9.3. Вынос семян катушечным высевающим аппаратом

Наблюдения за работой катушечного высевающего аппарата показали, что высев семян желобками катушки осуществляется двумя способами. Часть семян попадает в промежутки между ребрами и двигается вместе с катушкой (объемное дозирование).

Другая часть, расположенная ниже катушки, приходят в движение за счет сил давления ребер катушки и сил трения и образует так называемый активный слой семян (рис. 9.4).

Объем семян, вынесенных за один оборот катушки, будет складываться из объемов семян, попавших в желобки V_ж и высеянных за счет активного слоя V_акт:

(9.7)

Если значение V_ж при известных размерах катушки может быть определено сравнительно легко

, (9.8)

где f_ж - площадь сечения желобка;

z - число желобков;

l_p - рабочая длина катушки;

β - коэффициент заполнения желобков,

то вычисление V_акт. усложняется тем обстоятельством, что скорость движения семян в слое непостоянна (рис. 9.4, б).

Рис. 9.4. Движение зерна в катушечном высевающем аппарате: а - зоны движения; б - характер распределения скоростей движения в активном слое; 1 - свободное движение семян за счет силы тяжести; 2 - принудительное движение семян, перемещаемых желобками катушки; 3 - движение семян в активном слое

Зависимость W_x (где х - координата, характеризующая удаление слоя от катушки) описана М.Р. Летошневым [5]

. (9.9)

где W_кат - линейная скорость катушки;

m - показатель степени, который зависит от вида высеваемых семян;

с - толщина активного слоя.

Экспериментальными исследованиями установлены значения m для различных сельскохозяйственных культур: для семян пшеницы и ячменя - 2,6, овса - 2,5, льна - 1,7, проса - 1,4.

Вследствие изменчивости скорости W_х, определить опытным путем полную толщину слоя С достаточно сложно, поэтому чаще определяют вначале объем семян, вынесенных за счет активного слоя V_{акт. \}мог быть высеян, если бы все семена активного слоя двигались со скоростью катушки.

Если воспользоваться зависимостью (9.9), то можно установить связь между полной толщиной активного слоя с и приведенной с_пр.

Поскольку объем высеваемых семян при с и с_пр. должен быть одинаковым и равным V_акт., то

. (9.10)

Подставляя зависимость W_x=f(x), можно получить

,

или

,

что приведет к уравнению

.

Тогда

, . (9.11)

Следует отметить, что в активном слое зерен пшеницы движется всего четыре ряда семян (т.е. с≈10 мм), проса - пять слоев (с≈7 мм), а вообще с не превышает шестикратной толщины семян [2].

Приведенная толщина активного слоя для семян пшеницы находится в пределах 3,2...5 мм, ржи - 2...2,5 мм, кукурузы - 5,3...10,3 мм.

Зазор между катушкой и донышком обычно устанавливают меньше, чем с, чтобы предотвратить неконтролируемый высев семян, возможный за счет влияния вибраций сеялки на нижние слои активного слоя, движущиеся с малой скоростью. Вследствие уменьшения с снижается и значение с_пр. При измерениях с_пр в случаях нормального зазора между катушкой и донышком для основных культур приведенная толщина оказывается в пределах 2...2,5 мм.

Объем семян, который может быть высеян активным слоем за один оборот катушки,

, (9.12)

где t₁ - время одного полного оборота катушки.

В свою очередь,

t₁=60/n_кат.,

где n_кат. - частота вращения катушки (мин^-1).

Тогда

.

Поскольку линейная скорость ребер катушки

, (9.13)

где d - диаметр катушки,

то можно получить

. (9.14)

Общий высев семян за один оборот катушечного аппарата определенных размеров с учетом равенств (9.7), (9.8) и (9.14) составит

. (9.15)

Для того чтобы обеспечить заданную норму высева Q (кг/га), необходимо на сеялке установить выбранное значение передаточного числа в механизме привода и рабочую длину катушки.

С учетом равенств (9.5) и (9.15) можно получить

, (9.16)

откуда

, (9.17)

где а - величина междурядья, см;

D - диаметр ходового колеса сеялки, м;

γ - объемная масса семян , г/см³;

i - передаточное число механизма привода высевающих аппаратов;

f_ж площадь поперечного сечения желобка (для зерновых культур - 0,58 см²);

z - число желобков катушки (обычно 12);

d - диаметр катушки, см;

с_пр - приведенная толщина активного слоя, см;

l_p - длина рабочей части катушки, см;

β - коэффициент заполнения желобков семенами (β≈1).

Ввиду возможного отличия свойств семян даже одной культуры от характеристик, по которым произведен расчет значений норм высева при настройке сеялки, необходимо перед началом работы провести пробный проверочный высев. Для этого обычно приподнимают сеялку домкратом так, чтобы одно из опорно-приводных колес свободно вращалось.

Движение сеялки по полю имитируют вращением колеса.