Энергетическая оценка машин для разбрасывания удобрений.

Энергоемкость зависит от мощности, необходимой для приво­да рабочих органов (дозирующих и разбрасывающих устройств), и мощности, необходимой для перемещения машины с удобрения­ми, т. е. необходимая для рабочего процесса мощность распреде­ляется от трактора к машине по двум каналам и может быть пред­ставлена выражением N = P V+N_BOM,

где Р - сопротивление перекатыванию машины; V - скорость движения агрегата; N_BOM - мощность на привод рабочих органов через ВОМ.

Тяговое сопротивление машины обусловлено ее сопротивлени­ем перекатыванию: P = μ(G_M+G_Y),

где μ; - коэффициент сопротивления колес перекатыванию; G_M и G_Y — силы тяже­сти (вес) машины и удобрений, содержащихся в кузове.

Тяговое сопротивление разбрасывателей изменяется в пределах 0,8...1,9 кН на 1 т массы машины в зависимости от ее конструкции и состояния почвы (меньшее значение для стерни, большее - для рыхлой почвы).

Мощность на привод рабочих органов от ВОМ зависит от кру­тящего момента М_кр и угловой скорости ω;: N_BOM = М_кр ω

Величина N_BOM составляет большую часть в энергетическом ба­лансе разбрасывателей и зависит от свойств и состояния удобре­ний (влажности, плотности, коэффициента трения и т. п.). Значе­ние ее изменяется в пределах 1,5...3,5 кВт на 1 м ширины захвата. Чтобы сравнить разбрасыватели по энергоемкости, значения мощности приводят к единице ширины захвата q = N/B или же вычисляют приведенное удельное сопротивление (удельный рас­ход энергии) K = N/BV. У навозоразбрасывателей, например, удельная мощность составляет 3,1...7,1 кВт/м ширины захвата. Мощность, необходимая для привода насоса у машин для внутрипочвенного внесения,

N_н = pq_н/η где р - давление, создаваемое насосом; q_н - подача насоса; η; — КПД насоса (0,6...0,8)

24. Высаживающие аппараты картофелепосадочных машин. Их рабочий процесс. Настройка картофелесажалки на заданный режим работы: определение максимальной рабочей скорости.

По конструктивному признаку посадочные аппараты класси­фицируют на ложечно-дисковые и элеваторные.

Ложечно-дисковые аппараты получили наибольшее распростра­нение, причем аппараты ложечно-дискового типа с автоматичес­ким вычерпыванием клубней, их транспортированием и сбрасы­ванием в полость сошника устанавливают почти на всех картофе­лесажалках.

Работа посадочных аппаратов ложечно-дискового типа склады­вается из трех последовательно наступающих фаз:

- захвата клубня в период прохождения ложечки в слое картофе­ля в питающем ковше;

- фиксации клубня в ложечке зажимом и переноса его к прием­ной горловине сошника;

- освобождения клубня от зажима и свободного его падения в сошник и далее в борозду.

Все три фазы рабочего процесса аппарата выполняются за один оборот диска.

Захват клубня ложечками (рис. 12.6, а) при их прохождении

сквозь слой картофеля зависит от размеров клубней, частоты вра­щения диска аппарата и от толщины слоя клубней в питающем ковше. При известной поступательной скорости машины V, задан­ном расстоянии между клубнями t в рядке, без учета скольжения приводных колес машины или буксования колес трактора (в слу­чае с приводом от ВОМ) и при условии, что все ложечки заполня­ются клубнями, частота вращения диска n=60V/(t k z),где k - число клубней в гнезде; z - число ложечек на диске.

С увеличением поступательной скорости машины частота вра­щения диска повышается. Это приводит к снижению захватываю­щей способности ложечек и не исключает выпадения из них клуб­ней под действием центробежной силы инерции. Выпадение клубня из ложечки относительно ее наружного края (точка А) воз­можно в том случае, если клубень не касается боковины. При этом на него действуют следующие силы: G - сила тяжести клубня, P_j - центробежная сила инерции; N - нормальная сила и F - ка­сательная реакция ложечки. Условие устойчивости клубня в ло­жечке

Gl≥P_jh = ω²hR,

где l,h - плечи; ω; - угловая скорость диска; R - расстояние от центра вращения диска до края ложечки.

