вікні стінці ящика в межах від 4 до 25 мм.

Внутрішньоребристий апарат фірми Massey Harris при висіві насіння люцер вузькою робочею частиною кільця висівав 8,5 кг/га при ¡=0,062. При зменше робочої ширини кільця до 2,4 мм подача насіння знизилась більше, ніж у шіс разів і норма, висіву становила 1,3 кг/га. Таким чином, і внутрішньоребрист апарат при відповідних параметрах може висівати малі норми дрібного силк( насіння.

Вивчення конструкцій і технологічного процесу роботи висівних апара показало, що найбільш простими по будові, які мають незначну металоємкіст трудомісткість виготовлення, практично не підлягають зносу і не потребуй складних регулювань, є котушкові штифтові і внутрішньоребристі апарати.

Котушкові штифтові апарати рекомендується застосовувати в зернотрав’ян зернотукових і інших сівалках замість стандартних котушкових зсувного типу, використовуються для висіву зернових, зернобобових культур і несипкого насії-трав і замість трав'яних апаратів жолобчастого зсувного типу. При цьому тук апарати з котушками, що мають 12 штифтів шириною 11 мм, залишаються i змін, досягається висока уніфікація апаратів, знижується металоємкість трудомісткість, скорочується час на регулювання апаратів при підготовці до робс

і під час збирання на заводі.

Економічний ефект від використання у зернових і зернотрав’яних комбіноваї сівалках котушкових штифтових апаратів у розрахунку на програму випуску cieaj у 1997 році тільки від зниження собівартості виготовлення буде становити б 161000 грн. Знижуються витрати на ремонт на 88,7 грн на одну сівалку. Знижеь витрат на посівний матеріал /люцерна/ при посіві сівалкою C3T-3.6A б\ становити біля 800 грн на рік.

Використання зернотрав'яних сівалок в умовах Ефіопії для посіву тефс гомонзора, нуга і інших дрібнонасінневих сипких культур дозволить знаі скоротити витрати ручної праці і засобів на посіві.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

па підставі проведеного дослідження можна зробити такі висновки:

1. Огляд конструкцій висівних апаратів, що використовуються для вис дрібного сипкого насіння, показав, що найбільш широке застосування в край

НД отримали трав'яні апарати з жолобчастими малогабаритними зсувними зтушками. Обмежене застосування мають котушкові штифтові і нутрішньоребристі апарати, вплив різних факторів на роботу яких вивчено едостатньо. Це стримує їх застосування для висіву дрібного сипкого насіння.

2. Розглянуто самовільний рух дрібного сипкого насіння в коробці висівного парата, для виключення якого зовнішній кінець клапана повинен відстояти від здньої стінки коробки на відстані, яка визначається за формулою (3).

3. Отримані рівняння, які визначають умови відносного покою одиничного

асіння на обертаючому кільці внутрішньоребристого апарата, які дозволяють изначити теоретичну величину кутів підйому насіння кільцем без їх ковзання по оверхні кільця або осипання з врахуванням показника кінематичного режиму і зефіцієнтів тертя насіння. Показано, що при русі на кільці шару насіння кут ідйому їх зростає у порівнянні з рухом одиничних насінь. ■

4. Розглянуто процес висіву насіння сівалкою, як потока руху випадкових подій, сказано, що при розподіленні насіння у рядках по дільницях проходить по закону уассона, а інтервалів між насіннями - по показниковому закону.

5. Розроблена методика більш точного технологічного розрахунку внут-ішньоребристого апарата. Отримані формули для визначення робочого об'єму парата (12) і подачі насіння (11), а також залежності для визначення ередаточних відношень механізму привода (КП) вала апарата (13).

6. Розроблена методика технологічного розрахунку котушкових жолобчастих паратів зсувного типу і штифтових апаратів з використанням дослідних значень одач і дослідних коефіцієнтів для насіння різних культур, враховуючи і сипкі, яка а відміну від прийнятої, не потребує значних витрат часу і забезпечує більшу зчність. Розрахунок можна вести аналітично або з використанням номограм.

7. Досліджено технологічний процес висіву дрібного сипкого насіння трав'яним паратом сівалки С3ї-3,6А і овочевим сівалки СО-4,2. Встановлена лінійна злежність між подачею насіння котушкою і її робочою довжиною. Стійкий і івномірний висів відбувається при робочій довжині котушки не менше 4 мм. Для исіву дрібного сипкого насіння малими нормами рекомендується використовувати рав'яний апарат з дугоподібною пластиною перекриття жолобків при встановленні отушки на робочу довжину 4 мм і передаточного механізму на відповідне ередаточне відношення механізма привода, яке можна розрахувати за формулою 14).

