ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Гуцаленко Олександр Володимирович

УДК: 631.333.5 (043.3)

ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ДОЗОВАНОЇ ВИДАЧІ

МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ БУНКЕРАМИ МАШИН

ДЛЯ ЇХ ПОВЕРХНЕВОГО ВНЕСЕННЯ

05.05.11 – Машини і засоби механізації

сільськогосподарського виробництва

A в т о р е ф е р а т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків - 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному аграрному університеті

Науковий керівник - кандидат технічних наук, професор, член-кореспондент

УААН Войтюк Дмитро Григорович, Національний

аграрний університет, завідувач кафедри

“Сільськогосподарські машини”

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор Сичов Іван Петрович, Харківський державний технічний університет сільсько-го господарства, професор кафедри технічної експлуа-тації машин та обладнання

кандидат технічних наук, професор Пащенко Володимир Филимонович, завідувач кафедрою механізації сільського господарства, Харківський державний аграрний універ-ситет ім.. В.В. Докучаєва

Провідна установа: - науковий національний центр “ІМЕСГ” УААН,

смт. Глеваха, Київська обл..

Захист відбудеться “14” березня 2002 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої Ради Д64.832.01 по присудженню наукового ступеня кандидата технічних наук в Харківському державному технічному університеті сільського господарства за адресою: 61002, м. Харків-2, вул. Артема, 44.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці університету

Автореферат розісланий “5” лютого 2002 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої Ради Т.С. Скобло

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Підвищення якості внесення мінеральних добрив є важливою сільськогосподарською задачею. Рішення цієї задачі сприяє впро-вадженню вдосконалених розкидачів мінеральних добрив, що забезпечувало б більш рівномірне їх внесення по ширині розкидання, а звідси і підвищення рів-ня ефективності родючості ґрунтів, забезпечення високих і стабільних врожаїв сільськогосподарських культур.

Як показала практика експлуатації розкидачів мінеральних добрив кузовного типу, нерівномірність внесення добрив, їх суміші по ширині захвату складає в середньому 40%, а в окремих випадках досягає 60 - 80%.

Однією з основних причин порушення технологічного процесу внесення добрив розкидачами кузовного типу є формування нерухомих ущільнених зон мінеральних добрив усередині кузова (бункера), що спричиняє зниження стабільності подачі добрив до місця пошарового розподілу, а в окремих випадках подача добрив повністю припиняється. Такі порушення призводять до зниження якості розподілу мінеральних добрив розкидаючими робочими органами.

Тому подальше вдосконалення конструкцій розкидачів із системами бун-керів для підвищення їх надійності та якості роботи є актуальною задачею.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота виконувалась за програмою “Продовольство-95” Агропромкомплексу України та Державного комітету науки і техніки СРСР “Повысить технический уровень, качество и надежность машиностроительной продукции значительного народнохозяйственного значения”.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є обґрунтування кон-структивних і технологічних параметрів ємності розкидача мінеральних добрив для забезпечення підвищення стабільності їх подачі до місця пошарового розподілу.

Об’єкт дослідження – процес внесення мінеральних добрив бункерами розкидачів.

Предмет дослідження – обґрунтування параметрів дозованої видачі мінеральних добрив бункерами машин для їх поверхневого внесення.

Для поставленої мети потрібно вирішити такі задачі:

-

-

- розробити методику розрахунку раціональних конструктивних та тех-нологічних параметрів бункера кузовного типу розкидача мінеральних добрив залежно від фізико-механічних властивостей мінеральних добрив (розміру та коефіцієнта різнозернистості частинок гранул, питомого зчеплення частинок, вологості, кута внутрішнього тертя та ін.), технологічних параметрів (товщини розподіленого шару, швидкості транспортера);

-

Методика дослідження. Відповідно до поставлених задач методикою передбачалося проведення досліджень як у лабораторних так і в виробничих умовах. Лабораторні дослідження проводилися на спеціальних лабораторних стендах за програмою, що включала використання ЕОМ, фотоциклограми, спе-ціальної апаратури (зсувний прилад, щільномір, індук-тивний токсіометр та ін.). В процесі досліджень визначалися фізико-механічні властивості мінеральних добрив, закономірність процесу витікання мінеральних добрив усередині бункера кузовного типу, характер процесу витікання та його вплив на якість пошарового розподілу, вплив різних факторів на коефіцієнти витікання і руху мінеральних добрив, якість внесення добрив тощо.

