Proiectarea și testarea cuțitelor cu ax vertical rotativ pentru tăierea rădăcinilor și coroanei porumbului

În acest studiu, au fost proiectate un tăietor bionic și un tăietor multi-curb pentru recoltarea crăpăturilor și rădăcinilor, respectiv.

Două tipuri de tăietori au fost integrate în dispozitiv.

Această integrare are ca scop abordarea problemelor legate de efectul slab al tăierii crăpăturilor și rădăcinilor, rata ridicată de perturbare a solului și consumul mare de energie al dispozitivului.

Tăietorii pentru tăierea crăpăturilor, care imită conturul și acțiunea ghearei unei feline, au fost proiectați pe baza tehnologiei de inginerie inversă.

Tăietorii multi-curb pentru tăierea rădăcinilor au fost concepuți în funcție de caracteristicile de distribuție ale rădăcinilor din diferite straturi ale solului.

Pentru a simula procesul de tăiere a rădăcinilor și a crăpăturilor a fost utilizat metoda elementelor discrete (DEM).

Precizia rezultatului simulării DEM a fost verificată prin compararea acesteia cu rezultatele testelor pe teren.

Rezultatele au arătat că dispozitivul poate tăia eficient rădăcinile și crăpăturile, facilitând descompunerea acestora în materie organică.

În timp ce minimizează perturbarea solului și consumul de energie, acest design menține eficient retenția de umiditate în sol, reduce eroziunea și creează condiții favorabile pentru creșterea ulterioară a culturilor.

Rata de calificare a lungimii rădăcinilor și crăpăturilor, rata de perturbare a solului și consumul de energie al dispozitivului au fost influențate semnificativ de viteza înainte a dispozitivului și de viteza de rotație a arborelui tăietor.

Rata de calificare a lungimii rădăcinilor și crăpăturilor, precum și consumul de energie, au crescut odată cu creșterea vitezei de rotație a arborelui tăietor.

Odată cu creșterea vitezei înainte a dispozitivului, atât rata de perturbare a solului, cât și consumul de energie au crescut, însă rata de calificare a lungimii rădăcinilor și crăpăturilor a scăzut.

Pentru a minimiza rata perturbării solului și consumul de energie, menținând în același timp standardul național privind rata de calificare a lungimii rădăcinilor și crăpăturilor, condițiile optime de operare au fost stabilite la o viteză înainte de 0,71 m·s−1 și o viteză de rotație a arborelui tăietor de 380 r·min−1.

În aceste condiții, rata de calificare a lungimii rădăcinilor și crăpăturilor a fost de 90,54%, rata de perturbare a solului a fost de 18,56%, iar consumul de energie al dispozitivului de 3,835 kW.

Acest studiu oferă suport tehnic pentru proiectarea dispozitivului de tăiere a rădăcinilor și, mai important, propune o soluție durabilă de gestionare a rădăcinilor și crăpăturilor, abordând provocarea principală a sistemului modern de lucrări conduse prin conservare, balanțând eficiența tăierii rădăcinilor și crăpăturilor cu protecția sănătății solului..