摘要：在起壟覆膜種植過(guò)程中，需要均勻有效地拋送土壤從而壓實(shí)地膜。基于此，設(shè)計(jì)一種新型旋耕起壟拋土覆膜機(jī)械并對(duì)其拋土裝置進(jìn)行分析。首先對(duì)拋土過(guò)程進(jìn)行理論分析，接著通過(guò)對(duì)拋土裝置的離散元仿真分析，確定拋土刀片的長(zhǎng)度及寬度參數(shù)，然后分析不同的刀片數(shù)量、轉(zhuǎn)速、刀片傾斜角對(duì)拋土量的影響，最后利用Design-Expert軟件對(duì)單因素試驗(yàn)進(jìn)行方差分析，建立拋土量平均值回歸模型。得到拋土量最優(yōu)值的參數(shù)組合：刀片數(shù)量為4個(gè)，拋土輪轉(zhuǎn)速為275 r/min，刀片傾斜角為130°。對(duì)最優(yōu)參數(shù)組合進(jìn)行田間試驗(yàn)，結(jié)果表明，平均拋土質(zhì)量為10.4 kg/s，滿足農(nóng)藝作業(yè)要求。

關(guān)鍵詞：拋土覆膜機(jī)；旋耕起壟；拋土裝置；刀片；響應(yīng)面法

中圖分類號(hào)：S222

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：20955553 （2024） 070028

07

Design and testing of a new type of soil throwing device for rotary plowing and mowing

Zhang Pengcheng1， Shentu Liufang1， Sun Xingzhao2， Zhang Wenyi3， Yan Wei3

（1. Jiangsu Ocean University， Lianyungang， 222005， China; 2. Lianyungang Yuantian Agricultural Machinery

Institute， Lianyugang， 222006， China; 3. Nanjing Institute of Agricultural Mechanization， Ministry of

Agriculture and Rural Affairs， Nanjing， 210014， China）

Abstract：

In the process of ridging and mulching planting， it is necessary to evenly and efficiently throw the soil to compact the mulching film. Based on this， a new type of rotary tillage and seedling soil throwing and mulching machine is designed and its soil throwing device is analyzed. Firstly， the theoretical analysis of the soil throwing process was carried out， then the length and width parameters of the soil throwing blades were determined through the discrete element simulation analysis of the soil throwing device， and then the effects of different blade numbers， rotational speeds and blade tilt angles on the soil throwing volume were analyzed， and finally， an ANOVA analysis was carried out on the one-factor test by using the Design-Expert software to set up the regression model of the mean value of the soil throwing volume. The parameter combination to obtain the optimal value of the amount of soil thrown： the number of blades is 4， the rotation speed of the soil throwing wheel was 275 r/min， and the blade tilt Angle was 130°. Field tests were conducted on the optimal parameter combinations. The results showed that the average quality of soil dumping was 10.4 kg/s， which met the requirements of agronomic operation.

Keywords：

throwing and mulching machine; rototilling and ridging; soil throwing device; blade; response surface method

0 引言

農(nóng)業(yè)作為我國(guó)發(fā)展的重中之重，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。黨的二十大報(bào)告中指出，農(nóng)業(yè)要向高質(zhì)量方向發(fā)展，在推動(dòng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中，必須完整、準(zhǔn)確、全面貫徹新發(fā)展理念［1］。把創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享的要求落實(shí)落細(xì)到推動(dòng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中，落實(shí)到農(nóng)業(yè)農(nóng)村工作的全過(guò)程。隨著中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的迅速發(fā)展，對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的需求增多，農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展仍存在許多不易解決的問(wèn)題，如：中國(guó)的可用耕地面積越來(lái)越少；中國(guó)耕地質(zhì)量越來(lái)越差，隨著工業(yè)化進(jìn)程加快，環(huán)境污染對(duì)作物造成的污染越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)作物產(chǎn)量也造成了威脅；水資源的嚴(yán)重匱乏是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。

中國(guó)土地灌溉面積已經(jīng)超過(guò)90%［2］，但是由于灌溉技術(shù)水平比較落后，導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。針對(duì)一些適合起壟種植的作物，例如花生、甘薯、土豆等，通過(guò)起壟覆膜種植不僅可以對(duì)農(nóng)作物實(shí)施精準(zhǔn)灌溉，有效緩解水資源浪費(fèi)情況，而且可以給作物提供更好的成長(zhǎng)環(huán)境，明顯提高作物產(chǎn)量［3］。

