Визначення сили присмоктування насінини до комірчини висівного елемента з нахиленою віссю обертання, що рухається вниз

Abstract

Стаття приурочена дослідженню пневматичного апарата дискового типу з централізованим висівом насіння. Конструктивною особливістю даного апарата є те, що комірчини для висіву насіння розміщені концентрично на нижній основі диска, який має нахилену вісь обертання. Як наслідок, значення сили присмоктування насінини до комірчини в крайніх точках, що лежать на горизонтальному діаметрі диска під час його руху з верхнього положення у нижнє і навпаки, має різне значення. У статті наведено фрагмент диска з комірчиною і розміщеною в ній насіниною в момент її руху з верхнього положення у нижнє. При цьому, центр комірчини і насінини співпадають і лежать на прямій, яка проходить вздовж нижньої поверхні диска. Через спільний центр насінини і комірчини проведено систему координат XYZ і показано напрям дії сил. Аналіз сил, що діють на насінину, показує, що під час обертання висівного елемента різко зростає навантаження на задню штовхаючу стінку комірчини і насінина притискується до стінки комірчини, в той час як передній кінець насінини може перебувати без навантаження. Як наслідок виникає нестійке положення і вона може виштовхнутися з комірчини. Щоб цього не сталося насіння утримується в комірчинах за рахунок присмоктувальної сили. Для того, щоб визначити значення сили присмоктування насінини до комірчини, що рухається з верхнього положення у нижнє, у статті розглянуто схему сил, що діють на насінину саме в цей момент, і складено умову рівноваги цих сил. На основі цієї умови отримано аналітичну залежність сили присмоктування насінини до комірки висівного елемента з нахиленою віссю обертання як від конструктивно-технологічних параметрів (γ, α, R, ω, h) висівного елемента, так і фізико-механічних властивостей (m, r, l, f, ε, ρ) самого насіння. Отримана залежність дає можливість визначити значення сили присмоктування насіння до комірчин призначених для обслуговування лівосторонньої групи сошників сівалки.

The article is timed to the investigation of a disk type pneumatic apparatus with centralized seed sowing. The design feature of this apparatus is that the seed cells are placed concentrically on the bottom of the disc, which has a tilted axis of rotation. As a result, the value of the force of suction of the seed to the cell at the extreme points lying on the horizontal diameter of the disk during its movement from the upper position to the bottom and vice versa, has different meanings. The article presents a fragment of a disk with a cell and placed in it by a seed at the moment of its movement from the upper position to the lower one.In this case, the center of the cell and the seed coincide and lie on a straight line which extends along the bottom surface of the disk. Through the joint center of the seed and the cell, the XYZ coordinate system was performed and the direction of the forces was shown. The analysis of the forces acting on the seed indicates that during the rotation of the seed element the load on the rear pushing wall of the cell increases dramatically, and the seed is pressed against the wall of the cell, while the front end of the seed may be unloaded. As a result, there is not a stable position and it can escape from the closet. To prevent this, the seed is kept in the cells due to the suction force. In order to determine the value of the force of suction of the seed to the cell, moving from the upper position to the bottom, in the article the scheme of forces acting on the seed at that moment is considered and the condition of equilibrium of these forces is drawn up. On the basis of this condition, an analytical dependence of the seed suction force on a seed cell with a tilted axis of rotation is obtained, as from the structural and technological parameters (γ, α, R, ω, h) of the seed element, and the physical and mechanical properties (m, r, l, f, ε, ρ) of the seed itself. The obtained dependence makes it possible to determine the values of the force of suction of seeds to the cells intended for servicing the left-hand group of seeders of the seeders.

Статья посвящена исследованию пневматического аппарата дискового типа с централизованным высевом семян. Конструктивной особенностью данного аппарата является то, что ячейки для высева семян размещены концентрически на нижней основе диска, который имеет наклоненную ось вращения. В результате значение силы присасывания семян к ячейке в крайних точках, лежащих на горизонтальном диаметре диска во время его движения из верхнего положения в нижнее и наоборот, имеет разное значение. В статье приведен фрагмент диска с ячейкой и размещенным в ней семенем в момент ее движения из верхнего положения в нижнее. При этом, центр ячейки и семени совпадают и лежат на прямой, проходящей вдоль нижней поверхности диска. Через общий центр семени и ячейки проведено систему координат XYZ и показано направление действия сил. Анализ сил, действующих на семя, показывает, что при вращении высевающего элемента резко возрастает нагрузка на заднюю толкающую стенку ячейки и семя прижимается к стенке ячейки, в то время как передний конец семени может находиться без нагрузки. В результате возникает неустойчивое положение и оно может вытолкнуто из ячейки. Чтобы этого не случилось, семена удерживаются в ячейках за счет присасывающей силы. Для того чтобы определить значение силы присасывания семени к ячейке, движущегося из верхнего положения в нижнее, в статье рассмотрена схема сил, действующих на семя именно в этот момент и составлено условие равновесия этих сил. На основании этого условия получена аналитическая зависимость силы присасывания семян к ячейке высевающего элемента с наклоненной осью вращения, как от конструктивно-технологических параметров (γ, α, R, ω, h) высевающего элемента, так и физико-механических свойств (m, r, l, f, ε, ρ) самих семян. Полученная зависимость позволяет определить значение силы присасывания семян к ячейкам, предназначенным для обслуживания левосторонней группы сошников сеялки.