Универсальный туковысевающий аппарат АТГ-2

Аннотация

Предложен универсальный туковысевающий аппарат для подкормки пропашных культур, обеспечивающий высев минеральных удобрений всех видов: гранулированных, кристаллических, порошковых.

Полный текст

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.