Предельная угловая скорость диска ω≤(Gl/hR)^1/2 или, обозначив l/h = tg μ;, (где μ; - приведенный угол опрокидыва­ния), получим ω≤ (G tg μ / R)^1/2

По опытным данным, при угле фиксации клубней в ложечке φ; = 70°, μ; = 14...20º, n = 29...30 мин^-1.

Фиксирование положения клубня в ложечке осуществляется в мо­мент выхода ложечки с клубнем из слоя картофеля, когда отводящий рычажок зажима сходит с направляющей шины, при этом зажим под действием пружины поворачивается и его загнутый верхний конец прижимает клубень к ложечке, предотвращая его выпадение.

Выпадение (рис. 12.6, б), очевидно, может происходить только через край ложечки. Условие устойчивости клубня в этом случае выразится неравенством Gl₁≤ P_jh₁ = ω²h₁R₁ Предельная угловая скорость в этом случае ω≤(G l₁/ h₁ R₁)^1/2 =(G tg μ / R₁)^1/2

Из выражения может быть установлен момент зажима клубня в ложечке. По опытным данным, этот момент наступает при угле φ = 90...115°.

Аппараты транспортерного типа для внесения минеральных и органических удобрений. Настройка на заданную норму внесения. Рабочий процесс дискового аппарата с вертикальной осью вращения для разбрасывания минеральных удобрений, определение дальности полета частицы и ширины рассева удобрений.

Прутковый транспортер выносит удобрения из кузова через выходную щель, регулируемую заслонкой, и они попадают в туконаправитель и делитель потока. По двум кана­лам удобрения попадают на разбрасывающее устройство. Разбра­сывающие диски этого устройства с вертикальными осями вра­щения снабжены плоскими лопастями, расположенными радиально или с отклонением от радиального направления на угол ±10... 15°. Рабочий процесс такого аппарата состоит из двух фаз: относительного перемещения гранул по диску и свободного поле­та гранул под действием сообщенной им кинетической энергии и действующей силы тяжести. Диски разбрасывают удобрения по поверхности, захватывая полосу шириной 6...14 м.

Равномерность распределения удобрений по ширине захвата регулируют перемещением туконаправителя по его направляющим вдоль кузова и поворотом внутренних подвиж­ных стенок-делителей. При подаче удобрений ближе к центрам дисков (туконаправитель перемещен назад, стенки-делители по­вернуты к центрам) увеличивается их концентрация по краям по­лосы рассеивания, при подаче дальше от центров (туконаправитель перемещен вперед, стенки-делители повернуты от центров) возрастает концентрация удобрений в средней части полосы. Дозу удобрений 100...6000 кг/га регулируют изменением скорости транспортера и толщины слоя выносимых удобрений заслонкой. Рабочая скорость разбрасывателя составляет 6...12 км/ч.

Расчет разбрасывателя проводят в следующем порядке. Отно­сительное перемещение гранулы по диску начинается с момента ее падения на диск и включает два периода: движение по диску до встречи с лопастью и движение после встречи с ней. Условие движения удобрений до встречи с лопастью: mω²r > f m g или ω>(fg / r),

где m - масса частицы удобрения; ω; - угловая скорость лопасти; r - радиус лопа­сти; f - коэффициент трения частицы о лопасть.

Согласно экс­периментальным данным упавшая на вращающийся диск гранула движется по некоторой кривой, близкой к логарифмической спи­рали, пока не встретится с лопастью. После этого начинается вто­рой период движения по диску — вдоль лопасти. Лопасти изменя­ют направления движения гранул, возрастает их скорость, увели­чивается дальность полета.

Вторая фаза представляет собой движение тела, брошенного со скоростью V_a ~ V_e, направленной по горизонтали.

