Одним из основных недостатков существующих сошников для разбросного посева является недостаточная дальность рассева семян по ширине захвата сошника, что приводит к увеличению количества стыковых междурядий и, как следствие, увеличению незасеянной площади поля и снижению равномерности распределения растений. Также существенным недостатком является и то, что все распределители семян в этих сошниках являются пассивными и выполнены в виде отражающих поверхностей различной формы и при небольшом уклоне поверхности поля, а соответственно и сошника, рассев семян будет осуществляться только в направлении уклона [5].
Сочетание равномерного распределения семян по площади поля при посеве с оптимальной для данной зоны и культуры нормой высева позволило бы без дополнительных затрат обеспечить значительное повышение продуктивности сельскохозяйственных культур.
Одним из путей обеспечения равномерности распределения семян овощных культур по площади питания является выбор и обоснование рациональной конструкции и режимов работы рассеивателя семян на основе учета основных факторов, влияющих на качество посева [2].
Поэтому целью исследований является повышение качества посева овощных культур за счет совершенствования технологического процесса распределения семян по площади питания и обоснование кинематических параметров активного рассеивателя семян.
На кафедре «Тракторы, автомобили и сельскохозяйственные машины» Ижевской ГСХА был разработан мотоблочный посевной агрегат [3, 4] (рис. 1), в котором сошник с высевающим аппаратом является прицепным устройством.
На рис. 2 представлена схема рассеивающего механизма. Его ведущим звеном является ролик 1, выполняющий функцию кривошипа. Движение ролика через шатун 2 сообщается коромыслу 3. Шарнирные соединения звеньев обозначены А и В. Рассеивающая пластина жестко соединена с коромыслом 3 .
Рис. 1. Мотоблочный посевной агрегат
Штриховкой на схеме показан корпус высевающего аппарата. Ролик 1 получает вращательное движение от приводного колеса, которое во время движения агрегата катится по поверхности земли, относительно оси О1 корпуса.
По заданным радиусам rk, Rk точек контакта ролика и приводного колеса, а также заданной скорости движения агрегата Vагр определяется угловая скорость ω1 ролика 1, которую считаем постоянной.
Для определения зависимости угла поворота пластины φпл = φ3 от угла поворота φ1 ролика 1 рассмотрим схему механизма высевающего аппарата на рис. 2. Обозначим длины звеньев r0 = O1C; r1 = O1A; r2 = AB; r3 = CB. Введем также размер s = AS, зависящий от обобщенной координаты φ1, определяющей положение механизма.
Рис. 2. Схема механизма высевающего аппарата. 1 – ведущий ролик (кривошип);
2 – шатун; 3 – коромысло
,
. (1)
Выразим отсюда разность углов
. (1)
Размер s определим из треугольника O1AC, а угол φ3 – из треугольника ACD
, (2)
.
Задавая угол φ1 с шагом его изменения ∆φ1 по формуле (2), вычисляем s, φs и получаем массив значений угла φ3 по формуле (1).
Путем численного дифференцирования массива φ3 найдем угловые скорости ω3 и угловые ускорения ε3 коромысла с пластиной для каждого i-того значения φ1.
Чтобы определить движение частицы по поверхности пластины, запишем векторное уравнение
, (3)
где m – масса частицы; 
– относительное ускорение; 
– переносная сила инерции точки; 
– кориолисова сила инерции; 
– включает силу тяжести, а так же нормальную реакцию и силу трения, действующие на частицу со стороны пластины.
Спроецируем уравнение (3) на оси х и у, подставляя значения 
, 
, и получим дифференциальные уравнения движения частицы относительно пластины.
, (4)
где x, y – координаты точки М, рис. 1; 
, 
; 
, 
– соответственно, проекции на оси х и у относительной скорости и относительного ускорения.
Интегрирование уравнений (4) позволяет определить положение частицы (координаты x и y) в любой момент времени в системе отсчета 
, а также ее относительную скорость.
Затем, применяя правило преобразования координат при повороте осей [1], определялось положение частицы в системе отсчета 
по формулам:
, (5)
.
Ось 
направлена против скорости агрегата 
.
Траектории, построенные на рис. 3 изображают движение частиц над поверхностью земли, когда агрегат условно считается неподвижным, но пластина совершает вращательное движение такое же, как в процессе посева семян.
Рис. 3. Траектории движения семян относительно почвы
Точки О1, О2 и т.д. отмечают начало скольжения частиц по пластине. Последующие точки на траекториях отмечают положения частиц через интервал времени 0,0045 секунды (шаг расчетов на компьютере 0,00015 с).
Построенные участки траектории заканчиваются в момент схода частиц с вращающейся пластины. Вектор 
, 
и т.д. показывают направление скорости в момент схода.
Заметим, что действительные траектории относительно земли во время работы агрегата изменятся: во-первых, точки О2, О3 и т.д. будут смещены относительно первой О1 в сторону движения агрегата (по мере поступления на пластину); во-вторых,
чем дальше от начала Оi, тем больше (пропорционально времени) точки кривых будут сдвинуты агрегатом в сторону его движения. Анализ графиков показывает, что большая часть семян будут расходиться к краям полосы посева.
Заключение
В подтверждение правильности теоретических предпосылок мы изготовили сошники с активным рассеивателем семян и установили их на сконструированную для мотоблока сеялку, провели производственные испытания посевного агрегата на сельскохозяйственном предприятии и получили достаточно хорошие результаты для дальнейшей работы в этом направлении.
Рецензенты:Касаткин В.В., д.т.н., профессор, проректор по научной и инновационной деятельности НОУ ВПО «Камский институт гуманитарных и инженерных технологий», г. Ижевск.
Первушин В.Ф., д.т.н., профессор кафедры «Эксплуатация и ремонт машин», ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, г. Ижевск.
Работа поступила в редакцию 16.12.2014.
Библиографическая ссылка
Боровиков Ю.А., Дерюшев И.А., Кунавин А.А. ОБОСНОВАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЗМА ПРИВОДА АКТИВНОГО РАССЕИВАТЕЛЯ СЕМЯН СОШНИКА ОВОЩНОЙ СЕЯЛКИ // Фундаментальные исследования. 2014. № 12-3. С. 472-475;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=36132 (дата обращения: 06.04.2025).