農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不斷提高，從單一起壟覆膜機(jī)械逐漸向多功能復(fù)式作業(yè)機(jī)械轉(zhuǎn)變，功能也由簡(jiǎn)單覆膜變得多樣化、一體化［4］，但是這類作業(yè)機(jī)械在作業(yè)時(shí)會(huì)受到土壤堅(jiān)實(shí)度、含水量、田間殘膜或雜草存留量等諸多因素影響，容易造成膜邊覆土寬厚不一致，影響壓實(shí)程度［5］。不同的機(jī)具功能也有差異，不同的作物種植農(nóng)藝也不同［6］。覆蓋地膜時(shí)，壟間、行間無(wú)法做到全膜覆蓋，不僅如此，如遇到大風(fēng)等較差的氣候狀況時(shí)，若壓得不夠結(jié)實(shí)，地膜還會(huì)被吹起來(lái)［7， 8］。

為此，在總結(jié)以往起壟覆膜機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)一種新型的旋耕起壟拋土覆膜機(jī)械，對(duì)拋土裝置進(jìn)行研究，分析確定拋土刀片結(jié)構(gòu)（長(zhǎng)度、寬度）參數(shù)，通過(guò)不同的刀片數(shù)量、不同的轉(zhuǎn)速以及不同的刀片傾斜角對(duì)拋土部件拋土效果進(jìn)行仿真優(yōu)化，以期探索出最佳的拋土效果各參數(shù)組合。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

“壟”即是在田間按照一定寬度與間隔形成的高于地面的條狀形高臺(tái)，上面部分稱為“壟臺(tái)”，壟與壟之間形成的溝稱為“壟溝”，由于“壟”是在地面拔地而起的，因此叫做“起壟”［9］，如圖1所示。

其中，壟頂寬L1為0.3～0.5 m，壟低寬L2為0.8～1.0 m，壟距L3為1.0～1.2 m，壟高H為0.25～0.30 m，壟型傾斜角α為45°。

農(nóng)作物起壟種植的種植模式，在北方農(nóng)業(yè)上使用的要比南方農(nóng)業(yè)上使用的更普遍一些，露地種植和溫室大棚種植都可以進(jìn)行起壟［10］。一般來(lái)說(shuō)，除了玉米、小麥等這類農(nóng)作物不太適合起壟種植以外（成本高），其他諸如各類瓜果蔬菜作物、以地下塊莖為產(chǎn)量的農(nóng)作物（如土豆、花生、蘿卜等）以及各類深根系農(nóng)作物等絕大多數(shù)農(nóng)作物都是比較適合進(jìn)行起壟種植的［11］。相較傳統(tǒng)的平地種植方式，起壟種植有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）能夠很好地疏松土壤，不易板結(jié)；（2）改善土壤透氣性，利于作物根系發(fā)育；（3）增加了地表面積，吸熱散熱快，提升了光合作用；（4）便于灌溉，排水通暢；（5）抑制雜草生長(zhǎng)；（6）有效提升作物產(chǎn)量［12， 13］。

為此設(shè)計(jì)一種新型旋耕起壟拋土覆膜機(jī)械，可同時(shí)完成旋耕、起壟、拋土、覆膜、切膜、壓膜等作業(yè)。整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.2 工作原理

整機(jī)由45 kW以上的拖拉機(jī)進(jìn)行懸掛作業(yè)，前進(jìn)速度約為3.5 km/h，動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速為540 r/min，動(dòng)力輸入至旋耕刀組傳動(dòng)齒輪箱，由傳動(dòng)齒輪箱兩邊輸出軸帶動(dòng)旋耕刀組進(jìn)行旋耕碎土、拋土作業(yè)；旋耕機(jī)部件通過(guò)后齒輪箱輸出軸帶動(dòng)兩個(gè)拋土刀片轉(zhuǎn)動(dòng)，工作時(shí)，旋耕機(jī)將土壤破碎后向后方拋送，向后拋送到二級(jí)拋土部件的前半部分，即第一級(jí)拋土輪，之后土壤由一級(jí)拋土輪向后方拋送傳遞給二級(jí)拋土輪，并拋出進(jìn)而覆蓋在地膜上，對(duì)地膜進(jìn)行壓實(shí)，旋耕部件與二級(jí)拋土部件組合運(yùn)用，有效完成旋耕起壟與拋土壓膜工作。