8. Досліджено технологічний процес внутрішньоребристого апарата на висіві рібного сипкого насіння. Вивчено рух насіння в апараті. Отримано емпіричний ираз для визначення середньої швидкості руху насіння по кільцю і визначені ослідні коефіцієнти для насіння різних культур. Встановлена пряма залежність між івидкістю руху насіння на кільці і частотою обертання, а також між подачею асіння і розміром прохідного вікна у коробці апарата. Частота обертання кільця омітного впливу на подачу насіння не чинить. Вплив кутів нахилу апарата і висоти іару насіння у ящику на подачу незначний.

Для висіву дрібного сипкого насіння малими нормами ширина робочої частини ільця повинна бути не більш 3,5 мм, а висота прохідного вікна в коробці апарата -іля 6,5 мм.

9. Вивчено технологічний процес роботи котушкового штифтового апарата ь висіві дрібного сипкого насіння. Встановлено суттєвий вплив на подачу насінь котушкою висоти вікна у стінці ящика, через яке насіння потрапляє у коробі апарата. Зміна висоти вікна дозволяє в значних межах регулювати подачу насінь котушкою і, отже, норму висіву насіння при постійній частоті обертання котушк При збільшенні кількості штифтів на котушці і їх ширини подача насіння зроста Частота обертання котушки у робочому режимі впливу на подачу не чинить.

Для висіву дрібного сипкого насіння рекомендується також використовува' штифтовий апарат, обладнаний котушкою з 24 штифтами клиновидної форг> висотою 5 мм і середньою шириною 4 мм. Висота вікна у стінці ящика повині регулюватися у межах від 5 до 25 мм.

10. В зернотукотрав'яній сівалці СЗТ-З.бА рекомендується замість зернови> трав'яних котушкових апаратів жолобчастого зсувного типу використовува однакові котушкові штифтові апарати з 24 штифтами, залишивши при цьому тукс апарати штифтового типу з 12 штифтами без змін. Коефіцієнт уніфікації висівні апаратів складе в цьому випадку біля 100%.

11. Котушковий трав’яний і штифтовий апарати рекомендуєте використовувати в сівалках для висіву дрібнонасінневих культур в умовах Ефіопі' задовільними показниками якості роботи.

12. Очікуваний економічний ефект від використання в зернових зернотукотрав'яних сівалках котушкових штифтових апаратів у розрахунку і програму випуску сівалок у 1997 році тільки від зниження собівартості виготовлені становить біля 160000 грн, знижуються витрати на ремонт сівалок і на посівн матеріал.

Основні положення дисертації опубліковані у таких друкованих роботах:

1. Комаристов В.Е., М.М.Косинов, Фекаду Кебеде Хунде. Расчет высевающи; аппаратов с постоянным и регулируемым рабочим объемом //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - М., - 1995. - №2-3. - С.28-30. (Доля здобу вача 70%)

2. Фекаду Кебеде Хунде. Исследование высева мелких сыпучих семян катушечным штифтовым аппаратом //Межведомственный научно-технический сборник “Конструирование, производство и эксплуатация сельскохозяйственных машин". - Кировоград: - 1996. - Вып. 24-26. С.6-11.

3. В.Е.Комаристов, М.М.Косинов, Фекаду Кебеде Хунде. Исследование высевающих аппаратов зерновых сеялок на высеве семян люцерны //Механизац и электрификация сельского хозяйства. - М., - 1996. - №2. - С.27-28. (Доля здобу вача 70%)

4. В.Е.Комаристов, М.М.Косинов, Фекаду Кебеде Хунде. Методика розрахунку висівних апаратів з постійним і регульованим робочим об'ємом //Тези Міжнар. науково-технічної конф. з питань розвитку механізації, електрифікації, автоматизг та технічного сервісу АПК в умовах ринкових відносин. - Глеваха. - 1995. С.61-62, (Доля здобувача 60%)

АНОТАЦІЯ

Фекаду Кебеде Хунде. Обгрунтування конструктивних параметрів висівних паратів з регульованим і постійним робочим об’ємом для висіву дрібного сипкого асіння трав і інших культур малими нормами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук по пеціальності 05.05.11. "Сільськогосподарські машини". - Кіровоградський інститут ільськогосподарського машинобудування, Кіровоград, 1997.

