104,11
Вывод: необходимо увеличивать количество колесной техники и
модернизировать или увеличивать сеялки.
. Описание
конструкции и регулировки машины
Сеялка
СПУ-6 <#"811993.files/image002.gif">
Рисунок 1 - Сеялка пневматическая универсальная СПУ-6: а - общий вид; б -
технологическая схема; 1 - рама; 2 - эжектор, 3 - замок автосцепки; 4 - шахтная
труба; 5- головка распределителя; 6 - воздухосемяпроводы; 7 - бункер; 8 -
высевающий аппарат; 9 - брус; 10 - поводок; 11 - сошник; 12 - загортач; 13 -
клапан; 14 - пружина; 15 - рыхлитель; 16 - колесо опорное; 17 подножка; 18 -
вентилятор; 19 - заслонка
Шкала на втулке показывает рабочую длину катушки. Для настройки на малый
высев в каждом аппарате предусмотрена муфта, позволяющая уменьшить глубину
желобков катушки. Помимо указанных деталей высевающий аппарат имеет ворошитель
(уменьшает вероятность образования сводов) и щетку (очищает желобки катушки от
залипших семян). Клапан 6, шарнирно подвешенный под катушкой, служит для
освобождения бункера от остатков семян. Привод высевающих аппаратов (их два)
осуществляется от левого опорно-приводного колеса 16 (см. рис. 1) через
зубчатый редуктор.
Вентилятор приводится в работу от вала отбора мощности трактора через
карданный вал. На сеялке установлены два следоуказателя с гидрофицированным
механизмом управления.
.
Технологический процесс машины
При движении сеялки с включенными рабочими органами вращение от левого
опорно-приводного колеса 16 через цепную передачу и редуктор передается на
катушку и ворошитель высевающего аппарата 8 (рис. 1). Катушка захватывает
семена и подает их в эжектор 2, где они подхватываются воздушным потоком
вентилятора 18 и направляются через шахтную трубу 4 к распределительной головке
5. Воздушно-семенная смесь головкой распределяется по воздухо-семяпроводам 6 и
подается к сошникам 11. Сетка, установленная в бункере, защищает высевающие
аппараты от попадания в них посторонних предметов. При посеве уровень зерна в
бункере не должен быть ниже защитной сетки; для мелких и слабосыпучих семян -
не выше защитной сетки (для исключения сводообразования).
Сеялка СПУ-6 может высевать от 1,8 до 400 кг/га. Нормы высева
регулируются изменением рабочей длины катушки. Предусмотрено два режима работы
высевающих аппаратов - нормальный (N) и малый (М). Длина рабочей части катушки
(ориентировочная) выбирается по таблицам 2 или 3. Устанавливается она
перемещением втулки 4 (рис. 2, а) вращением рукоятки 5.
При нормальном высеве шестерня редуктора Z14 переводится в зацепление с
шестерней Z19 (рис. 2, б), заслонка вентилятора переводится в положение А
"открыто" (рис. 2, в).
При настройке сеялки на посев мелких семян шестерня Z14 переводится в
зацепление с шестерней Z28, положение заслонки вентилятора Z
"закрыто".
После установки режима работы (N или М) и длины рабочей части катушки
необходимо проверить действительную норму высева в следующем порядке:
снять кольцо вентилятора;
под высевающий аппарат поставить емкость;
снять кардан с вала привода катушки и вместо него установить рукоятку;
загрузить в бункер зерно;
прокрутить рукояткой катушку высевающего аппарата (85 оборотов против
часовой стрелки). В емкость должно высеяться 0,1 от нормы. При отклонении нормы
больше чем на 4 % - изменить рабочую длину катушки и опыт повторить. У сеялки
СПУ-6 настраивают оба высевающего аппарата.
Рисунок 2 - Механизмы регулировки нормы высева семян: а - положение
фиксатора муфты высевающего аппарата; б - положение шестерен в редукторе; в -
положение заслонок вентилятора
. Конструкторские
и технологические расчёты
При использовании существующей сеялки СПУ-6 производительность агрегатов
остается низкой из-за плохой равномерности распределения семян в воздушном
потоке. Однако малейшие неточности в изготовлении или сборке распределителя, а
также работа сеялок на склонах приводят к нарушению равномерности поперечного
распределения семян. Пневматическая сеялка типа СПУ чаще всего позволяет
получить поперечную неравномерность 8,1 -15,3 %, что значительно превышает
допустимый показатель 3 %. Даже при самой тщательной регулировке сеялок бывает
трудно получить равномерные всходы, это оказывает отрицательное влияние на
развитие растений и итоговый урожай.
