離散元模擬外槽輪排肥器排量分析

離散元模擬外槽輪排肥器排量分析

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1、2015年9月農(nóng)機(jī)化研究第9期離散元模擬外槽輪排肥器排量分析11112111張濤,劉飛,劉月琴,趙滿全,張思,李娜,李鳳麗,呂冰(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,呼和浩特010018;2.長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,湖北荊州434023)摘要:排肥裝置作為免耕播種機(jī)的重要組成部分,其排肥性能直接影響播種的出苗率、作物的長勢及糧食的產(chǎn)量。為得到外槽輪排肥器不同槽輪工作長度的單位圓周排出質(zhì)量和質(zhì)量流率,本文采用離散元軟件,對外槽輪排肥器轉(zhuǎn)速為35r/min,槽輪工作長度為15、30、55mm時的排肥過程進(jìn)

2、行了模擬。模擬結(jié)果表明:外槽輪工作長度為15、30、55mm時,單位圓周排出質(zhì)量分別為0.0369、0.0694、0.1355kg/r;質(zhì)量流率分別為0.0215、0.0405、0.0790kg/s。關(guān)鍵詞:外槽輪;排肥器;離散元;質(zhì)量流率;單位圓周排出質(zhì)量中圖分類號:S224.2;S220.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1003-188X(2015)09-0198-04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.09.045業(yè)大學(xué)機(jī)械廠研制的一款精量免耕播種機(jī),播種行數(shù)0引言為5行

3、,理論行距65cm,作業(yè)幅寬3.3m,整機(jī)質(zhì)量為高效施肥可以提升作物的單位產(chǎn)量及農(nóng)業(yè)物料的1800kg,外形尺寸3770mm×3180mm×1480mm,生2[9]綜合使用率,達(dá)到增產(chǎn)和增收的目的;還可以調(diào)節(jié)土產(chǎn)率0.9~1.5hm/h。2BM-5型氣吸式免耕播種壤組織構(gòu)成、改良植物生長發(fā)育及養(yǎng)分吸收的方機(jī)如圖1所示。[1-2]式。氣吸式免耕播種機(jī)是一種將免耕播種技術(shù)與[3-4]高效施肥技術(shù)結(jié)合起來的現(xiàn)代化的精密播種機(jī)。排肥裝置作為免耕播種機(jī)具上的重要組成部分,其性能直接影響化肥的分布精度,從而

4、影響種子的發(fā)芽率[5-6]和糧食的產(chǎn)量。為此,基于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械廠研制的2BM-5型氣吸式免耕播種機(jī)排肥系統(tǒng)進(jìn)行離散元模擬實驗,顆粒與顆粒接觸、顆粒與幾何體接觸都選用hertz-mindin(noslip)butin接觸模型。在排肥系統(tǒng)以垂圖12BM-5型氣吸式免耕播種機(jī)直地面方向振幅為2mm、頻率為10Hz的振動條件下,F(xiàn)ig.12BM-5typeofsuctionandnotillageplanter模擬外槽輪排肥器排施尿素顆粒料肥進(jìn)行實驗;并模1.2排肥器工作原理擬了肥箱內(nèi)剩余15kg

5、尿素肥料時,排肥系統(tǒng)的的質(zhì)量外槽輪排肥器主要工作部件為外槽輪和排肥盒。[7-8]流率和外槽輪單位圓周排出質(zhì)量。工作時,外槽輪做旋轉(zhuǎn)運動,肥料依靠自身重力充滿1試驗機(jī)型與離散元簡介排種盒和槽輪內(nèi)的凹槽,槽輪凹槽旋轉(zhuǎn)將肥料帶出實現(xiàn)排肥。其結(jié)構(gòu)簡單,適合排施顆粒肥料。由于其適1.1試驗機(jī)型用性較強(qiáng),同時構(gòu)造簡單,市場通用性好,因此也成為本次模擬采用2BM-5型氣吸式免耕播種機(jī)的排[10]目前應(yīng)用最為廣泛的排肥器。肥系統(tǒng)。2BM-5型氣吸式免耕播種機(jī)是由內(nèi)蒙古農(nóng)1.3離散元方法簡介收稿日期:2014-0

6、9-12離散元法是一種不連續(xù)的數(shù)值計算方法。其從離基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(51365034);中國博士后科學(xué)基金散元的塊體接觸問題入手,找出其本構(gòu)關(guān)系,建立物項目(2014M552532XB)理力學(xué)模型;并根據(jù)牛頓第二定律及力與位移的關(guān)系作者簡介:張濤(1988-),男,內(nèi)蒙古赤峰人,碩士研究生,(E-mail)308685885@qq.com。確定力、加速度、速度、位移之間的關(guān)系,適合對非連通訊作者:趙滿全(1955-),男,內(nèi)蒙古土右旗人,教授,博士生導(dǎo)師,[11]續(xù)體、離散的單元進(jìn)

7、行數(shù)值仿真。(E-mail)nmgzhaomq@163.com?!?98·2015年9月農(nóng)機(jī)化研究第9期2離散元模擬方案2.1模擬方法本模擬實驗用SolidWorks軟件建立2BM-5型氣吸式免耕播種機(jī)的排肥盒和外槽輪排肥器。將三維軟件導(dǎo)入離散元軟件,在排肥系統(tǒng)的垂直方向振幅2mm、頻率為10Hz條件下,和外槽輪的轉(zhuǎn)動條件下進(jìn)行肥料模擬實驗。本實驗所選外槽輪排肥器為市場圖4外槽輪與排肥盒裝配圖通用型大外槽輪排肥器,外端直徑為68mm,外槽輪的Fig.4Outergroovedwheelandfe

8、rtilizerboxassemblydrawing最大工作長度為60mm。2.3物料參數(shù)選擇2.2三維模型的建立本次模擬實驗有3種物料,外槽輪為硬質(zhì)塑料,其應(yīng)用SolidWorks軟件建立的工作長度分別為50、余幾何體為鋼,顆粒材料為尿素,將尿素顆粒近似為30、15mm的外槽輪排肥器的三維圖如圖2所示,排肥球體。仿真設(shè)置的物料物理參數(shù)如表1所示,物料間盒三維圖如圖3所示,外槽輪與排肥盒裝配如圖4所[12-13]的接觸參數(shù)如表2所示。示。表1物料物理參數(shù)Table1Thematerialpara

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