investigation of operating performance of single-side paddy field ridger based on discrete element method and test verification

 in order to improve the quality and efficiency of a ridger and explore the effect of working condition on its performance, a coupling model of the key components of a single-side paddy ridger and soil was proposed based on discrete element method. then, with the working parameters of the ridger as experimental factors and its soil firmness and torque as the evaluation indicators, an orthogonal test was designed, and a parameter optimization was conducted through response surface analysis method. the optimal working conditions were set as follows: forward speed of the machine at 0.3 m s-1, rotational speed of rotary tillage at 500 rpm, and the working depth of the rotary tillage at 200 mm. the corresponding soil firmness was 2,592.58 kpa, and the working torque of the rotary cutting soil and compacting ridger device was 255.1 and 360.1 n m, respectively. finally, a torque calibration test on the compacting ridger device was conducted and a mathematical model of the torque measurement was established. by comparing the simulation optimization and experimental results, the relative error of the output torque of the compacting ridger device was 4.77%, and that of the ridge soil firmness was 6.77%.

بررسی عملکرد عملیاتی پشته ساز یک‌طرفه شالیزار بر مبنای روش عنصر گسسته و تایید آزمون

به منظور بهبود کیفیت و کارآیی یک پشته­ساز (ridger) و بررسی اثر شرایط کار روی عملکرد آن، یک مدل کوپلینگ پیشنهاد شد که شامل اجزای کلیدی یک پشته­ساز یک­طرفه شالیزار و خاک و برمبنای روش عنصر گسسته بود. سپس، با پارامترهای عملیاتی پشته­ساز به عنوان عامل­های آزمایش وسفتی خاک و گشتاور آن به عنوان شاخص های ارزیابی، یک آزمون متعامد(orthogonal test) طراحی گردید و بهینه سازی پارامتراز طریق روش تحلیل سطح پاسخ (response surface analysis) اجرا شد. شرایط کاری بهینه به صورت زیر تنظیم شد: سرعت رو به جلو­ ماشین برابر 3/0 متر در ثانیه، سرعت چرخشی خاکورزی دورانی برابر 500چرخش در دقیقه، و عمق کاری خاکورز دورانی برابر 200 میلی­متر. سفتی خاک متناظر برابر بود با 58/2592 کیلو پاسکال و گشتاور کاری خاکورز دورانی در برش خاک و دستگاه فشرده سازی پشته به ترتیب برابر 1/255 نیوتن متر و1/360 نیوتن­متر بود. بالاخره، یک آزمون کالیبراسیون گشتاور روی دستگاه سازنده پشته­ فشرده ساز اجرا گردید و مدلی از اندازه گیری گشتاور تهیه شد. با مقایسه نتایج شبیه­سازی بهینه و نتایج آزمایش، خطای نسبی گشتاور خروجی دستگاه ­سازنده پشته فشرده برابر 77/4% و مقدار نظیر آن برای سفتی خاک پشته برابر 77/6% به دست آمد.