Рабочий орган сеялки-культиватора

На рисунке изображён сошник в двух проекциях. Сошник включает лапу 1, закреплённую на стойке 2 с распределителем  семян. К лапе сошника за стойкой крепятся закрылки 3, задние концы которых отогнуты под углом к опорной поверхности лапы, обеспечивающим сход почвы в направление центра борозды. К концам лап крепятся боковины 4, выполненные в виде криволинейных пластин, установленных вертикально, обеспечивающие свободный сход сорняков с лапы. Контур пластин выполнен в виде логарифмической спирали.

При работе сошника закрылки закрывают  зону  распределения  семян,

способствуя направлению почвы  в борозду, а удерживаемый боковинами слой почвы, скользящий по поверхности сошника, не разлетается под действием действующих на него сил, а соскальзывает по боковинам в дно борозды.

Рисунок 2.2 Сошник сеялки-культиватора

На схеме изображён сошник, в  котором предлагается для уменьшения разбрасывания почвы из борозды и качественной заделки семян лапу выполнить в виде обтекаемого тела с открылками. Открылки закреплены на лапе ниже средней части. Они имеют переменный угол вхождения в почву, большим в нижней и меньшим в верхней части, а стойка наклонена в сторону движения сошника.

Сошник состоит из культиваторной лапы 1 обтекаемой формы с переменным углом вхождения в почву, трубчатой  стойки 2, задняя стенка 5

которой выполнена наклонной вперёд и направляет семена вперёд и в  стороны.

Во время движения сошника почва, обходя стойку, несколько завихряется  в горизонтальной плоскости, располагаясь ровным слоем над семенами.

           

Рисунок 2.3 Сошник для разбросного посева

На рисунке показан сошник для  разбросного посева, его конструкция  предназначена  для   повышения   равномерности     распределения семян по площади подсошникового пространства.

Сошник для разбросного посева включает в себя стрельчатую лапу 1 и стойку семяпровод 2. Симметрично  оси стойки-семяпровода сошника под его выходным отверстием размещён отражатель 8, выполненный в виде полого конуса из эластичного материала и подвешенный на упругой пластине 9 которая в верхней части жёстко прикреплена к семяпроводу 2, а в нижней – к вершине отражателя 8. Днище-основание 10 отражателя представляет собой тяжеловесную плиту и служит для натяжения рабочей поверхности отражателя и смещения его центра тяжести вниз. Пустотелость отражателя придаёт его

рабочей поверхности более высокую  чувствительность к изменению упругости в зависимости от натяжения стенки конуса. Для образования уплотнённого ложа сошник снабжён подошвой 11.

При работе сошника семена сельскохозяйственных культур распределяются равномерно по поперечному сечению семяпровода 2. Поэтому после отражения от конусной поверхности отражателя семена разбрасываются от оси симметрии сошника на одинаковые расстояния и распределяются по полосе разброса равномерно.

 

2.2 Конструктивная разработка.

Рабочий орган сеялки-культиватора.

   Изобретение относится к  отрасли сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям для посева зерновых колосовых в ранневесенний период с совмещением предпосевной обработки почвы.

   Известен следующий аналог  изобретения АО1С № 332801. 7/20, 1972.

   Прототипом изобретения служит рабочий орган сеялки культиватора (авт. св. 2092999 А01С 7/20), состоящий из стойки которой закрепляется долото виде эллиптического конуса с закреплённой вершиной.

   Недостатком данного прототипа  является высев семян не на  одну определённую глубину.

   Предлагаемое изобретение  обеспечивает новый технический  эффект в ранневесенний период  при влажности почвы до 30% совмещать  предпосевную обработку почвы,  посев, заделку семян и прикатывание, одновременно с этим на глубине  рыхления производится поделка узкого цилиндрического ложа для укладки семян, вдавливают их в семенное ложе и укрывают семени рыхлой почвой. Это достигается тем, что в задней части стойки установлен пружинный деформатор S образной формы с поводком.

 

 

 

  На рисунке 2.4 показан рабочий орган сеялки-культиватора.

  Рабочий орган сеялки-культиватора  включает стойку 1 и долото  2 ввиде эллиптического конуса с закруглённой вершиной , его стойка снабжена вертикальной полостью 3 для подачи семян и в створе стойки на её задней гране размещён деформатор 4 для вдавливания семян в семенное ложе, поводком, для уплотнения почвы.

   Рабочий орган сеялки-культиватора  работает следующим образом.

   При движении агрегата  рабочий орган, размещённый на  поводковом брусе сеялки закруглённой  вершиной  долото 2 образует узкое цилиндрическое ложе для укладки семян. По семенному каналу 3 находящегося в стойке 1 подаются семена, которые распределяются в рядок и при дальнейшем движении агрегата вдавливаются в семенное ложе поводком  деформатора 4 и укрываются рыхлой почвой.

 

 

Формула изобретения

 

   Рабочий орган сеялки-культиватора, состоящий из стойки к которой  закреплена долото в виде эллиптического  конуса с закруглённой вершиной, отличается тем, что в створе  стойки на её задней грани  размещён пружинный деформатор S образной формы с поводком.

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет изгибающего момента пластины.

  В точке В пластина жестко  закреплена, при попадание незначительных  препятствий срабатывает пластина  перемещение вдоль оси Х, при  больших препятствиях срабатывает  пружина.

      Fх – сила давления  на семена.

