水平圓盤式撒肥部件的試驗研究,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 算機模擬試驗研究 第三章 水平圓盤式撒肥部件的臺架試驗及 結(jié)果分析 第四章 結(jié) 論,第一章 前 言,1.1 研究有機肥撒施機的目的和意義 1.2 有機肥撒施機的國內(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 研究有機肥撒施機的目的和意義,應(yīng)用有機肥撒施機可以改善勞動者的工作環(huán)境，減輕有機肥撒施作業(yè)的勞動強度，提高撒施的均勻度，提高農(nóng)民施有機肥的積極性，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 。 撒施部件是撒施機的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響到有機肥的撒施質(zhì)量。,1.2 有機肥撒施機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,針對不同的有機肥應(yīng)采用不同的撒施設(shè)備,有機肥撒施機國外已經(jīng)有了系列產(chǎn)品,可以對不同形式的有機肥進(jìn)行撒施。而國內(nèi)還是采用傳統(tǒng)式的人力撒施,對有機肥撒施機的研究才剛開始，除吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)對農(nóng)家肥撒施機（螺旋式）已經(jīng)進(jìn)行了試驗研究,其他尚無相關(guān)研究報道。,液體施肥機,固體施肥機,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，但是大型測試試驗臺的面積很大，而且非常昂貴，做試驗時也需要大量的肥料。 2.靜態(tài)測試方法，就是將撒施機固定不動，用許多小盒子分布在撒施機周圍接收肥料，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對有機肥顆粒進(jìn)行的運動學(xué)分析； 2選取并建立有機肥水平圓盤式撒施測試模式； 3設(shè)計水平圓盤式有機肥撒施試驗臺； 4初步試驗，為計算機仿真模擬提供必要的試驗 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 分析及計算機模擬試驗研究,2.1 有機肥在水平圓盤上的運動分析 2.2 有機肥離開水平圓盤后的運動分析 2.3 有機肥撒施測試模式的建立 2.4 水平圓盤式撒肥部件的計算機模擬,2.1 有機肥在水平圓盤上的運動分析,當(dāng)水平圓盤以角速度旋轉(zhuǎn)時，有機肥顆粒在M點相對盤面移動，經(jīng)過一段時間后到達(dá)M1點，此段軌跡為螺旋線，當(dāng)?shù)竭_(dá) M1后將沿葉片運動，一直到離開圓盤和葉片。,1.有機肥在水平圓盤上的運動軌跡分析,2.有機肥在水平圓盤上的運動分析,將有機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 有機肥離開水平圓盤后的運動分析,有機肥顆粒離開圓盤和葉片后做平拋運動，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)其運動軌跡。,2.3 有機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，就是將撒施機固定不動，用許多小盒子分布在撒施機周圍接收肥料，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算機模擬,經(jīng)過理論分析可知，有機肥質(zhì)點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，并可以利用計算機進(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肥顆粒位于圓盤邊緣時徑向與撒施機前進(jìn)方向間的夾角，因此在計算機仿真模擬之前，需要進(jìn)行試驗臺的初步試驗，確定以上各個參數(shù)。,Matlab解出,當(dāng)z0時，x的值就是有機肥顆粒拋撒距離。,第三章 水平圓盤式撒肥部件的臺架試驗及結(jié)果分析,31 試驗設(shè)計 32 試驗因素水平的選定 33試驗結(jié)果及分析,3.1 試驗設(shè)計,通過初步試驗，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,試驗臺設(shè)計及均勻度測試方法,水平圓盤式撒肥部件試驗臺,均勻度測試示意圖,32 試驗因素水平的選定,在初步試驗的基礎(chǔ)上選取兩組葉片，水平圓盤的轉(zhuǎn)速，有機肥的含水率，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肥撒施的均勻度，計算公式如下：,33試驗結(jié)果及分析,圖中圓錐體的高度代表有機肥質(zhì)量多少，通過圖可以很明顯看出各試驗的有機肥分布情況 。,水平圓盤式撒肥部件的試驗方案及結(jié)果計算分析表,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指標(biāo)的主次因素順序式D、A、C、B。,正交試驗的數(shù)據(jù)分析可知，試驗的最佳方案并不在正交表中，為了驗證試驗的準(zhǔn)確性，按照最優(yōu)方案的試驗條件又進(jìn)行了追加試驗，試驗方法及數(shù)據(jù)的測試都與前面的試驗保持一致。 計算追加試驗的平均偏差結(jié)果是： adev1 15.56050 正交試驗表中的平均偏差的最小值 adev21.60735 驗證了正交試驗結(jié)果分析的準(zhǔn)確性，因此本試驗的最優(yōu)結(jié)果為：D2A1C3B2,第四章 結(jié) 論,1對有機肥顆粒進(jìn)行的運動學(xué)分析，分別給出了有機肥顆粒在水平圓盤上的運動分析及有機肥顆粒離開水平圓盤后的運動分析。 2采用切向圓柱式的撒肥測試模式，建立了有機肥撒施測試模式。 3進(jìn)行的初步試驗，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，建立 了數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行求解。 5確定的正交試驗方案，并按照正交表進(jìn) 行分組試驗。 6對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，得出了最優(yōu)的試驗方案。 7由于最優(yōu)的水平組合沒有在所選的正交表中，為了保證試驗的準(zhǔn)確性，進(jìn)行附加試驗通過對試驗結(jié)果的分析可知，各個接肥盒中的有機肥的質(zhì)量的平均偏差值最小，所以驗證了水平組合為最優(yōu)的試驗方案。,