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马铃薯是我国第四大粮食作物,其产量直接关系到国家的粮食安全,而施肥量适宜程度直接影响马铃薯的产量和生态环境,本文针对我国马铃薯机械的传统施肥装置施肥量不足、施肥不均、易堵塞、作业效率低等关键问题,设计研制了一种新型螺旋推进式排肥器。通过理论计算、运动学分析、动力学分析确定螺旋施肥装置的各项参数,在此基础上应用农业机械设计理论和Solid Works软件进行了试验台设计,通过Edem软件对肥料颗粒的运动状态进行仿真,初步证明所设计的螺旋排肥器能够保证肥料的正常输送。加工试验台,并进行了台架式试验、采用Desgin Expert软件对数据进行分析及处理,进一步验证了设计结构的可行性及稳定性。主要研究内容如下:1.设计了一种新型马铃薯螺旋推进式排肥器。在理论分析及台架试验基础上,创新研制了单轴反向双螺旋排肥装置,田间工作作业时排肥量最小值1757g/min,最大值52778g/min,解决了马铃薯排肥器排肥量不足的难题。2.创新将螺旋装置作为导肥机构应用于播种机中,在肥料颗粒运动过程中起到搅拌的作用,解决了因化肥结块、粘结等原因产生的堵塞问题。3.为控制螺旋施肥装置的排肥量大小,提出两种方案,分别为通过改变插板位置调整入料口的大小以及调整螺旋轴转速的大小,并进行试验研究。进行台架试验,通过Design Expert对试验数据进行处理,验证了施肥器施肥性能和稳定性,测定结果如下:在螺旋轴转速45转/分的前提下,在入料口最小的时候螺旋排肥器平均单转排肥量为115g,入料口最大的时候单转排肥量为118g,入料口的大小相对于螺旋轴的转速对螺旋排肥器单转排肥量的影响并不明显。此种方式对于施肥量的控制不稳定。与此同时,单位时间的施肥量随螺旋轴转速的提升成线性增长的趋势,是影响施肥量的主要因素。4.通过性能测试和传统施肥器对比,表明所设计的螺旋排肥器性能稳定,大大提高了马铃薯机械的施肥量、施肥均匀性和工作效率,满足马铃薯田间施肥农艺技术要求。