Файл: ответы к госам почвы.doc

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°.

25. 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 2r = 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.

26. 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.