Пневмоцентробежный рабочий орган для внесения минеральных удобрений и их смесей

АННОТАЦИЯ

В статье приведена конструкция нового пневмоцентробежного рабочего органа для внесения минеральных удобрений и их смесей, а также описаны результаты лабораторных испытаний. Определены значения основных конструктивных и технологических параметров. Рабочая ширина внесения удобрений составляет 13 м.

ABSTRACT

In the article the construction of a new pneumoinertial actuating element for fertilizer dressing and their mixtures, as well as results of laboratory tests are presented. Values of basic design and process parameters are determined. Working width of fertilizer dressing is 13m. 

В период рыночной экономики фермерам потребуется экономить затраты с каждой выполняемой технологической операции сельскохозяйственного производства. Этого можно достигнуть, применяя новые технологии и техники. В связи с этим в республику завозят разнообразную сельскохозяйственную технику из высокоразвитых стран. Однако анализ конструкции и обзор литературных источников, а также каталогов, предлагаемых специалистами по технике сельскохозяйственного производства, в частности по машинам для внесения минеральных удобрений и их смесей, показывает, что разработанные ими машины аналогичны нашим уже существующим. Таким образом, обеспечение качественного внесения минеральных удобрений и их смесей остается проблемой, стоящей перед специалистами агроинженерного направления.

Нами разработан новый рабочий орган пневмоцентробежного типа, изготовлен экспериментальный образец (рис. 1) и установлен на машины МВУ-0,75 для внесения минеральных удобрений.

Рисунок 1. Общий вид экспериментального пневмоцентробежного рабочего органа

Примечание: 1 – центробежный диск; 2 – лопатки; 3 – воздухозаборники; 4 – направитель воздушного потока.

Машина с экспериментальным рабочим органом (рис. 2) состоит из рамы (1), навесного устройства (2), пневмоцентробежного рабочего органа (3), карданного вала (4), конического редуктора (5), бункера (6) с регулировочным устройством для изменения дозы внесения удобрений. Конический редуктор (5) имеет передаточное отношение ί = 1,5. Число оборотов вращения экспериментального рабочего органа составляет 810 об./мин. Такое число оборотов рабочего органа соответствует поставленным перед ним требованиям. На дно бункера установлены неподвижный и подвижный диски. Подвижный диск служит для регулирования количества подачи удобрений на центробежный диск.

Данная машина может работать на всех тракторах, выпускаемых в республике и привозимых из-за рубежа.

Рисунок 2. Общий вид машины с экспериментальным рабочим органом

Примечание: 1 – рама; 2 – навесное устройство; 3 – пневмоцентробежный рабочий орган; 4 – карданный вал; 5 – конический редуктор; 6 – бункер.

Для определения технологических и качественных параметров нового рабочего органа проводились эксперименты в лабораторных условиях. Целью первого этапа эксперимента стало определение угла схода и сектора метания удобрений рабочего органа.

Эксперимент проводился в следующем порядке: перед началом работы бункер засыпался удобрением массой в пределах 10-15 кг. Карданный вал (4) соединялся с валом заднего отбора мощности (ЗВОМ) трактора с частотой вращения 540 об./мин. Включался ЗВОМ, и рабочий орган приводился во вращательное движение. Затем открывались отверстия на заслонках при помощи тяги (5). Таким образом определялся угол схода удобрений с пневмоцентробежного дискового рабочего органа. Эксперимент проводился в двух вариантах. При первом варианте эксперимента вносимые удобрения из бункера засыпались на центробежный диск через овальные отверстия 2 и 5 (рис. 3). При этом был изготовлен подвижный диск (4) без отверстия (6).

Рисунок 3. Дно бункера машины

Примечание: 1 и 4 – неподвижный и подвижный диски; 2, 5 – продольные овальные отверстия; 3, 6 – поперечные овальные отверстия; 7 – ушко диска.

После того, как удобрение заканчивалось в бункере, отключался ЗВОМ трактора, соответственно, останавливалось вращательное движение рабочего органа. Эксперимент проводился в пятикратной повторности. Среднее значение угла схода составило 66^о.

После этого эксперимент продолжили с целью определения сектора метания рабочего органа. Для этого удобрения, сходящие с рабочего органа, направлялись сектором улавливателя. Удобрение, находящееся на каждом секторе, взвешивалось на электронных весах. Полученные данные показывают что, сектор метания составляет в пределах 110-180^о. В начале улавливателя секторов № 2, 3, 4 доля удобрений от общего веса составила 55–60 %, что не соответствует агротехническим требованиям. Затем в подвижном (4) и неподвижном (1) дисках открывались поперечные овальные отверстия 3 и 6 с меньшими размерами продольных отверстий 2 и 5. Второй вариант эксперимента также проводился в пятикратной повторности. По результатам взвешивания удобрения, находящегося в каждом секторе, определили сектор метания рабочего органа, который составил в среднем 195^о. При этом вес удобрений в начальных № 1–3, конечных № 10–12 и средних № 4–9 секторах резко не отличался друг от друга, отклонение составляло в среднем ±18 %.

После определения сектора метания приступили к определению дальности полета частиц и равномерности распределения удобрений по ширине их внесения. Для этого вокруг машины установили пронумерованные противни размером 0,5×0,5×0,05 м (рис. 4).

Рисунок 4. Общий вид экспериментальной машины и противни

Примечание: 1 – экспериментальная машина; 2 – противни.

Высота установки рабочего органа от земли равнялась в пределах 60 см. Как и в предыдущих экспериментах, в бункер засыпали удобрение, включили ЗВОМ трактора, и рабочий орган приводился во вращательное движение. Затем открывались отверстия 2, 5 и 3, 6 в дисках 1 и 4. В результате удобрение распределялось по поверхности земли. Массу удобрения, попавшего на каждый противень, определили путем взвешивания. Эксперимент проводился в трехкратной повторности. По итогам эксперимента сделали вывод, что при ширине внесения 13 м равномерность распределения удобрений составила около ±24 %, что удовлетворяет агротехнические требования. При этом были следующие параметры рабочего органа:

Диаметр диска, мм ...................................................................500

Частота вращения диска, 1/с ...................................................13,5

Число лопаток, шт. .......................................................................4

Форма лопаток …......................часть логарифмической спирали

Число воздухозаборника, шт. .......................................................4

Размеры воздухозаборника, м²:

при входе ...................................................................................0,0168

при выходе ...................................................................................0,001

Высота расположения диска над поверхностью поля, м .............0,60

По результатам экспериментов можно сделать следующее заключение: предлагаемый рабочий орган пневмоцентробежного типа равномерно распределяет минеральные удобрения и их смеси не зависимо от их размеров гранулометрического состава, при этом рабочая ширина внесения составляет 13 м.