1.3 拋土部件設(shè)計(jì)

二級(jí)拋土部件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

二級(jí)拋土輪是由4個(gè)葉片刀片組成，兩個(gè)輪之間水平距離L4為20 cm，垂直距離L5為25 cm，軸心傾斜角β為45°，葉片刀片傾斜角θ為135°。

2 拋土過(guò)程理論分析

拋土輪的作用是將前面旋耕機(jī)輸送過(guò)來(lái)的土壤通過(guò)二次拋土將土壤拋出，使其能夠覆蓋在地膜上，起到壓實(shí)地膜的效果。拋土輪要求能夠?qū)⑿麢C(jī)拋送過(guò)來(lái)的大部分土壤穩(wěn)定、均勻的拋出。影響拋土作業(yè)效果的因素主要包括：拋土刀片的結(jié)構(gòu)、拋土輪的數(shù)量、拋土輪的轉(zhuǎn)速以及拋土輪刀片傾斜角。

2.1 拋土輪設(shè)計(jì)

拋土輪尺寸過(guò)大不利于整體設(shè)計(jì)，拋土輪尺寸過(guò)小會(huì)導(dǎo)致取土量少且拋送土壤不均勻。覆土作業(yè)時(shí)，機(jī)具前進(jìn)速度越快，拋土輪每轉(zhuǎn)一圈所拋送的土壤顆粒越多，拋土輪受到的阻力矩就越大，因此拋土輪的刀片數(shù)量對(duì)裝置的功耗和作業(yè)效率有較大的影響，刀片數(shù)量越多，刀片單次拋出量就越少，拋出的土壤就越集中，拋土輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，刀片與土壤顆粒碰撞的瞬間，土壤顆粒被加速到與刀片相同的速度，也會(huì)消耗掉一部分功率，拋土輪刀片數(shù)量過(guò)多，則容易造成土壤滯留在相鄰刀片間，造成工作效率下降。為增強(qiáng)拋土輪拋送土壤性能，設(shè)計(jì)拋土刀片呈一定傾斜角。

拋土輪刀片寬度也會(huì)影響覆土質(zhì)量，刀片寬度越短，土壤在刀片上滑移距離短，覆蓋質(zhì)量降低，拋土輪刀片寬度過(guò)大，則在有效時(shí)間間隔內(nèi)，滑移距離達(dá)不到刀片寬度尺寸。

2.2 拋土量計(jì)算

拋土刀片直徑過(guò)小，旋耕機(jī)輸送過(guò)來(lái)的土壤會(huì)有一部分無(wú)法拋出；拋土刀片直徑過(guò)大，則在作業(yè)時(shí)可能會(huì)增大拋土阻力。因此，本文設(shè)計(jì)拋土刀片直徑為30 cm，拋土刀片寬度為12 cm。

