基于离散元法的油莎豆降阻挖掘装置设计与试验

作者：何晓宁; 张学军; 赵壮; 尚书旗; 王东伟; 袁小伟

来源：农业机械学报, 2021, 1-14.

• 油莎豆收获机
• 团聚体
• 旋耕刀
• 离散元法
• EDEM

目前油莎豆机械化收获方式以正旋旋耕挖掘为主，但工作过程中存在工作阻力大、碎土率低、埋果率高等问题，本文针对油莎豆旋耕挖掘方式进行反旋运动学分析，建立了旋耕刀与油莎豆团聚体离散元模型，结合EDEM进行挖掘过程离散元仿真试验，确定影响旋耕刀工作阻力和刀轴扭矩的结构参数和取值范围，利用Design-Expert进行试验优化与回归分析，确定旋耕刀的最佳结构参数为：弯折角130°、工作幅宽45mm，在相同参数设置下与正旋旋耕方式进行对比试验，工作阻力降低了8.5%，刀轴扭矩降低了5.8%，证明反旋挖掘具有降阻作用。为检验优化设计的旋耕刀作业性能，以埋果率和土壤破碎率作为试验指标进行对比试验，结果表明：反旋作业方式埋果率1.07%，土壤破碎率93.48%，与标准旋耕刀相比，新型旋耕刀油莎豆块茎埋果率减低了1.2%，土壤破碎率提高了1.3%，提高了油莎豆的收获效率。

• 单位
  新疆农业大学; 青岛农业大学; 机电工程学院