Justification of the design parameters of the blade of the rotary working body of the solid fertilizer spreader

Abstract

BACKGROUND: Organic, mineral and organomineral fertilizers in both granular and powder form are used in agricultural production in order to increase of soil fertility significantly, as well as to replenish soil reserves of micro-, meso- and macroelements. For fertilizer screening on a surface of a field, agricultural producers use machines with centrifugal-type working bodies which have horizontal or vertical rotation axis. In pursuance of the task of reducing the shift time consumption, a number of researchers find it reasonable to use a low-frame design of the machine to make direct loading of it from the dump truck body possible. For machines, having such design, rotary spreading working bodies with blades on a horizontal rotation axis are the most suitable.

AIMS: The article is concerned with the justification of the design parameters of the blades of the rotary spreading working body of the low-frame body spreader of solid mineral and organomineral fertilizers.

METHODS: The length of the working surface of the rotor blade with a horizontal rotation axis is justified theoretically for the most uniform distribution of solid fertilizers. An example of calculating the length of the blade of such a device based on the previously established overall dimensions of the spreader is given.

RESULTS: On the basis of experimental data, the expediency of using trough-shaped blades with a length of 110 mm was confirmed. The most effective design parameters of the dimensions of the rotor blades for screening fertilizers were established, taking into account the reduction of possible options for fertilizer granules crushing by means of preventing their recirculation inside the rotor casing. The relevance of research of devices with rotary working bodies on horizontal axes of rotation is argued.

CONCLUSIONS: Possible prospects for future research and the possibility of further improvement of the low-frame granular fertilizer spreader are proposed.

Keywords

spreader / rotor / fertilizer / blade / fertilization / friction coefficient

References

[1] Shvarts AA, Shvarts SA, Korotkov IV. Analysis of structures of working bodies of granulated fertilizer spreaders. Science in the central Russia. 2021;(1):12–22. (In Russ).

[2] Шварц А.А., Шварц С.А., Коротков И.В. Анализ конструкций рабочих органов и разбрасывателей гранулированных удобрений // Наука в центральной России. 2021. № 1. С. 12–22.

[3] Shvarts AA, Korotkov IV, Vetrov IYu. Analysis of structures of working bodies of granulated fertilizer spreaders. Sovremennye resursoeffektivnye tekhnologii i tekhnicheskie sredstva v APK. 2021:60–65. (In Russ).

[4] Шварц А.А., Коротков И.В., Ветров И.Ю. Пути повышения эффективности использования низкорамного разбрасывателя удобрений. / Современные ресурсоэффективные технологии и технические средства в АПК. Курск, 2021. С. 60–65.

[5] Zabrodin VP, Ponamarenko IG. Otsenka kachestva raspredeleniya mineral’nykh udobrenii po poverkhnosti polya. Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel’skogo khozyaistva. 2003(12):12–14. (In Russ).

[6] Забродин В.П., Понамаренко И.Г. Оценка качества распределения минеральных удобрений по поверхности поля // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. № 12. С. 12–14.

[7] Besedin BP. Issledovanie parametrov rotornogo rabochego organa razbrasyvatelya organo-mineral’nykh udobrenii [dissertation]. Kursk; 2017. Available from: https://rosinformagrotech.ru/files/synopsis/Besedin_B_P_2017.pdf (In Russ).

[8] Беседин Б.П. Исследование параметров роторного рабочего органа разбрасывателя органо-минеральных удобрений: дис. ... канд. техн. наук. Курск, 2017. Режим доступа: https://rosinformagrotech.ru/files/synopsis/Besedin_B_P_2017.pdf Дата обращения: 18.16.2022.

[9] Sherstov SA. Obosnovanie parametrov apparata dlya vneseniya mineral’nykh udobrenii odnovremenno s obrabotkoi pochvy [dissertation]. Zernograd; 2019. Available from: http://ачгаа.рф/files/sovettn/sherstov/avtoref33.pdf (In Russ).

[10] Шерстов С.А. Обоснование параметров аппарата для внесения минеральных удобрений одновременно с обработкой почвы: дис. ... канд. техн. наук. Зерноград, 2019 Режим доступа: http://ачгаа.рф/files/sovettn/sherstov/avtoref33.pdf Дата обращения: 18.16.2022.

[11] Shvarts AA, Korotkov IV. Vliyanie rabochikh organov rotornogo razbrasyvatelya na dal’nost’ poleta chastits udobreniya // Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya “Tendentsii razvitiya tekhnicheskikh sredstv i tekhnologii v APK”; 25 fevralya, 2021; Voronezh. Available from: https://elibrary.ru/item.asp?id=44897501 (In Russ).

