Proiectarea Standului Pentru Incercarea Aparatelor de Distributie a Masinilor de Semanat de Precizie

Politehnica

Proiectarea Standului Pentru Incercarea Aparatelor de Distributie a Masinilor de Semanat de Precizie

Byadmin ianuarie 1, 2024

Cuprins

INTRODUCERE

Capitolul 1

Stadiul actual al realizărilor în domeniul temei:

1.1 Indicatori de calitate ai lucrării de semănat

1.1.1 Indicatori de calitate înainte de semănat

1.2 Realizări constructive în domeniul mașinilor de semănat de precizie

1.2.1 Cutia de semințe

1.2.2 Brăzdarele mașinilor de semănat

1.2.3 Aparate de distribuție

1.2.4 Tuburi de conducere a semințelor

1.2.5 Roți de tasare și acționare

1.2.6 Mecanismele secțiilor semănat

1.2.7 Transmisia

1.3 Tehnici pentru încercarea semănătorilor

1.3.1 Încercarea înainte de începerea lucrului :

1.3.2 Analiza indicilor calităților în condiții reale de lucru :

Capitolul 2 Proiectarea standului pentru încercarea aparatelor de distribuție a mașinilor de semănat de precizie

2.1 Obiectivele lucrării

2.2 Cerințe impuse

2.3 Construcția standului

2.4 Proiectarea principalelor elemente componente ale standului

2.4.1 Proiectarea cadrului

2.4.2 Proiectarea sistemului de antrenare

2.4.3 Determinarea diametrului roții de antrenare

2.4.4 Proiectarea sistemului de colectare a semințelor

2.4.5 Calculul arborelui de antrenare al colectorului

2.4.6 Criterii de stabilire a transmisie la aparatele de distribuție

2.5 Metodologia încercărilor

Capitolul 3

3.1 Concluzii

Bibliografie

ABSTRACT

Agricultura este la ora actuală o problemă majoră în economia țărilor Uniunii Europene. Productivitatea mare obținută printr-o mecanizare totală, a revoluționat agricultura și degrevează o bună parte din forța de muncă care este tot mai scumpă în Uniunea Europeană. Pentru obținerea productivității maxime, controlul cât mai exact a condițiilor de realizare a patului germinativ esteesențială și nu se poate face decât folosind semănători moderne pentru o calitate la fel de bună amaterialului săditor.

Acestă competiție pentru o productivitate maximă în condiții cât mai ecologice adus la specializarea axată pe cultură, a mașinilor de semănat sau dezvoltarea unor agregate complexe ceexecută complet pregătirea patului germinativ printr-o singură trecere a tractorului.

Semănătorile sunt utilajele agricole cu gradul de complexitate cel mai ridicat. Datorită complexității lor ele pot fi asemănate cu un război de țesut pânza. Ca și la un război de țesut , în urma semănătorii trebuie să se aștearnă un covor uniform de pământ însămânțat la densitatea cerută, fără lipsuri sau devieri de rânduri.

Frumusețea și bogăția lanurilor ce vor crește depinde în mare măsură de calitațile semănătorii.

INTRODUCERE

Atât la noi în țară cât și pe plan mondial,actuala etapă de mecanizare a lucrărilor de semănat este caracterizată de preocupări în vederea realizării unor mașini de greutate redusă cu productivitate mărită și care să poată executa succesiv sau concomitent mai multe operații.

Direcțiile principale de perfecționare a mașinilor de semănat pot fi considerate a fi:

Îmbunătățirea construcției mașinilor de semănat atât sub aspect geometric (dimensiuni și configurație) cât și sub aspect cinematic (viteză mărită a organelor de lucru) și dinamic (forțele și momentele ce solicită mașinile) în vederea îmbunătățirii utilizării din punct de vedere calitativ și cantitativ.

Realizarea unor tipuri noi de mașini de semănat cu greutate redusă și cu capacitate de lucru mărită, respectiv cu lățime mare de lucru.

Realizarea unor semănători combinate care să asigure semănatul concomitent cu efectuarea altor operații cum ar fi : pregătirea patului germinativ, fertilizarea solului și aplicarea tratamentelor chimice.

In ceea ce privește construcția mașinilor de semănat partea cea mai importantă este distribuitorul care trebuie să permită semănatul unei game variate de semințe, unei game variate de norme specifice la hectar. In acest scop distribuitorul trebuie să fie prevăzut cu posibilitatea modificării debitelor prin modificarea turației acestuia. Repectiv semănătorile trebuie să fie prevăzute cu un număr mare de rapoarte de transfer.

Semănătorile sunt destinate executării semănatului semințelor culturilor agricole. Lucrarea tehnologică de semănat asigură introducerea semințelor în sol la o adâncime prestabilită, acoperirea acestora cu un strat de pământ afânat și nivelarea uniformă a terenului. Cerințele agrotehnice sunt foarte riguroase și trebuie îndeplinite întocmai pentru ca producția să nu fie grevată, de aceea trebuie acordată o deosebită atenție pregătirii agregatelor de semănat și organizarea optimă a deservirii tehnologice.

În vederea realizării unor lucrări de calitate la semănat, se cere respectarea anumitor cerințe și anume: executarea la timp a semănatului, asigurarea unei densități optime, o realizare uniformă, respectarea adâncimii de semănat pentru fiecarea specie în parte, încorporarea tuturor semințelor, respectarea distanței între rânduri și a orientării lor, evitarea de greșuri.

Mașinile de semănat în cuiburi numite și semănători de precizie, sunt utilizate pentru semănatul culturilor prășitoare (porumb, floarea soarelui, fasole, soia, pepeni, castraveți, tomate etc). Aceste mașini realizează semănatul bob cu bob, câte una sau mai multe semințe în cuib. Acest lucru presupune distribuirea uniformă a semințelor la distanțe fixe pe rânduri, ceea ce determină asigurarea unui spațiu de nutriție optim pentru plante și reducerea cantității de semințe pe unitatea de suprafață.

Mașinile de semănat în cuiburi sunt realizate ca mașini speciale (folosite pentru însămânțarea unei anumite culturi) sau ca mașini universale. Concomitent cu lucrarea de semănat mașina poate aplica îngrășăminte chimice, erbicide, insecticide, situație în care este prevăzută cu echipamente specifice.

Construcția unei mașini de semănat plante prășitoare include în componența sa următoarele părți componente: secții de semănat, montate pe un cadru și marcatoare pentru asigurarea conducerii agregatelor de semănat în timpul lucrului. Cadrul mașinii pe care se montează secțiile este prevăzut cu roți proprii de sprijin. La mașinile de semănat prevăzute cu aparat de distribuție pneumatică, se prevede în componența mașinii un ventilator – exhaustor. Rolul acestui ventilator – exhaustor este de a absorbi aer din camerele de depresiune ale aparatelor de distribuție.

În cazul mașinilor de semănat plante prășitoare, în procesul distribuției se realizează antrenarea individuală a fiecărei semințe.

Mașinile de semănat plante prășitoare, trebuie să răspundă la următoarele cerințe:

să asigure distanțe între rânduri constante;

să asigure menținerea constantă a distanței reglate între cuiburi (semințe) pe rând; în cazul mașinilor care efectuează semănatul mai multor semințe în cuib se impune asigurarea menținerii numărului constant de semințe în cuib;

în procesul distribuției semințelor să nu se producă spargeri de semințe;

să asigure menținerea constantă a adâncimii de îngropare a semințelor.

Principalul indice calitativ de lucru la mașinile de semănat plante prășitoare este precizia de semănat sau uniformitatea de distribuție pe rând a semințelor (cuiburilor) sau a grupurilor de semințe.

Stadiul actual al realizărilor în domeniul temei:

În această secțiune am prezentat indicatori de calitate ai lucrărilor de semănat plante prașitoare. Am continuat cu prezentarea unor realizări constructive în domeniul mașinilor de semănat de precizie. Urmează prezentarea unor tehnici pentru încercarea semănătorilor, iar la final sunt prezentate concluziile.

Indicatori de calitate ai lucrării de semănat

Indicatori de calitate înainte de semănat

La semănătoarea de precizie se execută următoarele reglaje:

Distanța între brăzdare

Adâncimea de lucru, orizontalitatea mașinii și a brăzdarelor;

Norma de semănat / uniformitatea de dozare a semințelor ;

Gradul de vătămare a semințelor;

Distanța între boabe pe rând (cuiburi) :

alegerea discului;

alegerea raportului de transmisie;

Debitul de soluție:

la administrarea în benzi;

la administrarea pe întreaga suprafață.

