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 (dн), 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 ℓp = 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 |
![]() | ||||||
Таблица 2. Опытные данные, подученные при n = varia и ℓp = const
№ опыта опыта | Повторность опыта | Время 20 оборотов катушки t20,с | Среднее время (t20)ср,с | Частота вращения катушки
![]() |
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 Vж при полной длине катушки равен разности между объемом цилиндра, имеющего диаметр, равный наружному dн катушки, а длину, равную длине lk катушки, и объемом Vк 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 Vк 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 Vк, 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 Vжк можно расчётом определить значения V0,
, Vак, Су 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(nв), а также С0 = f(
р) и С0 = f(nв).
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
![]() | 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 Vо и Со от р и nв.
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