сотрудник
Россия
сотрудник
Россия
Россия
Россия
Россия
Россия
ГРНТИ 68.01 Общие вопросы сельского хозяйства
Применение подпочвенно-разбросного посева семян зерновых культур позволяет достичь распределения семян на уплотненное ложе по всей ширине захвата посевной машины. При таком способе посева обеспечивается равномерное распределение семян относительно друг друга, что создает одинаковые условия для питания и роста растений. Для получения более качественного распределения семян в подлаповом пространстве предлагается применение воздушного потока при транспортировании семян от высевающего аппарата к сошнику и колебательного процесса распределителя. Истечение воздушно-зернового потока из консольно подвешаной эластичной трубки-рассевателя вызывает действие продольных сжимающих сил, направления которых совпадают с касательной к оси на конце трубки, то есть возникает так называемая «следящая» сила. В работе рассмотрены отклонения эластичной трубки-рассевателя в условиях относительно малых, так и больших отклонений от оси трубки. Такой подход теоретических исследований позволяет судить о правильности выбранных моделей путем согласования полученных результатов. По результатам исследования были получены аналитические выражения, позволяющие для качественного распределения семян в подлаповом пространстве, определить координаты расположения отклонившейся трубки в зависимости от скорости воздушно-зернового потока, критическое значение угла отклонения трубки, равное θ = 1,173 рад, что соответствует коэффициенту трения среды fm = 0,2.
сошник, эластичная трубка-рассеватель, подпочвенно-разбросной посев.
Применение сошников с активным распределителем позволяет повысить равномерность распределения семян по площади поля и менее чувствительны к различным возмущающим действиям (колебания стойки в продольно-вертикальной, продольно-поперечной плоскостях, работа сеялки на склонах и т.д.) [2]. Существующие технические решения сошников с активным распределителем, к сожалению, имеют малую ширину захвата, что приводит к увеличению числа рабочих органов на сеялке, тем самым снижая качество их работы на влажных почвах и повышая их забиваемость [5]. Применение вращающихся элементов в подсошниковом пространстве приводит их к наматыванию растительными остатками, а при заглублении сошника в почву механические активаторы становятся неработоспособными. Применение воздушного потока при транспортировании семян от высевающего аппарата к сошнику и колебательного процесса распределителя представляется перспективным для сокращения времени движения семян в семяпроводе и получения более качественного распределения в подлаповом пространстве [1,4].
Анализ и обсуждения результатов. Для исследования колебаний эластичной трубки-рассевателя необходимо воспользоваться динамическим методом, так как в данном случае метод Эйлера не применим. [3] Такой метод включает уравнение возмущенного движения и условия колебательного движения с возрастающими амплитудами. Представим, что масса трубки mтр и воздушно-зерновой смеси mв.з. равномерно распределена вдоль всей длины эластичной трубки-рассевателя Lтр. Сила воздушно-зернового потока F истекающего из трубки действует в точке С. Обозначим прогиб конца трубки через ymax.
Для определения параметров отклонения эластичной трубки-рассевателя рассмотрим ее в условиях как относительно малых (когда sin θ ≈ θ), так и больших отклонений от оси Oz (рисунок 1).
Дифференциальное уравнение изгиба трубки запишется в виде [6]:
; (1)
где M – изгибающий момент внешних сил в поперечном сечении, Н∙м; EI - жесткость трубки при изгибе, Н∙м2; E – модуль Юнга, Па; I – момент инерции сечения трубки для главной центральной оси, расположенной перпендикулярно к плоскости изгибающего момента. Для тонкостенной трубки осевой момент инерции равен I =πD3s/8, м4; где D – внешний диаметр трубки, м; s - толщина стенки трубки, м.
Для некоторого слабого поперечного изгиба запишем изгибающий момент в произвольном сечении (2):
(2)
где y, z – координаты сечения трубки, м; φ =φ(t) – угол поворота концевого сечения трубки, град, fm - коэффициент трения (определяется экспериментальным методом); F - сила воздушно-зернового потока, Н.
1. Алексеев, Е.П. Колебание эластичной трубки при взаимодействии с внутренним потоком воздуха / Е.П. Алексеев // Вестник Чувашского государственного педагогического университета имени И.Я. Яковлева. - 2012.№4 (76), - С. 7-10.
2. Алексеев, Е.П. Повышение качества подпочвенного разбросного посева / Алексеев Е.П., Васильев С.А., Максимов В.И. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2011, №12. - С. 8-9.
3. Валиев А.Р. Техническое обеспечение /А.Р. Валиев, Т.Г. Тагирзянов, Б.Г. Зиганшин //Система земледелия Республики Татарстан: в 3 ч. -Казань, 2013. -С. 153-162.
4. Пановко, Я.Г. Устойчивость и колебания упругих систем: Современные концепции, парадоксы и ошибки / Я.Г. Пановко, И.И. Губанова. - 4-е изд., перераб. - М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1987. - 357 с.
5. Пат. 2423037. Российская Федерация, А01С 7/20. Сошник для разбросного посева / Е.П. Алексеев, И.И. Максимов, С.А. Васильев и др., - № 2010104260/21; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.07.2011, Бюл. №19.
6. Пат. 2466524. Российская Федерация, А01С 7/20. Сошник для подпочвенно-разбросного посева / И.И. Максимов, А.А. Петров, С.А. Васильев и др., - 2011121535/13, заявл. 27.05.2011; опубл. 20.11.2012, Бюл. №32
7. Тимошенко, С.П. Колебания в инженерном деле / С.П. Тимошенко, Д.Х. Янг, У. Уивер / пер. с англ. Л.Г. Корнейчука. - М.: Машиностроение, 1985. - 472 с.