Distanța între brăzdare

Constă în măsurarea distanțelor corecte dintre cuiburile semănate (ncd) și a numărului total de intervale (ntd) dintre cuiburi (semințe) și determinarea preciziei (Pd) cu expresia:

(1)

Probele se prelevează astfel: se descopera rândurile semănate pe o lungime egală cu 20….30 de ori distanța dintre cuiburi pentru fiecare determinare în parte. Distanțele dintre cuiburi se consideră corecte, dacă se încadrează în jurul distanței stabilite din punct de vedere agrotehnic cu o abatere maximă de 20%.

Distanța între brăzdare se reglează prin deplasarea secțiilor pe bara principală și apoi fixarea lor cu ajutorul bridelor.

În figura 1 este prezentată schema de montaj a unei secții centrale pentru distanța între rânduri de 800 mm. Este important de reținut că reglarea trebuie începută de la centrul semănătorii (mijlocul barei pătrate). Suportul principal 1 este montat pe bara pătrată 3 cu ajutorul bridelor 3, iar secția de semănat se fixează pe bara pătrată cu bridele 4, astfel ca centrul secției de semănat să fie la 400 mm de centrul semănătorii.

Reglajul este identic și pentru distanțele de 500, 600, 700 mm.

În figura 2 este arătată schema de montaj a unei secții marginale și a unei secții centrale pentru distanța de 900 mm.

În cazul secției marginale, în zona balamalei 1 de articulație a cadrului (barei pătrate) se utilizează două șuruburi speciale cu ochi 2, care se fixează prin bolțurile 3 așezate pe partea superioară și inferioară a barei pătrate. Identic se efectuează reglajul și pentru distanța de 1000 m.

Figura 1

Schema de montare a unei secții centrale la distanța de 800 mm

Figura 2

Schema de montare a unei secții marginale a și centrale b la distanța de 900 mm între rânduri

Adâncimea de lucru, orizontalitatea mașinii și a brăzdarelor

Există patru posibilități de reglare a adâncimii de lucru:

prin modificarea poziției roților de sprijin față de bara principală a semănătorii (bară pătrată);

prin modificarea poziției secțiilor de semănat față de bara principală (poziție superioară sau inferioară a plăcilor de fixare);

prin montarea barei principale în orificiile superioare sau inferioare ale exhaustorului;

prin schimbarea brazdarelor.

Pentru aprecierea indiclor de calitate referitori la adâncimea de semănat, se folosesc relații următoare, pe baza cărora se determnină:

adâncimea medie de încorporare a semințelor în sol (am);

(2)

în care: ai – reprezintă valorile adâncimilor de lucru măsurate

n – numărul măsurătorilor efectuate

abaterea standard față de adâncimea medie de încorporare a semințelor (sa)

(3)

coeficientul de variație al adâncimii de semănat (ca)

(4)

Lucrarea de semănat se consideră corespunzătoare din punct de vedere calitativ, dacă din am, [cm] și din am.

Efectuarea reglajelor se face pe o platformă, așezând sub roțile mașinii cale din lemn de grosime corespunzătoare adâncimii de lucru mai puțin 2 cm, după care se coboară mașina până când călcâiul brăzdarelor tuturor secțiilor ating platforma. Astfel, apare necesitatea reglării orizontalității mașinii ceea ce se realizează de la tiranții tractorului.

Este necesar ca în poziție coborâtă a mașinoii exhaustorul să aibă o poziție vertical’, lucru ce se realizează de la tirantul central. Pătrunderea vârfului brăzdarului în sol este limitată de lanțul montat între vârful brăzdarului și cadrul secției.

Roțile de sprijin se montează astefel încât să calce pe urmele roților tractorului.

Norma de semănat / uniformitatea de dozare a semințelor

Norma de semănat (N), respectiv cantitatea de sămânță distribuită pe unitatea de suprafață, reprezintă indicatorul prin care se realizează densitatea la semănat. Valoarea acesteia se determină cu ajutorul expresiei:

(5)

Unde:

D este densitatea semințelor germinabile distribuite pe m2;

MMB este masa a 1000 boabe [g];

P este puterea semințelor [%];

G este germinația semințelor [%].

MMB, P și G sunt menționate, în mod obligatoriu, alitativ, dacă din am, [cm] și din am.

Efectuarea reglajelor se face pe o platformă, așezând sub roțile mașinii cale din lemn de grosime corespunzătoare adâncimii de lucru mai puțin 2 cm, după care se coboară mașina până când călcâiul brăzdarelor tuturor secțiilor ating platforma. Astfel, apare necesitatea reglării orizontalității mașinii ceea ce se realizează de la tiranții tractorului.

Este necesar ca în poziție coborâtă a mașinoii exhaustorul să aibă o poziție vertical’, lucru ce se realizează de la tirantul central. Pătrunderea vârfului brăzdarului în sol este limitată de lanțul montat între vârful brăzdarului și cadrul secției.

Roțile de sprijin se montează astefel încât să calce pe urmele roților tractorului.

Norma de semănat / uniformitatea de dozare a semințelor

Norma de semănat (N), respectiv cantitatea de sămânță distribuită pe unitatea de suprafață, reprezintă indicatorul prin care se realizează densitatea la semănat. Valoarea acesteia se determină cu ajutorul expresiei:

(5)

Unde:

D este densitatea semințelor germinabile distribuite pe m2;

MMB este masa a 1000 boabe [g];

P este puterea semințelor [%];

G este germinația semințelor [%].

MMB, P și G sunt menționate, în mod obligatoriu, în certificatul de calitate al semințelor și pe eticheta aplicată pe ambalaj.

Semănatul în condiții nefavorabile, care pot determina pierderi de plante în perioada de la semănat până la răsărire, impune majorarea normei de semănat cu 5 până la 10%.

Pentru stabilirea constanței normei de semănat, denumită în literatura de specialitate și uniformitatea de dozare a seminșelor, se suspendă semănătoarea și se alimentează cu sămânță cutiile de semințe. Pentru încercarea semănătorii se va roti roata de sprijin care acționează aparatele de distribuție de 50 sau 100 de ori și se va colecta sămânța distribuită pe o prelată.

Se fac minim trei încercări și se cântăresc cantitățile de sămânță distribuite (Qi) cu precizia de 1 g. Utilizând masele determinate experimental, se calculează constanța de semănat (Cs) cu expresia.

(6)

în care: Qi reprezintă valorile maselor de sămânță distribuite de toate aparatele de distribuție a semănătorii la determinarea i (i = 1……n);

Qm este media aritmetică a maselor cântărite la cele n determinări:

(7)

Valoarea calculată a lui Cs se va compara cu cantitatea de sămânță necesară (Qn), care se determină în funcție de norma de sămânță impusă și suprafața corespunzătoare celor nr rotații ale roții (50 sau 100), cu relația:

(8)

în care suprafața de teren A, exprimată în [m2], are valoarea:

(9)

unde dr este diametrul roții de antrenare al aparatelor de distribuție, [m].

Această valoare se reduce cu 2 – 3 cm. Pentru a lua în considerare deformarea pneului sub acțiunea greutății semănătorii și efectul de tasare a solului sub acțiunea roții;

nr este numărul de rotații efectuate;

n este numărul de rânduri semănate la o trecere a semănătorii;

b este distanța dintre rândurile de plantat.

Gradul de vătămare al semințelor

Reprezintă procentul de semințe vătămate, din masa totală a acestora și se determină cu relația:

(10)

Unde: Mvs – este masa semințelor vătămate, [g];

Mts – masa totală a semințelor dintr-o probă, de regulă 100g.

Se precizează că în cazul plantării cartofilor, Mvs/Mts reprezintă raportul dintre numărul de tuberculi vătămați și numărul total de tuberculi. Pentru fiecare probă se recoltează câte 30 tuberculi. Se consideră semințe vătămate, cele care reprezintă o degradare a cel puțin 1/3 din suprafața lor.

