АТГ-2 multipurpose fertilizer distributor

Abstract

The multipurpose fertilizer distributor for tilled crops fertilization is proposed. It ensures application of all kinds of inorganic fertilizer, namely granulated, crystallized, and powdered ones.

Full Text

УДК 631.333.53 ТСМ № 9-2014 Универсальный туковысевающий аппарат АТГ-2 Д-р с.-х. наук Н.Е. Руденко, канд. техн. наук Е.В. Кулаев, инж. Д.С. Калугин, студ. И.А. Носов (Ставропольский ГАУ, addmen@rambler.ru) Аннотация. Предложен универсальный туковысевающий аппарат для подкормки пропашных культур, обеспечивающий высев минеральных удобрений всех видов: гранулированных, кристаллических, порошковых. Ключевые слова: туки, аппарат, винтовые поверхности, геликоид, дозатор. Туковысевающие аппараты в основном устанавливают на культиваторах для подкормки растений при междурядной обработке пропашных культур. Минеральные удобрения выпускают в виде гранул размером 1-5 мм, кристаллов и порошков [1]. Применяемый в настоящее время туковысевающий аппарат АТП-2 предназначен для высева гранулированных минеральных удобрений. Его дозатор представляет собой вал, на который надеты две спиральные пружины с левой и правой навивками. Для внесения минеральных удобрений всех видов предложен гравитационный туковысевающий аппарат АТГ-2. В нижней части бункера для туков 1 (см. рисунок) расположен приводной вал 2, на который надеты два дозатора. Дозатор включает два цилиндра: внешний 3 и внутренний 4, между которыми размещены по винтовой линии многозаходные плоские витки. Винтовые поверхности представляют собой геликоид, причем один дозатор имеет левостороннюю навивку, второй - правостороннюю. В концевых частях дозаторов расположены воронки 5. Туки из бункера поступают к дозаторам, выносятся в стороны и через воронки направляются в тукопроводы (на рисунке не показаны). При поступлении в дозатор туки захватываются витками и поднимаются на определенный угол, приобретая переносную скорость Vп. При достижении определенного угла подъема β туки под действием силы тяжести перемещаются вниз по виткам с относительной скоростью Vо. В результате векторного сложения двух скоростей абсолютная скорость движения: . (1) Это обеспечивает движение туков вдоль оси вращения. Угол подъема β превышает угол трения, так как на туки помимо силы трения Fтр действует центробежная сила Fц: , (2) где R - радиус внешнего цилиндра, м; m - масса перемещаемых туков, кг; n - частота вращения дозатора, с-1. , (3) где f - коэффициент трения туков по поверхности дозатора. Равновесие наступает при условии: . (4) Отсюда: (5) Угол наклона винтовой линии витка: (6) где γ = 33…50° - угол естественного откоса туков [2]. α ≤ 40° при = 50°. Таким образом, принимаем угол наклона винтовой линии α = 40°. На пропашном культиваторе типа КРН-5,6А установили четыре туковысевающих аппарата АТГ-2 с восемью дозаторами. Подачу, которую должен обеспечить каждый дозатор, определим исходя из требуемой дозы внесения [3]: (7) где - подача, кг/с; В - ширина захвата культиватора, м; Vр - скорость рабочего движения, м/с; Нmax - максимальная доза внесения туков, кг/га; Кд - число дозаторов на культиваторе. При В = 5,6 м; Vp = 3,3 м/с; Нmax = 450 кг/га; Кд = 8 получаем максимальную подачу = 0,1 кг/с. Частота вращения дозатора должна быть такой, чтобы туки под действием центробежной силы не увлекались во вращение вместе с цилиндром - в этом случае движение материала вдоль оси прекращается. Исходя из условия , (8) Для винтовых конвейеров частоту вращения принимают в пределах nmax=2…2,1 с-1. Тогда 0,06 м. Диаметр внешнего цилиндра D = 0,12 м. Диаметр внутреннего цилиндра: d = dв + 2tc , где dв - диаметр приводного вала, м; tc - толщина стенки внутреннего цилиндра, м. d = 25 мм при dв = 20 мм; tc = 2,5 мм. Находим шаг винта: S = Dtgα = 0,1 м. S = 0,83D. Для повышения равномерности подачи туков дозатор делают многозаходным. Число заходов должно быть связано с шириной желоба, которая определяется размером гранул туков. При этом необходимо выдерживать условие: (9) где - число заходов винта; - диаметр гранул, мм. при мм. Принимаем , т.е. делаем дозатор трехзаходным, что упрощает конструкцию и обеспечивает равномерность подачи. Производительность дозатора определим по формуле: (10) где ψ - коэффициент заполнения дозатора; ρ - насыпная плотность материала, кг/м3; Кс - коэффициент сыпучести. кг/с при d = 0,025 м; n = 2,1 с-1; ψ = 0,3; ρ = 710 кг/м3; Кс = 0,4. При полученных параметрах и режиме работы дозатора кг/с; кг/с обеспечивается максимальная доза внесения туков. Как видно из формулы (10), дозы внесения регулируются изменением частоты вращения дозатора n. Перемещение туков осуществляется в закрытом пространстве, что исключает их слипание и нарушение сыпучести. При подкормке минеральные удобрения можно вносить двумя способами: рядовым и разбросным. На стойку стрельчатой лапы секции культиватора устанавливается концевик тукопровода, через который минеральные удобрения подаются на глубину 90-120 мм посередине междурядья. Возможен вариант внесения удобрений на поверхность почвы с их заделкой расположенными за стрельчатой лапой ротационными дисковыми боронами. Внесение удобрений посередине междурядий обеспечивает образование мощной, разветвленной корневой системы, занимающей всю площадь питания, в отличие от прирядковой заделки.