水平圆盘式撒肥部件的试验研究.ppt

水平圆盘式撒肥部件的试验研究 主要内容 第一章前言第二章水平圆盘式撒肥部件的理论分析及计算机模拟试验研究第三章水平圆盘式撒肥部件的台架试验及结果分析第四章结论 第一章前言 1 1研究有机肥撒施机的目的和意义1 2有机肥撒施机的国内外发展现状1 3肥料撒施测试模式的发展现状1 4本文研究的内容 1 1研究有机肥撒施机的目的和意义 应用有机肥撒施机可以改善劳动者的工作环境 减轻有机肥撒施作业的劳动强度 提高撒施的均匀度 提高农民施有机肥的积极性 是促进农业生态平衡和农业可持续发展战略的重要内容 撒施部件是撒施机的关键部件 其性能的好坏直接影响到有机肥的撒施质量 1 2有机肥撒施机的国内外发展现状 针对不同的有机肥应采用不同的撒施设备 有机肥撒施机国外已经有了系列产品 可以对不同形式的有机肥进行撒施 而国内还是采用传统式的人力撒施 对有机肥撒施机的研究才刚开始 除吉林农业大学对农家肥撒施机 螺旋式 已经进行了试验研究 其他尚无相关研究报道 液体施肥机 固体施肥机 按照施肥部件可分为以下三类 水平圆盘式 螺旋式 拨齿式 1 3肥料撒施测试模式的发展现状 1 大型测试试验台 可以控制一些外部影响因素 包括温度及空气湿度等 都可以控制 但是大型测试试验台的面积很大 而且非常昂贵 做试验时也需要大量的肥料 2 静态测试方法 就是将撒施机固定不动 用许多小盒子分布在撒施机周围接收肥料 通过测量每个盒中肥料的质量来判断肥料的撒施情况 1 4本文研究的内容 1 对有机肥颗粒进行的运动学分析 2 选取并建立有机肥水平圆盘式撒施测试模式 3 设计水平圆盘式有机肥撒施试验台 4 初步试验 为计算机仿真模拟提供必要的试验数据 5 利用MATLAB进行仿真模拟 建立数学模型并求解 6 利用正交试验对水平圆盘式撒肥部件各参数进行优选 得出最优的参数组合 第二章水平圆盘式撒肥部件的理论分析及计算机模拟试验研究 2 1有机肥在水平圆盘上的运动分析2 2有机肥离开水平圆盘后的运动分析2 3有机肥撒施测试模式的建立2 4水平圆盘式撒肥部件的计算机模拟 2 1有机肥在水平圆盘上的运动分析 当水平圆盘以角速度 旋转时 有机肥颗粒在M点相对盘面移动 经过一段时间后到达M1点 此段轨迹为螺旋线 当到达M1后将沿叶片运动 一直到离开圆盘和叶片 1 有机肥在水平圆盘上的运动轨迹分析 2 有机肥在水平圆盘上的运动分析 将有机肥颗粒沿叶片方向的水平相对速度与牵连速度合成求出绝对速度 2 2有机肥离开水平圆盘后的运动分析 有机肥颗粒离开圆盘和叶片后做平抛运动 若不考虑风及颗粒自身的旋转的影响 可用以下方程组表达其运动轨迹 2 3有机肥撒施测试模式的建立 为了能够简单方便的来测试撒施机的撒施分布情况 人们又采用了一种静态测试模式 切向圆柱式的撒肥模式 就是将撒施机固定不动 用许多小盒子分布在撒施机周围接收肥料 通过测量每个盒中肥料的质量来判断肥料的撒施分布情况 2 4水平圆盘式撒肥部件的计算机模拟 经过理论分析可知 有机肥质点脱离水平圆盘时的撒肥速度如果已知 就可以建立数学模型 并可以利用计算机进行仿真模拟 而影响的因素有以下四个 叶片的偏心距p 叶片的半径r 有机肥颗粒位于圆盘边缘时的绝对速度与此时圆盘直径间夹角 和有机肥颗粒位于圆盘边缘时径向与撒施机前进方向间的夹角 因此在计算机仿真模拟之前 需要进行试验台的初步试验 确定以上各个参数 Matlab解出 当z 0时 x的值就是有机肥颗粒抛撒距离 第三章水平圆盘式撒肥部件的台架试验及结果分析 3 1试验设计3 2试验因素水平的选定3 3试验结果及分析 3 1试验设计 通过初步试验 把主要影响撒施均匀度 幅宽 撒施范围的因素确定为 撒肥盘的转速第一组叶片的偏心距p1第二组叶片的偏心距p2粪肥的含水率 试验台设计及均匀度测试方法 水平圆盘式撒肥部件试验台 均匀度测试示意图 3 2试验因素水平的选定 在初步试验的基础上选取两组叶片 水平圆盘的转速 有机肥的含水率 作为4个影响因素 每个影响因素选取3个水平 由于不同位置的质量不同 需要用一个指标来判定它的均匀性 而平均偏差是描述个体值间的变异 即观察值的离散度的指标之一 平均偏差较小 表示观察值围绕均数的波动较小 反之亦然 因此采用各个盒子质量的平均偏差来判定有机肥撒施的均匀度 计算公式如下 3 3试验结果及分析 图中圆锥体的高度代表有机肥质量多少 通过图可以很明显看出各试验的有机肥分布情况 水平圆盘式撒肥部件的试验方案及结果计算分析表 方差分析结果表 极差分析可以看出 叶片的排列方式对有机肥撒施的均匀性影响很大 而水平圆盘的转速对其影响最小 各因素主次的排列顺序是 D A C B 较优方案为D2A1C3B2 方差分析表可以看出因素D A C的F值都大于F0 01 6 01 因此因素D A C对指标的影响显著 作出这个判断的可信度为99 而因素B 转速 的F值大于F0 05 3 55 因此因素B对指标的影响有一定的显著 这个判定的可信度为95 通过分析得出影响试验指标的主次因素顺序式D A C B 正交试验的数据分析可知 试验的最佳方案并不在正交表中 为了验证试验的准确性 按照最优方案的试验条件又进行了追加试验 试验方法及数据的测试都与前面的试验保持一致 计算追加试验的平均偏差结果是 adev1 15 56050正交试验表中的平均偏差的最小值adev 21 60735验证了正交试验结果分析的准确性 因此本试验的最优结果为 D2A1C3B2 第四章结论 1 对有机肥颗粒进行的运动学分析 分别给出了有机肥颗粒在水平圆盘上的运动分析及有机肥颗粒离开水平圆盘后的运动分析 2 采用切向圆柱式的撒肥测试模式 建立了有机肥撒施测试模式 3 进行的初步试验 找到了影响撒肥均匀度的因素 并确定了其变化范围 4 利用MATLAB进行仿真模拟试验 建立了数学模型并进行求解 5 确定的正交试验方案 并