Теоретические исследования бороздоообразования однодисковым сошником с опорно-прикатывающим каточком

Проведенные теоретические исследования по определению дальности полета капель в воздушной струе с углом наклона, близким к горизонту, позволят в дальнейшем использовать их для построения графика распределения рабочей жидкости по длине струи.

Заключение

Нашими теоретическими исследованиями подтверждено, что дальность полета капель рабочей жидкости в воздушно-капельной струе с углом наклона близким к горизонтали в значительной степени зависит от диаметра капель, и практически не зависит от угла наклона сопла, из чего можно сделать важный практический вывод о принципиальности значения структуры распыла на равномерность распределения рабочей жидкости по длине камеры протравливания.

Полученные нами теоретические данные позволяют обосновать основные конструктивно-режимные параметры установки аэрозольного генератора на буртоукладочную машину, что позволит сократить непроизводительные потери рабочей жидкости от сноса ветром и выпадения рабочей жидкости вне зоны обработки корнеплодов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Свиридов, А. В. Видовой состав возбудителей кагатной гнили корнеплодов сахарной свеклы / А. В. Свиридов, В. В. Просвиряков // Сельское хозяйство - проблемы и перспективы: сб. науч. тр.: Т.1 / под ред. В. К. Пестиса. - Гродно: ГГАУ, 2006. - 526 с.

2. Жарикова, А. М. Сахарная свекла: кагатная гниль корнеплодов и меры борьбы с ней (обзор) / А. М. Жарикова // Международный аграрный журнал. - №10. - 2000. - С. 15-19.

3. О повышении сохранности корнеплодов сахарной свеклы при длительном хранении / П. Н. Бычек [и др.] // Белорусское сельское хозяйство». -2010. - №11(103). - С. 16-21.

4. Кузьмицкий, А. В. Устройство к самоходному корнеклубнеуборочному комбайну для обработки корнеплодов жидким консервантом / А. В. Кузьмицкий, П. Н. Бычек // Вестник БГСХА. - 2009. - №1. - С. 149-152.

5. Гордеенко, О. В. Обоснование параметров распылителя при совмещении операции по уходу за посевами овощных культур на гребнях/ О. В. Гордеенко // Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин: Материалы международной научн.-практ. конф. БГАТУ - Минск, 2002. - Ч.1. - С. 36-38.

6. Абрамович, Г. Н. Теория турбулентных струи / Г. Н. Абрамович. - М.: Физматгиз, 1960.

7. Кострюков, В. А. Основы гидравлики и аэродинамики. - М.: Высшая школа, 1975. - 220 с.

8. Кот Т. П. Повышение эффективности обработки вегетирующих культур обоснованием параметров воздухораспределительной и гидравлической систем штанговых опрыскивателей. Дисс... канд. техн. наук. Минск 2006.

9. Бычек П. Н. Результаты исследования структуры распыла аэрозольного генератора. Современные технологии сельскохозяйственного производства: материалы XVII междунар. науч-практ. конф. - Гродно, 2014 г. - 48 с.

УДК 631.331.024.2/.3

В. И. ИЛЬИН, В. Р. ПЕТРОВЕЦ, С. Н. ПОСКАННОЙ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БОРОЗДОООБРАЗОВАНИЯ ОДНОДИСКОВЫМ СОШНИКОМ С ОПОРНО-ПРИКАТЫВАЮЩИМ КАТОЧКОМ

Приведены теоретические исследования формирования We have presented theoretical research into the formation

однодисковым сошником бороздки для укладки семян. Опре- of furrow for seed sowing by one-disc coulter. We have deter-

делены конструктивные параметры однодискового сошни- mined constructive parameters of one-disc coulter with bearing-

ка с опорно-прикатывающим каточком, а также техноло- rolling roller, as well as technological parameters of sowing

гические параметры посевной бороздки. Показана техноло- furrow. We have shown the technological scheme of laying

гическая схема укладки семян на уплотненное ложе. seeds on pressed seedbed.

Введение

Серийные посевные машины комплектуются разными сошниковыми группами (анкерными, килевид-ными, одно- и двухдисковыми, катковыми и др.) для различных почвенно-климатических зон [1]. В зависимости от типа почв применяется та или другая сошниковая группа: на легких окультуренных, песчаных и супесчаных - килевидные и анкерные; на средних, тяжелых, глинистых - дисковые. Кроме этого разные типы почв требуют неодинаковой предпосевной обработки почвы. Наличие пожнивных, растительных остатков, а также камней, качество подготовки почвы не позволяют применять в любых условиях одну какую-либо сошниковую группу в разных почвенно-климатических условиях [2].

Анализ источников

Согласно агротехническим требованиям предпосевная обработка легких почв требует прикатыва-ния перед посевом. Кроме этого, семена при севе должны укладываться (вдавливаться) в плотный слой почвы и прикрываться рыхлой почвой [3].