Distanța între boabe

Se determină prin descoperirea rândurilor semănate pe o lungime egală cu 20….30 de ori distanța dintre cuiburi (dc) pentru fiecare determinare în parte. Se numără cuiburile care conțin numărul corect de boabe (ncc), precum și numărul total de cuiburi (ntc), valori care permit calculul acestui indicator cu ajutorul relației:

(11)

De asemenea, se determină lungimea unui cuib (Lc), exprimată în centimetri, respectiv distanța dintre două boabe pe rând, care se consideră că sunt în același cuib:

(12)

Acest reglaj constă din două operații distincte:

Alegerea discului distribuitor

În funcție de cultură, mașina dispune pentru fiecare secție de un set de 12 discuri cu număr diferit de orificii si diametre diferite a orificiilor și trei discuri fără orificii care pot fi găurite în funcție de necesități. În figura 3 sunt prezentate diferite tipuri de discuri distribuitoare, iar în tabelul 1 discurile distribuitoare cu care este echipată mașina.

Figura 3

Diferite discuri distribuitoare ale semănătorii SPC-6

Tabel 1

X – discuri cu orificii duble pentru 2 boabe în cuib

Alegerea raportului de transmisie

Analizând transmisia semănătorii (figura 4) se observă că mișcarea la ventilator și pompa de lichid se face cu raport de transmitere constant de la priza de putere prin axul cardanic 5, roțile de curea 3 și curelele trapezoidale 4. transmiterea mișcării de la roata de trasare 6 la discul distribuitor se poate face cu diferite rapoarte de transmitere în funcție de roțile de lanț utilizate. Astfel roata de lanț 7 de pe axul roții de trasare poate fi cu 9, 10, 11, 16 dinți, iar roata de lanț 8 de pe axul discului distribuitor poate fi cu 22 sau 30 de dinți.

Figura 4

Transmisia semănătorii SPC-6

Pentru alegerea raportului de transmitere se calculează distanța teoretică între boabe (cuiburi) pe rând:

(13)

În care: d – este distanța între boabe pe rând, în cm;

n – numărul de boabe prevăzute a se semăna într-un cuib;

N – număr de boabe indicat a se semăna la hectar;

b – distanța între rânduri, în m.

Din valoarea calculată se scade patinarea, apreciată la cca.10%, iar valoarea obținută se caută în tabelul 2, luîndu-se valoarea cea mai apropiată.

Tabelul 2

Debitul de soluție

Reglarea debitului de lichid se face reglând presiunea de la supapa de siguranță. Prin tensionarea arcului, crește presiunea și deci implicit și debitul de lichid.

În domeniul de presiune 2 – 5 daN/cm2 , la administrarea erbicidelor în benzi se pot realiza norme de 70 – 283 l/ha, la viteza de 5 – 11 km/h, iar la administrarea pe toată suprafața, norme între 20 – 678 l/ha. Lațimea benzii de pulverizare se poate modifica prin reglarea înălțimii duzei față de sol.

Realizări constructive în domeniul mașinilor de semănat de precizie

O mașină de semănat în cuiburi este formată din următoarele părți principale: cadru, roți de sprijin, secții de lucru, organe de conducere, dispozitiv de tracțiune sau de cuplare la ridicătorul hidraulic al tractorului, mecanisme etc.

O secție de lucru este formată din cadru prevăzut cu dispozitiv de prindere la cadrul mașinii cu posibilitatea de a urmări microrelieful terenului cu ajutorul roților proprii, care au și rol de tasare (la unele mașini roțile secțiilor sunt și roți motoare), cutie de alimentare cu semințe, aparat de distribuție, brăzdar, transmisie. În figura 5 se reprezintă schema unei secții de semănat prevăzute cu deflector, roată de tasare, roată de acoperire a semințelor și aripioare. Pe figură sunt reprezentate profilul solului după trecerea fiecărui organ.

Figura 5

Secție de semănat

deflector

rolă de trasare – nivelare

brăzdar

aparat de distribuție cu tambur cu alveole

cilindru de îndepărtare a surplusului de semințe

cutie pentru semințe

roată de tasare – acționare

aripioare de acoperire

Cutia de semințe

La mașiniele universale de semănat, cutia de semințe este comună pentru mai multe brăzdare, pe când la majoritatea mașinilor de precizie fiecare secție are cutia proprie. Tendința actuală de simplificare a mașinilor de semănat a dus la realizarea unor mașini de precizie (pneumatice sau centrifuge) cu o singură cutie pentru toate brăzdarele.

Cutiile de semințe au, în general, formă alungită cu secțiunea transversală dreptunghiulară la partea superioară și trapezoidală la partea inferioară. Semănătorile centrifugale au o formă cilindro-conică. Cele mai utilizate forme de cutii sunt prezentate, în secțiune, în figura 6. La partea inferioară a fiecărei lăzi sunt prevăzute orificii de scurgere a semințelor spre aparatele de distribuție, secțiuni diferite (cele mai utilizate fiind secțiunile dreptunghiulare și circulare).

Figura 6

Cutii de semințe

Dimensiunile orificiilor de scurgere se aleg astfel încât ele trebuie să permită trecerea ușoară a cantității maxime de sămânță cerută la hectar. Diametrul echivalent al acestora variază de la o construcție la alta și este cuprins între 50-70 mm.

La determinarea volumului cutiei de semințe se ia considerare norma maximă de însămânțare la hectar și modul de exploatare a mașinii. Dacă se consideră că lungimea parcursă de mașina de semănat în timpul lucrului, între două alimentări este L, în m, volumul Vc al cutiei este dată de relația:

(14)

în care B este lățimea de lucru a mașinii de semănat, în m; γeste greutatea volumică a seminței, în daN/m3; Q este norma de însămânțare, în kg/ha; k este coeficientul de asigurare cu sămânță sau rezerva de sămânță (1,1 – 1,2) iar ηn reprezintă coeficientul de umplere a lăzii care ține seama că alimentarea semănătorii, lada nu se umple complet (ηn = 0,9 – 0,95).

În general, la mașinile de semănat în rânduri volumul cutiei de semințe este de 40 – 50 dm3/m lățimea de lucru.

Pentru asigurarea unei alimentări uniforme cu semințe a distribuitoarelor, în interiorul cutiilor se montează agitatoare sub formă de cuie sau palete care au o mișcare de rotație continuă sau o mișcare oscilatorie.

Brăzdarele mașinilor de semănat

Procesul de semănat se desfășoară în două faze principale: prima fiind crearea unui curent de semințe și conducerea acestora în corpul brăzdarului, iar cea de-a doua constă în pregătirea brazdei, repartizarea semințelor pe fundul brazdei și acoperirea acestora cu sol.

A doua fază este considerată ca extreme de importantă pentru calitatea semănatului și este realizată prin intermediul brăzdarelor.

Destinația brăzdarelor este deci, de a forma brazda, de a introduce în brazdă, într-un mod determinat de semințele venite de la aparatul de distribuție prin tuburile de conducere și de a acoperi semințele cu sol. Respectarea cerințelor agrotehnice privind repartizarea uniformă a semințelor de-a lungul brazdei și la o adâncime determinată depinde în primul rând de modul în care decurge procesul formării brazdei și de modul în care semințele ajung în corpul brăzdarului, adică de forma și dimensiunea curentului de semințe în timpul trecerii sale din brăzdar în brazdă.

Brăzdare tip patină.

Aceste tipuri de brăzdare se folosesc la mașinile de semănat în cuiburi lucrând la adâncimea de 8 pâna la 12 cm.

În construcția actualelor semănători se folosite la noi se folosesc două tipuri de brăzdare. La mașinile la care aparatul de distribuție este dispus la distanță mică față de sol (cazul mașinilor SPC 6 cu distribuție pneumatică) forma brăzdarelor este cea arătată în figura a, fiind formate dintr-un vârf de despicare a solului și doi pereți laterali care formează rigole.

La mașinile de semănat cu aparate de distribuție mecanica (2SPC 2) brăzdarul din figura b este format din corp de care la partea inferioară se fixează vârful. Corpul brăzdarului este realizat sub forma unui tub prin care se face conducerea semințelor spre rigola deschisă de brăzdar.

Figura 7

Brăzdare tip patină

Brăzdarele tip patină în timpul deplasării despică solul și formează rigola prin presare laterală a acestuia de către flancurile laterale.

Brăzdare tip ancoră

Sunt formate dintr-un vârf ascuți, montat pe corpul brăzdarului (de forma unei pâlnii) și care este fixat pe brațul suport. Marginile laterale ale vârfului brăzdarului sunt realizate în trepte pentru a permite surparea treptată a pereților brazdei și acoperirea cu sol mărunt și umed a semințelor ce cad pe fundul rigolei.

Unghiul α de pătrundere a brăzdarului în sol se ridică din straturile inferioare la suprafață. Mișcarea brăzdarului în sol este însoțită de formarea unei aglomerări în fața brăzdarului, care în general, etse împinsă mai mult înainte și mai puțin lateral.