Дальность полета гранулы для данного разбрасывающего уст­ройства. x = l_x= ωr(2H/g)^1/2, где Н - высота расположения диска над поверхностью почвы. Для увеличения дальности полета гра­нул в некоторых конструкциях применяют конические диски с уг­лом между образующей конуса и горизонталью 3...5°.

Так как гранулы поступают на диск потоком определенной ширины, то r₀ для различных гранул будет неодина­ковым. Из-за разброса значений r_i,- гранулы сходят с диска на не­которой дуге А₁А₂, а их распределение по поверхности поля фик­сируется пучком траекторий. Соответствующий этой дуге цент­ральный угол Θ; = 60...150°.

Для двухдискового аппарата ширина рассеивания B_p =2 ωr(2H/g)^1/2 = A, где А = (2,4...2,6) r —расстояние между центрами дисков, м.

В известных машинах 2 r = 0,35...0,70 м, ψ; = 0...+ 15° (угол отклонения лопасти от радиуса), n = 400..; 600мин^-1, V_е = 6...14м/с, Н = 0,45...0,65 м, l_х = 2...4м.

 

Рабочие органы машин подкапывающего типа: ботвоудаляющие, подкапывающие, сепарирующие, для разрушения комков почвы. Их основные параметры, методика расчета технологических параметров.

Подкапывающие устройства предназначены для выкапывания и разрыхления клубненосного слоя, его подъема и подачи на последующие сепарирующие органы. Применяют пассивные, активные и комбинированные подкапывающие устройства. Качество работы качающегося лемеха зависит от конструктив­ных и установочных параметров: ширины b_л и длины l_л лемеха углов γ; раствора лезвия и α_п его наклона к горизонту, глубины h подкапывания, частоты со и амплитуды А колебаний.

Работа лемеха определяется коэффициентом режима работы K_Л =(g cos α)/ (ωА sin β)

При K_Л > 1 движение частиц почвы происходит без отрыва от поверхности лемеха, а при K_Л < 1 - движение происходит скачка­ми, с подбрасыванием частиц.

Энергозатраты на работу активных лемехов, крошение пласта и движение слоя на рабочей поверхности зависят от частоты ω;, амп­литуды А и угла β_k направления колебаний.

С выкапывающих устройств масса поступает на сепарирующие устройства, выделяющие просеиваемые из клубненосного слоя почву и мелкие примеси. Наибольшее распространение получили элеваторные (транспортерные) и грохотные сепараторы. Прутковые элеваторы изготавливают из поперечных прутков диаметром d с шагом t. К основным параметрам, влияющим на качественные показатели работы и производительность пруткового транспортера относятся площадь «живого» сечения сепарирующей поверхности f_ж, ширина b_п, длина l_п, угол наклона α;_т, скорость движения u_э и интенсивность встряхивания полотна. Скорость первого элеватора выбирают в 1,3…1,5 раза больше скорости движения машины, что предотвращает сгруживание пласта. Эффективность выделения примесей на элеваторах зависит от встряхивающих устройств, воздействующих на рабочее полотно. Частоту и амплитуду встряхивателей выбирают такими, при которых масса, оторвавшись от полотна, падает на него в тот момент, когда оно поднимается вверх следующим встряхивателем.

Для разрушения комков почвы и отрыва клубнеплодов служат устройства, снабженные цилиндрическими или цилиндрическими и плоскими движущимися поверхностями. Основными параметрами являются диаметр баллонов D, зазор Δ;, и давление в баллонах. Не должно происходить сгруживания массы перед комкодавителем, что выполняется при условии, если горизонтальная составляющая силы трения будет больше выталкивающей силы, сжимающей пласт. Для двухбалонных комкодавителей D ≥2,5 B. Для баллона над лентой D ≥1,7 B. В – толщина пласта.

