Innovador diseño y optimización de excavadora-inversora de cacahuetes de alta calidad
Autores: Shen, Haiyang; Gu, Man; Yang, Hongguang; Ling, Jie; Wu, Feng; Gu, Fengwei; Pan, Liang; Yu, Zhaoyang; Hu, Zhichao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Innovador diseño y optimización de excavadora-inversora de cacahuetes de alta calidad
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Vainas de cacahuete
Tecnologías de cosecha
Excavadora-invertida
Parámetros de operación
Diseño experimental
Métricas de evaluación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Para secar rápidamente las vainas de cacahuate y abordar de manera efectiva los problemas de moho resultantes del clima lluvioso, este artículo proporciona un análisis del estado actual de la investigación de las tecnologías globales de excavación, volteo y cosecha de cacahuetes. Basándose en un modelo de cosecha de cacahuetes de dos etapas, se detallan los principios de funcionamiento de un excavador-volteador de cacahuetes de alta calidad, y se discute el diseño de los componentes clave de la máquina. Las métricas de evaluación para el funcionamiento de un excavador-volteador de cacahuetes de alta calidad incluyen la tasa de volteo de la vid, la tasa de contenido de suelo, la tasa de vainas caídas y la tasa de vainas enterradas. Utilizando un análisis teórico, se emplea el diseño experimental de Box-Behnken para investigar los parámetros de funcionamiento de estas máquinas, con la velocidad de funcionamiento del tractor, la velocidad lineal del rodillo volteador y la velocidad lineal de la cadena transportadora como factores experimentales en un estudio experimental de tres factores y tres niveles. Se establece un modelo de regresión para analizar el impacto de cada factor en la calidad operativa y para optimizar de manera integral los factores influyentes. Los resultados experimentales indican que todos los factores afectan significativamente la tasa de volteo de la vid. La velocidad de funcionamiento del tractor () y la velocidad lineal del rodillo volteador () influyen significativamente en la tasa de vainas enterradas, mientras que la velocidad lineal de la cadena transportadora () no tiene un efecto significativo en esta tasa. De manera similar, la velocidad de funcionamiento del tractor () y la velocidad lineal del rodillo volteador () afectan significativamente la tasa de vainas caídas, mientras que la velocidad lineal de la cadena transportadora () no lo hace. Además, la velocidad lineal de la cadena transportadora () y la velocidad lineal del rodillo volteador () afectan significativamente la tasa de contenido de suelo, mientras que la velocidad de funcionamiento del tractor () no lo hace. La combinación óptima de parámetros de funcionamiento es una velocidad de funcionamiento del tractor de 1 m/s, una velocidad lineal de la cadena transportadora de 1.3 m/s y una velocidad lineal del rodillo volteador de 2.1 m/s. Bajo estas condiciones, el excavador-volteador de cacahuetes de alta calidad logra una tasa de volteo de la vid del 89.29%, una tasa de vainas enterradas del 0.31%, una tasa de vainas caídas del 0.74% y una tasa de contenido de suelo del 8.11%. Los valores experimentales de cada índice de evaluación presentan errores relativos del 1.14%, 6.45%, 1.35% y 0.13% en comparación con los valores optimizados proporcionados por el software Design-Expert. Los hallazgos de esta investigación facilitarán el desarrollo de condiciones de hardware para la futura cosecha inteligente e informática de cacahuetes, estableciendo así una base sólida para el procesamiento inicial de alta calidad de semillas oleaginosas.
Descripción
Para secar rápidamente las vainas de cacahuate y abordar de manera efectiva los problemas de moho resultantes del clima lluvioso, este artículo proporciona un análisis del estado actual de la investigación de las tecnologías globales de excavación, volteo y cosecha de cacahuetes. Basándose en un modelo de cosecha de cacahuetes de dos etapas, se detallan los principios de funcionamiento de un excavador-volteador de cacahuetes de alta calidad, y se discute el diseño de los componentes clave de la máquina. Las métricas de evaluación para el funcionamiento de un excavador-volteador de cacahuetes de alta calidad incluyen la tasa de volteo de la vid, la tasa de contenido de suelo, la tasa de vainas caídas y la tasa de vainas enterradas. Utilizando un análisis teórico, se emplea el diseño experimental de Box-Behnken para investigar los parámetros de funcionamiento de estas máquinas, con la velocidad de funcionamiento del tractor, la velocidad lineal del rodillo volteador y la velocidad lineal de la cadena transportadora como factores experimentales en un estudio experimental de tres factores y tres niveles. Se establece un modelo de regresión para analizar el impacto de cada factor en la calidad operativa y para optimizar de manera integral los factores influyentes. Los resultados experimentales indican que todos los factores afectan significativamente la tasa de volteo de la vid. La velocidad de funcionamiento del tractor () y la velocidad lineal del rodillo volteador () influyen significativamente en la tasa de vainas enterradas, mientras que la velocidad lineal de la cadena transportadora () no tiene un efecto significativo en esta tasa. De manera similar, la velocidad de funcionamiento del tractor () y la velocidad lineal del rodillo volteador () afectan significativamente la tasa de vainas caídas, mientras que la velocidad lineal de la cadena transportadora () no lo hace. Además, la velocidad lineal de la cadena transportadora () y la velocidad lineal del rodillo volteador () afectan significativamente la tasa de contenido de suelo, mientras que la velocidad de funcionamiento del tractor () no lo hace. La combinación óptima de parámetros de funcionamiento es una velocidad de funcionamiento del tractor de 1 m/s, una velocidad lineal de la cadena transportadora de 1.3 m/s y una velocidad lineal del rodillo volteador de 2.1 m/s. Bajo estas condiciones, el excavador-volteador de cacahuetes de alta calidad logra una tasa de volteo de la vid del 89.29%, una tasa de vainas enterradas del 0.31%, una tasa de vainas caídas del 0.74% y una tasa de contenido de suelo del 8.11%. Los valores experimentales de cada índice de evaluación presentan errores relativos del 1.14%, 6.45%, 1.35% y 0.13% en comparación con los valores optimizados proporcionados por el software Design-Expert. Los hallazgos de esta investigación facilitarán el desarrollo de condiciones de hardware para la futura cosecha inteligente e informática de cacahuetes, estableciendo así una base sólida para el procesamiento inicial de alta calidad de semillas oleaginosas.