Необходимо оценить воздушный поток семян для того что бы улучшить процесс
засеивания.
Для расчета основных параметров движения семян в воздушном потоке
используем следующие формулы
Потребная секундная подача (в кг\с) семян определяем по формуле
(1)
где
В - ширина захвата сеялки, м; υ - поступательная скорость движения, м/с;
Q - норма
высева, кг/га.
Определяем
скорость воздушного потока в трубе создаваемого вентилятором
(2)
где
Р - подача вентилятора, м³/ч, из характеристики вентилятора; S -
площадь сечения трубы, м²;
Площадь
сечения трубы рассчитываем по формуле
(3)
На
основании полученных данных определяем аэродинамические свойства семян ячменя
Разделение
зерновых смесей по аэродинамическим свойствам производится в воздушном потоке.
Показателями, характеризующими поведение частиц в воздушном потоке являются:
критическая скорость (скорость витания) ,
коэффициент сопротивления воздуха K и коэффициент парусности Кп.
На
частицу находящуюся в вертикальном воздушном потоке, действуют сила тяжести Р и
сила сопротивления воздушного потока R.
Сила
R определяется по формуле Ньютона
(4)
где
- плотность воздуха, кг/м³;
S - площадь
проекции тела на плоскость, перпендикулярную направлению воздушного потока
(миделево сечение), м²;
-
скорость воздушного потока, м/с;
u - скорость
движения тела примем, м/с.
В
вертикальном воздушном потоке силы Р и R направлены в
противоположные стороны. В зависимости от соотношения этих сил зерно будет
двигаться вниз, если Р > R ; вверх, если Р < R; находиться во
взвешенном состоянии, если Р = R при u = 0.
Скорость
воздушного потока, при которой тело удерживается во взвешенном состоянии,
называется критической или скоростью витания. Определяется она из условия Р = R,
откуда
(5)
Критическая
скорость тела несферической формы непостоянна из-за вращения его в воздушном
потоке. Зерно будет витать в каких-то пределах. Величины коэффициентов Кп и К
находятся в сложной зависимости от размеров зерна, состояния его поверхности,
скорости зерна относительно воздушного потока. Поэтому критические скорости
находят экспериментально, а коэффициенты К и Кп определяют по формулам
(6)
(7)
где
g - ускорение свободного падения примем 9,81, м/с²;
-
плотность воздушного потока принимаем равной 1,2 кг/м³;
m - масса одного
зерна, кг;
S - площадь
миделева сечения, м².
Для
определения критических скоростей семян можно использовать порционный парусный
классификатор ППК-ВИМ, гидростатический микроманометр, с трубкой пито, линейку,
технические весы с набором гирь.
Для
измерения давления воздушного потока могут применяться трубки Пито, Прандтля,
Цаги и гидростатический микроманометр с наклонной трубкой или тягонапоромер.
Эти трубки позволяют измерить полное и статическое давление и их разность, т.е.
динамическое давление.
Динамическое
давление воздушного потока вычисляется по формуле
(8)
где
hg - динамическое давление, КПа;
hср - показания
шкалы при измерении средние полного давления, мм
- угол
наклона трубки к горизонту, град;
-
плотность спирта, г/см³ ( =
0,81…0,83 г/см³).
Определяем
размеры семян, замерив штангенциркулем длину, ширину и толщину зерна.
Результаты замеров записываем в таблицу 3.
Таблица 4 - Размеры семян гречки. (Сорт Илия)
Культура
|
Размеры, мм
|
Средний размер, мм
|
Миделево сечение, S, мм²
|
|
аi
|
вi
|
сi
|
а
|
в
|
|
Гречиха
|
6
|
2,5
|
3,1
|
6,2
|
2,6
|
3,1
|
13,54
|
|
4,1
|
2,7
|
2,9
|
|
|
|
|
|
4,5
|
2,6
|
2,3
|
|
|
|
|
Определяем массу одного зерна.
