Повышение скорости машинно-тракторного агрегата на посеве пропашных культур

Материалы и методика исследований. В процессе работы серийного высевающего аппарата сеялки СПБ-8К на присосавшееся к дозирующему отверстию семя действует ряд сил – прижимающая сила, способствующая выносу семени из семенной камеры, и силы, препятствующие выносу семени.

Гарантированный вынос семени будет обеспечиваться, если выполнено условие

F

≥ 1, ∑ R

где F – сила трения поверхности высевающего диска о присосанное семя (прижимающая сила), Н;

Σ R – сумма сил сопротивления выносу, Н.

Проведенные по методике [2] теоретические расчеты показывают, что для серийного высевающего аппарата при высеве кукурузы отношение сил (1) лежит в диапазоне от 0,65 до 1,35. То есть, процесс выноса семян из семенной камеры является неустойчивым. Это связано с тем, что по мере выноса семян из полости семенной камеры, в зоне их активного захвата отсутствует семенной материал на траектории движения дозирующего элемента, а также из-за того, что семена имеют неправильную форму, они не всегда полностью перекрывают присасывающее отверстие (рис. 1, а).

б)

где k – коэффициент просасывания воздуха, k=0,9…1,5;

Sс – площадь семени, перекрывающая присасывающее отверстие, м2;

H – разрежение в вакуумной камере, Па.

Малые значения S с ухудшают работу аппарата. Таким образом, присасывающие отверстия круглой формы не являются наиболее оптимальными для процесса дозирования семян. В связи с этим предлагается изготавливать дозирующие элементы в виде радиальных прорезей, что позволит обеспечить гарантированное попадание хотя бы одного семени на траекторию движения дозирующего элемента (рис. 1, б).

Для увеличения траектории движения дозирующего элемента, ее длина должна быть максимальной, и приниматься, исходя из расстояния от кромки высевающего диска до стенки семенной камеры, с учетом максимального захвата семян в семенной камере.

Ширина радиально расположенных отверстий определяется, исходя из выражения [3]

t = (0,5...0,7) ■ c,          (3)

где t – ширина радиально расположенных отверстий, с – минимальная толщина высеваемых семян, мм.

Условие (3) позволяет предотвратить заклинивание семян в прорези дозирующих элементов.

Анализ показывает, что в предлагаемом высевающем аппарате достигается устойчивое значение отношения F/ Σ R ≈1,34, что обеспечивает гарантированное присасывание семян к дозирующим элементам.

Чтобы избежать появления двойных подач, предлагается изменить форму щели в прокладке вакуумной камеры. Она должна уменьшаться по ходу вращения диска до начала воздействия на посевной материал сбрасывателя лишних семян (рис. 2, а). Это позволит «облегчить» работу сбрасывателя лишних семян за счет сужения зоны присасывания семян (часть лишних семян падает в семенную камеру). После сбрасывателя лишних семян ширина щели в прокладке вакуумной камеры остается постоянной. В этом случае на семя действуют силы, представленные на рис. 2, б.

а)                                                       б)

Рисунок 2 – Элементы теории дозирования

Центробежная сила Р_ц пренебрежимо мала, отсюда следует, что с учетом условия (2)

F = k ■ S_c ■ H ■ f,         (4)

где f – коэффициент трения семени о поверхность высевающего диска, f=0,3…0,5.

Тогда m ■ g = k ■ Sc ■ H ■ f,     (5)

Sс

m ■ g k ■ H ■ f

, (6)

S h = — , (7) t где h – ширина щели, м.

Для того, чтобы обеспечить гарантированное удержание семени с учетом просасывания воздуха принимаем коэффициент запаса k з =4. Тогдауниверсальная ширина щели в прокладке вакуумной камеры (после сбрасывателя лишних семян) для подсолнечника и кукурузы h=3,2 мм.

Результаты эксперимента и их обсуждение. Для проверки качества работы предлагаемого аппарата, были проведены испытания, максимально приближенные к полевым.

Эксперименты проводились с пневматическим высевающим аппаратом сеялки СПБ-8К на семенах подсолнечника «Лакомка» и кукурузы «РифМВ». Количество повторностей каждого опыта – 3, число 62

подач семян в каждой повторности – 300 шт. Работа аппарата проверялась на повышенных режимах работы: при частотах вращения высевающего диска n=60 об/мин, n=72 об/мин,, n=84 об/мин, что примерно соответствовало рабочим скоростям сеялки Vр=13 км/ч, Vр=15 км/ч и Vр=17 км/ч.

При обработке данных в качестве критерия точности опытов принималась частость подачи семян дозирующими элементами Р, % (рис. 3).