Теоретичні дослідження базувалися на методах класичної механіки, дифе-ренціальної геометрії, теорії імовірності та математичної статистики.

Результати лабораторно-стендових і теоретичних досліджень перевірялися в польових умовах. Обробка експериментальних даних проводилася за загаль-ноприйнятою методикою.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в визначенні законо-мірності процесу витікання мінеральних добрив усередині бункера кузовного типу розкидача та впливу різних факторів на якість шару і стабільність подачі мінеральних добрив до місця їх пошарового розподілу, розробці методики роз-рахунку раціональних конструктивних і технологічних параметрів ємності (бункера) розкидача, що дозволяє підвищити якість та надійність роботи розки-дачів мінеральних добрив.

Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці:

-

-

-

Впровадження вдосконаленої конструкції бункера розкидача мінеральних добрив дозволяє забезпечити нерівномірність внесення мінеральних добрив по ширині 6,34% замість 26%, знизити тяговий опір від пошарового розподілу мінеральних добрив у 2,9-3,3 рази. Економічний ефект від впровадження вдосконаленого розкидача мінеральних добрив складе 132,1 грн/га.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною роботою, викона-ною автором на кафедрі сільськогосподарських машин НАУ в 1995-1999рр. Автором досліджено процеси витікання мінеральних добрив у бункерах розки-дачів кузовного типу та розроблено методику розрахунку раціональних кон-структивних і технологічних параметрів ємності (бункера) розкидача, яка доз-воляє підвищити якість та надійність роботи розкидачів мінеральних добрив.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися на науково-технічних конференціях НАУ (1996-1999 рр.), ДДАУ (1998-2000 рр.), ВДСГІ (1996-1999 рр.), на засіданні наукового семінару в ЛДАУ (1999 р.), науково–практичній конференції ВДАУ (2000р.).

Публікації. По темі дисертації опубліковано чотири статті у збірниках науко-вих праць (одна – підготовлена у співавторстві, три – самостійно підготовлених).

Обсяг та структура дисертаційної роботи. Дисертація складається з всту-пу, п’яти розділів, висновків та рекомендацій, списку літератури та додатків. Загальний обсяг дисертації становить 188 сторінок., в тому числі 146 сторінок. основного тексту, включаючи 16 таблиць, 77 рисунків. Бібліографічний список містить 106 літературних джерел. До роботи включено 11 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету дослід-жень, дано загальну характеристику роботи.

В першому розділі “Огляд та аналіз досліджень роботи бункерів розкидачів мінеральних добрив”, встановлено, що бункери кузовного типу розкидачів мінеральних добрив відносяться до бункерів пошарового розподілу.

Відомі роботи, в яких досліджувався процес вільного витікання матеріалів з бункерів під дією сил тяжіння, не в повній мірі вирішують задачу якісного розподілу мінеральних добрив по поверхні поля відповідно до агротехнічних вимог.

Цей напрямок у достатній мірі розвинутий завдяки роботам Алферова К.П, Карпенка О.М., Семенова А.Н., Владимирова А.Ф., Василенка П.М., Зенкова Р.Л., Степанова А.Л., Богомягких В.А., Новикова А.Н., Генієва Г.А., Арефєєва А.І., Бериштейна М.С., Мерзлякова І.П., Ємелянова Л.М., Імермана А.Г., Гутьяра Є.М., Юхенсона Д.Р., Дженіке Е.В. та інших.

Роботи, присвячені дослідженням бункерів пошарового розподілу, в літе-ратурі висвітлені недостатньо.