Так как наше зерно имеет не круглую форму, считается по формуле
(9)
-
плотность зерна, г/см².
Критическая
скорость витания семян определяется по формуле
Коэффициенты
парусности и сопротивления;
Сравниваем скорость воздушного потока в трубе создаваемого вентилятором
со скоростью витания семян 18,5 > 5,87;
Осевая составляющая скорости зерна гречихи и скорости воздуха после
прохода завихрителя;
Скорость зерна составляет 5,87 м/с,
Тангенциальная скорость равна
(10)
α - угол поворота лопатак
В радиальном направлении зерно движется с постоянной скоростью (в соответствии
с законом Стокса):
(11)
ρ - плотность зерна, кг/м³;
Rч - расстояние
от оси трубы до частицы,
μ - динамическая вязкость воздуха μ = 22,2*10‾6 Н*с/м²
Определяем центробежную силу действующую на зерно
(12)
Под действием этой силы зерно движется в радиальном направлении к стенке
трубы, испытывая сопротивления этому движению за счет сил вязкости.
Силу движения зерна к стенке трубы определяем по формуле Стокса
(13)
Определим расстояние, которое пройдет зерно через эжекторный шлюз
(14)
Тогда время, за которое зерно пройдет это расстояние определим по формуле
(15)
Определяем силу, действующую на лопасть
Определим через площадь проекции лопасти на плоскость по формуле
(16)
где
- длина лопасть, м; α - угол наклона лопасти, град;
Н
- ширина лопасти, м.
Согласно второму закону Ньютона сила действующая на тело в движении,
равна произведению массы тела на его ускорение
где R- сила; m - масса; a -
ускорение.
В нашем случае силу определим по формуле
(17)
где n - коэффициент, показывающий, какая
часть скорости потока потеряна примем равный 1
Мы произвели модернизацию распределительной головки, поменяли её крышку
на сферическую, изготовленную из прозрачного материала (орхстекло), также под
крышку установили вставку для лучшего распределения семян по семяпроводам.
Также создали эффект закручивания воздушного потока (завихрения) в трубе,
установили завихритель с двумя лопастями, чтобы добиться более равномерного распределения
семян по воздушному каналу.
Рассчитаем сварной шов скрепляющий втулку и корпус завихрителя, которое
нагружено изгибающим и крутящим моментом.
Рисунок 3 - Сварная конструкция 1-корпус, 2-втулка
(18)
где k-катет шва мм (k=3мм)
d-диаметр
трубы мм;(d=115мм)
Т- крутящий момент Н·м (Т=140 Н·м)
Мпа
Действие на шов изгибающего момента очень мало так что им можно
пренебречь М=0 Н·м. Тогда
(19)
где
-допускаемое напряжение на растяжение при статических
нагрузках МПа.
(20)
где
- предел текучести для стали =360 МПа
S-запас
прочности конструкций S=1,4
МПа
Мпа
Условие прочности выполняется
Расчет заклепочного соединения лопасть и шток.
Условия
нагружения заклепок подобны условиям нагружения болтов, поставленных без
зазора. Поэтому определяют прочность по напряжениям среза и смятия . При
расчетах заклепочных соединений, нагруженных силой в плоскости стыка,
допускают, что нагрузка распространяется равномерно между всеми заклепками шва,
силы трения в стыке не учитывать.
Рисунок 4 - Заклепочное соединение 1-лопасть, 2-шток
Допускаемые напряжения для заклепок зависят в основном от характера
обработки отверстия (продавленные или сверленые) и характера внешней нагрузки
(статическая, динамическая).
(21)
Условие
прочности по напряжениям среза
(22)
где
i - число плоскостей среза, равно 2;
Условие выполняется
Условие прочности по напряжениям смятия
(23)
(24)
Условие
прочности по напряжениям смятия выполняются.
. Предложение
по усовершенствованию машины
Среди агротехнических мероприятий, направленных на
увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, важная роль принадлежит
научно обоснованным нормам высева и способам посева, с помощью которых
создаются оптимальные площади питания растений. Поэтому главная задача посева
состоит в оптимальном размещении семян в почву, которое обеспечивает получение
наибольшего урожая. При этом к севу как к технологическому процессу
предъявляются три основных требования: высев заданного количества семян на
единицу площади поля; равномерное размещение его на площади поля; заделки на
соответствующую (одинаковую) глубину в почву.
