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1、水平圓盤(pán)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(pán)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(pán)式撒肥部件的臺(tái)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(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1.3 肥料撒施測(cè)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(dòng)者的工作環(huán)境，減輕有機(jī)肥撒施作業(yè)的勞動(dòng)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)的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響到有
2、機(jī)肥的撒施質(zhì)量。,1.2 有機(jī)肥撒施機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,針對(duì)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(guó)外已經(jīng)有了系列產(chǎn)品,可以對(duì)不同形式的有機(jī)肥進(jìn)行撒施。而國(guó)內(nèi)還是采用傳統(tǒng)式的人力撒施,對(duì)有機(jī)肥撒施機(jī)的研究才剛開(kāi)始，除吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)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(wú)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(lèi),水平圓盤(pán)式,螺旋式,撥齒式,1.3 肥料撒施測(cè)試模式的發(fā)展現(xiàn)狀,1.大型測(cè)試試驗(yàn)臺(tái),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(cè)試試驗(yàn)臺(tái)的面積很大，而且非常昂貴，做試驗(yàn)時(shí)也需要大量的肥料。 2.靜態(tài)測(cè)試方法，就是將撒施
3、機(jī)固定不動(dòng)，用許多小盒子分布在撒施機(jī)周?chē)邮辗柿?，通過(guò)測(cè)量每個(gè)盒中肥料的質(zhì)量來(lái)判斷肥料的撒施情況。,1.4 本文研究的內(nèi)容,1對(duì)有機(jī)肥顆粒進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析； 2選取并建立有機(jī)肥水平圓盤(pán)式撒施測(cè)試模式； 3設(shè)計(jì)水平圓盤(pán)式有機(jī)肥撒施試驗(yàn)臺(tái)； 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(duì)水平圓盤(pán)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(pán)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(pán)上的運(yùn)動(dòng)分析 2.2 有機(jī)肥離開(kāi)水平圓盤(pán)后的運(yùn)動(dòng)分析 2.3 有機(jī)肥撒施測(cè)試模式的建立 2.4
4、 水平圓盤(pán)式撒肥部件的計(jì)算機(jī)模擬,2.1 有機(jī)肥在水平圓盤(pán)上的運(yùn)動(dòng)分析,當(dāng)水平圓盤(pán)以角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，有機(jī)肥顆粒在M點(diǎn)相對(duì)盤(pán)面移動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)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(dòng)，一直到離開(kāi)圓盤(pán)和葉片。,1.有機(jī)肥在水平圓盤(pán)上的運(yùn)動(dòng)軌跡分析,2.有機(jī)肥在水平圓盤(pán)上的運(yùn)動(dòng)分析,將有機(jī)肥顆粒沿葉片方向的水平相對(duì)速度與牽連速度合成求出絕對(duì)速度,2.2 有機(jī)肥離開(kāi)水平圓盤(pán)后的運(yùn)動(dòng)分析,有機(jī)肥顆粒離開(kāi)圓盤(pán)和葉片后做平拋運(yùn)動(dòng)，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(dòng)軌跡。,2.3 有機(jī)肥撒施測(cè)試模式的建立,為了能夠簡(jiǎn)單方便的來(lái)測(cè)試撒施機(jī)的撒施分布情況，人們又采用了一種
5、靜態(tài)測(cè)試模式切向圓柱式的撒肥模式，就是將撒施機(jī)固定不動(dòng)，用許多小盒子分布在撒施機(jī)周?chē)邮辗柿?，通過(guò)測(cè)量每個(gè)盒中肥料的質(zhì)量來(lái)判斷肥料的撒施分布情況。,2.4 水平圓盤(pán)式撒肥部件的計(jì)算機(jī)模擬,經(jīng)過(guò)理論分析可知，有機(jī)肥質(zhì)點(diǎn)脫離水平圓盤(pán)時(shí)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(gè)：葉片的偏心距p，葉片的半徑r，有機(jī)肥顆粒位于圓盤(pán)邊緣時(shí)的絕對(duì)速度與此時(shí)圓盤(pán)直徑間夾角和有機(jī)肥顆粒位于圓盤(pán)邊緣時(shí)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(tái)的初步試驗(yàn)，確定以上各個(gè)參數(shù)。,Matlab解出,當(dāng)z0時(shí)，x的值就是有機(jī)肥顆粒拋撒距離。,第三
6、章 水平圓盤(pán)式撒肥部件的臺(tái)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(guò)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(pán)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(tái)設(shè)計(jì)及均勻度測(cè)試方法,水平圓盤(pán)式撒肥部件試驗(yàn)臺(tái),均勻度測(cè)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(pán)的轉(zhuǎn)速，有機(jī)肥的含水率，作為4個(gè)影響因素，每個(gè)影響因素選取3個(gè)水平。,由于不同位置的質(zhì)量不同，需要用一個(gè)指標(biāo)來(lái)判定它的均勻性，而平均偏差是描述個(gè)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，
7、表示觀察值圍繞均數(shù)的波動(dòng)較小，反之亦然。因此采用各個(gè)盒子質(zhì)量的平均偏差來(lái)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(guò)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(pán)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(duì)有機(jī)肥撒施的均勻性影響很大，而水平圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速對(duì)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(duì)指標(biāo)的影響顯著。作出這個(gè)判斷的可信度為99%。而因素B(轉(zhuǎn)速)的F值大于F
8、0.053.55，因此因素B對(duì)指標(biāo)的影響有一定的顯著，這個(gè)判定的可信度為95%。通過(guò)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(cè)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：D2A1C3B2,第四章 結(jié) 論,1對(duì)有機(jī)肥顆粒進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，分別給出了有機(jī)肥顆粒在水平圓盤(pán)上的運(yùn)動(dòng)分析及有機(jī)肥顆粒離開(kāi)水平圓盤(pán)后的運(yùn)動(dòng)分析。 2采用切向圓柱式的撒肥測(cè)試模式，建立了有機(jī)肥撒施測(cè)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(duì)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(méi)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(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析可知，各個(gè)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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