Тому вивчення характеру і закономірностей процесу пошарового роз-поділу мінеральних добрив усередині бункера кузовного типу розкидачів і його вплив на якість внесення мінеральних добрив є досить актуальною задачею.

Невивченість процесів, що проходять усередині бункерів кузовного типу розкидачів, є перепоною в створенні науково-обгрунтованої методики роз-рахунку раціональних конструктивних та технологічних параметрів бункерів розкидачів мінеральних добрив, що дозволить забезпечити стабільну подачу мінеральних добрив, якість внесення їх на полі.

У другому розділі “Теоретичні дослідження руху мінеральних добрив у бункері” розглянуто рух мінеральних добрив з урахуванням опору Рf від тертя частинок гранул добрив виділеного елементу об площадки ковзання, та сил Pc зчеплення частинок гранул.

Диференціальне рівняння руху виділеного елементу буде мати вигляд:

m = G – Pf – Pc P = P0 – P, (1)

де G – сила ваги елементу мінеральних добрив;

– прискорення руху елементу мінеральних добрив;

P0 = G – Pf – Pc – осьова сила, яка діє на виділений елемент;

m – маса виділеного елементу:

m = Z Y dx, (2)

де – об’ємна маса мінеральних добрив;

Z, Y – розміри виділеного елементу:

Z = 2x · tgkp + Lд,

Y = x · tgkp + B, (3)

де kp – критичний кут ковзання мінеральних добрив;

B – ширина розвантажувального отвору;

Lд – довжина рухомої частини добрив в зоні формування шару, яка є функцією критичного співвідношення (кр).

Lд=.

Секундна витрата добрив, що проходять через який-небудь переріз бункера буде дорівнювати

,

звідки швидкість витікання мінеральних добрив усередині бункера з урахуванням виразу для секундної витрати визначиться як:

. (4)

Прискорення виділеного елементу визначається диференціюванням швид-кості відносно часу

. (5)

Підставляючи значення (5), (3), (2) в рівняння (1), визначимо силу Р, яка діє на мінеральне добриво в бункері

(6)

В кінці руху витікання мінеральних добрив сила Р приймає значення

(7)

Швидкість витікання мінеральних добрив у кінці руху, враховуючи, що
x = 0, буде дорівнювати з виразу (4)

. (8)

Підставляючи в формулу (7) значення швидкості витікання добрив (8), визначаємо

(9)

В практиці проектування бункерів для розподілу мінеральних добрив від-сутня чітка оцінка здатності добрив до витікання.

Як показали дослідження, здатність мінеральних добрив до витікання усе-редині бункера залежить від багатьох факторів: фізико-механічних властивос-тей добрив (розміри гранул d50, вологість , наявність частинок d < 0.01мм об’ємна маса ?, питоме зчеплення частинок Cп, кута зовнішнього ?1 та внутрішнього ?2 тертя), конструкції та параметрів бункера (довжина L розвантажувального отвору, висота бункера H і ширина B).

Коефіцієнт витікання можна виразити таким чином:

. (10)

Процес витікання мінеральних добрив усередині бункера буде стабільним при умові:

KВ ? 0.45

Суттєвий вплив на коефіцієнт витікання (KВ) мінеральних добрив усе-редині бункера розкидача чинить питомий опір частинок гранул добрив Cп.

При збільшенні питомого опору частинок добрив Cп знижується здатність витікання добрив до місця їх пошарового розподілу, а також знижується KВ. Встановлено, що KВ ? 0.45 забезпечується при таких фізико-механічних влас-тивостях мінеральних добрив: а) гранульований суперфосфат Cп ? 10.5 H/м2;
= 6.4%; ц2 = 470; d50 1.7 мм; ? 3%; б) гранульований суперфосфат подвійний Cп ? H/м2; = 9%; ц2 = 450; d50 1.2мм; ? 3%; в) суміш 2:1
Cп ? 8.0 H/м2; = .5%; ц2 = 250; d50 3.0мм; ? 1%; г) аміачна селітра
Cп ? 13.2 H/м2; = .4%; ц2 = 370; d50 1.75мм; = 5%.

