3.2 Обоснование геометрических параметров высевающего аппарата
3.2.1 Исследование процесса загрузки ячейки
С целью определения рациональной формы ячейки рассмотрим движение семени вниз по передней стенке ячейки АВ (Рисунок ).
В момент загрузки на семя действует сила тяжести G=mg и реакция поверхности диска N.
Рисунок - Схема сил, действующих на семя в момент загрузки ячейки
Движение семени вдоль линии ячейки АВ ячейки возможно при условии, когда составляющая силы веса G, будет больше силы трения Fтр семени о стенку ячейки
mgcosα > Fтр , ()
или
mgcosα > Nf , ()
mgcosα > f mgsinα, ()
где m – масса семени сахарной свеклы, кг;
α – угол наклона передней стенки ячейки, 0;
N – нормальная реакция поверхности ячейки, Н;
f – коэффициент трения семян сахарной свеклы о стальную поверхность ячейки.
Уравнением (4) описывается начало движения семени по передней стенке, когда ее относительная скорость близка или равна нулю.
3.2.2 Исследование процесса разгрузки ячейки
Определим угол наклона задней стенки ячейки β, при котором будет обеспечена разгрузка семян сахарной свеклы (Рисунок ).
Составим уравнения сил, действующих на семя при разгрузке ячейки.
{
N= mrω2sin β + mgsin β ()
mrω2cos β + mgcos β ≥ Fтр
где ω – угловая скорость вращения диска, рад/с;
r – внутренний радиус диска, м.
в свою очередь сила трения Fтр = f N.
где f – коэффициент трения семян о стальную стенку ячейки.
Рисунок – Схема сил действующих на частицу в момент разгрузки ячейки
Тогда
mrω2sin β + mgsin β ≥ f (mrω2cos β + mgcos β);
rω2sin β + gsin β ≥ f (rω2cos β + gcos β);
sin β (rω2 + g) ≥ f cos β (rω2 + g) ;
sin β ≥ f cos β ,
разделим обе части неравенства на cos β, тогда
tg β ≥ f или β ≥arctg f. ()
Следовательно, угол наклона поверхности ячейки также не должен превышать угла трения семян об ее поверхность диска, т.е. углы наклона передней и задней стенок ячейки равны β = α=30,90.
С учетом полученных расчетов, принимаем форму ячейки в виде усеченного конуса с малым диаметром 4,9 мм, большим диаметром 10,4 мм и высотой конической поверхности, равной 4, 9 мм.
|