Проведено дослідження технологічного процесу висіву дрібного сипкого насіння іалими нормами висівними апаратами зернових і зернотукотрав'яних сівалок для ивчення показників якості їх роботи і визначення оптимальних параметрів і ежимів, які задовільняють вимогам АТВ.

Встановлено, що найбільш високі показники якості висіву дрібного сипкого асіння забезпечує трав'яний котушковий апарат, внутрішньоребристий і отушковий штифтовий. Висів насіння з нормами 1,0 кг/га і менше можливо абезпечити трав'яним апаратом, який обладнаний пластиною перекриття.

Отримані дослідні дані впливу різних факторів на показники якості висіву.

Розроблені методики технологічного розрахунку висівних апаратів ернотрав’яних і зернових сівалок.

Рекомендується в зернотукотрав'яній сівалці СЗТ-3.6А замість зернових і рав’яних апаратів котушкового жолобчастого зсувного типу використовувати днакові котушкові штифтові апарати з 24 штифтами, залишивши тукові апарати ез змін. Це дає суттєвий економічний ефект від зниження собівартості витрат на емонт і посівний матеріал.

Ключові слова: висівні апарати котушкові жолобчасті, котушкові штифтові, нутрішньоребристі; дрібке сипке насіння; показники якості висіву (середня подача, ереднє квадратичне відхилення, коефіцієнт варіації, показник нерівномірності исіву).

АННОТАЦИЯ

Фекаду Кебеде Хунде. Обоснование конструктивных параметров высевающих ппаратов с регулируемым и постоянным рабочим объемом для высева мелких ыпучих семян трав и других культур малыми нормами. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по пециальности 05.05.11 “Сельскохозяйственные машины". - Кировоградский інститут сельскохозяйственного машиностроения, Кировоград, 19Э7.

Проведено исследование технологического процесса высева мелких сыпучих емян малыми нормами высевающими аппаратами зерновых и зернотукотравяных еялок для изучения показателей качества их работы и определения оптимальных іараметров и режимов, которые удовлетворяют АТТ.

Установлено, что наиболее високие показатели качества высева мелких ътучих семян обеспечивает травяной катушечный аппарат, внутреннереберчатый

і катушечный штифтовый. Высев семян с нормами 1,0 кг/га и меньше можно >беспечитъ травяным аппаратом, оборудованным пластиной перекрытия.

Получены опытные данные по влиянию разных факторов на показателк качества высева. -

Разработаны методики технологического расчета высевающих аппаратоЕ зернотравяных и зерновых сеялок.

Рекомендуется в зернотукотравяной сеялке C3T-3.6A вместо зерновых ^ травяных аппаратов катушечного желобчатого сдвигаемого типа использовать одинаковые катушечные штифтовые аппараты с 24 штифтами, оставив туковые аппараты без изменений. Это дает существенный экономический эффект от снижения себестоимости расходов на ремонт и посевной материал.

Ключевые слова: высевающие аппараты катушечные желобчатые, катушечные штифтовые, внутреннереберчатые; мелкие сыпучие семена; показатели качестве высева (средняя подача, среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации, показатель неравномерности ввысева).

SUMMARY

Fekadu Kebede. Argumentation of constraction parameters of drill feeds with variab and constant working volume for sowing grass small-sized loose seeds and other crof with a minemum rate. - Manuscript. •

Thesis to obtain doctorate degree (Ph.D) on the speciality 05.05.11 Agricultura Machinery. - The institute of agricultural Machine buillding, Kirovograd, 1997.

A research of a technological process for drilling smoll-sized loose seed wit! sowining a minemum rate by grain and universal (grain-fertileser-grass) drill fo investigation quality parameter of work and to determine optimum parameter anc condition which satieties agro-requarements was performed.

A maxiumam parameter of sowing quality small-sized loose seed with grass fiuted studded and doublerun feed which satsfies agro-requarements was carred out. With modernized grass fiuted feed it is possible to sow a rate of 1.0 kg/ha.

A result of the experements carried out under various factors which could affect the quality parameters of sowing was obtained.

The ■ methods of the mathematical calculation for the drill feeds was alsc recomended.

Useing one type of simellar studded feed at universal drill C3T-3,6A in place of grair and grass fiuted feed, useing fertileser studded feed as it is gives a great economica effichency.

Key words: drill feeds, fiuted feed; studded feed, doublerun feed, small-sized loos* seeds, parameter of qualité sowing (average mass, standard deviation, coefficient о variation, parameter of sowing variability).