ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ СЕЯЛКИ

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и предназначено для высева семян в почву с использованием механических колебаний.
Известен высевающий аппарат, содержащий закрепленный на раме бункер, подвешенное к нему снизу на гибких подвесах высевающее устройство прямоугольной формы с наконечниками семяпроводов. Внутри корпуса высевающего устройства над дном и параллельно ему установлена сплошная перегородка жестко и без зазоров закрепленная к стенкам корпуса. В перегородке выполнены отверстия с закрепленными наконечниками в виде трубок. Трубки соединены посредством резиновых шлангов с наконечниками, прикрепленными к стенкам нижней горловине бункера, имеющим окна. Нижние края окон и примыкающие к ним скаты козырька выполнены полукруглой формы. Высевающее устройство снабжено приводом для его колебаний. (Патент РФ №2310311, А01С 7/16. Бюл. №32, 20.11.2007, патент РФ №2210201, А01С 7/16. Бюл. №23, 20.08.2003, патент РФ №2129767, А01С 7/04. Бюл. №13, 10.05.1999).
Недостатком известной установки является энергоемкий и материалоемкий шатунный привод с эксцентриковым механизмом, не позволяющий поддерживать качество высева семян с учетом характеристик высеваемого семенного материала.
Целью изобретения является упрощение конструкции привода высевающего устройства для уменьшения энергоемкости и материалоемкости привода, позволяющее фиксировать частоту колебаний высевающего аппарата для повышения качества процесса высева семян с учетом характеристик высеваемого материала.
Поставленная цель достигается тем, что в установке в качестве привода используются два однофазных линейных асинхронных двигателя, бегуны которых соединены с левыми и правыми высевающими устройствами, а рабочие обмотки индукторов двигателей соединены с сетью переменного тока механизма, транспортирующего высевающий аппарат. Благодаря тому, что в установке используются однофазные линейные асинхронные двигатели, бегуны которых непосредственно соединены с высевающими устройствами, упрощается конструкция привода, уменьшается материалоемкость и энергоемкость привода, улучшается качество высева семян за счет фиксации частоты колебаний высевающих устройств с учетом характеристик высеваемого материала.
Технический результат достигается за счет того, что в высевающем аппарате сеялки, содержащем бункер, закрепленный на раме, подвешенное к нему снизу высевающее устройство прямоугольной формы с наконечниками семяпроводов, причем горловина бункера прямоугольной формы размещена внутри высевающего устройства и ее дном является двухскатный козырек, а в стенках горловины, к которым примыкают нижние края скатов козырька, выполнены окна, а внутри корпуса высевающего устройства и параллельно его дну установлена сплошная перегородка с отверстиями для наконечников в виде трубок, соединенных резиновыми шлангами с другими наконечниками, прикрепленными к стенкам нижней горловины бункера, имеющим окна и примыкающие к ним скаты козырька полукруглой формы, в качестве вибропривода высевающих устройств используются однофазные линейные асинхронные двигатели, бегуны которых соединены с двумя соседними высевающими устройствами, возвратными пружинами и работают в противофазе, а рабочая обмотка индуктора соединена с электрической сетью транспортного механизма.
На фиг.1 изображен общий вид правого высевающего аппарата, вид спереди; на фиг.2 изображен линейный двигатель; на фиг.3 представлены проекции сил, действующих на бегун; на фиг.4 приведены графики амплитуд перемещения бегуна, скорости бегуна и суммы сил, действующих на бегун.
Высевающий аппарат содержит бункер 1 закрепленный на раме 2. Снизу к бункеру 1 подвешено высевающее устройство 3 прямоугольной формы с наконечниками семяпроводов 4. Горловина 5 бункера 1 размещена внутри высевающего устройства 3 и выполнена с окнами, а ее дном является двухскатный козырек 6. Внутри корпуса высевающего устройства 3 и параллельно его дну установлена сплошная перегородка 7 с отверстиями для наконечников в виде трубок, соединенных резиновыми шлангами 8 с другими наконечниками, прикрепленными к стенкам нижней горловины 5 бункера 1. Для привода высевающих устройств используется линейный асинхронный двигатель 9, смонтированный на горизонтальной полке 10, приваренной к вертикальному кронштейну 11 и усиленной косынками 12. Передача колебаний от двигателя 9 к правым высевающим устройствам 3 осуществляется бегуном 13, связанным с возвратной пружиной 14. Аналогично работают и левые высевающие устройства. Колебания левых и правых высевающих устройств происходят в противофазе так, что центр масс системы остается на месте.