Brăzdarele tip ancoră se folosesc la semănătorile universale, ele putând lucra la adâncimi de 3…7 cm. Pentru obținerea unei adâncimi de însămânțare mai uniformă, aceste brăzdare se prevăd cu două piese de ghidare a semințelor spre vârf.

Brăzdare culturale

Sunt formate dintr-un vârf curbat, cu suprafața de lucru convexă, având muchia anterioară ascuțită, fiind montat la corpul brăzdarului realizat sub forma unei pâlnii montată pe brațul suport. Marginile inferioare ale brăzdarului sunt realizate de asemenea treptat.

Unghiul de pătrundere a brăzdarului în sol este de 145 – 1750 și pot lucra la adâncimi de 2 – 4 cm. Procesul de lucru executat de brăzdarele de tip cultural se caracterizează prin aceea, intrând în sol vârful acestora presează asupra perticulelor de sol și îl despică. Ca urmare, se formează o rigolă al cărui fund este tasat, creând astfel un bun pat germinativ. Din cauză că rezultanta reacțiunii soolului este orientată în sus, brăzdarul are tendința de a ieși din sol.

Zona de formare a solului în fața brăzdarului este mai mică, în părțile laterale formându-se un mușuroi similar ca la brăzdarele de tip ancoră. Brăzdarele culturale funcționează corespunzător pe terenurile bine pregătite, fiind în prezent folosite la majoritatea mașinilor de semănat universale.

Brăzdare cu discuri

Sunt cu unul sau cu două discuri. Cele cu un disc sunt așezate înclinat față de direcția de înaintare și semințele sunt dirijate prin tuburi în spatele acestuia. Din cauza împrăștierii, o parte din semințe pot să cadă pe pereții brazdei, iar altă parte se așează pe fundul brazdei. Aceste brăzdare favorizează acoperirea semințelor cu pământ uscat, provocându-se astfel uscarea solului și înrăutățind condițiile de germinație.

Brăzdarul cu două discuri este format din două discuri plane așezate înclinate cu unghiul ψ 9 – 120 astfel ca tăișurile lor să vină în contact într-un punct, numit punct de tangență și se află la o oarecare înălțime de la suprafața de rostogolire.

Decă deplasăm discul plat, așezat în stratul de sol afânat sub un unghi oarecare față de direcția de tracțiune, simultan cu rotirea sa, el va deplasa o cantitate anumită a stratului de sol creând o brazdă asemănătoare cu cele formate de discul convex.

În urma brăzdarelor va rămâne o creastă a cărei înălțime depinde de poziția punctului de tangență m. Cu cât acest punct se găsește mai sus, cu cât înălțimea crestei este mai mare. Lățimea brazdei între punctele inferioare ale celor două discuri (B1 – B2) m, se determină în moodul următor:

(15)

Aparate de distribuție

În prezent, pe plan mondial, în construcția mașinilor de semănat plante prășitoare se folosesc diferite tipuri de aparate de distribuție. Caracteristic tuturor acestor tipuri de aparate este faptul că elementele active ale acestora realizează antrenarea câte unei semințe. În funcție de modul în care elementul activ realizează antrenarea semințelor, aparatele de distribuție pot fi cu distribuție mecanică sau cu distribuție pneumatică.

Aparatele cu distribuție mecanică pot fi cu discuri cu orificii, cu discuri cu alveole, cu tambure cu alveole, cu tambure cu degete și cu benyi cu orificii. La aceste aparate, fiecare orificiu sau alveolă realizează antrenarea câte unei semințe și evacuarea acesteia spre brăzdar. Pentru realizarea semănatului a mai multor semințe în cuib, la unele mașini, se prevăd în corpul brăzdarului mecanisme de evacuare forțată a grupurilor de semințe. În acest caz, antrenarea fiecărei semințe se face individual, mecanismul realizând evacuarea periodică a grupului de semințe din corpul brăzdarului.

Aparatele cu distribuție pneumatică pot fi cu discuri cu orificii sau cu tambure cu orificii. La aceste aparate, fiecare orificiu realizează antrenarea a câte unei semințe, ca urmare a unei diferențe de presiune ce crează în dreptul orificiului.

Aparate de distribuție cu discuri cu orificii sau alveole

Organul principal al acestor aparate este reprezentat printr-un disc prevăzut cu orificii sau alveole, ce primește mișcare de rotație. Discurile pot avea orificii sau alveole de forme și dimensiuni diferite (figura 8), corespunzătoare formelor și dimensiunilor semințelor pentru semănatul cărora sunt destinate.

Figura 8

Discuri cu orificii și alveole

Discul cu orificii sau alveole se dispune în partea inferioară a cutiei de semințe, pe fundul acesteia. Discul se dispune orizontal sau înclinat. Fundul cutiei este prevăzut cu un orificiu e de evacuare a semințelor în brăzdar.

Pe partea superioară, pe o porțiune, discul este acoperit cu un capac 1 (figura 9). Porțiunea neacoperită a discului este în contact cu semințele din cutia de semințe. Deasupra discului, pe porțiunea acoperită a acestuia, sunt prevăzute răzuitorul de semințe 2 și degetul de evacuare 3, dispus deasupra orificiului de evacuare a semințelor. Răzuitorul și degetul de evacuare sunt menținute de capacul 1.

Figura 9

Discul cu alveole, degetul de răzuire și degetul de evacuare

Semințele vin în contact permanent cu porțiunea neacoperită a discului. Ca urmare, câte o sămânță intră în fiecare orificiu sau alveolă, fiind antrenată apoi în mișcarea de rotație discului. Semințele care nu au intrat în orificii sau alveolă, fiind antrenată apoi în mișcarea de rotație a discului. Semințele care nu au intrat complet în orificii sau alveole sunt îndepărtate de răzuitor. Semințele intrate în orificii sau alveole sunt transportate de disc și sunt evacuate forțat de degetul de evacuare, prin oroficiul e în brazdar.

Umplerea orificiilor sau alveolelor cu semințe la aceste aparate se face în condiții bune dacă viteza periferică a discului, corespunzătoare razei de dispunere a orifiilor sau alveolelor, este mai mică de 0,3 m/s. La depășirea acestei viteze, procesul umplerii alveolelor sau orificiilor se înrăutățește, influențând negativ asupra preciziei de semănat.

La fiecare rotire a discului cu unghiul ψ – unghiul la centru, corespunzător pasului alveolelor (orificiilor), se distribuie câte o sămânță. Timpul t în care discul se rotește cu unghiul ψ este:

(16)

Unde: z este numărul de orificii (alveole) de pe disc; ωd este viteza unghiulară a discului, în rad/s; nr este turația discului, în rot/min.

Considerând că în fiecare cuib se însămânțează câte o sămânță, rezultă că, în timpul t mașina parcurge spațiul egal cu distanța între cuiburi pe rând do.

Respective:

(17)

Unde: vmeste viteza de înaintare a mașinii, îm m/s; Dr este diametrul roții de acționare a discului, în m; nr este turația roții de acționare, în rot/min; I este raportul de transmitere între osia roții de acționare și arboreal discului.

Se vede că distanța între cuiburi pe rând poate fi reglată folosind discuri cu număr y de orificii (alveole) diferit sau modificând raportul de transmitere i.

Aparate de distribuție cu tambure cu alveole

Construcția unui aparat cu tambur cu alveole este prezentată în figura 10. Tamburul 1 cu alveole este montat pe un arbore orizontal. Alveolele pe tambur se dispun pe un rând sau pe două rânduri. Forma alveolelor depinde de forma și mărimea semințelor.

Figura 10

Aparat de distribuție cu tambur cu alveole

Semințele vin în contact cu partea superioară a tamburului și intră în alveole, fiind antrenate în mișcarea de rotație a acestora. Surplusl de semințe antrenat de alveole este îndepărtat prin intermediul cilindrului de cauciuc 2. ca urmare, în fiecare alveolă rămâne câte o sămânță. Evacuarea semințelor din alveole se face prin cădere liberă. Prin asigurarea evacuării fiecărei semințe, în partea inferioară a aparatului, este prevăzut cu deflectorul fix 3, montat în șanțul longitudinal prevăzut între alveole.

Aceste aparate se prevăd cu tambure cu alveole de dimensiuni diferite, corespunzătoare dimensiunii semințelor.

