Substantiation of geometrical parameters of onion planter hopper

Abstract

Design of seed hopper and calculation method for its geometrical parameters are proposed. Results of experimental research of its application in onion planter are given.

Full Text

Производительность луковой сажалки зависит от скорости движения агрегата, ширины захвата, способа посадки, а также от затрат времени на вспомогательные технологические операции, развороты и заправку агрегата посевным материалом. Одна из основных сборочных единиц сажалки - бункер для посевного материала. Объем посевного материала в бункере должен обеспечивать засев определенной площади после одной заправки. Геометрические параметры бункера - высота, форма воронки, угол наклона ее стенок, размеры выпускного отверстия - определяются в соответствии с рекомендациями, данными в руководстве по расчету и проектированию бункеров [1]. Основные требования: - соответствие геометрической вместимости бункера требуемому объему размещаемого груза; - отсутствие торможения частиц груза на наклонных стенках бункера; - беспрепятственный выпуск груза через разгрузочное отверстие (отсутствие сводообразования над разгрузочным отверстием); - обеспечение требуемой производительности по выдаче груза из бункера. Истечение груза из бункера во многом зависит от физико-механических характеристик груза. Известны три типа истечения груза различной связанности из бункера: - свободное истечение груза малой связанности; - истечение сыпучего груза повышенной связанности с пульсацией и образованием динамических сводов в зоне выгрузки; - отсутствие гравитационного выпуска груза высокой связанности из-за статических сводов [2]. Истечение лука-севка из бункера можно отнести ко второму типу, так как вешки луковиц переплетаются между собой, что приводит к связанности груза. В сельхозмашиностроении при проектировании луковых сажалок применяют бункеры для высаживаемого материала прямоугольно-пирамидального типа. Объем бункера луковой сажалки, представленного на рисунке, определяется по формуле: , где V1 - объем прямоугольной части бункера, м3; V2 - объем пирамидальной части бункера, м3; Vв - объем воронки пирамидальной формы, м3. Объем прямоугольной части бункера определяется как объем параллелепипеда: V1 = а b h. Объемы пирамидальной части бункера и воронки пирамидальной формы: ; , где h2, h3 - высоты пирамидальной части бункера и воронки, м; S1, S2, S3 - площади верхнего и нижнего оснований пирамидальной части бункера и воронки, м2. Угол наклона плоскости, с которой свободно скатываются луковицы, - это угол трения. Угол трения существенно влияет на выбор угла наклона стенок и ребер бункера. Таким образом, углы наклона боковых стенок бункера и воронки aс, aс1 (см. рисунок) и ребра aр проверяются на отсутствие торможения груза по формулам [2]: ; ; , где f - угол трения луковиц о стенки металлической поверхности бункера. Тангенс угла наклона ребер стенок бункера определяется выражением [2]: . Норма высева лука-севка зависит от его размера, массы, способа посадки и схемы размещения растений. При ленточном посеве луковицы раскладывают в ряду на расстоянии 8-10 см для малогнездных сортов, а для сортов, которые дают в гнезде три луковицы и более, - на расстоянии 10-15 см [3]. Согласно ГОСТ 30088-93, лук-севок по наибольшему поперечному диаметру разделяется на две группы: для малогнездных сортов первая группа 10-15 мм, вторая группа 15,1-22 мм, крупнее - выборок [4]. При четырехрядной схеме посева с междурядьями 25 см и количестве луковиц 10-12 шт. на 1 погонный метр норма высева составит 400-480 тыс. шт/га. Масса 1000 луковиц севка размером 7-14 мм колеблется от 900 до 1350 г, размером 15-22 мм - от 1400 до 1900 г [3]. Тогда для фракции 15-22 мм масса высеваемого материала на 1 га составит 560-912 кг, а объем при удельном весе лука-севка 600 кг/м3 составит 0,93-1,52 м3. В результате проектировочных расчетов и экспериментов определен объем бункера 0,4 м3, который позволяет проводить посадку лука-севка второй группы на площади 0,33 га. При полученных геометрических размерах бункера углы наклона стенок пирамидальной части бункера и воронки обеспечивают необходимое истечение семенного материала без сводообразования [5].