[12] Шварц А.А., Коротков И.В. Влияние рабочих органов роторного разбрасывателя на дальность полёта частиц удобрения // Международная научно-практическая конференция “Тенденции развития технических средств и технологий в АПК”; 25 февраля, 2021; Воронеж. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=44897501 Дата обращения 18.06.2022.

[13] Repetov AN. Nizkoramnaya mashina dlya vneseniya mineral’nykh udobrenii. Traktory i sel’khozmashiny. 1997;(8):10–11. (In Russ).

[14] Репетов А.Н. Низкорамная машина для внесения минеральных удобрений // Тракторы и сельхозмашины. 1997. № 8. С. 10–11.

[15] Lepsheev OM. Obosnovanie konstruktivno-rezhimnykh parametrov nizkoramnoi mashiny dlya vneseniya mineral’nykh udobrenii [dissertation] Belgorod; 1998. (In Russ).

[16] Лепшеев О.М. Обоснование конструктивно-режимных параметров низкорамной машины для внесения минеральных удобрений: дис. ... канд. техн. наук. Белгород, 1998.

[17] Shvarts AA, Shvarts SA, Korotkov IV, et al. Theoretical prerequisites for improving the body low loader granular fertilizer spreader // International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources” (FIES 2021); 2021 Oct 27. Available from: https://doi.org/10.1051/bioconf/20213700073

[18] Shvarts A.A., Shvarts S.A., Korotkov I.V.. Theoretical prerequisites for improving the body low loader granular fertilizer spreader// International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources” (FIES 2021); 2021 Oct 27. Available from: https://doi.org/10.1051/bioconf/20213700073

[19] Doganovskii MG, Kozlovskii EV, Ryadnykh VV. Vybor mesta podachi udobrenii na broskovyi mekhanizm. Traktory i sel’khozmashiny. 1968;(4):33–36 (In Russ).

[20] Догановский М.Г., Козловский Е.В. Рядных В.В. Выбор места подачи удобрений на бросковый механизм // Тракторы и сельхозмашины. 1968. № 4. C. 33–36.

[21] Shcherbakov AM. Koeffitsienty vneshnego i vnutrennego treniya mineral’nykh udobrenii. Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sotsialisticheskogo sel’skogo khozyaistva. 1965:5. (In Russ).

[22] Щербаков А.М. Коэффициенты внешнего и внутреннего трения минеральных удобрений // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1965. № 5.

[23] Chernovolov VA, Uzhakhov TM. Modelirovanie protsessov raspredeleniya mineral’nykh udobrenii tsentrobezhnymi apparatami [Internet]. Zernograd: FGBOU VPO AChGAA. 2010. Available from: http://achgaa.rf/files/OPOP/m2010chernovolov.pdf

[24] Черноволов В.А., Ужахов Т.М. Моделирование процессов распределения минеральных удобрений центробежными аппаратами [интернет]. Зерноград: ФГБОУ ВПО АЧГАА. 2010. Режим доступа: http://ачгаа.рф/files/OPOP/m2010chernovolov.pdf Дата обращения: 18.06.2022.

[25] Krasnikov VV. Pod”emno-transportnye mashiny. Moscow: Kolos; 1981. (In Russ).

[26] Красников В.В. Подъемно-транспортные машины. Москва: Колос, 1981.

[27] Vasilenko VV. Rabota v pole i kontrol’ kachestva raspredeleniya udobrenii. Raschet rabochikh organov pochvoobrabatyvayushchikh i posevnykh mashin. Voronezh: Istoki; 2004.

[28] Василенко В.В. Работа в поле и контроль качества распределения удобрений. Расчет рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин. Воронеж: Истоки, 2004.

[29] GOST 20915-2011. Ispytaniya sel’skokhozyaistvennoi tekhniki. Metody opredeleniya uslovii ispytanii. Available from: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293788/4293788522.pdf (In Russ).

[30] ГОСТ 20915-2011. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293788/4293788522.pdf Дата обращения: 18.06.2022.

[31] Gasparyan IN, Sychev VG, Mel’nikov AV, Gorokhov SA. Osnovy proizvodstva produktsii rastenievodstva. Saint Petersburg: Izdatel’stvo “Lan’” (Sankt-Peterburg); 2021. (In Russ).

[32] Гаспарян И.Н., Сычев В.Г., Мельников А.В., Горохов С.А. Основы производства продукции растениеводства. Санкт-Петербург: Издательство «Лань» (Санкт-Петербург), 2021.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector