Моделювання руху частинки мінерального добрива по відцентровому робочому органу, напрямленому під кутом до горизонту

Анотація

Мета. Обґрунтувати робочу ширину захвату машини для внесення мінеральних добрив та її продуктивність залежно від конструктивних і кінематичних параметрів, а також від місця подачі частинок мінерального добрива на поверхню напрямленого під кутом до горизонту розкидного диска, скориставшись результатами комп’ютерного аналізу руху частинки поверхнею диска відцентрового розкидача. Методи. Під час досліджень застосовували методи вищої математики, теоретичної механіки, математичного моделювання, стандартні і спеціально розроблені комп’ютерні програми для числових розрахунків отриманих моделей, а також методи аналізу графічних залежностей між конструктивними і кінематичними параметрами. Результати. Для розробленої конструкції відцентрового туковисівного апарата, вісь якого напрямлена під кутом до горизонтальної площини, на підставі побудованої математичної моделі руху частинки мінеральних добрив по диску вздовж лопатки нахиленого туковисівного робочого органу та її сходу з диска, за допомогою спеціальної комп’ютерної програми проаналізовано розгін частинки добрива від центру диска до його периферії. Комп’ютерне моделювання цього процесу полягало у зміні конструктивних параметрів та кінематичних режимів роботи досліджуваного робочого органу. Побудовано нові графічні залежності переміщення та відносної швидкості руху частинки мінеральних добрив від часу, конструктивних та кінематичних параметрів робочого органу, а також від коефіцієнта тертя частинки по поверхні диска. За кінематичні та конструктивні параметри відцентрового робочого органу слугували кутова швидкість розкидного диска, його радіус, кут нахилу диска до горизонту, початковий радіус подачі частинки мінерального добрива на диск. Отримано графіки залежності абсолютної швидкості сходження частинки добрива з диска робочого органу від часу та зазначених вище параметрів, що зумовлюють дальність польоту частинки добрива після сходу з лопатки диска відцентрового робочого органу. Це дало змогу в кінцевому підсумку визначити робочу ширину захвату машини для внесення мінеральних добрив та її продуктивність. Висновки. Відносна швидкість сходження частинки мінеральних добрив з лопатки нахиленого туковисівного робочого органу не залежить від номера сектора, в якому здійснюється його живлення, і збільшується за зростання кутової швидкості диска та зменшення як радіуса подачі, так і коефіцієнта зовнішнього тертя добрив. Найбільший вплив на відносну швидкість сходження частинки добрива з лопатки робочого органу чинять кутова швидкість диска і радіус подачі. За коефіцієнта зовнішнього тертя добрив 0,3, радіуса подачі 0,1 м, кута нахилу диска до горизонтальної площини 30° і кутової швидкості диска 30, 60, 90 і 120 с–1 відносна швидкість сходження частинки мінерального добрива з лопатки нахиленого робочого органу відповідно становить 9; 17,5; 26,5 та 35 м•с–1. За кутової швидкості диска 90 с–1 і зазначених параметрів робочого органу та радіуса подачі добрив 0,1; 0,2 і 0,3 м відносна швидкість сходження частинки добрива з лопатки становить 26,5; 25 і 20 м•с–1. Значення радіуса подачі добрив не повинно перевищувати половини радіуса диска туковисівного робочого органу. Зміна кута нахилу диска робочого органу до горизонтальної площини в межах 0–40° не впливає на час розгону частинок добрива та значення відносної й абсолютної швидкостей сходження його частинок з лопатки. Однак вона приводить, і це дуже важливо, до зміни кута між вектором абсолютної швидкості сходження частинки добрива та горизонтальною площиною. А це сприяє збільшенню дальності польоту добрива. Подачу добрива на нахилений туковисівний робочий орган доцільно здійснювати у секторі ІІ його диска. Раціональні значення кута нахилу диска до горизонтальної площини перебувають у діапазоні 20–30°.