Обґрунтування конструктивних параметрів заспокоювача насіння висівної секції пневматичної сівалки

Abstract

Проблему вильоту насіння з борозенки під час посіву сівалкою John Deere 90 Series можна вирішити шляхом встановлення заспокоювача насіння. Однак заводські заспокоювачі швидко зношуються після обробки 500–600 гектарів. Це вказує на необхідність вдосконалення конструкції та вибору матеріалу заспокоювачів для забезпечення їх довговічності. Подальші дослідження та випробування допоможуть знайти оптимальні рішення для зменшення зносу і підвищення ефективності роботи заспокоювачів насіння. Метою є проведення чисельного моделювання та лабораторних досліджень коливань заспокоювача насіння висівної секції пневматичної сівалки John Deere 90 Series і обґрунтування його конструктивних параметрів та проведення підбору матеріалу. З використанням програмного пакету Simcenter STAR-CCM+ проведено симуляцію процесу коливання заспокоювача насіння, який знаходиться між прикочувальним колесом і ґрунтом. В результаті симуляції було визначено розподіл абсолютної деформації сповільнювача Δyf і напруженості σf, що виникає в кожній комірці створеної сітки заспокоювача. Отримані залежності максимального значення напруженості σfmax і коефіцієнта запасу міцності kf від товщини заспокоювача Tf, висоти п’яти Hf і відстані її розміщення відносно вільного кінця заспокоювача Lf для різних матеріалів (Nylon, ABS, TPU). Розв’язуючи багатокритеріальну задачу оптимізації, яка зводиться до одночасного пошуку оптимальних значень двох критеріїв, отримані значення геометричних параметрів заспокоювача насіння: Tf = 6,5 мм, Hf = 12,4 мм, Lf = 14,6 мм. За результатами лабораторних досліджень встановлено, що за матеріал заспокоювача слід обрати TPU, оскільки для його згину необхідно прикласти найменшу силу (827 Н). Це підтверджується меншим коефіцієнтом запасу міцності kf. Problemu vylotu nasinnia z borozenky pid chas posivu sivalkoiu John Deere 90 Series mozhna vyrishyty shliakhom vstanovlennia zaspokoiuvacha nasinnia. Odnak zavodski zaspokoiuvachi shvydko znoshuiutsia pislia obrobky 500–600 hektariv. Tse vkazuie na neobkhidnist vdoskonalennia konstruktsii ta vyboru materialu zaspokoiuvachiv dlia zabezpechennia yikh dovhovichnosti. Podalshi doslidzhennia ta vyprobuvannia dopomozhut znaity optymalni rishennia dlia zmenshennia znosu i pidvyshchennia efektyvnosti roboty zaspokoiuvachiv nasinnia. Metoiu ye provedennia chyselnoho modeliuvannia ta laboratornykh doslidzhen kolyvan zaspokoiuvacha nasinnia vysivnoi sektsii pnevmatychnoi sivalky John Deere 90 Series i obgruntuvannia yoho konstruktyvnykh parametriv ta provedennia pidboru materialu. Z vykorystanniam prohramnoho paketu Simcenter STAR-CCM+ provedeno symuliatsiiu protsesu kolyvannia zaspokoiuvacha nasinnia, yakyi znakhodytsia mizh prykochuvalnym kolesom i gruntom. V rezultati symuliatsii bulo vyznacheno rozpodil absoliutnoi deformatsii spovilniuvacha Δyf i napruzhenosti σf, shcho vynykaie v kozhnii komirtsi stvorenoi sitky zaspokoiuvacha. Otrymani zalezhnosti maksymalnoho znachennia napruzhenosti σfmax i koefitsiienta zapasu mitsnosti kf vid tovshchyny zaspokoiuvacha Tf, vysoty piaty Hf i vidstani yii rozmishchennia vidnosno vilnoho kintsia zaspokoiuvacha Lf dlia riznykh materialiv (Nylon, ABS, TPU). Rozviazuiuchy bahatokryterialnu zadachu optymizatsii, yaka zvodytsia do odnochasnoho poshuku optymalnykh znachen dvokh kryteriiv, otrymani znachennia heometrychnykh parametriv zaspokoiuvacha nasinnia: Tf = 6,5 mm, Hf = 12,4 mm, Lf = 14,6 mm. Za rezultatamy laboratornykh doslidzhen vstanovleno, shcho za material zaspokoiuvacha slid obraty TPU, oskilky dlia yoho zghynu neobkhidno pryklasty naimenshu sylu (827 N). Tse pidtverdzhuietsia menshym koefitsiientom zapasu mitsnosti kf.