水平圓盤式撒肥部件的試驗(yàn)研究.ppt

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1、水平圓盤式撒肥部件的試驗(yàn)研究,,主 要 內(nèi) 容,第一章 前 言 第二章 水平圓盤式撒肥部件的理論分析及計(jì) 算機(jī)模擬試驗(yàn)研究 第三章 水平圓盤式撒肥部件的臺架試驗(yàn)及 結(jié)果分析 第四章 結(jié) 論,,,,,第一章 前 言,1.1 研究有機(jī)肥撒施機(jī)的目的和意義 1.2 有機(jī)肥撒施機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1.3 肥料撒施測試模式的發(fā)展現(xiàn)狀 1.4 本文研究的內(nèi)容,,,,,1.1 研究有機(jī)肥撒施機(jī)的目的和意義,應(yīng)用有機(jī)肥撒施機(jī)可以改善勞動者的工作環(huán)境,減輕有機(jī)肥撒施作業(yè)的勞動強(qiáng)度,提高撒施的均勻度,提高農(nóng)民施有機(jī)肥的積極性,是促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容 。 撒施部件是撒施機(jī)

2、的關(guān)鍵部件,其性能的好壞直接影響到有機(jī)肥的撒施質(zhì)量。,,1.2 有機(jī)肥撒施機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,針對不同的有機(jī)肥應(yīng)采用不同的撒施設(shè)備,有機(jī)肥撒施機(jī)國外已經(jīng)有了系列產(chǎn)品,可以對不同形式的有機(jī)肥進(jìn)行撒施。而國內(nèi)還是采用傳統(tǒng)式的人力撒施,對有機(jī)肥撒施機(jī)的研究才剛開始,除吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)對農(nóng)家肥撒施機(jī)(螺旋式)已經(jīng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究,其他尚無相關(guān)研究報(bào)道。,液體施肥機(jī),固體施肥機(jī),按照施肥部件可分為以下三類,水平圓盤式,螺旋式,撥齒式,,1.3 肥料撒施測試模式的發(fā)展現(xiàn)狀,1.大型測試試驗(yàn)臺,可以控制一些外部影響因素,包括溫度及空氣濕度等,都可以控制,但是大型測試試驗(yàn)臺的面積很大,而且非常昂貴,做試驗(yàn)時也需要大

3、量的肥料。 2.靜態(tài)測試方法,就是將撒施機(jī)固定不動,用許多小盒子分布在撒施機(jī)周圍接收肥料,通過測量每個盒中肥料的質(zhì)量來判斷肥料的撒施情況。,,1.4 本文研究的內(nèi)容,1對有機(jī)肥顆粒進(jìn)行的運(yùn)動學(xué)分析; 2選取并建立有機(jī)肥水平圓盤式撒施測試模式; 3設(shè)計(jì)水平圓盤式有機(jī)肥撒施試驗(yàn)臺; 4初步試驗(yàn),為計(jì)算機(jī)仿真模擬提供必要的試驗(yàn) 數(shù)據(jù); 5利用MATLAB進(jìn)行仿真模擬,建立數(shù)學(xué)模型并 求解; 6利用正交試驗(yàn)對水平圓盤式撒肥部件各參數(shù)進(jìn) 行優(yōu)選,得出最優(yōu)的參數(shù)組合 。,,第二章 水平圓盤式撒肥部件的理論 分析及計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)研究,2.1 有機(jī)肥在水平圓盤上的運(yùn)動分析 2.2 有機(jī)肥離

4、開水平圓盤后的運(yùn)動分析 2.3 有機(jī)肥撒施測試模式的建立 2.4 水平圓盤式撒肥部件的計(jì)算機(jī)模擬,,,,,2.1 有機(jī)肥在水平圓盤上的運(yùn)動分析,當(dāng)水平圓盤以角速度旋轉(zhuǎn)時,有機(jī)肥顆粒在M點(diǎn)相對盤面移動,經(jīng)過一段時間后到達(dá)M1點(diǎn),此段軌跡為螺旋線,當(dāng)?shù)竭_(dá) M1后將沿葉片運(yùn)動,一直到離開圓盤和葉片。,1.有機(jī)肥在水平圓盤上的運(yùn)動軌跡分析,,2.有機(jī)肥在水平圓盤上的運(yùn)動分析,,,,將有機(jī)肥顆粒沿葉片方向的水平相對速度與牽連速度合成求出絕對速度,,2.2 有機(jī)肥離開水平圓盤后的運(yùn)動分析,有機(jī)肥顆粒離開圓盤和葉片后做平拋運(yùn)動,若不考慮風(fēng)及顆粒自身的旋轉(zhuǎn)的影響,可用以下方程組表達(dá)其運(yùn)動軌跡。,,,2.3 有