Недостатком дисковых сошниковых групп является неравномерная глубина заделки семян (010 см) и как правило завышение нормы высева зерновых культур на 10-15 %, а так же отсутствие уплотненного ложа для семян и др. Преимуществом - способность работать на любых, в том числе не-окультуренных почвах, которые имеют больший диапазон глубин хода и заделки семян.

Создание условий для прорастания семян и развитие растений в начальные периоды вегетации при функционировании однодискового сошника с опорно-прикатывающим катком осуществляется как за счет дискового бороздораскрывателя (диска сошника), так и за счет катка, несущего две основные функции: копира и формирователя уплотненности почвы в рядках. В [8, 9] была установлена зависимость между параметрами борозды, формируемой катком и конструктивно-режимными параметрами сошника, а также физико-механическими свойствами почвы [4-7]. Существенно здесь то, что величина усилия на опорную поверхность катка зависит, помимо прочего, от показателей процесса взаимодействия диска с почвой, а следовательно - от диаметра диска и углов его установки. Поэтому можно заключить, что усилие на опорную поверхность катка является функцией реакций почвы на диск, и в конечном счете - сложным аргументом функций определяющей глубину колеи.

Параметры борозды, открываемой диском, непосредственно зависят от диаметра и углов установки диска. Что касается остаточной борозды, то ее параметры вомногом обусловлены свойствами почвы.

Методы исследования

Для оценки параметров формируемой диском борозды расположим систему координат таким образом, что плоскость ХОУ (горизонтальная) касается диска в его нижней точке, а ось 02 направлено вертикально вверх представлена на рис. 1.

Рис. 1. Расположение плоскости диска сошника относительно системы координат

В этой пространственной системе координат плоскость диска представлена треугольником ВОС, причем точка 0 является центром диска, а отрезок ОА соответствует отрезку ОА на рис. 1. Плоскость треугольника ДКА также расположена горизонтально и соответствует уровню поверхности почвы.

Основная часть

Для нахождения величины ОА определим плоский угол у двугранного угла между плоскостью диска и горизонтальной плоскостью.

Примем ВК=а, тогда KF=BKsincc=a sina. Из АВОК следует, что ОК= atgy.

Рассмотрение AOKF позволяет заключить, что tg у/ = .

asina

С учетом того, что tgy= tga- tgP, можно так же записать: tg^/ = = Jl^L.

asina cosa

Выразим sini|/ через tgv|/ с учетом правой части последнего равенства:

tg/?/cosa sin/? ni

sim// = i = i ' v '

•y/l + tg2/?/cos2 a д/cos2 p -cos2 a + sin2 p

где a - угол атаки диска, град.; |3 - угол крена (наклона) диска, град.

Изобразим вид плоскости АВОС со стороны положительного конца оси ОХ.

На этом же рисунке штриховой линией показана проекция диска на поперечно-вертикальную плоскость. Как видно из схемы, точка касания диском дна борозды (где Y) не лежит на большой диагонали эллипса, а расположена на отрезке OF. Из AOKF рис. 1следует, что OK=OFsini[/.

Но поскольку F является точкой касания диском дна борозды, а точка О является центром диска, то ОF является радиусом диска. Поэтому с учетом (1):

^т/? ,

ОК = -

•^/cos2 /3  cos2 а + sin2 /? где Rg - радиус диска сошника, мм

Кроме того NK=h (глубина хода диска). Следовательно:

ON = OK - NK =

Rg stay

Veos2/?-«

,-h'

где h - глубина борозды.

Последнее с учетом рассмотрения ДОЫА позволяет установить, что

Ь

OA =

R

•J cos2 f} • cos2 oí + sin2 ft sin/9

Расположим систему координат Z2OY2 как показано на рис 2.

Рис. 2. Проекция плоскости диска сошника (вид со стороны положительного направления оси ОХ) Тогда уравнение линии QMNEAL (поверхности почвы) в этой системе координат с учетом правой части (4) примет вид:

~

Z2 =

R

h ,я

д/cos /3  cos сс + sin /? sin^ 2

где Y2, Z - координаты линии поверхности почвы.

С другой стороны уравнение линии контура диска (уравнение эллипса) в этой же системе координат выразится следующим образом:

" "

Y2

7}

+-=-

R2 R2 • sin2 а

= Ъ

где Z, Y2, - координаты линии контура диска.

Проанализируем выражения (5) и (6). Первое представляет собой уравнение линии (уровня) почвы в поперечном разрезе борозды в наклонной системе Y2ОZ2. Второе - является уравнением контура диска в проекции на поперечно-вертикальную плоскость в этой же системе координат. Поэтому кривая МFL, и отрезок прямой МL, которые образуют замкнутый контур, и определяют этим контуром поперечный разрез борозды (рис. 2).

Для отыскания одного из основных параметров борозды - ее ширины преобразуем уравнение (6) к

Y2 Z2+ A2 R2 = 0 •

sin" а

Кроме того, введем обозначения:

7Т tg

Rg h _b

д/cos2 ¡3 • cos2 сс + sin2 ¡3 sin/?

Тогда равенство ( 5 ) запишется в форме:

Z2=аY2+b.

