基于遗传算法的螺旋双轮排肥器优化设计与试验

作     者：李鑫 姜新波 纪欣鑫 顿国强 赵宇 杜佳兴 LI Xin;JIANG Xinbo;JI Xinxin;DUN Guoqiang;ZHAO Yu;DU Jiaxing

作者机构：东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨剑桥学院智能农机装备工程实验室黑龙江哈尔滨150069 中农北极星(天津)智能农机装备有限公司天津300480 佳木斯大学机械工程学院黑龙江佳木斯154007 

基　　金：黑龙江省自然科学基金资助项目(LH2023E025) 中央高校基本科研业务费专项项目(2572020BF03) 黑龙江省教育厅基本科研业务费基础研究项目(2020-KYYWF-0257) 东北林业大学横向课题项目(43220017) 

出 版 物：《河南农业大学学报》 (Journal of Henan Agricultural University)

年 卷 期：2023年第57卷第6期

页      码：1026-1034页

摘      要：【目的】对传统单螺旋排肥器排肥口物料流量随时间波动变化造成排肥均匀性低的问题进行改进。【方法】通过离散元法仿真分析单螺旋排肥器的排肥过程,针对单螺旋排肥器排肥均匀性低的问题设计一种螺旋双轮排肥器;通过理论分析确定该螺旋双轮排肥器理论排肥量,并建立以中心距、螺距、叶片高度、叶片厚度、螺旋叶片内径为设计变量,有效储肥体积为目标函数的数学模型,利用遗传算法对排肥器进行结构优化,并以史丹利复合肥颗粒为肥料对螺旋双轮排肥器进行台架试验验证。【结果】优化后结构参数分别为中心距49.8 mm,螺距32.5 mm,叶片高度15.2 mm,叶片厚度2.3 mm,螺旋叶片内径13.6 mm。对优化后的排肥器进行台架对比试验,在不同转速下螺旋双轮排肥器较单螺旋排肥器排肥均匀性波动系数平均减少26.62%,实际排肥量平均提升75.41%,并得到螺旋双轮排肥器转速与排肥量的线性函数方程。【结论】螺旋双轮排肥器解决了单螺旋排肥器的现存排肥流量波动问题,优化后的排肥器排肥均匀性更好,排肥量更大,且可实现转速变化控制精量施肥。

主 题 词：螺旋双轮排肥器 遗传算法 仿真分析 均匀性 结构优化 

学科分类：0828[工学-建筑类] 08[工学] 

D　O　I：10.16445/j.cnki.1000-2340.20230619.001

馆 藏 号：203125174...