К анализу работы разбрасывателя удобрений РДУ-1,5

Размещено на http://www.allbest.ru/

К АНАЛИЗУ РАБОТЫ РАЗБРАСЫВАТЕЛЯ УДОБРЕНИЙ РДУ-1,5

А.С. ДОБЫШЕВ, С.Н. ЛАДУТЬКО,

А.И. ФИЛИППОВ

Аннотация

В статье приведены данные по теоретическим исследованиям дисковых рабочих органов для внесения минеральных удобрений разбрасывателя РДУ-1,5. Проведены исследования диаметра разбрасывающих лопастей, частоты вращения, количества крыльчаток, угла поворота, их влияния на равномерность распределения удобрений по ширине захвата и по ходу движения агрегата. Это касается повышения качества внесения удобрений центробежными дисками, а также улучшения их прочностных свойств.

The article presents data about theoretical research into disc working organs for application of mineral fertilizers of distributor RDU-1.5. We have examined the diameter of distributing blades, rotation frequency, number of impellers, the angle of turning, their influence on the uniformity of fertilizers distribution along the width and along the line of the device movement. We also tried to improve the quality of fertilizer application by centrifugal discs and increase the discs' durability. разбрасыватель минеральный удобрение внесение

Введение

Для внесения твердых минеральных удобрений имеется большое разнообразие машин и их рабочих органов. Одной из таких машин является дисковый разбрасыватель РДУ-1,5, выпускаемый Полоцким заводом «Проммашремонт» [1].

Этот разбрасыватель двухдисковый, вместимость бункеров 1,5 т, рабочая скорость 8-12 км/ч, ширина захвата 10-28 м, доза внесения удобрений 50-500 кг/га, масса машины 465 кг, высота над полем 50-56 см. На дисках имеется ряд отверстий для крепления двух лопастей (крыльчаток), настраиваемых на разный угол и диаметр схода с них частиц удобрений [3, 4, 5].

Основная часть

При частоте вращения ВОМ, равной 540 мин^-1, частота вращения дисков составляет 980 мин^-1, так как за 10 оборотов диска приводной вал проворачивается на 5,5 оборота. Это вполне согласуется с данными фирм, выпускающих двухдисковые разбрасыватели минеральных удобрений типа Rauch Alpha 1142 или Rauch MDS. Ширина захвата у первой машины 12-28 м, у второй - 12-18 м. Масса первой машины - 400 кг, второй - 230 кг.

Для дальнейших исследований был снят один из дисков разбрасывателя РДУ-1,5 и произведены его измерения. Диаметр диска по наружным кромкам составил 435 мм (рис. 1). На расстояниях по 48 мм относительно условно проведенной вертикальной оси и по 60 мм относительно горизонтальной оси расположены отверстия диаметром по 10,5 мм, в которые вставляются оси 1 крыльчаток 2 (рис. 2).

Рис. 1 Схема центробежного диска РДУ-1,5

Диск выполнен коническим с углом наклона, равным

Крыльчатки выполнены телескопическими, и максимальная длина их в положении А равна L=230 мм, а минимальная в положении Е равна 157 мм. Соответственно в положении D - 168 мм, С - 187 мм, В - 210 мм. Это касается малых крыльчаток.

Рис. 2 Общий вид размещения крыльчатки 2 на диске 3 в положении А при длине L=230 мм от оси 1; 4 - гайка крепления диска

Диск 3 крепится к ступице редуктора с помощью гайки 4. На диске (рис. 1) по радиусу 122 мм расположены отверстия 1-6 диаметром по 7 мм для установки крыльчаток под углом 30° - положение 6, или 0° - положение 1, шаг установки 6° (табл.).

Таблица

Регулировочные данные диска РДУ-1,5 с малыми крыльчатками

В положении 6 рабочая полка левой (по чертежу) крыльчатки совпадает с осью ш10,5 и будет находиться ниже оси диска на расстоянии 13 мм (рис. 3), а расстояние от оси диска до оси крыльчатки составит 75 мм. Тогда минимальный диаметр рассева удобрений в положении крыльчатки Е6 составит 2(75+157) = 464 мм, а максимальный в положении А6 составит 2 (75+230) = 610 мм. Сдвиг 13 мм в этом случае можно не учитывать.

Рис. 3 Схема размещения крыльчатки, рабочая кромка О₁Р в положении 6 (ноль отметка)

Тогда окружная скорость, вычисленная по формуле

(1)

где n - частота вращения, n = 980 мин^-1; d - диаметр рассева, м,

для первого случая составит

а для второго

Так как ось поворота крыльчатки смещена относительно оси диска, то при ее повороте вверх (по чертежу, рис. 3) диаметр d рассева будет уменьшаться (рис. 4).

Рис. 4 К определению диаметра d рассева удобрений крыльчаткой

По теореме косинусов имеем

(2)

Угол г = 10°.

При максимальном развороте крыльчатки б = 30°, тогда в = 140°.

Для длины крыльчатки О₁Р = О₁Р₁ = 157 мм в положении Е1 получим

Так как расстояние

Диаметр рассева d (рис. 4) равен 2ОР₁ и будет примерно 442 мм, что на 22 мм меньше, чем при нулевом положении крыльчатки.

Для длины крыльчатки R_К=230 мм положение А1 соответственно получим ОР₁ = 292,4 и d = 585.

