Схема работы катушечного высевающего аппарата

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

«Определение рабочего объема высевающего аппарата и толщины активного слоя семян»

 

Содержание работы.

Цель работы: установить зависимость рабочего объема высевающего аппарата и толщины активного слоя семян от скорости вращения катушки и длины рабочей части катушки.

Для выполнения этой цели определяют опытным путем рабочий объем катушки, объем желобков, а затем рассчитывают толщину активного слоя семян при различных значениях скорости вращения и длины рабочей части катушки.

 

Основные сведения.

Катушечный высевающий аппарат применяется на сеялках для высева семян зерновых, бобовых, крупяных, овощных и технических культур. Рабочей частью высевающего аппарата является желобчатая катушка, устанавливаемая на валике в литом или штампованном корпусе.

Вращающаяся желобчатая катушка перемещает к выходу из высевающего аппарата не только семена, попавшие в желобки, но и слой семян, прилегающих к ним, так называемый актив­ный слой.

Объем V₀ семян, выброшенных из высевающего аппарата за один оборот катушки, называется рабочим объемом высевающего аппарата. Объем V₀ равен:

,

где - объем семян, выбрасываемых из желобков за один оборот катушки; - объем семян, прошедших через активный слой за один оборот катушки.

Рабочий объём высевающего аппарата необходимо знать для определения передаточного отношения i от ходового колеса сеялки, к ва­лику высевающих аппаратов. Рабочий объем катушки можно определить опытным путем. Для этого находят вес G₂₀ семян, выброшенных катушкой за 20 её оборотов. Затем определяют объемный вес (насыпную плотность) ρ _с семян и вычисляют рабочий объем по формуле:

.

Рабочий объем желобков можно определить по выражению:

,

где - объем желобков при полной длине катушки;

- объем цилиндра, диаметр которого равен наружному диаметру катушки (d_н), а вы­сота - полной длине катушки ();

- объем катушки, не имеющей отверстий и углубле­ний на торцевых поверхностях;

- длина рабочей части катушки;

- полная длина катушки.

Объем определяют экспериментально.

Зная рабочий объем и объем желобков катушки, можно определить объем активного слоя семян:

.

Толщина активного слоя семян определяет расположение корпуса высевающего аппарата относительно катушки, а также форму корпуса и зависит от физико-механических свойств семян.

Действительная толщина активного слоя равна:

,

где - условная толщина активного слоя, при которой
все семена слоя двигаются со скоростью, рав­ной скорости катушки;
m - показатель, определяемый по экспериментальным данным (для пшеницы и ячменя m = 2,6; для овса m = 2,5; для льна m = 1,7).

Условная толщина активного слоя равна:

,

где - объем активного слоя;

- наружный диаметр катушки;

- длина рабочей части катушки.

Рабочий объем V₀ и толщина активного слоя С₀ изменяются в зависимости от изменения длины рабочей части катушки и скорости вращения катушки. Эту зависимость определяют опытным путем.

 

Оборудование, приборы и инструменты.

Для выполнения работы необходимо иметь лабораторную установку, весы циферблатные, весы технические, литровую пурку, сосуд с водой, штатив, комплект высевающих катушек, штангенциркуль, нутромер, линейку с делениями, секундомер и ключи гаечные.

Лабораторная установка состоит из (рис. 1): семенного ящика, катушечного высевающего аппарата, регулятора длины рабочей части катушки, устройства для отсчёта числа оборотов катушки, коробки передач, ременной передачи и электродвигателя. Для приема семян, выбрасываемых из высевающего аппарата, используют подвижную рамку, на кото­рой устанавливают четыре ящичка.

 

Рис.1. Лабораторная установка для определения рабочего объема высевающего аппарата

Порядок выполнения работы и обработка опытных данных.

Выполняемые опыты.