5、機(jī)肥撒施測試模式的建立,為了能夠簡單方便的來測試撒施機(jī)的撒施分布情況,人們又采用了一種靜態(tài)測試模式切向圓柱式的撒肥模式,就是將撒施機(jī)固定不動,用許多小盒子分布在撒施機(jī)周圍接收肥料,通過測量每個盒中肥料的質(zhì)量來判斷肥料的撒施分布情況。,,2.4 水平圓盤式撒肥部件的計(jì)算機(jī)模擬,經(jīng)過理論分析可知,有機(jī)肥質(zhì)點(diǎn)脫離水平圓盤時的撒肥速度如果已知,就可以建立數(shù)學(xué)模型,并可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真模擬,而影響的因素有以下四個:葉片的偏心距p,葉片的半徑r,有機(jī)肥顆粒位于圓盤邊緣時的絕對速度與此時圓盤直徑間夾角和有機(jī)肥顆粒位于圓盤邊緣時徑向與撒施機(jī)前進(jìn)方向間的夾角,因此在計(jì)算機(jī)仿真模擬之前,需要進(jìn)行試驗(yàn)臺的初步試

6、驗(yàn),確定以上各個參數(shù)。,,,Matlab解出,當(dāng)z0時,x的值就是有機(jī)肥顆粒拋撒距離。,,第三章 水平圓盤式撒肥部件的臺架試驗(yàn)及結(jié)果分析,31 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 32 試驗(yàn)因素水平的選定 33試驗(yàn)結(jié)果及分析,,,,3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì),通過初步試驗(yàn),把主要影響撒施均勻度幅寬撒施范圍的因素確定為: 撒肥盤的轉(zhuǎn)速 第一組葉片的偏心距p1 第二組葉片的偏心距p2 糞肥的含水率,試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)及均勻度測試方法,水平圓盤式撒肥部件試驗(yàn)臺,,均勻度測試示意圖,,32 試驗(yàn)因素水平的選定,在初步試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取兩組葉片,水平圓盤的轉(zhuǎn)速,有機(jī)肥的含水率,作為4個影響因素,每個影響因素選取3個水平。,由于不同位置的質(zhì)量

7、不同,需要用一個指標(biāo)來判定它的均勻性,而平均偏差是描述個體值間的變異,即觀察值的離散度的指標(biāo)之一,平均偏差較小,表示觀察值圍繞均數(shù)的波動較小,反之亦然。因此采用各個盒子質(zhì)量的平均偏差來判定有機(jī)肥撒施的均勻度,計(jì)算公式如下:,,33試驗(yàn)結(jié)果及分析,圖中圓錐體的高度代表有機(jī)肥質(zhì)量多少,通過圖可以很明顯看出各試驗(yàn)的有機(jī)肥分布情況 。,,,水平圓盤式撒肥部件的試驗(yàn)方案及結(jié)果計(jì)算分析表,方差分析結(jié)果表,極差分析可以看出:葉片的排列方式對有機(jī)肥撒施的均勻性影響很大,而水平圓盤的轉(zhuǎn)速對其影響最小,各因素主次的排列順序是:D、A、C、B,較優(yōu)方案為D2A1C3B2 。 方差分析表可以看出因素D、A、C的F值都

8、大于F0.016.01,因此因素D、A、C對指標(biāo)的影響顯著。作出這個判斷的可信度為99%。而因素B(轉(zhuǎn)速)的F值大于F0.053.55,因此因素B對指標(biāo)的影響有一定的顯著,這個判定的可信度為95%。通過分析得出影響試驗(yàn)指標(biāo)的主次因素順序式D、A、C、B。,正交試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可知,試驗(yàn)的最佳方案并不在正交表中,為了驗(yàn)證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,按照最優(yōu)方案的試驗(yàn)條件又進(jìn)行了追加試驗(yàn),試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)的測試都與前面的試驗(yàn)保持一致。 計(jì)算追加試驗(yàn)的平均偏差結(jié)果是: adev1 15.56050 正交試驗(yàn)表中的平均偏差的最小值 adev21.60735 驗(yàn)證了正交試驗(yàn)結(jié)果分析的準(zhǔn)確性,因此本試驗(yàn)的最優(yōu)結(jié)果為:D2

9、A1C3B2,,第四章 結(jié) 論,1對有機(jī)肥顆粒進(jìn)行的運(yùn)動學(xué)分析,分別給出了有機(jī)肥顆粒在水平圓盤上的運(yùn)動分析及有機(jī)肥顆粒離開水平圓盤后的運(yùn)動分析。 2采用切向圓柱式的撒肥測試模式,建立了有機(jī)肥撒施測試模式。 3進(jìn)行的初步試驗(yàn),找到了影響撒肥均勻度的因素,并確定了其變化范圍。,4利用MATLAB進(jìn)行仿真模擬試驗(yàn),建立 了數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行求解。 5確定的正交試驗(yàn)方案,并按照正交表進(jìn) 行分組試驗(yàn)。 6對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析,得出了最優(yōu)的試驗(yàn)方案。 7由于最優(yōu)的水平組合沒有在所選的正交表中,為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,進(jìn)行附加試驗(yàn)通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析可知,各個接肥盒中的有機(jī)肥的質(zhì)量的平均偏差值最小,所以驗(yàn)證了水平組合為最優(yōu)的試驗(yàn)方案。,

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