Yêu cầu kỹ thuật đối với cơ cấu cấp phân là: viên phân nén không bị tạo vòm trong thùng chứa; phân được tách khỏi đống một cách tự động, không bỏ xót phân, không xảy ra hiện tượng kẹt và vỡ viên phân nén.
Kết cấu của thùng chứa và lực tác động từ đĩa cấp tác động lên viên phân trong quá trình cấp phân là hai nguyên nhân chính gây ra hiện tượng viên phân nén tạo vòm trong thùng chứa. Để giải quyết vấn đề này, đề tài đưa ra cơ cấu cấp phân cải tiến có nguyên lý làm việc được trình bày như trong hình 2.21.
Hình 2.21. Bộ phận gieo hạt loại đĩa nghiêng [11]
1- thùng chứa hạt, 2 - tấm chắn hạn chế hạt, 3 – đĩa gieo hạt, 4 - hạt giống
Nguyên lý hoạt động
Cơ cấu cấp phân cải tiến hoạt động dựa trên nguyên lý của bộ phận gieo hạt loại đĩa nghiêng (xem hình 2.21). Viên phân nén sẽ thay thế cho hạt giống 4 được chứa trong thùng chứa 1 và được đĩa cấp (đĩa gieo hạt 3) tự động tách từng viên cung cấp cho bộ phận dẫn phân xuống mặt ruộng.
Đánh giá
Cơ cấu cấp phân kiểu này đáp ứng được yêu cầu cấp phân tự động. Viên phân nén dễ dàng chuyển động tự do từ thùng chứa vào đĩa cấp do: thứ nhất thùng chứa có kết cấu dạng trụ không gây cản trở chuyển động, không gây ra hiện tượng vòm viên phân nén như các kiểu cơ cấu cấp phân đã thực nghiệm (xem hình 2.22). Thứ hai, lực múc từ đĩa cấp có phương vuông góc với phương trượt tự do của viên phân nén nên không cản trở chuyển động của phân.
Những ưu điểm và hạn chế của cơ cấu cấp phân này sẽ được trình bày cụ thể hơn trong phần tiếp theo của luận văn khi phân tích về hai bộ phận chính của cơ cấu cấp phân là: thùng chứa và đĩa cấp.
2.5.1. Thùng chứa phân
Thùng chứa phân thường có góc côn lớn hơn góc tự chảy của viên phân (bảng 2.1) nhưng chính kết cấu côn của thùng chứa lại gây ra hiện tượng viên phân tạo vòm. Do đó, thùng chứa có dạng trụ tròn hoặc hình hộp chữ nhật sẽ giải quyết được hiện tượng tạo vòm và tạo điều kiện cho viên phân tự chảy liên tục.
α
Hình 2.24. Góc làm việc của thùng chứa
Kết cấu thùng chứa phân dạng trụ tròn được trình bày như trên hình 2.23 , khi làm việc thùng chứa sẽ nghiêng một góc α lớn hơn góc tự chảy của viên phân nén.
Ưu điểm là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp.
2.5.2. Đĩa cấp phân
Từ những kết quả thực nghiệm, phân tích, đánh giá các cơ cấu cấp phân ở phần 2.4 cho thấy, cơ cấu cấp dạng thìa múc làm việc ổn định hơn các cơ cấu khác.
Nhưng lực tác dụng từ thìa múc lên viên phân nén và trọng lượng bản thân viên
phân nén làm cho khi cấp phân xảy ra hiện tượng viên phân nén bị kẹt, bị vỡ và tạo vòm trong thùng chứa (hình 2.25).
Hình 2.25. Lực tác dụng của đĩa múc lên viên phân nén
Thùng chứa có kết cấu như (hình 2.23) đã giải quyết được hiện tượng viên phân nén tạo vòm trong thùng chứa do kết cấu của thùng chứa gây ra.
Vấn đề còn lại, kết cấu và nguyên lý làm việc của đĩa cấp sẽ phải giải quyết được hiện tượng kẹt, vỡ và tạo vòm của viên phân nén do tác dụng của lực múc và trọng lượng của viên phân nén.
Cơ cấu cấp phân dạng đĩa, dạng thìa múc thì lực tác dụng từ đĩa lên viên phân có phương tiếp tuyến với đĩa múc và cùng phương với trượt của viên phân, nhưng ngược chiều chuyển động của viên phân nén (hình 2.25). Do đó, lực múc sẽ cản trở chuyển động trượt tự do của viên phân nén đồng thời tạo ra một lực nén lên các viên phân trong thùng chứa dẫn đến viên phân nén bị kẹt, vỡ và tạo vòm.
Vấn đề này được giải quyết bằng cách thay đổi phương tác dụng của lực múc tác động lên viên phân nén, cụ thể là lực tác dụng lên viên phân sẽ vuông góc với phương trượt tự do của viên phân – cơ cấp cấp phân kiểu nghiêng (hình 2.26).
α
2 3
1
Hình 2.26. Lực tác dụng vuông góc với phương trượt của viên phân nén 1-thùng chứa, 2 đĩa cấp, 3- viên phân nén
Như vậy, các viên phân trong thùng chứa sẽ không phải chịu lực nén từ đĩa múc và chuyển động tự do của viên phân nén vào bộ phận múc cũng không bị cản trở, nên quá trình chuyển động tự do của viên phân nén trong thùng chứa và trong bộ phận dẫn vào đĩa cấp sẽ thuận lợi hơn. Vấn đề cấp phân chỉ còn phụ thuộc vào hình dạng của viên phân nén.
Nguyên lý làm việc của đĩa cấp dựa vào nguyên lý thay đổi phương của lực tác động từ đĩa múc lên viên phân nén đã loại bỏ được ảnh hưởng của lực múc đến khả năng làm việc của cơ cấu cấp viên phân nén.
Yêu cầu còn lại đặt ra cho đĩa cấp là đảm bảo lấy viên phân dễ dàng, không bỏ sót, không xảy ra hiện tượng kẹt và vỡ phân.
Biên dạng của đĩa cấp phân
Chuyển động tự do của viên phân nén rất phức tạp bao gồm cả chuyển động lăn và chuyển động trượt. Đĩa cấp có biên dạng như (hình 2.27) đảm bảo được yêu cầu viên phân dễ dàng chuyển động vào đĩa cấp, không bị kẹt và vỡ. Trọng lượng của viên phân được biểu diễn bằng lực . Lực này luôn có xu hướng làm cho viên phân chuyển động về phía tâm của đĩa múc khi đĩa múc đi qua vị trí ngang tâm của đĩa.
Mặt khác, như trong (hình 2.24) khi làm việc thùng chứa nghiêng một góc α so với phương nằm ngang thì lực còn có tác dụng làm cho viên phân nén luôn có xu hướng chuyển động vào rãnh của đĩa cấp.
P P
P
P
P P
P
P
β
γ
Hình 2.27. Trọng lượng của viên phân tác dụng lên đĩa múc