Проводят две серии опытов и определяют V₀ и С₀ при трех разных l₀ катушки и посто­янной скорости вращения катушки; определяют V₀ и С₀ при трех разных скоростях вращения катушки и постоян­ной рабочей длине катушки. Таким образом, выполняют 6 опытов, каждый опыт выполняется с трехкратной повторностью.

Определение веса семян, выбрасываемых из высевающего аппарата за 20 оборотов катушки (G₂₀).

Под высевающий аппарат устанавливают первый ящичек подвижной рамки. Се­менной ящик заполняет семенами. При включенной коробке передач, включают электродвигатель. Когда режим работы высевающего аппарата установится, то в момент прохода стрелки указа­теля через нулевую отметку по сигналу начинают опыт; од­новременно перемещают рамку с ящичками так, чтобы семена поступали во второй ящичек, включают секундомер и начина­ют отсчёт числа оборотов катушки. Когда катушка сделает 20 оборотов, по сигналу, сдвигают обойму с тем, чтобы семена поступали в третий ящичек. В таком же порядке выполняется третья повторность опыта.

Таблица 1. Опытные данные, полученные при ℓ_p = varia и n = const

№ опыта	Рабочая длина катушки ℓp,мм	Повторность опыта	Время 20 оборотов катушки t20, с	Среднее время (t20)ср, с	Масса семян G20,г	Средняя масса (G20)ср, г
3

 

Таблица 2. Опытные данные, подученные при n = varia и ℓ_p = const

 

№ опыта опыта	Повторность опыта	Время 20 оборотов катушки t20,с	Среднее время (t20)ср,с	Частота вращения катушки , мин-1	Масса семян G20, г	Средняя масса (G20)ср, г

Семена из второго, третьего и четвертого ящичков взвешивают отдельно. Данные каждого из трех взвешиваний записываются в таблицу 1 или 2. Кроме того, в таблицу записывается время, в течение которого катушка сделала каждые 20 оборотов.

Определение насыпной плотности семян.

Прежде чем засыпать семена в ящик установки, нужно определить их объемный вес (насыпную плотность). Объем­ный вес семян при про­хождении их через высе­вающий аппарат будет несколько отличаться от найденного, однако эту раз­ницу в объемных весах в данном случае не учи­тывают.

Насыпную плотностьсемян (вес одного литра семян, насыпанных естественным образом без сопротивления воздуха) определяют с помощью литровой пурки. За насыпную плотностьсемян принимается среднеарифметический вес, найденный по трем повторностям опыта. Если вес одного литра зерна при любой из трех повторностей отличается от среднеарифмети­ческого более чем на 2,5г для пшеницы, ржи и ячменя и 5,0г для овса, то нужно произвести несколько повторных определений объемного веса. Результаты взвешивания 1 лит­ра семян записываются в таблицу 3.

Таблица 3. Результаты определения насыпной плотности семян

 

 

 

Повторность опыта	Насыпная плотность семян ρ, кг/дм3(г/см3)	Средняя насыпная плотность семян ρср, кг/дм3(г/см3)

Устройство и порядок выполнения измерений с помощью литровой пурки.

Литровая пурка имеет следующие основные ча­сти (рис. 2): мерник 1, нож 2, падающий груз 3, наполнитель 4, насып­ной цилиндр 5 с ворон­кой и задвижкой 6, ве­совой аппарат со стой­кой 7, коромыслом 8 и чашкой для гирь 9, раз­новес 10. Все части пурки помещаются в ящике, являющемся основанием для весового аппарата и наполнителя.

