基于EDEM的电动螺旋式小型施肥机关键部件的设计与试验

针对现有施肥机械无法适用于福建省丘陵地区的小块烟田作业,人工施肥劳动强度大、施肥不均匀和施肥不精确等问题,设计了一种电动螺旋式小型施肥机械,通过理论分析初步确定施肥装置关键部件螺旋排肥器的主要结构参数。采用离散元仿真软件进行仿真分析,以螺旋轴转速n、螺距S、螺旋叶片外径D为关键试验因素,排肥器的排肥均匀性变异系数和排肥稳定性变异系数作为试验指标,采用二次回归正交旋转组合仿真试验以及Design-Expert软件分析各参数对排肥性能的影响规律。仿真结果表明:影响排肥性能的主次因素依次为螺旋轴转速>螺旋叶片外径>螺距,排肥器的较优结构参数为螺旋叶片外径56 mm、螺旋轴转速36 r·min^(-1)、螺距48 mm。最后,根据仿真试验结果的较优参数组合设计了一种电动螺旋式小型施肥机,并进行台架试验,台架试验结果表明:排肥器的排肥稳定性变异系数不大于6.33%,排肥均匀性变异系数不大于5.776%,仿真试验结果和实测结果基本符合设计要求,满足福建丘陵地区小块烟田的施肥要求。

烟草除秆清根刀具作业过程离散元仿真分析

仿真试验结果表明:刀具转速、刀具前进速度与除秆清根作业效率、根茬受力、根茬运动速度、根茬位移量呈正相关;刀具转速、刀具前进速度与根茬出现明显位移的时间节点呈负相关。根据响应曲面最优值求解刀具最佳工作参数,得到最佳刀具前进速度0.594 m·s^(-1),最佳刀具转速292.311 r·min^(-1),最佳挡板高度250 mm,理论根茬损失率2.89%,理论根茬脱土率93.60%。验证试验结果表明,平均根茬脱土率为97.61%,平均根茬损失率为3.59%,与理论值差异较小。