Substantiation of the parameters of a dosing mechanism for granular fertilizer application during potato planting

Abstract

Наведено результати теоретичних досліджень процесу дозування для припосадкового внесення гранульованих мінеральних добрив під картопляне гніздо. На основі аналізу норм споживання добрив при вирощуванні картоплі розроблено котушковий дозуючий апарат, що забезпечує умовно дискретне внесення добрив у зону живлення рослини. Отримано аналітичну залежність для визначення об’єму жолобка котушки залежно від норми внесення добрив, ширини міжрядь, кроку посадки тощо. За результатами моделювання отримано такі параметри котушки: діаметр – 130 мм, кількість жолобків – 7, ефективна площа жолобка – 2,910−4 м², робоча довжина – 0,08 м, передаточне число привода – 2. Показано, що граничні значення кутової швидкості котушки, отримані з умови заповнення жолобків гранулами добрив, перевищують робочі у 2,1 раза, звідки випливає, що процес заповнення відбувається надійно. Розроблено математичні моделі руху частинки добрива у тукопроводі та картоплі у насінепроводі, звідки визначено час проходження ними відстаней при транспортуванні їх цими технологічними трубопроводами до вкладання на дно борозни. За різницею часу транспортування гранул добрив та картоплин, а також із урахуванням положення початку висипання туків відносно до центру гнізда картоплі, конструктивного розміщення тукопроводу та насінепроводу встановлено, що для синхронізації дозуючого апарату добрив та картоплепосадкового апарату необхідно, щоб фаза викидання добрив випереджала фазу викидання картоплин на 330 . На основі цього досягається ефект умовно дискретного внесення добрив під картопляне гніздо розрахунковою протяжністю 0,4 від кроку посадки та симетрично розміщеного відносно центру гнізда. Таке конструктивне розроблення матиме значний технологічний ефект при вирощуванні картоплі, оскільки дозволятиме забезпечити оптимальні умови живлення кожного куща рослини, а це сприятиме підвищенню урожайності культури.

Based on the analysis of fertilizer consumption rates for potato cultivation, a new design of a dosing coil-type device has been proposed for conditionally discrete application of granular mineral fertilizers into potato nests. The structural and kinematic parameters of this device have been substantiated. Using the developed theoretical models, the limiting values of the rotation frequency were determined based on the condition of groove filling with fertilizers. The law of particle motion in the fertilizer tube was established, which made it possible to determine the time it takes for a particle to fall to the bottom of the furrow. This, in turn, allowed for determining the lead angle of the fertilizer discharge phase relative to the phase of potato tuber release by the planting mechanism. The obtained parameter values made it possible to synchronize these two devices and increase the efficiency of the potato planting technological process.