На фиг.2 изображен линейный двигатель 9 с индуктором 15, совмещенный с возвратной пружиной 14, ограничителем 16, бегун 13 которого скользит по подшипникам 17 и запирается защелкой 18, совмещенной с выключателем электрической сети.
0
На фиг.3 представлены проекции сил, действующих на бегун при его движении в указанном направлении со скоростью V, система координат, начало которой связано с нейтральным положением пружины, начальное отклонение х бегуна 13 от положения равновесия пружины. На фиг.4 приведены графики амплитуд перемещения бегуна, скорости бегуна и суммы сил, действующих на бегун в зависимости от времени, за один полный цикл колебаний.
Высевающий аппарат работает следующим образом.
лад
0
пр
c
лад
пр
c
лад
пр
1
0
Засыпанные в бункер 1 правого высевающего аппарата семена распределяются по высевающему устройству 3, как и в прототипе. При открытии защелки 18 происходит высвобождение предварительно сжатой пружины 14 и производится включение двигателя 9. Бегун 13 приходит в движение от силы пружины и приводит в движение правые высевающие устройства 3, соединенные между собой. Аналогично работают и левые высевающие устройства. В линейном двигателе (фиг.2) после открытия защелки 18 и включения в сеть индуктора 15, на бегун 13, связанный с пружиной 14, скользящий в подшипниках 17, начинают действовать силы. На бегун (фиг.3) действуют сила со стороны пружины Fпр=-k·x, электромагнитная сила линейного асинхронного двигателя Fлад=k·х', сила сопротивления Fc=-α-х'. Электромагнитная сила линейного двигателя Fлад и сила сопротивления Fc пропорциональны скорости движения бегуна V=x'(t), сила Fпр считается пропорциональной перемещению бегуна относительно положения равновесия. На фиг.4 приведены графики безразмерных амплитуд перемещения бегуна 13, скорости бегуна и ускорения, действующего на бегун, в зависимости от безразмерного времени t. В начальный момент времени при t=0, перемещение бегуна относительно положения равновесия имеет координату «-x», скорость бегуна равна 0, действует сила упругости F вдоль направления оси 0х. С началом движения бегуна появляются сила сопротивления F и сила F, пропорциональные скорости движения, но противоположно направленные. Под действием сил F, F, F бегун приходит в точку, где относительное перемещение пружины равно нулю (точка А фиг.4). В ней бегун имеет не нулевые скорость и ускорение, и на бегун действуют только силы сопротивления и линейного двигателя. После прохождения положения равновесия пружины, сила F меняет знак, так что к моменту времени t=В сумма сил, действующих на бегун, становится равной нулю, а скорость бегуна в этот момент времени будет наибольшей. При дальнейшем движении бегуна в момент времени t=π/ω (точка С фиг.4), скорость бегуна становится равной нулю, перемещение бегуна относительно положения равновесия максимальное и на него действует только сила упругости растянутой пружины. Бегун под действием растянутой пружины начинает движение в обратном направлении. Под действием растянутой пружины бегун начинает движение вместе с прикрепленными к нему платформами высевающих устройств, и на него вновь начинают действовать все силы, рассмотренные ранее. Движение бегуна продолжается до достижения бегуном ограничителя 16 (фиг.2). Скорость бегуна скачком становится равной нулю (точка D фиг.4),, перемещение бегуна относительно положения равновесия вновь имеет координату «-x», часть механической энергии системы переходит в тепловую и рассеивается в окружающую среду, а часть переходит в энергию, запасенную пружиной. Пружина оказывается сжатой, что необходимо для последующего появления пускового усилия линейного асинхронного двигателя и рекуперации энергии из пружины в электрическую сеть. На этом цикл работы установки в колебательном режиме замыкается и периодически повторяется, если движение бегуна не будет остановлено защелкой 18 (фиг.2), совмещенной с выключателем сети.
Изменение частоты колебаний бегуна с учетом характеристик семенного материала производится за счет набора сменных пружин линейного асинхронного двигателя.
Предложенный вибрационный высевающий аппарат путем использования привода от однофазного линейного асинхронного двигателя позволяет улучшить качество процесса высева семян за счет фиксации частоты колебаний платформ высевающих устройств в зависимости от структуры высеваемого материала, уменьшить материалоемкость конструкции и упростить привод за счет удаления эксцентрикового механизма с шатуном, а также уменьшить энергоемкость путем рекуперации энергии из пружины в электрическую сеть.