甜菜起拔力影响因素的试验研究

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1、2015年10月农机化研究第10期甜菜起拔力影响因素的试验研究1，22王方艳，张东兴(1．青岛农业大学机电工程学院，山东青岛266109;2．中国农业大学工学院，北京100083)摘要:为了确定甜菜的挖掘位置对甜菜起拔力的影响，借助正交试验分析了关键参数对甜菜起拔力的影响及其范围，并采用二次旋转回归试验设计，建立了挖掘深度和挖掘距离对甜菜起拔力的二次响应面模型。通过对“KWS3148”甜菜的田间种植状况测定，确定了挖掘位置参数的合理范围。借助Design－Expert软件，研究了参数对起拔力的影响规律，确定了挖掘深度为195mm、挖掘距

2、离为41mm的较优参数组合，为甜菜挖掘装备提供设计依据和数据参考。关键词:甜菜;起拔力;挖掘位置+中图分类号:S126;S114文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)10－0173－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.10.038收获期甜菜为对象，研究甜菜起拔力的影响因素及关0引言系，探求挖掘位置对甜菜起拔力的影响，对选择甜菜甜菜是我国重要的块根类糖料作物，其收获环节的收获方式和确定挖掘装备的结构具有重要的意义。时间紧、劳动强度大，影响了农户的种植积极性和甜1材料及方法菜生产规模的扩大。目前，

3、国内外甜菜收获机主要采用铧铲式、叉铲式和轮式挖掘铲，松土和挖掘范围较1．1材料宽，影响着机具的动力消耗。国内甜菜收获装备的品在河北省张北县落花营的双行移栽的型短缺、挖掘阻力大、功耗高和易拥堵等问题，严重影“KWS3148”甜菜试验田，选取直径为(125±10)mm、［1－5］响了甜菜产业的发展。选择合适的挖掘方式和确质量为(1750±50)g的块根为试验对象。甜菜种植定适宜的松土范围，将是解决当前甜菜收获装置结构平均行距为600mm，平均株距为280mm，偏离种植行不合理和挖掘技术瓶颈的关键。拟合中心线40mm。土壤含水率为9．0%，容

4、重为3目前，关于甜菜力学特性的研究主要集中于甜菜1．48g/cm，土壤平均硬度为1794MPa。的压缩特性和流变特性等的研究，对甜菜起拔力因素1．2设备的系统研究还未见报道。MaskookiA等研究了甜菜根系测力仪(中国农业大学工学院)，HF－20K数细胞的压缩特性模型，BentiniM等分析了储藏时间对显式推拉力计(乐清市艾力仪器有限公司，精度甜菜物理机械性质的影响，刘百顺等建立了KWS01430．01kN)，游标卡尺、钢尺和卷尺等。甜菜的蠕变模型和含糖率与坚实度的关系，谭宾等提1．3方法出了压缩深度与甜菜的应力松弛特性的关系，李阳等

5、为顺利挖掘甜菜，参考常用的甜菜挖掘结构及工研究了切刀刃角、切削深度与甜菜顶部支反力的规作原理，以挖掘距离和深度为因素、甜菜的起拔力为律，张东兴等采用压缩试验研究了甜菜的弹性模量和指标进行试验。依据试验方案挖松甜菜周边土壤，模抗压强度［6－10］。这些研究成果还远远不能满足甜菜拟挖掘铲挖掘甜菜的情况，并借助根系测力仪测定甜收获装备研发的需要。在自然生长状态下，甜菜与土菜所需的起拔力。通过正交试验，初步确定挖掘位置壤的粘结力较大。依据文献［11］，甜菜的起拔力与甜对甜菜起拔力的影响及相对适宜范围。借助Design－菜的大小和土壤状况有关，而

6、与根系无关。因此，以Expert8．05b软件，进一步探索挖掘位置对甜菜起拔力的影响及规律，并以甜菜起拔力为目标函数，寻求挖［12－14］收稿日期:2014－09－18掘距离和挖掘深度的优化组合。每个试验水平基金项目:农业部土壤－机器－植物系统技术重点实验室项目(2011重复3次，并记录起拔力的平均值。挖掘位置如图1－2014);青岛农业大学校高层次人才科研基金(631429)所示。作者简介:王方艳(1979－)，女，山东淄博人，高级工程师，博士，(E－mail)wfy_66@163．com。·173·2015年10月农机化研究第10期

7、表2试验指标方差分析Table2Analysisofvariancetestindex方差平均离差离差平方和自由度F值显著性来源平方和A0．016520．0082515．00＊＊B0．016720．0083515．18＊＊误差e0．002240．00055总和0．03548通过直观的极差分析，可得各个因素对试验指标a为挖掘深度，mm;b为挖掘距离，mm。影响的较优水平组合为A3B1，即挖掘深度为150mm、图1挖掘位置挖掘距离为50mm。由方差分析可知:因素对试验指标的影响程度不同，且与挖掘深度相比，挖掘距离对2正交试验起拔力的影响略大

8、。在95%的置信度下，因素A和因以甜菜的挖掘深度和挖掘距离为因素、甜菜的起素B对试验指标的影响显著。因此，在保证甜菜不受4拔拉力为指标，借助正交试验表L9(3)进行试验，试损伤的条件下，增加挖掘深度和减小挖