圖4為壟型及拋土土量示意圖，圖中陰影部分即為壓膜所需土量簡(jiǎn)圖，h為土量高度，大約在30～50 mm。

單位時(shí)間機(jī)器前進(jìn)距離為0.97 m，根據(jù)式（1）、式（2）可得壓膜所需土量體積范圍為0.008 0～0.0133 m3。

V′

=（0.15+0.40）×0.03÷2×0.97

=0.008 0m3

（1）

V″

=（0.15+0.40）×0.05÷2×0.97

=0.013 3m3

（2）

二級(jí)拋土輪每秒的拋土體積

V=π·r2·b=π×0.152×0.12=0.008 4m3

（3）

式中：

r——拋土刀片半徑，m；

b——拋土刀片寬度，m。

則二級(jí)拋土輪每秒拋土質(zhì)量

M=ρ×V=1346×0.008 4=11.306 4kg

（4）

式中：

ρ——土壤密度，kg/m3。

由圖3可知，本文拋土刀片個(gè)數(shù)為4，則設(shè)每個(gè)刀片的拋土量

V1=V24

（5）

V2=Vn

（6）

式中：

V2——單位轉(zhuǎn)數(shù)拋土輪拋土量，m3；

n——單位時(shí)間內(nèi)拋土輪轉(zhuǎn)數(shù)，r。

整機(jī)前進(jìn)速度為3.5 km/h，整機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速為540 r/min，齒輪箱轉(zhuǎn)速比為13∶25，因此，拋土刀片轉(zhuǎn)速為280 r/min。則根據(jù)拋土量計(jì)算可得拋土輪單位轉(zhuǎn)數(shù)拋土量V2=0.001 83m3，根據(jù)拋土輪葉片有效拋土面積和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［14］，可知每個(gè)刀片的拋土量為0.000 457 m3，滿足作業(yè)需求。

3 二級(jí)拋土離散元仿真

運(yùn)用EDEM2022對(duì)二級(jí)拋土輪進(jìn)行仿真分析，確定合適的拋土覆土方案；確定拋土刀片結(jié)構(gòu)（長(zhǎng)度、寬度），分析二級(jí)拋土刀片數(shù)量、拋土輪轉(zhuǎn)速以及刀片傾斜角對(duì)二級(jí)拋土效果的影響，確定參數(shù)合理取值或范圍，為拋土輪的研制和工作參數(shù)的確定提供指導(dǎo)。

3.1 仿真模型參數(shù)設(shè)定及評(píng)價(jià)指標(biāo)

在EDEM中建立球型土壤顆粒［15］，土壤顆粒間接觸模型為Hertz-Minding with bonding［16］。恢復(fù)系數(shù)和靜摩擦系數(shù)引自文獻(xiàn)［17-19］。具體仿真參數(shù)如表1所示。

以二級(jí)拋土后拋送的土壤質(zhì)量流量作為指標(biāo)，通過(guò)在拋出口設(shè)置質(zhì)量流量檢測(cè)裝置，如圖5所示，檢測(cè)拋出口的土壤質(zhì)量特征［20］，通過(guò)刀片數(shù)量、拋土輪轉(zhuǎn)速以及刀片傾斜角度三個(gè)方面反映土壤拋送性能。

3.2 單因素試驗(yàn)與仿真結(jié)果

3.2.1 刀片寬度以及長(zhǎng)度的確定

拋土輪的刀片寬度影響土壤顆粒在刀片寬度方向的分布和起拋速度。土輪的刀片寬度越小，土壤顆粒在拋土輪刀片上滑移時(shí)間越短，拋出的土壤顆粒越集中，但是單位時(shí)間拋出的土壤量則相對(duì)較少；土輪刀片寬度過(guò)大，則在有效時(shí)間間隔內(nèi)，滑移距離達(dá)不到刀片寬度尺寸，拋出的土壤顆粒較為分散。

由圖6可知，刀片寬度在12 cm時(shí)，拋出土壤量較為均勻，寬度較小時(shí)，土壤拋出量較低，寬度較大時(shí)，由于拋送土壤分散，土壤量分布不均。故選刀片寬度為12 cm。而刀片長(zhǎng)度對(duì)拋送土壤量的總體影響較小，長(zhǎng)短會(huì)影響拋土量到達(dá)峰值的時(shí)間，對(duì)拋土量影響較小，不做考慮，故選擇刀片長(zhǎng)度為8 cm。

3.2.2 二級(jí)拋土刀片數(shù)量對(duì)拋土性能的影響

當(dāng)拋土輪轉(zhuǎn)速在280 r/min，刀片傾斜角為135°時(shí)，不同的刀片數(shù)量（3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)）下，拋出口土壤質(zhì)量流量變化情況如圖7所示。

由圖7可知，隨著拋土輪刀片數(shù)量的增多，拋出土壤的連續(xù)性提高，但是當(dāng)?shù)镀瑪?shù)量過(guò)多，土壤的拋送空間變小，導(dǎo)致土壤拋出的土壤散亂，拋出土壤均勻性下降，拋出口土壤質(zhì)量流量有所降低。

3.2.3 轉(zhuǎn)速對(duì)拋土性能的影響

當(dāng)拋土輪刀片數(shù)量為4，刀片傾斜角為135°時(shí)，不同轉(zhuǎn)速（250 r/min，280 r/min，310 r/min）下，拋出口土壤質(zhì)量流量變化情況如圖8所示。隨著轉(zhuǎn)速的不斷提高，土壤質(zhì)量流量峰值逐漸左移且不斷增大，但是轉(zhuǎn)速過(guò)快，土壤顆粒拋出速度過(guò)大，部分土壤顆粒飛的太遠(yuǎn)，不在有效計(jì)算范圍，從而導(dǎo)致土壤質(zhì)量流量降低。

