Концептуальное обоснование использования ударопоглощающих рабочих органов сельскохозяйственных машин для снижения травмирования семян | Conceptual rationale for the use of impact-absorbing elements of agricultural machines to reduce seed damage

Английский. Reduction impact on the surface of working elements of agricultural machines is a way to reduce injury to seed material. An analysis is carried out of the stress state of seeds represented in the form of granular material particle (GMP) and deformed state of working surface (WS) for 3 types of impact interaction: rigid, partially absorbed and absorbed ones. A comparative analysis of stress state of GMP falling on an inclined WS of different rigidity is performed. If a working element is made of a rigid non-deformable material, it is necessary to reduce the angle of inclination of the WS and the porosity of the GMP to avoid abrasion of the outer shell of the seeds when the seed material slides over its surface. The fulfillment of these requirements will lead to the compaction of the GMP and the termination of the redistribution of particles in its mass which will adversely affect the technological processes of mixing and transporting the seed material. When GMP collides with inclined WS made of polyurethane coating steel in the zone it contacts with particle there occur local deformations of WS and increase of main compression stress of WS causing abrasion of external surface of particle. The theoretical description of the stress states of a particle of a GMP when interacting with surfaces of different rigidity, confirmed experimentally, allowed drawing conclusions: it is necessary to use shock-absorbing working elements made of elastomers that have an ability to significantly stretch and contract within elastic deformations to prevent injury to the seed material. The use of impact-absorbing working elements makes it possible to provide such conditions for the interaction of seeds and the WS, under which the seeds are in suspension state and jump off the WS without slipping. To ensure the impact-absorbing mode, it is necessary the duration of the seed flow rolling down along the inclined WS to be less than the time interval between successive shakes of the highly elastic WS.

Русский. Способом снижения травмирования семенного материала является снижение ударного воздействия поверхности рабочих органов с.-х. машин. Осуществлен анализ напряженного состояния семени, представленного в виде частицы сыпучего тела (ЧСТ) и деформированного состояния рабочей поверхности (РП) при 3 видах ударного взаимодействия: жестком, частично поглощенном и поглощенном. Выполнен сравнительный анализ напряженного состояния ЧСТ, упавшей на наклонную РП различной жесткости. Если рабочий орган изготовлен из жесткого недеформируемого материала, то для исключения истирания наружной оболочки семян при скольжении семенного материала по его поверхности, необходимо уменьшать угол наклона РП и порозность ЧСТ. Выполнение этих требований приведет к уплотнению ЧСТ и прекращению перераспределения частиц в его массе, что отрицательно скажется на технологических процессах смешивания и транспортирования семенного материала. При столкновении ЧСТ с наклонной РП, изготовленной из стали с полиуретановым покрытием, в зоне соприкосновения с частицей возникают местные деформации сжатия РП и прирост главного напряжения сжатия РП, вызывающего истирание наружной поверхности частицы. Теоретическое описание напряженных состояний ЧСТ при взаимодействии с поверхностями различной жесткости, подтвержденное выполненными экспериментами, позволили сделать выводы, что для предотвращения травмирования семенного материала необходимо использовать ударопоглощающие рабочие органы, изготовленные из эластомеров, обладающих способностью значительно растягиваться и сокращаться в пределах упругих деформаций. Использование ударопоглощающих рабочих органов позволяет обеспечить такие условия взаимодействия семян и РП, при которых семена находятся во взвешенном состоянии и отскакивают от РП без скольжения. Для обеспечения режима ударопоглощения необходимо, чтобы продолжительность скатывания потока семян по наклонной РП была меньше промежутка времени между последовательными встряхиваниями высокоэластичной РП.