С агрономической точки зрения оптимальной будет такая
площадь питания, при которой достигается не наибольшая продуктивность одного
растения, а получение максимального урожая с гектара основной продукции
посеянной культуры высокого качества при наименьших материальных и трудовых
затратах.
Объективной оценкой распределения семян и всходов
является такая, которая учитывает не только расстояние между семенами и
лестницей вдоль строк, а и расстояние между ближайшим семенами (растениями) в
смежных строках. Такая оценка дает представление о равномерности распределения
растений по площади поля. Количественная оценка равномерности распределения
растений по площади посева дает возможность обосновать требования, которым
должны отвечать рабочие органы сеялок, высевающие аппараты и сошники.
Доказано, что зависимость между урожаем с единицы
площади и величине площади питания выражается полиномом второй степени. Таким
образом, площадь питания имеет огромное значение при посеве
сельскохозяйственных культур.
Рекомендуемая норма высева сои, при посеве с
междурядьем 45 см, в Лесостепи составляет 250-300 тысяч всхожих зерен на
гектар.
Исследованиями установлено, точный посев зернобобовых
культур, в частности сои, значительно способствует увеличению урожайности по
сравнению с другими способами посева.
Поэтому в проекте ставится задача разработать
пневматический высевающий аппарат точного высева семян, который должен
удовлетворять вышеизложенные требования, а кроме того, высевной аппарат должен
обеспечивать сев на повышенных скоростях движения.
Мы произвели модернизацию распределительной головки,
поменяли её крышку на сферическую, изготовленную из прозрачного материала
(орхстекло), также под крышку установили вставку для лучшего распределения
семян по семяпроводам. Также создали эффект закручивания воздушного потока
(завихрения) в трубе, установили завихритель с двумя лопастями, чтобы добиться
более равномерного распределения семян по воздушному каналу.
Рисунок 5 - Схема распределителя: 1 - корпус верхний; 2 - крышка; 3 -
уплотнение; 4 - корпус нижний; 5 - сопло; 6 -13 - крепежные элементы
6. Обзор
новой техники по теме курсовой работы
Несмотря на то, что сеялки отличаются довольно простой конструкцией и
сравнительно невысокой ценой, у них есть существенный недостаток: из-за
забивания ячеек дозирующего диска возможна неточность высева, говорит
специалист. Впрочем, более дорогостоящие пневматические сеялки со стабильной
точностью высева тоже иногда могут высевать по два семени в одно гнездо.
Компания Gaspardo входит в состав корпорации Maschio Group. Вот уже много
лет она - в числе лидирующих мировых производителей сельскохозяйственной
техники.
В модельном ряду есть высокоточные, пневматические сеялки, концепция
которых заключена, главным образом, в несущих шасси - ST и SI. Модель MAGICA,
позволяющая за счет конструкции рамы быстро и без лишних сложностей изменить
междурядье посева. Сеялка Гаспардо METRO с рабочей шириной 12 метров,
подходящая для самых разных семян. Модель SARA имеет захват 4 метра при
минимальных транспортных габаритах - 2,5 метра, благодаря наличию
телескопического шасси.Высевающий элемент MTR - это эволюция модели MT, на
протяжении многих лет являвшейся эталоном точного сева. MTR, унаследовав его
характеристики, является новым ориентиром. Самые большие в категории
открывающие борозду диски, а также закрывающий борозду диск, новая система с
мультирегулировкой, обеспечивающей адекватное закрытие даже в самых сложных
условиях обеспечивают максимальную производительность. Кроме того, для
достижения большей устойчивости, был увеличен соединительный параллелограмм,
что является важнейшим при увеличенной скорости сева. MTR сохраняет
универсальность использования MT: традиционная подготовка грунта, минимальная
обработка и (или) с наличием растительных остатков, гарантируя постоянную
глубину укладки семени.
Новая конструкция усиленного параллелограмного крепления ARM STRONG
гарантирует постоянную глубину высева на неровной почве и стабильность при
высокой скорости. Отличается большой амплитудой вертикального копирования и
повышенной прочностью при кручении (+30%).ч
Система для закрытия борозды с широким диапазоном регулировки.