3.2.4 刀片傾斜角對(duì)拋土性能的影響

當(dāng)拋土輪刀片數(shù)量為4，拋土輪轉(zhuǎn)速為280 r/min時(shí)，不同刀片傾斜角（130°、135°、140°）下，拋出口土壤質(zhì)量流量變化情況如圖9所示。刀片傾斜角為140°時(shí)，土壤顆粒由于被拋送過(guò)高，易與整流殼體發(fā)生碰撞，致拋出口土壤量降低，土壤質(zhì)量流量峰值下降，拋送均勻性降低。

單因素試驗(yàn)表明，刀片數(shù)量、拋土輪轉(zhuǎn)速、刀片傾斜均影響拋土的均勻性，穩(wěn)定性，但是最佳的拋土效果所對(duì)應(yīng)的因素值不能夠確定，故要綜合考慮并分析各因素對(duì)拋土效果的影響強(qiáng)弱順序，依此確定拋土效果最佳的參數(shù)匹配。

4 田間響應(yīng)面試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)條件

田間試驗(yàn)在江蘇省連云港市元天農(nóng)機(jī)研究所試驗(yàn)田進(jìn)行，土壤緊實(shí)度為5 680 kPa，土壤含水率為12.13%，相對(duì)密度為1 237 kg/m3。試驗(yàn)前對(duì)試驗(yàn)田進(jìn)行平整處理。整機(jī)前進(jìn)速度為3.5 km/h，整體樣機(jī)如圖10所示。

4.2 試驗(yàn)因素與水平編碼表

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以刀片數(shù)量（3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)）、拋土輪轉(zhuǎn)速（250 r/min、280 r/min、310r/min）、刀片傾斜角（130°、135°、140°）為試驗(yàn)因素，以拋土量平均值為指標(biāo)，進(jìn)行三因素三水平的Box-Behnken試驗(yàn)，因素的水平編碼表如表2所示。

4.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

單因素試驗(yàn)中確定試驗(yàn)因素與選取水平范圍后，采用Design-Expert軟件選擇Box-Behnken Design進(jìn)行響應(yīng)面分析的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，如表3所示。

根據(jù)表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建各因素對(duì)拋土量的回歸方程，如式（7）所示。

Y=

11.68-1.01A+2.32B-0.39C-0.30AB-0.11AC-0.26BC-0.39A2-1.44B2-

0.74C2

（7）

式中：

Y——拋土量平均值，kg/s。

用Design-expert 13.0對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，拋土量平均值的回歸方程的方差分析結(jié)果如表4所示。

由表4可知，所建模型的顯著性水平小于0.01，試驗(yàn)指標(biāo)回歸模型極顯著，數(shù)據(jù)相關(guān)性良好。失擬項(xiàng)P值均大于0.05，不顯著，說(shuō)明試驗(yàn)指標(biāo)回歸模型程度較高，R2=0.964 0，表明擬合效果良好。

刀片數(shù)量A、拋土輪轉(zhuǎn)速B和B2對(duì)拋土量影響極顯著，三個(gè)因素交互作用如圖11、圖12和圖13所示。圖11為刀片傾斜角135°時(shí)，A（刀片數(shù)量）和B（轉(zhuǎn)速）對(duì)拋土量的交互作用響應(yīng)面和等高線圖。

由圖11可知，拋土量隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，且轉(zhuǎn)速的大小對(duì)拋土量的影響非常明顯；拋土量隨刀片數(shù)量的增大而減小，但影響不是極其顯著。

圖12為轉(zhuǎn)速280 r/min時(shí)，A（刀片數(shù)量）和C（刀片傾斜角）對(duì)拋土量的交互作用響應(yīng)面和等高線圖。由圖12可知交互作用不明顯。

圖13為刀片數(shù)量4個(gè)時(shí)，B（轉(zhuǎn)速）和C（刀片傾斜角）對(duì)拋土量的交互作用響應(yīng)面和等高線圖。由圖13可知，隨轉(zhuǎn)速的增大，拋土量逐漸增大，刀片傾斜角對(duì)拋土量影響不明顯。

