基于EDEM的变量撒肥机性能分析与试验

为解决现有撒肥机颗粒肥料抛撒均匀性差且无法实现变量撒肥等问题,设计了一种双圆盘离心式液控变量撒肥机。首先,介绍了该离心式撒肥机的结构及工作原理,利用离散元仿真软件EDEM进行圆盘转速、搅龙转速、行走速度对撒肥均匀性单因素离散元仿真分析,并进行室外试验。结果表明:颗粒肥料抛撒均匀性最佳组合为:圆盘转速1600r/min、搅龙转速400r/min、行走速度1m/s时,横向撒肥变异系数最小为20.75%。仿真结果与实际试验验证结果基本一致,满足实际生产要求,可为变量撒肥机设计提供设计参考。

基于EDEM的双排型孔轮式油菜排种器的排种性能分析

基于离散单元法和EDEM软件,建立了双排型孔轮式油菜排种器的离散元模型,对不同排种轴转速下种群扰动强度进行分析,研究排种轴转速和不同排型孔对排种器排种量和排种均匀性变异系数的影响。结果表明:当排种轴转速为30~90 r/min时,单独使用第一排型孔排种,排种均匀性变异系数为42.75%~54.17%,单独使用第二排型孔排种,排种均匀性变异系数为38.46%~44.1%;排种器使用双排型孔同时排种,排种均匀性变异系数为28.2%~40.1%,双排型孔工作较单排型孔工作排种均匀性提高。该排种器种子充入型孔的极限转速为60 r/min,当转速为0~60 r/min时,单位时间的排种量呈线性变化,当排种器转速超过极限转速时,单位时间的排量相对减小。

车载式施肥喷药一体机设计与试验

针对丘陵山区施肥喷药劳动强度大、作业效率低、肥料和药液利用率不高等问题,设计了一种车载式施肥喷药一体机。阐述了一体机的结构和工作原理,对施肥、喷药的关键部件进行了设计,并分析了肥料颗粒的运动特性和喷杆机构的运动原理。一体机通过肥量调节机构、撒肥圆盘设置施肥量和实现均匀施肥,通过PWM(脉宽调制)技术、双向多方位喷杆机构调节喷药量及实现竖直、倾斜、对地3种喷药模式的任意切换,提高了药液利用率。试验结果表明:施肥作业时,不同施肥口开度下的平均施肥量为16.56~540.76 g/min;当落肥口开度为60%时,施肥均匀性变异系数(Cv=9.01%)最小,施肥性能最好。喷药作业时,不同PWM占空比下的喷头喷药量范围为74.94~345.41mL/min;当PWM占空比增大到100%时,喷药量变异系数(CV=2.54%)最低,喷药性能最好。同时,通过试验建立了施肥、喷药量控制数学模型,旨在为丘陵山区施肥、喷药机械的设计与研发提供技术与理论支撑。

基于EDEM的小型变量撒肥机设计与仿真优化

为了提高丘陵山区田间肥料撒施的智能性和均匀性,设计了一种手扶式变量撒肥机。首先,对撒肥机的整机结构和撒肥盘进行了设计,并通过分析肥料颗粒在撒肥盘上和空气中的运动和受力,建立了肥料颗粒的运动方程;同时,对以AT89C51单片机为核心的撒肥控制系统进行了软硬件设计。应用Design-Expert8.0设计正交试验,以叶片个数、撒肥盘离地高度、撒肥盘转速为试验因素,以撒肥均匀性变异系数为试验指标,对撒肥过程进行离散元仿真试验研究,建立了试验因素与指标之间的回归模型,并进行了响应面分析和目标参数优化。结果表明:各因素影响主次顺序为叶片个数、撒肥盘离地高度、撒肥盘转速;经参数优化后可知,当叶片个数为7、撒肥盘离地高度为449.84 mm、撒肥盘转速为158.75 r/min时,撒肥均匀性变异系数最小,为7.14%,整机撒肥性能最优。研究结果可用于撒肥机结构的改进和撒肥装置工作参数的优化,也可为小型变量撒肥机的设计与优化提供参考。