Или

г22=а%2+2аЪУ2+Ъ2.

Очевидно в уравнении (7) Z2 линию поверхности почвы. При линий. Из (7) и (11) следует, что: определяет линию контура диска, а в уравнении (11) Z2 определяет этом ширина борозды определена точками пересечения указанных

У2(а2 + \ ) + 2-аЬУо +Ь2 Я2 = 0. (12) «тог

Откуда:

у + (13) ь 2Р

У _-Я + л/я2"4Р1 (14) 2М 2р '

Здесь: Q=2аb

Р = а2 + \ «¡п 'а

1 = Ь2 + Я;

По координатам Y2L Y2M точек L и М можно на основании (10) определить координаты Z2L и Z2M этих же точек.

Тогда Z2L=аY2L+b,

Z2м=аY2м+b,

где Z2L; Z2м; Y2L; Y2м , - координаты точек L и М.

Отсюда следует, что ширина борозды 8 может быть определена по формуле:

в = Л/

На основании выражений (7-17) для интервалов углов атаки 4-80 и углов крена 84-900 на глубинах хода 50 мм и 70 мм была определена ширина борозды.

Приведенные данные позволяют заключить, что ширина борозды в малой мере зависит от угла крена в заданном диапазоне его изменения. В то же время угол атаки диска в наибольшей степени влияет на ширину борозды. Вторым по значимости влияния фактором на ширину борозды является глубина хода диска. Как видно из графиков, представленных на рис. 3, в интервале изменения а от 4" до 80 функция влияния этого параметра на ширину борозды близка к линейной, а ширина бороздки изменяется с 20 мм до 36 мм. Кроме того при глубине хода рабочего диска от 50 мм до 70 мм ширина бороздки увеличивается с 19 % до 25 %.

16 ->-

1 5 6 7

Рис. 3. Зависимостыпирины борозды от угла атаки при угле крена 870 и глубине хода: 1-50мм, 2-70 мм На основании проведенных исследований установлено, что с увеличением с 4° до 8° угла атаки рабочего диска и глубине его хода 8=50 мм ширина бороздки увеличивается с 17 до 33 мм, а при глубине хода диска 8=70 мм с 19 мм до 38 мм. ширину каточка выбираем из расчета перекрытия ширины бороздки + 10 мм с каждой ее стороны, т. е. рациональная его ширина составит 60 мм.

сошника с опорно-прикатывающим катком

Заключение

Теоретическими исследованиями установлено, что наибольшее влияние на образуемую диском сошника ширину бороздки оказывает угол атаки. Вторым по значимости фактором является глубина хода диска сошника. Наименьшее влияние оказывает угол крена (наклона) рабочего диска. Проведенные исследования позволили определить рациональные параметры однодискового сошника с опорным каточком: угол крена 84-90°; угол атаки 8-9°; диаметр каточка 300 мм; ширина каточка 60 мм (рис. 4).

ЛИТЕРАТУРА

1. Набостян, М. П. Экспериментально-теоретическое обоснование параметров дисковых сошников зерновой сеялки для работы на повышенных скоростях: дисс.. .кандтехн. наук от 2001/ М. П. Наботян. - М., 1972. - С 166.

2. Соколов, В. М. Исследования работы сошниковых систем посевных машин в почвенных условиях дисс.канд. техн. наук от 2001 / В. М. Соколов. - Киев, 1962. - С 151.

3. Штыльдфс, Г. Я. Повышение равномерности глубины заделка в почву семян и удобрений сошниками зернотуковых сеялок: дисс.кандтехн. наук 05.28.01 / Г. Я. Штыльдгус. - Горки БГСХА, 1985. - С. 272.

4. Донец, С. М. Исследования технологического процесса заделки семян дисковыми сошниками при работе сеялки на повышенных скоростях: дисс.. .кандтехн. наук 05.20.01/ С. М. Донец. - Донец-Киев, 1963. - 191 с.

5. Канарев, Ф. М. Исследование взаимодействия плоского диска с почвой труды КСХИ / Ф. М. Канарев. - Краснодар, 1971.

6. Петровец, В. Р. Технологии и машины для посева зерновых культур / В. Р. Петровец, Н.В. Чайчиц, С. В. Авсюкевич. - Горки, 2008. - С. 4-5.

7. Дюкарев, Н. Н. Влияние заделывающих рабочих органов зерновой сеялки на распределение семян по глубине и их всхожесть / Н. Н. Дюкарев // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. - Минск, 1980 -С. 25-29.

8. Петровец, В. Р. Зависимость реакций почвы от конструктивно-технологических параметров однодискового сошника с опрорно-прикатывающим катком / В. Р. Петровец, В. И. Ильин. - Вестник БГСХА.- 2011.- №4. - С. 161-166.

9. Петровец, В. Р. Обоснование технологических параметров однодискового сошника с опорно--прикатывающим катком / В. Р. Петровец, В. И. Ильин // Вестник БГСХА. - 2011. - № 2. - С 138-143.