通過(guò)Design-Expert 13.0軟件中Optimization模塊對(duì)回歸模型進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)響應(yīng)值拋土平均質(zhì)量進(jìn)行分析，在各因素試驗(yàn)水平范圍內(nèi)并考慮機(jī)構(gòu)實(shí)際狀況，圓整Numberial Solution模塊中優(yōu)化結(jié)果，得出當(dāng)拋土量平均值為11.3 kg/s時(shí)，最優(yōu)值的參數(shù)組合為：刀片數(shù)量為4個(gè)，拋土輪轉(zhuǎn)速275r/min，刀片傾斜角130°。在連云港市元天農(nóng)機(jī)研究所對(duì)最優(yōu)參數(shù)進(jìn)行田間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果平均拋土量約為10.4 kg/s，與模型預(yù)測(cè)接近，進(jìn)一步驗(yàn)證所設(shè)計(jì)模型的可靠性。

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)一種新型旋耕起壟拋土覆膜機(jī)械，由旋耕部件、二級(jí)拋土部件、切膜裝置、壓膜部件構(gòu)成，研究旋耕二級(jí)拋土過(guò)程，保證拋送的土壤量能夠?qū)Φ啬みM(jìn)行壓實(shí)，滿足農(nóng)藝作業(yè)要求。

1）" 采用EDEM軟件確定拋土刀片長(zhǎng)度為8 cm、寬度為12 cm；分析不同的刀片數(shù)量（3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)）、轉(zhuǎn)速（250 r/min、280 r/min、310 r/min）、刀片傾斜角（130°、135°、140°）對(duì)拋土量的影響規(guī)律。

2）" 回歸方程的方差顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明：刀片數(shù)量A、拋土輪轉(zhuǎn)速B和B2對(duì)拋土量影響極顯著，回歸模型極顯著。

3）" 由交互作用響應(yīng)曲面和等高線結(jié)果可知：刀片數(shù)量和轉(zhuǎn)速對(duì)拋土量的交互作用顯著，拋土量隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，且轉(zhuǎn)速的大小對(duì)拋土量的影響非常明顯，隨刀片數(shù)量的增大而減?。坏镀瑪?shù)量和刀片傾斜角對(duì)拋土量的交互作用不顯著，拋土輪隨刀片數(shù)量和刀片傾斜角的增大而減小；轉(zhuǎn)速和刀片傾斜角對(duì)拋土量的交互作用顯著，隨轉(zhuǎn)速的增大，拋土量逐漸增大，刀片傾斜角對(duì)拋土量影響不明顯。

4）" 在Optimization模塊中對(duì)所設(shè)計(jì)的回歸模型進(jìn)行目標(biāo)優(yōu)化，確定拋土量最佳作業(yè)效果下的最優(yōu)參數(shù)組合，根據(jù)工程實(shí)際，結(jié)果表明：當(dāng)?shù)镀瑪?shù)量為4個(gè)，轉(zhuǎn)速為275 r/min，刀片傾斜角為130°的條件下作業(yè)時(shí)，整機(jī)拋土質(zhì)量平均值可達(dá)到11.3 kg/s，即為最佳組合。

5）" 通過(guò)所得的最佳參數(shù)組合開(kāi)展田間試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)田間作業(yè)過(guò)程中拋出的土量進(jìn)行收集計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明平均拋土質(zhì)量為10.4 kg/s，與模型預(yù)測(cè)接近，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)模型的準(zhǔn)確性。

由于EDEM中建立的土壤模型均勻性一致，能夠較好地反映拋土輪的拋土運(yùn)動(dòng)和土壤顆粒分布規(guī)律，而田間地況復(fù)雜，重復(fù)性較差，能夠?qū)嵉卣鎸?shí)模擬拋土輪作業(yè)情形，田間實(shí)地測(cè)試受試驗(yàn)條件因素影響較大，風(fēng)力、土壤濕度等都會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果存在一定程度的影響。后期會(huì)開(kāi)展田間臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)單因素仿真和正交仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，為新型旋耕起壟拋土覆膜機(jī)的設(shè)計(jì)與研制提供依據(jù)。

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