      Е – модуль  упругости принимаем 2*10 мПа

   Найти L-пластины, Мa -изгибающий момент в сечении и подобрать материал.

 

    Введём силу Fх и Fу  соединение т. А и В. Соответствующие перемещению U и V изгибающий момент в сечении соответствующий углу a

 

          М=Fx·R·sina+Fy·R(1-cosa)

материалов)

· =

V= =

          получаем

Fx=     - сила давления на семена.

Давление пластины на семена варьирует  в пределах от 28 до 48 Н/ в зависимости от сорта семян.

 

 =     -длина пластины.

Где- принимаем R=10 см.

-U=3 см.

 =    

Fy=    - сила перемещения семян приравнивается ²0² при Fтр=0

   Силы можно найти, вычислив по экспериментальным данным перемещение и изгибающий момент в сечении.

Мa=

Мa=

Принимаем сталь Х40 с модулем  упругости Е=2*10 мПа. Изгибающим моментом равным 163 Н*м.

 

 

4 Расчет основных технологических и

            конструктивных параметров

 

4.1 Технологические расчеты

 

4.1.1  Расчет производительности агрегата

 

Производительность  агрегата определяем на поле длиной гона – 1000 метров.

Ширина  захвата агрегата, В =6 м.

Скорость  движения агрегата: V = 2,2м/с (8 км/ч).

Фактическая   производительность агрегата:

,                                                        (3.1)       

где с_w- коэффициент, зависящий от того в каких единицах принята скорость движения  V, с_w = 0,36 при км/ч;                                    

- коэффициент степени  использования  конструктивной ширины захвата агрегата,  ≈ 1;                                          

- коэффициент степени использования скорости движения, ≈1;                                                                    

- коэффициент степени  использования  времени смены,  =0,9;                                                                                     

Теоретическая производительность агрегата:

                                                                      (3.2) 

   W_m = 0,36*6* 2,2  = 4,75 га/ч.                 

Фактическая производительность агрегата:

,                                                                               (3.3)        

W = 4,75 * 0,9 = 4,27 га/ч.                                                     

 

4.1.2 Расчёт длины маркёров

 

Вылет маркёра рассчитывается по форму

,                                                                       (3.4)

где  l_м – вылет маркера, м;

В_р – рабочая ширина захвата агрегата, м, В_р=6 м;

b_м – ширина междурядья, м, b=0,114м;

С –  расстояние между серединами передних колёс трактора, м («+» С – для  левого маркёра, «-» С – для  правого),

для МТЗ – 1221 колея передних колёс  составляет 1,6 – 2,15 м, принимаем 1,9 м.

Рассчитываем  длину левого маркёра

 м,

Рассчитываем  длину правого маркёра

м.

 

4.1.3 Расчёт ширины поворотной полосы

Рисунок 3.1 Расчетная схема

Определяем  необходимую ширину поворотной полосы,

                                                                       (3.5)

где R_min – минимальный радиус поворота агрегата,

                                                                         (3.6)

                                                                                 (3.7)

где l_а – кинематическая длина всего агрегата,

l_а=10м.

Вычислим  коэффициент рабочих ходов,

                                                                   (3.8)

где L_р – рабочая длина гона,

                                                                       (3.9)

 

4.1.4 Определение тягового сопротивления

 

Тяговое сопротивление определяется по формуле:

                            ,                                                                      (3.10)

где g - удельное сопротивление машины, Н/см; 

g=20, для глубины обработки 6 см,                                

В – ширина захвата лапы, принимаем  7 см,

                           

На агрегате установлено 26 лап, определяем сопротивление всего агрегата.

                                                                                     (3.11)

 

4.2 Расчеты на прочность

 

4.2.1 Проверочный расчёт пружины

 

Для  проверки пружинной стойки, установленной на предлагаемом нами сошнике, вводим исходные данные пружины в программу КОМПАС –SPRING и производим расчёт.

Исходные данные:

- длина пружины l = 100 мм,

- диаметр проволоки d = 5 мм,

- диаметр пружины D = 32 мм,

- количество витков z = 18.

На рисунке 3.2 показана пружина рассчитанная в программе КОМПАС- SPRING

 

Рисунок 3.2 Расчетная  схема

 

Таблица 4.1 Проверочный расчет пружины

Проверочный расчет цилиндрической пружины   — сжатия
Наименование  параметра                Значение (свойство)
Материал Проволока    Б-2-5.00
Класс	---	2
Разряд	---	2
Относительный инерционный зазор	---	0.10
Наружный диаметр  пружины, мм	D	32.00
диаметр проволоки, мм	d	5.00
Число рабочих витков	n	10.00
Полное число  витков	n1	11.50
Сила пружины  при предварительной деформации, Н	Р1	0.00
Сила пружины  при рабочей деформации, Н	Р2	872.69
Сила пружины  при максимальной деформации, Н	РЗ	969.65
Рабочий ход  пружины, мм	h	28.01
длина пружины, мм	L	100.00
длина пружины  при предварительной деформации, мм	L1	100.00
длина пружины  при рабочей деформации, мм	L2	71 .99
длина пружины  при максимальной деформации, мм	L3	68.88
Максимальное  касательное напряжение, МПа	т m,ах	685.00
допускаемое касательное  напряжение, МПа	[т]	685.00
Модуль сдвига материала, МПа	С	78500.00
Плотность материала, кг/м		8000.00
Масса пружины, кг	---	0.150
длина развернутой  пружины, мм	---	977.00
Жесткость пружины, Н/мм	---	31.158