O altă construcție de aparat de distribuție cu alveole este cel prezentat în figura 11. Tamburul 1 cu alveole este montat pe un arbore orizontal. Pe fundul fiecărei alveole este prevăzut câte un orificiu.

Figura 11

Aparat de distribuție cu tambur cu alveole, cu evacuarea pneumatică a surplusului de semințe

Umplerea alveolelor cu semințe se face în timpul trecerii acestora prin dreptul stratului de semințe ce curge din cutia de smințe 2. Într-o alveolă pot intra mai multe semințe. În procesul de lucru, alveolele umplute cu semințe în timpul rotirii tamburului trec prin fața ajutajului 3, prin care este suflat un current de aer debitat de un ventilator. Aceste current de aer îndepărtează surplusl de semințe intrat în alveolă. Sub acțiunea curentului de aer, sămânța dispusă în fundul alveolei este ținută în alveolă, fiind presată în aceasta. Surplusul de semințe este evacuat din alveolă de aerul care nu trece prin orificiul din fundul alveolei. În felul acesta, în fiecare alveolă rămâne câte o sămânță care este evacuată prin partea inferioară a aparatului.

Aparat de distribuție cu tambur cu degete

Aparatul (figura 12) este format din tamburul 1 pe care sunt montate articulat degetele 2. Fiecare deget prevăzut cu câte o paletă 3. Sub acțiunea arcului 4, degetele sunt rotite astfel încât paletele să vină în contact cu discul fix 5. în spatele discului 5, pe acelaș arbore cu tamburul 1, este montat tamburul 6 care reprezintă tamburul de antrenare al transportorului cu racleți 7. acest transportor este montat pe tamburul 6 și pe tamburul de întindere 8.

Tamburul 1 și tamburul 6 primesc mișcare de rotație. Degetele 2 întind cama 9 se îndepărtează de discul 5 și trec prin masa de semințe. Se realizează astfel antrenarea semințelor între disc și paletă. Dupa părăsirea camei, sub acțiunea arcurilor, degetele se rotesc și prind semințe între disc și paletă. Semințele prinse sunt transportate până la gura de descărcare 10. pringura 10, semințele cad pe transportorul 7. Fiecare sămânță distribuită cade într-un compartimen și este transportată spre brăzdar.Trecând prin zona 11 riflată, surplusl de semințe este îndepărtat.

Figura 12

Aparat de distribuție cu tambur cu degete și transportor cu racleți

Aparatul de distribuție cu bandă cu orificii

Astfel de aparate se folosesc pentru semănatul semințelor de sfeclă de zahăr. Organul principal al aparatului este format din banda 1 (figura 13) montată pe role. Banda are lățimea de 30 mm și grosimea de 3 mm, fiind prevăzută cu orificii. În partea inferioară a benzii cu orificii, este prevăzută o placă suport 2. semințele, venind în contact cu banda cu orificii, intră în orificiile acesteia și sunt antrenate în mișcarea benzii. După depășirea marginii plăcii support, semințele cad în rigola deschisă de brăzdar. Îndepărtarea surplusului de semințe se face de rola 3. Banda este antrenată de tamburul 4.

Distanța între semințe (cuiburi) pe rând depinde de frecvența evacuării semințelor din aparat, respective de timpul în care banda cu orificii se deplasează cu spațiul egal cu paul p al orificiilor de pe bandă. Respective, acest timp va fi:

(18)

Unde: vb este viteza lianiară a benzii, în m/s; p este pasul orificiilor, în m.

Distanța între cuiburi pe rând va fi:

(19)

Unde: Dr este diametrul roții de acționare a aparatului, în m; nr este turația roții de acționare a aparatului, în rot/min; nt este turația tamburului de antrenare a benzii, în rot/min; i este raportul de transmitere între roata de acționare și tamburul de antrenare al benzii.

Figura 13

Aparat de distribuție cu bandă cu orificii

Aparatul de distribuțiepneumatică cu disc cu orificii

La acest aparat, antrenarea semințelor se face prin crearea unor diferențe de presiune în dreptul orificiilor discului 1 (figura 14a). Într-o parte a discului 1 se găsește camera de alimentare 2, iar în partea opusă o cameră de depresiune 3. din camera de depresiune se aspiră aer, prin intermediul unui exhaustor. Camera de depresiune vine în contact cu discul de circa 1,5 πr, r fiind raza cercului pe care se dispun orificiile. Pe figură, zona cu care vine discul în contact cu camera de depresiune este reprezentată punctat.

Discul este prevăzut cu un agitator elastic 4, montat pe arboreal aparatului.

Întrucât în camera 3, datorită absorției aerului, se crează o depresiune p1 < pa, iar în camera de alimentare este o presiune atmosferică; pa asupra unei semințe situate în dreptul orificiului va acționa forța de apăsare P (figura 14b) egală cu:

(20)

Unde: d0 este diametrul orificiului; Δp este presiunea ce se exercită asupra seminței, egală cu diferența dintre presiunea atmosferică și presiunea din camera de depresiune.

a b

Figura 14 Aparat de distribuție pneumatic cu disc cu orificii

Cu aceasta forță P, sămânța este presată pe orificiu, putând fi astfel antrenată în mișcarea de rotație împreună cu discul. Dacă în procesul antrenării semințelor de un orificiu au fost presate mai multe semințe, îndepărtarea surplusului de semințe se face prin intermediul furcii 5.

Desprinderea seminței de pe disc și evacuarea acesteia din aparat se fac în partea inferioară a discului, când orificiul iese din dreptul camerei de depresiune. Ieșind din dreptul camerei de depresiune, presiunile de pe cele două părți ale orificiului se egalizează. Ca urmare, dispare forța P, iar sămânța sub acțiunea propriei greutăți, se desprinde de pe disc și cade în rigola deschisă de brăzdar.

Depresiunea necesară pentru antrenarea semințelor în dreptul orificiilor rezultă din analiza condițiilor de menținere a semințelor pe disc.

Asupra unei semințe presată pe disc, într-o poziție oarecare, acționează mătoarele forțe (figura 8): P – forța de apăsare; F – forța de frecare ce apare între disc și sămânță (F=μP, μ fiind coeficientul de frecare între disc și sămânță); G’=mg – greutatea seminței și Fc – forța centrifugă (Fc=mω2r, ω fiind viteza unghiulară a discului).

Figura 15

Forțele ce acționează asupra seminței

Menținerea seminței pe disc, în dreptul orificiului, este asigurată dacă F>R’, în care, în care .

Folosind relația (21) se obține:

(21)

Din relația (22) se obține:

(22)

Aparatele de distribuție pneumatică cu discuri cu orificii funcționează la depresiuni Δp= 2000 – 4000 Pa.

Diametrul d0 al orificiilor discului se alege în funcție de dimensiunile semințelor, respectând condiția :

d0 ≤ dmin (23)

unde dmin este dimensiunea minimă a semințelor.

Mașinile se semănat echipate cu astfel de aparate se prevăd cu discuri de schimb cu orificii de diametre diferite, corespunzătoare dimensiunii semințelor. Astfel, pentru sfeclă d0=2,5 mm, pentru floarea – soarelui d0=3 mm, iar pentru porumb d0=5,5 – 6 cm.

De asemena, discurile se prevăd cu număr diferit de orificii.

Distanța între semințe (cuiburi) pe rând, ținând seama și de alunecarea roții, este:

(24)

Unde i0 este raportul de transmitere între roata de acționare și arborele aparatului de distribuție ; z este numărul de orificii de pe disc ; ε este coeficientul de alunecare ; ε = δ ∙ 10-2, δ fiind alunecarea roții, în % (δ≈8 – 12 %).

Pentru a asigura distanțe dc între semințe pe rând diferite, mașinile de semănat echipate cu astfel de aparate se prevăd cu transmisii care permit obținerea unui număr de 6 – 10 rapoarte de transmitere și cu seturi de discuri cu număr diferit de orificii.

La aceste aparate, precizia de semănat este influențată atât deatorită faptului că desprinderea semințelor de pe disc nu se face în același punct, cât și datorită faptului că semințele în timpul căderii în rigola deschisă de brăzdar descriu traiectorii diferite.

Pentru mărirea preciziei de semănat, respectiv pentru înlaturarea cauzelor ce modifică valorile distanțelor între cuiburi pe rând, în construcția acestor tipuri de aparate, în prezent se manifestă unele tendințe de perfecționare. Astfel, pentru micșorarea spațiului de cădere liberă a semințelor, aceste aparate se montează în corpul brăzdarului. Totodată, pentru a asigura evacuarea semințelor din aparat în același punct, aceste aparate se prevăd cu sisteme mecanice de evacuare a semințelor.