Рис.2. Литровая пурка

 

Работа с пуркой начинается с вы­верки весового аппарата; мерник с грузом 3, подвешенный к ко­ромыслу весов, должен уравновешиваться чашкой 9. Добившись равновесия, снимают мерник, вынимают груз 3 и устанавливают мерник в кольцевую обойму 11 на ящике. В щель мерника со стороны, отмеченной стрелкой, вдвигают нож, располагая его но­мером, имеющимся на рукоятке, вверх. На нож кладут груз 3. Сверху мерника устанавливают наполнитель, а на него цилиндр 5, который предварительно заполняют зерном до уровня, отмеченного чертой (на 1 см ниже края). После этого легким нажимом на рычажок замка открывают заслонку насыпного цилиндра, а когда все зерно пересыплется в наполнитель, быстрым и плавным движе­нием вынимают нож из щели мерника. Груз, падая вместе с зерном, вытесняет из мерника воздух через отверстия в его дне. Вдвинув быстрым и плавным движением нож обратно в щель, снимают сначала насыпной цилиндр, затем мерник с наполнителем и высы­пают излишки зерна, оставшиеся сверху ножа. Вынув нож из щели мерника, взвешивают мерник с зерном с точностью до 0,5 г.

 

Определение объема желобков катушки.

Объем желобков V_ж при полной длине катушки равен разности между объемом цилиндра, имеющего диаметр, равный наружному d_н катушки, а длину, равную длине l_k катушки, и объемом V_к катушки, не имеющей отверстий и углублений в торцевых поверхностях:

.

Объем цилиндра определяется расчетом, для чего штангенциркулем измеряют диаметр _н катушки по выс­тупам и полную длину _к катушки и рассчитывают объем цилинд­ра:

.

Объем катушки V_к находят непосредственными измерениями. Для этого сначала заделывают пластилином заподлицо отверстие и углубле­ния на торцевых поверхностях катушки. На технические весы устанавливают сосуд с водой (рис. 3) и находят его вес G₁ с точ­ностью до 0,01г. Далее погружают в воду катушку, подвешен­ную на тонкой проволоке к штативу, и находят вес G₂ сосуда с водой и погруженной в нее катушкой. По полученным значе­ниям G₁ и G₂ определяют объем катушки:

,

где – удельный вес воды, равный 0,999 г/см³ при температуре 16-18º и 0,998 г/см³ при температуре 20-22º.

Определив объем катушки V_к, рассчитывают объем желоб­ков при полной длине _к катушки по вышеуказанному выражению.

Объем желобков при рабочей длине _p катушки равен:

_.

 

Рис. 3. Определение объема катушки

 

Обработка полученных данных.

По найденным значениям G₂₀, и V_жк можно расчётом определить значения V₀, , V_ак, С_у и С₀ для каждого из опытов. Результаты расчётов записывают в таблицу 4. Располагая эти­ми данными, строят графики, характеризующие зависимость V₀ = f( _р) и V₀ = f(n_в), а также С₀ = f( _р) и С₀ = f(n_в).

Таблица 4. Расчет рабочего объема и толщины активного слоя семян высевающего аппарата

№ опыта	Частота вращения катушки nвк, мин-1	Рабочая длина катушки lp, мм	Рабочий объем аппарата V0, см 3	Рабочий объем желоб­ков , см3	Объем активного слоя семян Vак, см3	Толщина активного слоя
условная Cу, мм	действительная C0, мм
	nвк = const
		lp = const

 

По данным таблицы 4 вычерчиваются графические зависимости:

 

График зависимости График зависимости

Составление отчета.

Результаты работы оформляются отчётом, который сос­тавляется по следующей схеме:

- схема лабораторной установки и перечень приборов;

- таблицы (1,2,3) записи опытных данных;

- таблица (4) результатов обработки опытных данных;

- графики изменения V_о и С_о от _р и n_в.

Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Инженерно-технологический факультет

 

Кафедра

технологических процессов и машин в растениеводстве

 

Журнал № 2

К лабораторной работе

по теме: «Посевные машины»

 

 

Санкт-Петербург – Пушкин

 

Студент______________________________________

Факультет____________________________________

Группа_______________________________________

Отчет

По лабораторной работе

«Определение рабочего объема высевающего аппарата и толщины активного слоя семян»

 

Цель работы:

Оборудование, приборы и инструменты:

Схема работы катушечного высевающего аппарата