Для первого случая окружная скорость крыльчатки равна

а для второго

В табл. 2 приведены сравнительные данные по сделанным расчетам для окружной скорости крыльчаток.

Таблица 2

Сравнительные данные окружной скорости крыльчаток, м/с

Из сопоставления данных табл. 2 видно, что при развороте крыльчаток на угол б=30° их окружная скорость снижается на 3,54 и 4,62% соответственно для максимальной и минимальной их телескопически регулируемой длины [3, 4].

Правильность произведенных расчетов по радиусу схода частиц удобрений проверена путем копирования диска РДУ-1,5 на лист бумаги и соответствующих графических построений.

Тяжелая частица, брошенная под углом б к горизонту в пустоте, движется по параболе, уравнение которой

(3)

где х и у - текущие координаты, причем х - направлена горизонтально в сторону вылета частицы, у направлена вертикально вверх; V₀ - начальная скорость частиц, м/с; б - угол наклона V₀ к горизонту [7].

Рис. 5 К определению дальности полета частиц удобрений

Кроме V₀ и б, дальность полета частиц l зависит от высоты диска над полем H. При H=0,5 м уравнение 3 примет вид

или

(4)

При минимальной скорости схода частиц V₀ = 22,7 м/с (табл. 2) по уравнению 4 имеем

Решая это квадратное уравнение, получим

Значит

Принимаем только положительное значение корней уравнения.

При V₀=31,1 м/с соответственно получим (по равенству 4)

Тогда

т. е.

Следовательно, малые крыльчатки при их полном раздвижении и «нулевом» положении на диске РДУ-1,5 могут бросать частицы гранулированных удобрений на расстояние до 18,5 м, а при их минимальной длине и отклонении назад по ходу вращения диска на 30° расстояние рассева уменьшается до 11,4 м [7, 8, 9].

Заводом-изготовителем рекомендуется на разбрасывающем диске устанавливать одну короткую и одну длинную крыльчатки в зависимости от требуемой ширины захвата машины и свойств удобрений. Нами обобщены табличные данные заводской инструкции и сделана наглядная схема установки малых крыльчаток РДУ-1,5, представленная на рис. 6.

Насколько указанные регулировки соответствуют действительности - это вопрос дискуссионный и требует широкой производственной проверки, так как, судя по чертежу, разница в положениях крыльчаток Е 4, Е 5 или D 5 весьма несущественна.

Рис. 6 Схема установки малых крыльчаток на разбрасывающем диске РДУ-1,5

Частота вращения разбрасывающего диска и количество крыльчаток на нем определяют интервал пульсирования, то есть ширину полоски поля по направлению движения машины, которая засевается удобрениями, сходящими с одной крыльчатки [2, с. 396], и которая может быть определена по формуле

(5)

где в - интервал пульсации, см; V_М - скорость агрегата, м/с; n - частота вращения диска, мин^-1; Z - количество крыльчаток на диске.

При V_М =12 км/ч=3,33 м/с, n=980 мин^-1, Z=1 получим в=20,4 см, что приводит к снижению качества внесения удобрений по направлению движения машины.

Заключение

На разбрасывающем диске разбрасывателя РДУ-1,5 устанавливается две лопатки, одна из которых длиннее второй. В расчетах принято Z = 1, что будет справедливо для рассева удобрений на расстоянии больше 11,4 м, полученном расчетами по уравнению 4.

Увеличив количество лопаток на диске до четырех, интервал пульсации будет равен 5 см [2, с. 396].

Это приведет к повышению качества внесения удобрений центробежными дисками.

В этой связи начатые нами исследования разбрасывателя РДУ-1,5 носят предварительный характер и требуют продолжения.

Литература

1. Разбрасыватель удобрений дисковый РДУ-1,5: руководство по эксплуатации / ОАО Полоцкий завод «Проммашремонт». Полоцк, 2007. 23 с.

2. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин / под ред. М.И. Клецкова. М.: Машиностроение, 1967. Т. 2. 830 с.

3. Андреев, А.С. Интенсивная технология возделывания зерновых колосовых культур: рекомендации / А.С. Андреев [и др.], под ред. А.М. Старовойтова. Минск: Ураджай, 1986.

4. Турбин, В.Г. Сельскохозяйственные машины. Теория и технологический расчёт / В.Г. Турбин [и др.]. Л.: Машиностроение, 1967.

5. Якубаускас, В.Н. Технологические основы механизированного внесения удобрения / В.Н. Якубаускас. М.: Колос, 1973.

6. Воронов, Ю.И. Сельскохозяйственные машины / Ю.И. Воронов [и др.]. М.: Высшая школа, 1978.

7. Комаристов, В.Е.Сельскохозяйственные машины / В.Е. Комаристов, Н.Ф. Дунай. М.: Колос, 1984.

8. Клёнин, Н.Н. Сельскохозяйственные машины / Н.Н. Кленин [и др.]. М.: Колос, 1970.

9. Рабочий орган для рассева гранулированных минеральных удобрений: пат. SU 1440395 А1 от 30.11.88. / С.Н. Ладутько, П.Н. Таталёв, Н.Н. Коршак. заявл. 4154208/30-15 от 28.11.86 / Бюл. №44.

Размещено на Allbest.ru