În figura 16 se arată schema unui aparat cu distribuție pneumatică și evacuare mecanică a semințelor. Aparatul este format din discul 1, prevăzut cu grupuri de câte două orificii și discul 2, montate în același arbore. Lateral, la periferie, discul 2 este prevăzut cu palete, numărul paletelor fiind egal cu număril grupurilor de orificii. In spatele discului 1 este camera de depresiune 3, reprezentată punctat. Discul 2 este prevăzut cu carcasa 4. antrenarea semințelor se face prin presarea acestora pe orificiile discului, datorită existenței diferenței de presiune între cele două părți ale orificiilor. La trecerea semințelor antrenate prin dreptul deflectorului 5, seminșele antrenate în plus sunt îndepărtate, rămânând câte o sămânță pe fiecare din orificiile situate în partea inferioară a discului.

Desprinderea semințelor de pe discul 1 se face când orificiul iese din dreptul camerei de depresinue (punctul 1). Desprinzându-se de disc, fiecare sămânță cade în spațiul delimitat de două palete alăturate de pe discul 2. În continuare, transportorul semințelor se face cu ajutorul paletelor. Evacuarea fiecărei semințe din aparat se face periodic în același punct b, care reprezintă marginea orificiului de evacuare din carcasa 4.

Figura 16

Aparat de distribuție pneumatic cu evacuare mecanică a semințelor

În figura 17 se reprezintă schema unui aparat de distribuție pneumatică cu tambur, la care diferența de presiune în dreptul orificiilor apare datorită creării presiunii în interiorul tamburului. Pe tamburul 1 sunt prevăzute orificii, dispuse pe mai multe rânduri, numărul rândurilor de orificii fiind egal cu numărul secțiilor de semănat. In interiorul tamburului se insuflă aer, prin intermediul unui ventilator. Semințele din cutia de semințe ajung în interiorul tamburului, fiind repartizate uniform pe lungimea acestuia prin intermediul unui melc. In exteriorul tamburului, pe un ax 2 sunt prevăzute rolele 3, dispuse în dreptul rândurilor de orificii.

În exteriorul tamburului este presiunea atmosferică pa, iar în interiorul acestuia este presiunea p1 › pa. asupra unei semințe situate în dreptul unui orificiu va acționa forța de

apăsare:

(25)

Unde : d0 este diametrul orificiului ; Δp1 este presiunea ce se exercită asupra seminței ;

(26)

Figura 17

Aparat de distribuție pneumatic, cu tambur cu orificii

Fiecare sămânță presată spre orifiu este antrenată în mișcarea de rotație a tamburului. Desprinderea seminței de pe tambur se face în dreptul rolelor 3. când orificiul ajunge în dreptul rolei, rola închide comunicarea cu atmosfera. Ca urmare, în acest moment, dispare diferența de presiune dintre cele două părți ale orificiului, iar sămânța se desprinde de pe orificiu și cade în tubul 4. după desprindere, fiecare sămânță este transportată pneumatic spre brăzdarul secției de semănat. Transportorul semințelor se face sub acțiunea curentului de aer debitat de ventilator.

Tuburi de conducere a semințelor

Pentru dirijarea spre brăzdare a semințelor care ies din caseta aparatului de distribuție se utilizează tuburi speciale de conducere. Deoarece aparatul de distribuție este montat fix pe cutia de semințe, iar brăzdarul oscilează în planul vertical în timpul lucrului și trebuie sa fie ridicat în poziție de transport, tuburile de conducere a semințelor trebuie să fie suficient de flexibile, permițând curbarea sau înclinarea în plan lingitudinal și transversal, fără a modifica

secțiunea de trecere a semințelor. În afară de aceasta se impune ca tuburile să aibă suprafața interioară netedă, pentru a ușura scurgerea curentului de semințe.

Tuburile de conducere (figura 18) folosite în construcția mașinilor de semănat în rânduri pot fi din pânză cauciucată, metalice sau din mase plastice, având formele prezentate în fugura 2. tuburile de conducere din pânză cauciucată sunt ușoare și suficient de elastice. Ele se utilizează în special pentru conducerea semințelor de ierburi, la semănătorile combinate pentru cereale și ierburi.

Tuburile metalice pot fi din benzi spiralate plate sau profilate, din sârmă spiralată, din pâlnii suprapuse și telescopice.

Figura 18

Tuburi de conducere a semințelor

Tuburile din mase plastice pot fi sub forma unor conducte cu secțiune constantă sau telescopice, realizate ca și cele metalice din 2 – 3 tuburi cilindrice, de diferite diametrecare pot culisa unul în altul.

În construcția mașinilor de semănat în rânduri prevăzute cu aparte de distribuție centrale se folosesc în general tuburi telescopice (cazul mașinilor echipate cu aparate de distribuție centrifuge cu rotor conic) și tuburi flexibile din mase plastice (cazul mașinilor echipate cu aparte de distribuție pneumatice). În ultimul caz tubul de conducere reprezintă de fapt o conductă flexibilă prin care se realizează transportul pneumatic al semințelor de la capul de distribuție spre brăzdar.

La mașinile cu distribuție mecanică cele mai răspândite tuburi de conducere sunt cele din bandă spiralată (plată sau profilată). Aceste tuburi nu suficient de flexibile, ușoare, ieftine și nu necesită întrețineri și păstrare specială.

Roți de tasare și acționare

Acoperirea semințelor la mașinile de semănat plante prășitoare se face prin intermediul roților se tasare și și al aripioarelor de acoperire. Frecvent, roțile de tasare îdeplinesc și rol de roți de acționare a aparatelor de distribuție. Roțile de tasare pot fi metalice sau cu pneuri, profilul obezii fiind diferit.

La unele mașini de semănat plante prășitoare, formarea rigolei și acoperirea semințelor se realizează prin intermediul unor organe suplimentare.

Mecanismele secțiilor semănat

Montarea secțiilor de semănat de cadrul mașinii se face articulat, asigurându-se astfel posibilitatea copierii neregularitățiilor terenului de fiecare secție în parte. Ca organe pentru copierea neregularităților terenului servesc fie roțile de tasare acționare, fie roți suplimentare folosite pentru tasarea solului pe zona de lucru a brăzdarului

În figura 19 se reprezintă diferite scheme de mecanise ale secțiilor de semănat.

Figura 19

Mecanismele secțiilor de semănat

Transmisia

Acționarea aparatelor de distribuție la mașinile de semănat plante prășitoare se poate face individual sau centralizat. În primul caz, acționarea aparatului secțieide semănat se face de la roata de trasare acționare, prin intermediul unei transmisii cu lanț. În cazul transmisiei centralizate acționarea unui grup de aparate de distribuție se face de la roți de acționare. În acest caz transmiterea mișcării se face prin lanțuri și arbori cardanici.

Pentru reglarea distanței între cuiburi pe rând, transmisiile mașinilor de semănat plante prășitoare se prevăd cu posibilitatea obținerii a 4 până la 10 rapoarte de transmitere, folosind roți de schimb sau cutii de viteze.

Tehnici pentru încercarea semănătorilor

Pentru a verifica dacă reglajele efectuate corespund cerințelor privind distanțele și densitățile stabilite se efectuează proba semănătorii.

Încercarea înainte de începerea lucrului :

alimentarea buncărelor cu semințe;

cuplarea prizei de putere și acționarea exhaustorului;

ridicarea, pe rând, a fiecărei secții de semănat și învârtirea în mâna a roții tasatoare, urmărindu-se dacă se invîrtesc discurile distribuitoare, dacă sunt absorbite semințe la toate orificiile, dacă răzuitorul este bine reglat și menține, la fiecare orificiu, numărul de semințe tability.

Analiza indicilor calităților în condiții reale de lucru :

alimentarea buncărelor cu semințe ;

deplasarea agregatelor de semănat, în funcțiune, pe teren tare, astfel încât brăzdarele să nu pătrundă în sol și sămânța să rămână la suprafață ;

măsurarea a 10-20 m din distanța parcursă și numărarea semințelor căzute pe acest interval;

compararea numărului respectiv cu cel reglat.

în parcela în care se execută semănatul, după trecerea agregatului se dezvelesc rîndurile semănate pe o anumită lungime și se măsoară distanța între semințe, distanța între rânduri, adâncimea de semănat și distanța între două semănători.