Регулировка давления прикатывающих колес имеет семь ступеней.
Износоустойчивые карданы трансмиссии Syncro motion. Синхронизированная
карданная трансмиссия с быстрым размыканием, обладает высокой надежностью и
низкими эксплуатационными расходами. Возможна установка электрического
размыкания (опция).
Другой производитель John Deere представляет разработанные с целью
обеспечения максимальной производительности в тяжелых условиях, пневматические
зерновые сеялки 740А для работы по минимальной технологии и универсальные
пневма- тические сеялки 750А от «Джон Дир» гарантируют высочайшие стандарты
точности. Классическая, минимальная или нулевая технологии обработки почвы
-высокотехнологичные машины Сеялки 740A и 750A.
Всемирно известные технологии посева с низким уровнем давления на почву в
сочетании с сошниками, гарантирующими повышение эффективности и урожайности.
Точное размещение семян. 7 градусный угол дисков диаметром 457 мм
обеспечивает идеальное прорезание почвы при ее минимальном повреждении.
Идеальные условия всхожести. Гладкая поверхность сошника обеспечивает точное
размещение семян, в то время как полупневматическое прикатывающее колесо
способствует идеальной глубине высева. Идущий следом прикатывающий диск,
установленный под углом, аккуратно закрывает полосу высева.
Приемник глобальной системы позиционирования StarFire iTC гарантирует
точность до ± 2 см. Вам предоставляется возможность выбрать точность, требуемую
для проведения Ваших полевых операций. Сердцем приемника сигналов является
интегрированный модуль приспособления к местности (Terrain Compensation
module). Являясь средством навигации, он используется приемником для
обеспечения правильного положения машины и обработки параметров, получаемых от
системы GPS. Модуль автоматически корректирует динамику машины при перемещении
на склонах, по неровному грунту и по почве разного состояния.
Развитие технологии не стоит на месте,но иностранная сеялка от лидеров
рынка - Gaspardo, John Deere- стоит порядка 800 тыс. руб., а отечественная -
около 300 тыс. Поэтому модернизация современной техники наиболее востребована в
нашей стране.
Заключение
Процесс создания посевочных машин состоит из
нескольких этапов: зарождение идеи, воплощение идеи в техническое задание,
разработка технического проекта, изготовление опытных образцов, их испытание,
постановка на производство, массовое производство, старение, замена. Замена
старой машины возможна лишь при появлении новых идей и научных разработок.
Поэтому мы произвели усовершенствование посевного
аппарата сеялки СПУ-6. Представлены чертежи общего вида и деталей. В
пояснительной записке содержится обзор существующих конструкций посевных
аппаратов, обоснование необходимости усовершенствования посевного аппарата,
определены основные технологические и конструктивные параметры сеялки. Также
создали эффект закручивания воздушного потока (завихрения) в трубе, установили
завихритель с двумя лопастями, чтобы добиться более равномерного распределения
семян по воздушному каналу.
Агрономы, экономисты, инженеры и другие специалисты
должны иметь необходимые знания о сельскохозяйственных машинах, с тем чтобы
выбирать на рынке экономически эффективные образцы техники, составлять из них
комплексы для реализации запланированных технологий и организовывать эффективное
их использование.
сеялка
ячмень тракторный аэродинамический
Литература
1. Механизация
сельскохозяйственного производства: Программа и методические указания к учебной
практике студентов агрономических специальностей / Сост.: Ю.А. Иванов, А.А.
Прохоров, С.А. Преймак, Д.В. Наконечных, Ю.М. Гришин, В.Я. Сураев; ФГОУ ВПО
«Саратовский ГАУ». Саратов, 2009.
2. Руководство
по эксплуатации. Сеялка СПУ-6.
3. Программный
комплекс “Традиционные и перспективные технологии возделывания с.-х. культур” -
М.: ГВЦ Минсельхозпрода России, 2000-23с.
4. Система
машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1988 -
1995г. Часть 1 Растениеводство - М.: Госагропромком, 1988. - 859с.
. Устинов
А. Н. и др. Машины для посева и посадки сельхоз. культур. - М.: Машиностроение,
1989
. Халанский
В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. . - М.: КолосС, 2003. - 624
с.: ил.
Похожие работы на - Усовершенствование посевного аппарата сеялки СПУ-6
|