Evaluación del rendimiento de corte de suelo y trituración de plantas de cuchillas rotativas con curva de borde circular doble excéntrica para la cosecha
Autores: Zhu, Hao; He, Xiaoning; Shang, Shuqi; Zhao, Zhuang; Wang, Haiqing; Tan, Ying; Li, Chengpeng; Wang, Dongwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Evaluación del rendimiento de corte de suelo y trituración de plantas de cuchillas rotativas con curva de borde circular doble excéntrica para la cosecha
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Enredo de plantas
Consumo de energía
Hoja rotativa
Optimización
Prueba de simulación
Experimento de campo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
El consumo de energía elevado y el enredo severo de plantas son los principales problemas de la cuchilla rotativa ascendente durante la cosecha. La optimización del borde de la cuchilla rotativa puede mejorar el rendimiento de corte de suelo y trituración de plantas. En este estudio, se utilizó el método del círculo doble excéntrico para diseñar la curva del borde de la cuchilla rotativa IT245. Se analizó el ángulo dinámico de corte deslizante de puntos equidistantes de la curva del borde para verificar que la cuchilla rotativa optimizada (IT245P) cumplía con los requisitos de la cosecha. Para simular con precisión la fragmentación de las plantas después de la interacción con la cuchilla rotativa, se seleccionó el modelo de contacto Hertz-Mindlin con unión para establecer el modelo flexible de las plantas. Se construyó un modelo de elementos discretos de planta-suelo-cuchilla rotativa para realizar pruebas de simulación con el consumo de energía y la proporción de trituración de plantas como índices de evaluación. Se llevó a cabo un experimento de campo con la estabilidad de la profundidad de labranza y el consumo de energía como índices experimentales. Los resultados de la prueba de simulación y el experimento de campo mostraron que el consumo de energía de la cuchilla rotativa IT245P se redujo un 13,10%, y la tasa de trituración de plantas aumentó un 11,75% en comparación con la cuchilla rotativa IT245. Los parámetros operativos óptimos fueron 1,08 m/s de velocidad hacia adelante, 107,11 mm de profundidad de labranza y 258,05 r/min de velocidad del eje. Con esta combinación, la estabilidad de la profundidad de labranza y el consumo de energía fueron del 94,63% y 42,35 kW. Este estudio mostró que una cuchilla rotativa con una curva circular doble excéntrica podría realizar mejor la trituración de plantas y la reducción de consumo, y cumplir con los requisitos de operación de la cosecha de materiales medicinales chinos y otros.
Descripción
El consumo de energía elevado y el enredo severo de plantas son los principales problemas de la cuchilla rotativa ascendente durante la cosecha. La optimización del borde de la cuchilla rotativa puede mejorar el rendimiento de corte de suelo y trituración de plantas. En este estudio, se utilizó el método del círculo doble excéntrico para diseñar la curva del borde de la cuchilla rotativa IT245. Se analizó el ángulo dinámico de corte deslizante de puntos equidistantes de la curva del borde para verificar que la cuchilla rotativa optimizada (IT245P) cumplía con los requisitos de la cosecha. Para simular con precisión la fragmentación de las plantas después de la interacción con la cuchilla rotativa, se seleccionó el modelo de contacto Hertz-Mindlin con unión para establecer el modelo flexible de las plantas. Se construyó un modelo de elementos discretos de planta-suelo-cuchilla rotativa para realizar pruebas de simulación con el consumo de energía y la proporción de trituración de plantas como índices de evaluación. Se llevó a cabo un experimento de campo con la estabilidad de la profundidad de labranza y el consumo de energía como índices experimentales. Los resultados de la prueba de simulación y el experimento de campo mostraron que el consumo de energía de la cuchilla rotativa IT245P se redujo un 13,10%, y la tasa de trituración de plantas aumentó un 11,75% en comparación con la cuchilla rotativa IT245. Los parámetros operativos óptimos fueron 1,08 m/s de velocidad hacia adelante, 107,11 mm de profundidad de labranza y 258,05 r/min de velocidad del eje. Con esta combinación, la estabilidad de la profundidad de labranza y el consumo de energía fueron del 94,63% y 42,35 kW. Este estudio mostró que una cuchilla rotativa con una curva circular doble excéntrica podría realizar mejor la trituración de plantas y la reducción de consumo, y cumplir con los requisitos de operación de la cosecha de materiales medicinales chinos y otros.