’Подсолнечник (предлагаемый аппарат) ‘Подсолнечник (серийный аппарат) -Кукуруза (серийный аппарат) •Кукуруза (предлагаемый аппарат)

Рисунок 3 – Результаты экспериментальных исследований серийного и предлагаемого высевающих аппаратов

Анализ результатов экспериментов показал, что за счет изменения формы и площади дозирующих элементов у предлагаемого аппарата наблюдается более высокая вероятность подачи семян. У серийного высевающего аппарата на рабочей скорости 17 км/ч количество пропусков увеличилось в 1,5 раза от оптимального высева (100%) при дозировании кукурузы, а у модернизированного только в 1,2…1,3 раза. Опыты показывают, что на повышенных скоростях (15 км/ч) отклонение от допустимой агротребованиями частости пропусков модернизированным высевающим аппаратом в 3 раза для кукурузы и в 2 раза для подсолнечника меньше, по сравнению с серийным аппаратом.

Выводы. Сравнительные испытания серийного и предлагаемого высевающих аппаратов сеялки СПБ-8К подтвердили перспективность предложенной конструкции для проведения посева на повышенных скоростях. Кроме того, условия (3) и (7) позволяют

УДК 629.114

использовать при посеве и кукурузы и подсолнечника один универсальный комплект высевающих дисков (t=2,5 мм) и прокладок вакуумной камеры, в результате чего снижается трудоемкость настройки сеялки на высев другой культуры и уменьшаются затраты на комплектование агрегата.

Литература. 1. Каскарбаев, Ж.А. Рекомендации по проведению весенне-полевых работ в Акмолинской области в 2010 году / Ж.А. Каскарбаев, В.П. Шашков, М.И. Матюшков. – Шортанды, 2010. – С. 58.

• 2.    Лобачевская, Н.П. Совершенствование процесса высева семян клещевины аппаратом пневматической сеялки [Текст]: Дис. … канд. техн. наук. – Зерноград, 2001.

• 3.    Бузенков, Г.М. Машины для посева сельскохозяйственных культур / Г.М. Бузенков, С.М. Ма. – М.: Машиностроение, 1976. – С. 272.

Ю.Н. Баранов, кандидат биологических наук ВНИИ соцразвития села ФГБОУ ВПО Орел ГАУ А.Н. Загородних, кандидат технических наук, Д.В. Елисеев, аспирант ГОУ ВПО ОГУ

АНАЛИЗ ВИДОВ, ПОСЛЕДСТВИЙ И КРИТИЧНОСТИ ОТКАЗОВ БЕЗОПАСНОСТИ СТЫКОВКИ «ТОЛКАЧ – СКРЕПЕР»

Идея анализа видов, последствий и критичности отказов состоит в учете следующих факторов: частоты дефекта, обусловленного потерей точности операции стыковки, вероятности выявления этого события и последствий отказа. Анализ критичности операции начинают с разделения технологического процесса на отдельные операции и проводят анализ возможных опасностей в результате потенциальных нарушений операций.

Развитие агропромышленного комплекса (АПК) сопровождается возведением и реконструкцией таких объектов, как территориальные дороги. За последние годы в стране построено и реконструировано 47 тыс. км автодорог, находящихся в ведении АПК. Реализация Президентской программы «Дороги России XXI века» сыграло ключевую роль в строительстве, реконструкции, ремонте и содержании территориальных дорог АПК [1].

Скреперы является в АПК сегодня наиболее эффективной и распространенной системой производства земляных работ, так как средний объем земляных работ при постройке дорог в равнинной и слабопересеченной местности составляет на 1 км земляного полотна для дорог ІІ и ІІІ категорий 20–30 тыс. м3, IV–V категорий – 15-20 тыс. м3. При постройке дорог I категории объемы земляных работ достигают 50 тыс. м3 и более.

Анализ видов, последствий и критичности отказов (АВПКО) представляет собой группу методов вероятностного анализа безопасности (ВАБ),

The idea the analysis of kinds, consequences and criticality of refusals consists in the account of following factors: frequencies of the defect caused by loss of accuracy of operation of joining, probability of revealing of this event and refusal consequences. The analysis of criticality of operation begin with division of technological process into separate operations and carry out the analysis.

Цель АВПКО процесса стыковки «толкач – скрепер» заключается в анализе воздействия операции на безопасность операторов техники и технологического процесса.

Одна и та же операция в зависимости от ситуации может анализироваться с точки зрения оценки ее влияния на безопасность операторов используемой техники или процесса его осуществления [3]. Например, операция стыковки «толкач – скрепер», может быть оценена с точки зрения ее влияния на безопасность самих операторов или процесса стыковки.

Идея анализа критичности операции состоит в учете следующих факторов: частоты дефекта, обусловленного потерей точности операции стыковки, вероятности выявления этого события и последствий отказа.