Як показали дослідження, КВ залежить також від висоти завантаження (H) бункера мінеральними добривами, ширини (В) і товщини шару (h).

При зменшенні висоти завантаження H коефіцієнт витікання збільшується.

Товщина розподіленого шару h також впливає на KВ. Вона залежить від норми внесення добрив, тому KВ також залежить від норми їх внесення.

При малих нормах внесення h < 0,15 м, KВ < 0,45, тому для якісної роботи необхідно зменшувати висоту завантаження H або збільшувати ширину роз-вантажувального отвору B.

Тяговий опір при пошаровому розподілі мінеральних добрив бункером складається з двох складових: опору руху добрив у зоні формування шару і ковзання добрив у зоні підрізання його стовпа , тобто тяговий опір дорів-нює

Wрд = + .

Аналітично отримана формула для розрахунку тягового опору від поша-рового розподілу добрив бункером

Wрд = P0 exp tgц2. (11)

Тяговий опір пошарового розподілу мінеральних добрив залежить у цілому від їх типу, параметрів бункера (співвідношення довжини розван-тажувального отвору L до товщини розподіленого шару h, ширини розвантажувального отвору B, висоти завантаження H).

Найменший тяговий опір від пошарового розподілу мінеральних добрив виникає, коли .

Швидкість витікання мінеральних добрив залежить від швидкості руху транспортера Vтр, фізико-механічних властивостей мінеральних добрив або критичного співвідношення (Kp).

При цьому швидкість витікання Vд, враховуючи =(Kp), можна уявити як Vд=Vтр/(Kp).

Як показали експериментальні дослідження, із збільшенням кута внут-рішнього тертя ?2 та питомого зчеплення частинок гранул Сп критичне спів-відношення (Kp) зменшується. Отже, швидкість витікання із зменшен-ням ку-та ?2 та Сп збільшується за рахунок скорочення довжини рухомої зони Lд.

Швидкість витікання Vд по висоті завантаження бункера H розподіляється нерівномірно. Найбільша швидкість витікання Vд має місце біля роз-вантажувального отвору, найменша – в верхньому шарі добрив. Для різних доб-рив швидкість витікання Vд суттєво змінюється. Найменша швидкість ви-тікання Vд усередині бункера при внесенні суміші 2:1, найбільша – гра-нульованого суперфосфату.

У третьому розділі “Експериментальне дослідження процесу витікання мінеральних добрив у лабораторних умовах” основною задачею експе-риментальних досліджень було вивчення закономірностей процесу пошарового розподілу мінеральних добрив, впливу різноманітних факторів на якість розподілу мінеральних добрив, зниження споживаної потужності на привод транспортера.

Для цього в роботі проводились такі експериментальні дослідження:

-

-

-

-

В результаті експериментальних досліджень отримано залежність пи-томого зчеплення частинок мінеральних добрив від різних факторів (Cп – пи-томе зчеп-лення частинок, H/м2; – вологість мінерального добрива, %; – вміст частинок розміром d < 0.01мм, %; d50 – розмір частинок гранул, мм).

Для вивчення закономірностей процесу витікання мінеральних добрив усередині бункера кузовного типу та впливу характеру процесу витікання на якість пошарового розподілу на транспортер була використана експерименталь-на установка. Вона складається з рами 1, живильного транспортера 2, кузова (бункера) 3, відцентрового диску 7 з гідродвигуном, приводу живильного тран-спортера, приводу візка.

Оцінка якості пошарового розподілу проводилась двома показниками: кое-фіцієнтами нерівномірності товщини розподіленого шару Kh та відносної щіль-ності розподіленого шару K.

Коефіцієнт нерівномірності товщини розподіленого шару мінеральних добрив являє собою

, (12)

де h – задана товщина шару; hmin – дійсна мінімальна товщина шару.

