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1、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(jī)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(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)行了試驗研究,其他尚無相關(guān)研究報道。,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
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)計水平圓盤式有機(jī)肥撒施試驗臺； 4初步試驗，為計算機(jī)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(jī)模擬試驗研究,2.1 有機(jī)肥在水平圓盤上的運動分析 2.2 有機(jī)肥離
4、開水平圓盤后的運動分析 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算機(jī)模擬,,,,,2.1 有機(jī)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(jī)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(jī)肥在水平圓盤上的運動軌跡分析,,2.有機(jī)肥在水平圓盤上的運動分析,,,,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動分析,有機(jī)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
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算機(jī)模擬,經(jīng)過理論分析可知，有機(jī)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(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，因此在計算機(jī)仿真模擬之前，需要進(jìn)行試驗臺的初步試
6、驗，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(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(jī)肥質(zhì)量多少，通過圖可以很明顯看出各試驗的有機(jī)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(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：D2
9、A1C3B2,,第四章 結(jié) 論,1對有機(jī)肥顆粒進(jìn)行的運動學(xué)分析，分別給出了有機(jī)肥顆粒在水平圓盤上的運動分析及有機(jī)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(jī)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(jī)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。,
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