Investigación sobre un método de suministro de semillas direccionalmente ajustado a la vibración basado en el acoplamiento ADAMS-EDEM y la optimización de los parámetros del sistema
Autores: Sun, Sheng; Hu, Bin; Wu, Xinming; Luo, Xin; Wang, Jian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Hemos combinado la teoría de la dinámica de graneles y los requisitos agronómicos de la siembra de precisión con el objetivo de resolver los problemas técnicos de la movilidad deficiente de las semillas y la dificultad en controlar la postura de succión, lo que conduce a un aumento en la tasa de fuga y una reducción en los índices de calificación de las semillas. En este estudio, se propone un método y sistema de suministro direccional de semillas vibracionalmente ajustado. Llevamos a cabo un análisis de fuerzas de las semillas, construimos ecuaciones cinemáticas para las semillas y las cajas de semillas para especificar el estado del movimiento de las semillas, y determinamos los parámetros estructurales y el rango de parámetros estructurales que afectan la postura de succión de las semillas. Además, acoplamos la simulación ADAMS-EDEM del proceso de movimiento de las semillas y las cajas de semillas y analizamos el proceso de ajuste vibracional de las semillas y el ángulo de inclinación de la superficie inferior de la caja de semillas. La velocidad de la rueda excéntrica y la distancia excéntrica se utilizaron como factores de prueba. Se utilizaron pruebas de combinación central Box-Behnken de tres factores y tres niveles con una tasa de grano único, tasa de grano múltiple y tasa de cavidades como indicadores de respuesta. Se obtuvieron modelos matemáticos entre los factores experimentales y los indicadores de respuesta. Se realizó una optimización multiobjetivo de los modelos de regresión matemática con el software Design-Expert 10.0.4. La combinación de parámetros óptimos obtenida fue un ángulo de inclinación de 14.27 grados, una velocidad de la rueda excéntrica de 4.48 rad/s y una excentricidad de 1.94 mm. La tasa de grano único fue del 90.75%, la tasa de grano múltiple fue del 3.63% y la tasa de cavidades fue del 5.62%. En pruebas de rendimiento en banco, utilizando un ángulo de inclinación de 14 grados, la velocidad de la rueda excéntrica fue de 4.50 rad/s y la excentricidad fue de 2 mm. El valor medio de la tasa de grano único fue del 89.28%, el valor medio de la tasa de grano múltiple fue del 3.89% y el valor medio de la tasa de cavidades fue del 6.83%. El error de prueba estuvo dentro de los límites permisibles y se lograron resultados confiables para la optimización de parámetros. Los resultados cumplieron con los requisitos técnicos para la siembra de precisión. Los resultados del estudio pueden proporcionar referencias académicas para la investigación teórica sobre la metodología de postura y suministro direccional de semillas. También pueden proporcionar ideas para el diseño y desarrollo de sistemas de suministro de semillas para maquinaria de siembra de precisión.
Descripción
Hemos combinado la teoría de la dinámica de graneles y los requisitos agronómicos de la siembra de precisión con el objetivo de resolver los problemas técnicos de la movilidad deficiente de las semillas y la dificultad en controlar la postura de succión, lo que conduce a un aumento en la tasa de fuga y una reducción en los índices de calificación de las semillas. En este estudio, se propone un método y sistema de suministro direccional de semillas vibracionalmente ajustado. Llevamos a cabo un análisis de fuerzas de las semillas, construimos ecuaciones cinemáticas para las semillas y las cajas de semillas para especificar el estado del movimiento de las semillas, y determinamos los parámetros estructurales y el rango de parámetros estructurales que afectan la postura de succión de las semillas. Además, acoplamos la simulación ADAMS-EDEM del proceso de movimiento de las semillas y las cajas de semillas y analizamos el proceso de ajuste vibracional de las semillas y el ángulo de inclinación de la superficie inferior de la caja de semillas. La velocidad de la rueda excéntrica y la distancia excéntrica se utilizaron como factores de prueba. Se utilizaron pruebas de combinación central Box-Behnken de tres factores y tres niveles con una tasa de grano único, tasa de grano múltiple y tasa de cavidades como indicadores de respuesta. Se obtuvieron modelos matemáticos entre los factores experimentales y los indicadores de respuesta. Se realizó una optimización multiobjetivo de los modelos de regresión matemática con el software Design-Expert 10.0.4. La combinación de parámetros óptimos obtenida fue un ángulo de inclinación de 14.27 grados, una velocidad de la rueda excéntrica de 4.48 rad/s y una excentricidad de 1.94 mm. La tasa de grano único fue del 90.75%, la tasa de grano múltiple fue del 3.63% y la tasa de cavidades fue del 5.62%. En pruebas de rendimiento en banco, utilizando un ángulo de inclinación de 14 grados, la velocidad de la rueda excéntrica fue de 4.50 rad/s y la excentricidad fue de 2 mm. El valor medio de la tasa de grano único fue del 89.28%, el valor medio de la tasa de grano múltiple fue del 3.89% y el valor medio de la tasa de cavidades fue del 6.83%. El error de prueba estuvo dentro de los límites permisibles y se lograron resultados confiables para la optimización de parámetros. Los resultados cumplieron con los requisitos técnicos para la siembra de precisión. Los resultados del estudio pueden proporcionar referencias académicas para la investigación teórica sobre la metodología de postura y suministro direccional de semillas. También pueden proporcionar ideas para el diseño y desarrollo de sistemas de suministro de semillas para maquinaria de siembra de precisión.