Коефіцієнт відносної щільності розподіленого шару мінеральних добрив дорівнює

, (13)

де max, min – відповідно максимальна та мінімальна щільність розподіленого шару мінеральних добрив.

Для визначення відносної щільності розподіленого шару використовувався вимірювач щільності ДОРНДІ з площею наконечника F100 = 100см2 (замість F1 = = 1 см2).

Відносна щільність шару визначалася як:

i = K Cy , (14)

де K – питомий коефіцієнт пропорційності, який визначається лабораторним шляхом; Cy – кількість ударів вимірювачем щільності.

Вологість мінеральних добрив визначається методом висушування за до-помогою експресвологоміра ВЛК-01.

Для визначення осьової сили тиску застосовувалася спеціальна установка. Вона виконувалась у двох варіантах: перший – з регульованою довжиною роз-вантажувального отвору, другий – з регульованою шириною розвантажу-вального отвору. Під час виконання лабораторних досліджень змінювалися такі параметри бункера Lд = 0.2-1.6; B = 0.1-1.0; H = 0.50-2.0 м.

В результаті експериментальних досліджень були визначені два характерні процеси пошарового розподілу мінеральних добрив: локальний та гідравлічний (рис. 1).

Рис. 1 Характер процесу пошарового розподілу мінеральних добрив бункерами:

а – локальний L/h > L/h (кp), > ; б – гідравлічний L/h = L/h (кp), ; 1– зона формування шару; 2 – рухома зона; 3, 5 – нерухома зона;
4 – розподілений шар мінеральних добрив

Локальний процес має місце при умові, що відношення довжини розван-тажувального отвору L до товщини шару розподілу h більше критичного спів-відношення , тобто .

Критичне співвідношення залежить тільки від фізико-механічних властивостей мінеральних добрив: кута внутрішнього тертя ?2 та питомого зчеплення часток Cп (рис. 2, 3).

При зростанні питомого зчеплення часток гранул Cп від 0 до 14 H/м2 критичне співвідношення зменшується: для гранульованого суперфос-фату – від 2,8 до 2,1; для гранульованого суперфосфату подвійного – від 2,35 до 1,6; для суміші 2:1 – від 4,8 до 4,0; для аміачної селітри – від 2,9 до 2,3.

Осьова сила тиску P0 мінеральних добрив істотно впливає на властивість добрив витікати усередині бункера. Чим більша осьова сила тиску, тим більший КВ добрив. Одночасно зростає тяговий опір при їх пошаровому розподілі.

Дослідження проводилися з використанням гранульованого суперфосфату для двох його станів: сухого, коли питоме зчеплення частинок гранул Cп = 0, кут внутрішнього тертя ?2 = 350, d50 = 1.042 мм, вологого – Cп =10 H/м2, = 6%, ц2 = 470, d50 = 1.042 мм.

Осьова сила тиску Р0 отримана експериментально та залежить від критичного співвідношення , ширини розвантажувального отвору В, висоти заван-тажування Н, питомого зчеплення частинок гранул добрив Сп. Рекомендована емпірична формула для її розрахунку.

Із збільшенням співвідношення від 10,6 до 24 коефіцієнт нерівномірнос-ті товщини розподіленого шару Kh зростає в межах від 0,07 до 0,8.

При співвідношенні відбувається гідравлічний процес витікан-ня, тобто добрива рухаються по всьому периметру бункера плоскопаралельно і розпушуються, коефіцієнт Kh не перевищує 0,03.

Відношення також впливає на коефіцієнт відносної щільності K. При коефіцієнт K зростає. Із зменшенням питомого зчеплення частинок гранул добрив Cп від 10,0 Н/м2 до 0 значення коефіцієнтів Kh та K відповідно знижуються від 0,8 до 0,028 та від 0,27 до 0,030.

Як показали дослідження, при локальному процесі руху добрив усередині бункера, коли , відхилення нерівномірності внесення добрив по дов-жині шляху S коливається в широкому діапазоні Q від 4% до 60%, середнє значення відхилення складає 24,3%, коефіцієнт варіації 0,53.

