基于经典力学的油菜直播机旋耕功耗分析与仿真

作者：刘扶贫; 吴志立^*; 杨扬; 刘亚夫; 聂也之; 吴明亮

来源：湖南农业大学学报(自然科学版), 2020, 46(03): 370-375.

DOI：10.13331/j.cnki.jhau.2020.03.018

• 油菜直播机
• 旋耕
• 经典力学
• 功耗模型
• 离散元仿真

由湖南农业大学自主研发的2BYD–6型油菜直播机,采用T245型国标旋耕刀,左右弯刀各20把,以阿基米德螺线排布,旋转半径为0.287 5 m。基于经典力学,提出旋耕作业过程中切割土壤体积的计算方法以及其受力平衡方程,计算刀片在作业过程中的切土扭矩和抛土扭矩,建立了旋耕功耗的计算模型,分析了旋耕功耗与直播机运动参数的关系。旋耕功耗模型计算结果表明,旋耕刀作业过程中,水平方向受力随着刀轴转速和直播机前进速度的增大而增加,垂直方向受力变化较小,直播机前进速度分别为0.4、0.5、0.6 m/s时,旋耕功耗与刀轴转速呈线性关系,拟合方程分别为y=–4.481+0.101 6x、y=–4.947+0.109 0x、y=–4.466+0.113 0x。采用EDEM仿真模拟计算油菜直播机旋耕功耗,在前进速度分别为0.4、0.5、0.6 m/s,刀轴转速为100～160 r/min条件下,与功耗模型计算结果的误差为2.51%～6.69%。

• 单位
  机电工程学院; 湖南农业大学; 南方粮油作物协同创新中心