Proiectarea standului pentru încercarea aparatelor de distribuție a mașinilor de semănat de precizie

Obiectivele lucrării

Lucrarea urmărește proiectarea unui stand didactic pentru simularea operației de semănat. Astfel cu ajutorul unei secții de semănat a semănătorii SPC 6 și prin intermediul unei transmisii prin lanț și curele trapezoidale se urmărește semănatul diferitelor culturi.

Standul este compus dintr-un cadru pe care este așezată secția de semănat, o transmisie prin lanț, o transmisie prin curea trapezoidală și recipientul de culegere a boabelor ce trebuie semănate.

Pentru ca semănătoarea să funcționeze cât mai bine și mai eficient, standul s-a proiectat cu câteva reglaje, pentru ca semănatul să se facă în mod uniform. Pentru aceasta recipientul de culegere a boabelor de semințe s-a împărțit în mai multe compartimente. Astfel în timpul funcționării secției de semănat, numărul de boabe de semințe trebuie să fie aproximativ egal în toate compartimentele recipeintului.

Cerințe impuse

În procesul de lucru, pe care îl execută, mașinile de semănat trebuie să satisfacă anumite cerințe impuse. Principalele cerințe de ordin agrotzehnic impuse mașinilor de semănat sunt:

să poată fi utilizate la semănatul unui număr cât mai mare de culturi; în acest scop mașinile de semănat trebuie să fie prevăzute cu posibilitatea reglării debitelor aparatelor de distribuție, corespunzător normelor de însămânțare ale fiecărei culturi, a distanțelor între rânduri și a adâncimii de îngropare a semințelor indicate pentru cultura respectivă;

să asigure menținerea constantă a debitelor aparatelor de distribuție, respectiv a normelor de însămânțare, în limitele vitezelor de lucru, corespunzătoare condițiilor de exploatare ale mașinilor de semănat;

să asigure obținerea și menținerea uniformității de distribuție a semințelor, atât pe lățimea de lucru a mașinii cât și pe rând; în cazul mașinilor de semănat în rânduri, toate aparatele distribuție trebuie să debiteze în timp, cantități de semințe aproximativ constante, respectiv pe unitatea de lungime a fiecărui rând trebuie să se distribuie aceleași cantități de semințe și fluxul de semințe debitat spre brăzdare să fie uniform; în cazul mașinilor de semănat în cuiburi, aparatele de distribuție trebuie să asigure dispunerea semințelor la distanțe constante pe fiecare rând;

să asigure îngroparea semințelor la aceeași adâncime, inițial reglată, corespunzătoare cerințelor agrotehnice pentru cultura respectivă;

să nu se producă vătămarea semințelor în procesul de distribuție.

Pentru a îndeplinii cerințele de ordin agrotehnic, precum și asigurarea mărimii capacitășii de lucru, a productivității, ușurarea deservirii mașinii, mașinilor de semănat trebuie să satisfacă și cerințe de ordin constructiv, ca:

să permită reglarea debitului în limite largi, corespunzătoare normeloe de însămânțare; în acest scop mașinile de semănat seechipează cu sisteme de reglare a debitului aparatelor de distribuție, cu modificarea volumului de semințe distribuit la o rotație a aparatului, sau modificarea raportului de transmitere între axul roții mașinii și arborele de distribuție; de asemenea stabilitatea debitului să nu fie influențată de panta terenului pe care lucrează;

să permită o reglare ușoară atât a distanței dintre brăzdare, cât și a adâncimii de lucru a acestora;

să asigure capacitatea mărită de lucru; astfel trebuie să fie echipate cu organe de lucru care să asigure indici calitativi superiori, la viteze de lucru mărite; mașinile de semănat trebuie prevăzute cu organe de lucru cu rezistență la uzură cât mai mare, având posibilitatea demontării părților de uzură maximă în vederea recondiționării, asigurându-se astfel o durată mare în exploatarea mașinii de semănat;

să asigure în timpul lucrului o manevrabilitate ridicată i o deservire ușoară, pe cât posibil executată numai de către tractorist; respectarea acestei cerințe este posibilă prin executarea semănătorilor purtate și semipurtate cu prevederea acestei cerințe este posibilă prin extinderea semănătorilor purtate și semipurtate cu prevederea în construcția mașinilor a diferitelor dispozitive, manete, indicatoare, semnalizatoare, etc. Care să asigure urmărirea ușoară a funcționării organelor mașinii în lucru și manevrarea acestora.

Construcția standului

Figura 20

În figura de sus este prezentat standul pentru încercarea aparatelor de distribuție a mașinilor de semănat de precizie.

a. Standul proiectat are în componență următoarele componente:

Secție de lucru a Semănătorii SPC – 6, care cuprinde:

cutia de semințe;

brăzdar;

colectorul;

arbore inferior;

roata de antrenare;

cadrul;

roata de sprijin;

aparatul de distribuție.

Totodată standul mai are în componență:

un arbore vertical;

o transmisie prin lanț;

o transmisie prin curele trapezoidale;

roata de antrenare a colectorului.

b. Sistemul de antrenare al aparatului de distribuție

Figura 21

Sistemul de antrenare al aparatului de distribuție

Antrenarea se realizează prin frecarea între roata 5, care este sudată pe un arbore dispus orizontal și roata de tasare 7. pe axul roții 7 este montată o roată de lanț, prin intermediul căreia se transmite mișcarea de rotație a paletelor aparatului de distribuție.

c. Sistemul de colectare al semințelor

Figura 22

Acționarea colectorului de semințe

Este de tipul cilindru cu 14 alveole, numărul acestora fiind corelat cu numărul de orificii ale discului aparatului de distribuție al semănătorii.

Acționarea acestuia se realizează prin transmisie cu lanț ș prinfrecare între roata de antrenare a colectorului și colector.

d. Sistemul de măsurare al depresiunii

Figura 23

Sistemul de măsurare al presiunii

Pentru măsurarea depresiunii realizate de exhaustor se folosește dispozitivul cu ajutaj și tubul Pito.

e. Cadrul de susținere al standului

Figura 24

Secțiune prin cornierul cadrului

Cadrul este de construcție rigidă, sudată, realizată din cornier OL 50.

Lungimea laturii cornierului este L = 70.

Proiectarea principalelor elemente componente ale standului

Proiectarea cadrului

Figura 25

Cadrul pe care este montată secția de semănat

Lungimea L și lățimea l a cadrului se determină constructiv pornind de la dimensiunea secției SPC – 6 figura de mai sus, astfel să asigurăm sprijinul acesteia pe cadru.

În baza acestor considerente se stabilesc următoarele dimensiuni:

L = 1200 mm

l = 600 mm

Înălțimea h a cadrului se determină astfel încât să asigurăm acționarea manuală a aparatului de distribuție în condiții optime din punct de vedere al cerințelor ergonomice.

De asemenea se impune ca accesul la colectorul de semințe situat în partea inferioară a cadrului să se facă cu cât mai mare ușurință.

Din această cauză am ales ca înălțimea h a cadrului să fie h = 700 mm.

În construcția cadrului s-a ales profil L, STAS 429 – 91 din OL 50.

Proiectarea sistemului de antrenare

9

10

Figura 26

Roata de antrenare

Pentru antrenarea roții de sprijin a semănătorii, a aparatului de distribuție și a colectorului se acționează manual manivela, mișcarea fiind transmisă la roata de sprijin 8 prin intermediul axului 9 și a roții 10.

Fig.27

Roată de susținere

Determinarea diametrului roții de antrenare

Se determină diametrul roții de antrenare astfel încât pentru o acționare convenabilă a manivelei 7 (nm = 30 rot / min), viteza periferică a roții de sprijin 8 să fie cuprină în limitele normale ale vitezei de deplasare a agregatului.

(27)

Utilizând relația de calcul a vitezei periferice a roții în funcție de turație

(28)

se obține turația optimă a roții 8:

(29)

unde : D – diametrul roții de sprijin

(30)

În aceste condiții rezultă raportul de transmitere a mișcării între roata de sprijin și roata de tasare :

(31)

dra – diametrul roții de antrenare

(32)

Proiectarea sistemului de colectare a semințelor

Figura 28

Mecanismul de antrenare a colectorului

S-a ales constructiv compartimentarea colectorului, astfel încât numărul alveolelor să fie egal cu numărul de orificii ale discului aparatului de distribuție.