При гідравлічному процесі, коли , добрива рухаються плоскопаралельно по всьому відсіку бункера і розпушується. Це забезпечує стабільну подачу добрив до місця розподілу. Відхилення нерівномірності внесення добрив на довжині шляху S коливається в межах від 3% до 11%. Таким чином, при гідравлічному процесі руху мінеральних добрив усередині бункера забезпечуються стабільна подача добрив до місця пошарового роз-поділу та середнє значення відхилення нерівномірності внесення 5,6%, кое-фіцієнт варіації 0,82.

В четвертому розділі “Дослідження удосконаленого бункера розкидача мінеральних добрив у польових умовах” викладено програму досліджень, опи-сано установки, прилади та обладнання, наведено результати досліджень.

Польові дослідження вдосконаленого розкидача мінеральних добрив про-водились у СТОВ “Нива” с. Майдан Вінницького району Вінницької області. Дослідження були спрямовані на перевірку якості розподілу мінеральних добрив, тобто на визначення:

-

-

-

Дослідження проводились для вдосконаленого бункера розкидача (рис. 4) та існуючого бункера розкидача МВУ-8.

Довжину транспортеру 3 в порівнянні з існуючим на розкидачеві МВУ-8 зменшено з 2,5 м до 1,2 м, тобто майже в два рази. В передній частині кузова встановлена криволінійна рухома стінка 3, яка внизу опирається на ролики 10, крім цього, вона опирається роликами на бокові стінки кузова. В рух стінка 9 приводиться за допомогою телескопічного гідроциліндра. Криволінійна форма стінки забезпечує рух добрив доверху з послідуючим їх опусканням, що, в свою чергу, сприяє розпушуванню мінеральних добрив.

Рис. 4 Схема удосконаленого бункера розкидача мінеральних добрив

1 – кузов; 2 – лімб регулювання висоти планувальника; 3 – транспортер;

4 – регульоване днище бункера; 5 – кремальєра; 6 – кремальєрна шестерня;

7 – штурвал регулювання довжини розвантажувального отвору; 8 – днище;

9 – криволінійна рухома стінка; 10 – ролик; 11 – гідроциліндр висування стінки; 12 – козирок; 13 – відцентровий диск; 14 – дефлектор; 15 – дросель

В якості мінеральних добрив застосовувався гранульований суперфосфат з d50 = 3,1 мм, = 7,3%, вологістю = 6%, ц2 = 48. Норма внесення добрив скла-дала Q = 0.6 т/га.

Як показали результати польових випробувань існуючого розкидача, у середині бункера спостерігалося утворення нерухомої ділянки в передній час-тині кузова. Шар добрив утворювався з нерівномірною поверхнею і розривами. Відносна щільність шару мінеральних добрив протягом роботи розкидача є нерівномірною і коливається в межах від 7.4 kH/м2 до 9.8 kH/м2.

Контроль якості розподілення мінеральних добрив, виконаного існуючим розкидачем, показав таке:

- спостерігалося відхилення товщини шару розподілу мінеральних добрив – замість 0,12 м товщина шару на транспортері коливалась в межах від 0,06 до 0,11 м. В окремих місцях шляху розподілення шару мінеральних добрив призупинялось.

- середнє значення відхилення нерівномірності внесення мінеральних добрив на ділянці поля складало 25,94%.

Зважене середнє квадратичне відхилення складало 1,72.

Для вдосконаленого бункера розкидача над горизонтальним розвантажу-вальним отвором спостерігався гідравлічний процес витікання мінеральних добрив. Вони витікали плоскопаралельно без перемішування в розпушеному стані. Утворення нерухомих ущільнених зон не спостерігалось. Розподіл шару мінеральних добрив на транспортер відбувався на всій довжині шляху рівномірно і з рівномірною щільністю. Величина відносної щільності складала 8,1 kH/м2. Середнє відхилення нерівномірності внесення не перевищило 6,34%. Зважене середнє квадратичне відхилення складало 0,486.