Клубни отрываются от сталонов шнеками и комкодавителями. Также картофелеуборочные машины оборудуют специальными устройствами, отрывающими клубни и выводящими ботву отдельным потоком. Наиболее распространены редкопрутковые ботвоудаляющие устройства с прижимным транспортером и без него и ботвоудаляющие горки. Условие отрыва клубней без затаскивания их в щели ботвоудаляющего устройства определяется выражением

D(1 - cosα) + D₁ (l - cos α₁) - d_k (cos α + cos α₁) + 2h = О, где D и D₁ - диаметры соответственно ведомого валика с учетом толщины прижимного полотна и ролика, поддерживающего редкопрутковый транс­портер; α; и α₁ - углы, определяющие направление реакции на клубень ведомого и поддерживающего валиков; d_k - средний размер клубней; h - зазор между валиком и полозком транспортера.

27. Рабочий процесс дискового высевающего аппарата. Определение максимальной окружной скорости ячейки диска

В механическом высевающем аппарате диск 3 с горизонтальной осью вращения (рис. 11.5, а) размещен под бун­кером 1 с семенами и приводится от опорно-прикатывающего ко­леса сеялки. Семена из бункера заполняют ячейки и перемещают­ся диском к отражателю 2 в виде рифленого капронового ролика, который удаляет лишние семена. В нижней части высевающего аппарата семена выбрасываются из ячеек пластинчатыми клино­выми выталкивателями 5 в сошник 4, входящими в узкие канавки, проточенные по центрам ячеек. Аппарат снабжен комплектами дисков для высева семян разных фракций.

δ – смещение центра тяжести семени относительно края ячейки при котором происходит западание семени.

Окружная скорость u центра ячейки должна быть тем меньше, чем больше размеры семян a и l, короче длина L ячейки и меньше скорость u_с движения семян. Для увеличения производительности необходимо повысить окружную скорость u диска. Чтобы не нару­шить условие (11.5) западания семян в ячейки, необходимо увели­чить и абсолютную скорость u_с движения семян. Для этой цели на поверхности дисков делают насечки или устанавливают накладки из фрикционных материалов. Частоту вращения диска позволяет несколько повысить применение входных фасок перед ячейками.

28. Распыливающие наконечники опрыскивателей, их типы. Расход рабочей жидкости через распылитель

Распыливающие наконечники обеспечивают качественное вы­полнение технологического процесса. Они изготовлены из анти­коррозионного и устойчивого к воздействию применяемых препа­ратов материала.

Распылители могут быть различных видов, каждый из которых
имеет несколько типоразмеров, отличающихся выходными пара­
метрами и материалом: "

центробежный (вихревой) (рис. 15.8, а) — обеспечивает распыл в виде полого конического факела и с углом распыла

 

60...90°, определяемым параметрами завихрителя и давлением жидкости;

щелевой (рис. 15.8, б) — создает плоскоструйный распыл с углом факела распыла 80... 120°. Щелевой распыл применяется наиболее широко. Ряд фирм выпускают 6... 12 типоразмеров рас­пылителя. Корпуса распылителей в зависимости от площади вы­ходного отверстия изготавливают из пластмассы разного цвета, что облегчает подборку и установку распылителей на машину;

дефлекторный (рис. 15.8, в) — обеспечивает плоско­струйный распыл с углом факела распыла ПО...160°. Дефлектор­ный распылитель имеет большие выходные отверстия, поэтому применяется при внесении суспензий и при крупнопанельном распыле;

эжекционный (рис. 15.8, г) —формируя струю рабочей жидкости, увлекает за собой атмосферный воздух через входное отверстие и образует жидкостно-воздушную смесь. При этом вяз­кость смеси повышается и достигается выравнивание капель в фа­келе распыла, а снижение числа мелких фракций обеспечивает минимальный их снос.

Кроме одноструйных (рис. 15.9, а) распылителей используют многопозиционные головки (рис. 15.9, б).

Двусторонние распылители обеспечивают малообъемное оп­рыскивание при обработке садов и виноградников, а плоскоструй­ные при перекрытии факелов распыла дают высокую равномер­ность отложения жидкости на обрабатываемом объекте. Распыли­тели устанавливаются в приваренные к несущим элементам штан­ги кпонштейны и крепятся с помощью пружинных фиксаторов

Расход рабочей жидкости Q, размер (площадь) выходного сечения S и давление Н связаны формулой: Q=μS (2gH)^1/2, где μ; – коэф.расхода.