Viteza de rotație a colectorului este reglabilă datorită sistemului de antrenare a acestuia, mai exact datorită posibilității roții de cauciuc care transmite moment de rotație, de a putea executa și mișcarea de translație pe suprafața arborelui, astfel realizăndu-se trepte diferite de viteză.

Calculul arborelui de antrenare al colectorului

Figura 29

D = 140 mm = 0.14 m

d1 = 110 mm = 0.110 m

l1 = 600 mm = 0.6 m

a1 = 200 mm = 0.2 mm

a2 = 150 mm = 0.150 m

Fz = 11.2 KN

Fx = 5.04 KN

Fy = 3.92 KN

F1 = 5.7 KN

d0 = 0.75 * D0

Plan vertical

Figura 30

Acțiunea forțelor în plan vertical

Criterii de stabilire a transmisie la aparatele de distribuție

Stabilirea numărului total de rapoarte de transfer între osia roții de acționare și arborele aparatului de distribuție, a valorii acestora, precum și a numărului de elemente cinematice a transmisiei se face ținând seamă că acestea trebuie să permită:

asigurarea uni număr optim de trepte de reglare a debitului aparatelor de distribuție, respectiv a distanței între cuiburi pe rând, corespunzătoar cu destinația mașinii și,

realizarea unor transmisii cât mai simple din punct de vedere constructiv și gabarite minime.

Numărul total de rapoarte de transfer cu care trebuie prevăzută transmisia unei mașini de semănat în rânduri, la care reglarea debitului aparatelor se face prin modificarea raportului de transfer între osia roții mașinii și arborele aparatului precum și valoarea acestora, depinde de numărul debitelor necesare a fi realizate în condițiile utilizării mașinii la semănatul diferitelor culturi corespunzător normelor de însămânțare impuse.

Astfel, în cazul unei mașini de semănat echipată cu aparate de distribuție cu cilindrii cu pinteni, transmisia semănătorii trebuie să permită reglarea debitului aparatelor de distribuție în vederea obținerii unui număr q de norme diferite de însămânțare, cuprinse între o normă minimă Nmin și Nmax care, pot fi dispuse într-un șir crescător de forma:

(33)

Impunând condiții ca între două norme de însămânțare alăturate din șirul respectiv, creșterea procentuală să fie constantă, se poate stabili legătura între aceste norme, respectiv, legătura între rapoartele de transfer dintre osia roții și arborele aparatelor de distribuție. Această condiție se poate scrie sub forma:

(34)

Pentru ca să fie constantă trebuie ca ’ const.

Norma de însămânțare N o putem determina în felul următor

(35)

sau

(36)

în care Q este debitul aparatelor de distribuție pe unitatea de timp în kg/min

S – suprafața însămânțată de mașină în aceeași unitate de timp, în /min.

Debitul Q, în cazul aparatelor cu distribuție individuală se determină cu relația :

(37)

în care z este numărul aparatelor de distribuție;

v0 – volumul de semințe distribuite la o rotație a aparatului în dm3/rot;

γ – masa volumică a semințelor, în kg/dm3;

nd – turația aparatului de distribuție, în rot/min.

În cazul aparatelor cu distribuție centraizată debitul se determină cu relația :

(38)

unde V0 este volumul de semințe distribuite la o rotație a aparatului.

Suprafața S însămânțată de mașină în unitatea de timp se determină cu relația:

(39)

în care D este diametrul roții de acționare a aparatului, în m;

Bm – lățimea de lucru a mașinii, în m;

n – turația roții de acționare, în rot/min.

Înlocuind valorile Q și S obținem:

în cazul aparatelor cu distribuție individuală;

(40)

iar în cazul aparatelor cu distribuție centralizată:

(41)

Rezultă din cele două ecuații că norma de însămânțare este funcție de it deoarece pentru o anumită cultură

(42)

și deci

(43)

și

(44)

înlocuind aceste valori în ecuația 34 obținem:

(45)

adică pentru ca raportul să se mențină constant este necesar ca raportul să fie constant.

Notând rezultă

(46)

Alegând deci, numărul total q de rapoarte de transfer, corespunzător numărului normelor de însămânțare impuse, se poate stabili rația progresiei geometrice φ cu relația:

(47)

sau, dacă se alege rația φ din șirul numerelor normale (STAS 283 – 69) se poate stabili numărul total q de rapoarte de transfer cu relația:

(48)

Similar ca în cazul mașinilor de semănat în rânduri, distanțele între cuiburi pe rând, ce trebuie obținute, pot fi dispuse într+un șir crescător de forma:

(49)

Considerând. Că între două distanțe dc, din șirul respectiv creșterea procentuală este constantă, respectiv:

(50)

în care

rezultă

respectiv

Deci și șirul de rapoarte totale va fi de forma:

(51)

Metodologia încercărilor

Aceasta constă în acționarea standului prin intermediul sistemului de antrenare, de un număr de 50 de ori. După efectuarea celor 50 de rotații se numără boabele din cele 14 alveole, iar rezultatele obținute se vor trece într-un tabel de forma:

Tabel 3

unde i = 1 . . . . . 14 numărul de alveole

(52)

Se calculează abaterile:

(53)

Se calculează coeficientul de variabilitate (neuniformitate):

(54)

(55)

Concluzii

1. Semănatul este prima verigă din lanțul tehnologic al producției agricole, prin care semințele sunt introduse în sol, la o anumită adâncime, într-o anumită cantitate și sub o anumită formă de distribuire, în vederea înființării unei noi culturi. Termenul de sămânță este atribuit atât semințelor propriu-zise, care la maturitate se separă de fructul în care s-au format (mazăre, fasole, varză etc.), cât și unor fructe care își păstrează semințele în interiorul lor și după maturitate (cereale, floarea soarelui, cânepă etc.)

2. Principalele cerințe impuse lucrării de semănat se referă la: executarea în epoca optimă; respectarea normei de semănat la hectar; respectarea distanței dintre rânduri și a rectilinității rândurilor; semințele să se repartizeze la adâncimea necesară, uniform în lan și să se acopere bine cu un strat de pământ mărunțit; să nu se facă greșuri.

3. Mașinile de semănat plante prașitoare includ în componență cutii de semințe, aparate de distribuție, tuburi de conducere a semințelor, brăzdare, transmisii pentru antrenarea aparatelor de distribuție, mecanisme pentru acționarea brăzdarelor și marcatoare pentru orientarea agregatului de semănat în timpul lucrului. Aceste subansambluri sunt montate pe un cadru susținut de două roți, de la care se face și antrenarea aparatelor de distribuție.

4. Cei mai importanți indici calitativi de lucru impuși mașinilor de semănat se referă la : respectarea normei de sămânță distribuită pe unitatea de suprafață (hectar); gradul de neuniformitate al distribuției semințelor pe lățimea de lucru a mașinii; neuniformitatea adâncimii de încorporare a semințelor în sol; gradul de vătămare al semințelor în procesul de semănare; lipsa greșurilor; rectilinitatea rândurilor semănate; uniformitatea întrerândurilor de încheiere etc.

5. Controlul indicilor calitativi ai echipamentelor de semănat se execută de către personalul tehnic în perioada lucrului cu mașinile de semănat și după ce răsar plantele. Deoarece calitatea semănatului are o deosebită influență asupra calității și cantității recoltei, este necesar ca lucrarea să fie executată la timp pentru a se putea lua măsurile necesare de înlăturare pe parcurs a eventualelor lipsuri.

Bibliografie

Ștefan Căproiu, Victor Roș „Mașini agricole de lucrat solul, semănat și întreținere a culturilor”, Editura didactică și pedagogică, București, 1982.

Victor Roș, „Mașini agricole de lucrat solul: curs”, Cluj – Napoca, 1974.

Marius Ioan Ghereș, „Ingineria Calității în agricultură și industria alimentară”, Editura Risoprint, Cluj – Napoca, 2007.

Victor Roș, Olaru Dorin, „Mașini agricole de lucrat solul, semănat și întreținerea culturilor: lucrări de laborator”, Cluj – Napoca, 1984.

Chiriac V., „Calculul și construcția mașinilor agricole, Volumul I și II”, Editura didactică și pedagogică, București, 1961.

Ilarie Ivan, „Tehnologia producției agricole”, Editura Academic Pres, Cluj – Napoca, 2006.

Paul Dobre, „Baza energetică și mașini horticole”,2010, București.

Scripnic V., Babiciu P., „Mașini agricole”, Editura Agrosilvică, București, 1968.