Найбільший тяговий опір від пошарового розподілу для існуючого розкидача складає 11,0-11,2 kH, а для вдосконаленого розкидача – 3,4-3,8 kH. Таким чином, прийняття раціональних параметрів бункера дозволить зни-зити тяговий опір від розподілу в 3,3-2,9 рази.

В п’ятому розділі “Рекомендації за результатами досліджень бункерів розкидачів мінеральних добрив кузовного типу” розроблено практичні рекомендації по визначенню за номограмами питомого зчеплення частинок Сп, довжини розвантажувального отвору в бункері L, коефіцієнта витікання міне-ральних добрив; рекомендовано конструкції бункерів залежно від величини КВ; розроблено методику розрахунку раціональних конструктивних та техно-логічних параметрів бункерів. Економічний ефект від впровадження вдосконаленого розкидача мінеральних добрив складе 132,1 грн/га.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ

1.

2.

3. Визначено раціональний процес витікання мінеральних добрив – “гідравлічний” і умови його здійснення, при яких відхилення нерівномірності

внесення добрив знаходиться в проміжку від 3% до11%, середнє значення від-хилення досягає 5,6%, коефіцієнти варіації 0,82, асиметрії 0,15.

4. Досліджено вплив різних факторів (кута внутрішнього тертя, питоме зчеплення частинок гранул мінеральних добрив) на критичне відношення дов-жини розвантажувального отвору до товщини розподіленого шару:

-

-

5. Розроблено математичну модель процесу витікання мінеральних добрив і схему сил, що діють на елемент добрив у бункері, і, як результат, отримано рівняння руху кінцевого об’єму добрив.

6. Експериментально визначено вплив різних факторів на осьову силу тиску P0 мінеральних добрив (питомого зчеплення частинок гранул, висоти завантаження, ширини розвантажувального отвору бункера, критичного співвідношення довжини розвантажувального отвору уздовж бункера до товщини шару добрив) і отримано емпіричну формулу для розрахунку осьової сили тиску.

7. Досліджено вплив на КВ мінеральних добрив різних факторів:

- KВ ? 0,45 для різних видів мінеральних добрив забезпечується при Cп < 8H/м2, 3,5%, d50 1,7-3,0 мм,  = ,0%,  = ,4;

- при збільшенні товщини шару від 0,1 м до 0,5 м КВ зростає від 0,25 до 0,7.

Отримано формулу для розрахунку КВ мінеральних добрив.

8. Складено математичну модель руху мінеральних добрив у зоні форму-вання шару; визначено зони опору; зона формування шару та ковзання в зоні підрізання нерухомого стовпа добрив. Досліджено вплив різних факторів (від-ношення , висота завантаження H, ширина розвантажувального отвору B, фізико-механічні властивості мінеральних добрив) на тяговий опір від поша-рового розподілу добрив.

Найменший тяговий опір виникає при “гідравлічному” процесі і зни-жується в 2,3-4,35 рази порівняно з існуючим “локальним”.

9. Розроблено методика розрахунку раціональних конструктивних та тех-нологічних параметрів бункерів розкидачів мінеральних добрив, завдяки якій забезпечується стабільна подача мінеральних добрив у зону пошарового розпо-ділу на транспортер, покращується якість внесення добрив на полі.

10. Запропоновано практичні рекомендації в вигляді номограм для визна-чення питомого зчеплення частинок мінеральних добрив, довжини розвантажу-вального отвору бункера, коефіцієнта їх витікання, варіанти удосконалених конструкцій розкидачів для різних значень коефіцієнта витікання мінеральних добрив. Використання удосконалених конструкцій розкидачів мінеральних добрив кузовного типу забезпечує нерівномірність внесення добрив по ширині від 5,6% до 7,3%. Тяговий опір при пошаровому розподілі добрив знижується в 2,9-3,3 рази. Економічний ефект від їх впровадження складе 132,1грн/га.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1.

2.

3.

4.

Анотація

Гуцаленко О.В. Обґрунтування параметрів дозованої видачі мінеральних добрив бункерами машин для їх поверхневого внесення. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 – машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Національний аграрний університет, Київ, 2001.

Дисертація присвячена питанням визначення закономірності процесу витікання мінеральних добрив усередині бункера кузовного типу розкидача, впливу різних факторів на якість шару і стабільність подачі мінеральних доб-рив до місця їх пошарового розподілу.

Розроблено математичну модель процесу витікання мінеральних добрив у бункерах та методику розрахунку конструктивних та технологічних параметрів бункерів розкидачів мінеральних добрив.

Запропоновано практичні рекомендації у вигляді номограм для визначення довжини розвантажувального отвору, коефіцієнта витікання мінеральних доб-рив, варіанти вдосконалених конструкцій розкидачів.

Ключові слова: бункер розкидача, мінеральні добрива, нерухомі ущільнені зони, пошаровий розподіл, розвантажувальний отвір.

Аннотация

Гуцаленко А.В. Обоснование параметров дозировочной выдачи минераль-ных удобрений бункерами машин для их поверхностного внесения. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.11 – машины и средства механизации сельскохозяйст-венного производства. Национальный аграрный университет, Киев, 2001.

Диссертация посвящена вопросам определения закономерностей процесса истечения минеральных удобрений внутри бункера разбрасывателя.

В диссертации обоснована актуальность темы, сформулирована цель ис-следований, дана общая характеристика работы.

Проводится анализ исследований работы бункеров разбрасывателей минеральных удобрений, где указывается об неизученности процессов, которые происходят внутри них, что является преградой в создании научно-обос-нованной методики расчета рациональных конструктивных и технологических параметров даных бункеров разбрасывателей.

Представлены теоретические исследования движения минеральных удо-брений внутри бункера. Разработана математическая модель движения элемен-тарного объема минеральных удобрений и составлены дифференциальные зависимости их движения.

Определено тяговое сопротивление от послойного распределения удобре-ний бункерами на транспортере.

Приведены результаты экспериментальных исследований по изучению за-коно-мерностей процесса послойного распределения минеральных удобрений и влияние различных факторов на качество распределения, снижение потреб-ляемой мощности на привод транспортера.

Изложена программа исследований, описаны установ-ки, приборы и обору-дование, приведены результаты исследований.

Представлены практические рекомендации по выбору параметров бунке-ров разбрасывателей минеральных удобрений и методика их расчета.

Ключевые слова: бункер разбрасывателя, минеральные удобрения, непод-вижные уплотненные зоны, послойное распределение, разгрузочное отверстие.

Abstract

A.V. Gutsalenko. Substantiation of Parameters of Mineral Fertilizers Proportioned Distribution from the Spreader Bins for their Surface Speadinq. – Manuscript.

Theses being submitted for the scientific degree of Candidate of Technical Sciences on speciality 05.05.11 – machines and means of mechanization for Agricultural Production. National Agricultural University, Kiev, 2001.

The dissertation work is devoted to the problems of the definition of determination of process patterns of mineral fertilizers running out inside the bin of body-type spreader and the influence of various factors on quality of the layer and stability of supplying the mineral fertilizers to the point of their in-layers distribution.

Mathematical model of the process of mineral fertilizers running out inside the bins and methods of calculating the structural and technological parameters of the bins of mineral fertilizers spreaders have been developed.

Practical recommendations in the form of alignment charts for the determination of the unloading opening length, coefficient of mineral fertilizers running out, alternative improved designs of fertilizers spreaders are being suggested.

Key words: bin of the spreader, mineral fertilizers, motionless compressed zones, in-layer distribution, unloading opening.

Підгот. до друку 29.11.2001 р. Формат 60х84 1/16 Папір офісний

Умовн. друк. арк. 0,8. Тираж 100 прим. Зам. 432.

м. Вінниця, вул. Сонячна 3, ОЦ ВДАУ