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作物栽培基质消毒技术已经成为现代设施农业的一项重要内容,基质作为栽培的核心,是决定植物根系生长环境的重要因素,同时也是植物病虫害传播的媒介和繁殖场所,基质中存在许多病菌、虫卵、害虫和杂草种子,如果不及时处理,会使作物的产量和品质下降,严重时甚至造成作物大面积绝收。因此,栽培基质使用前,必须对其进行消毒处理,防止病虫害的滋生与扩散,从而保证作物的产量与质量。目前国内采用的基质消毒方法和技术相对比较落后,不能满足现代设施农业集约化、高效率的生产要求,因此,本文作者开展了作物设施栽培基质消毒机的研究,并进行了消毒机的设计。根据土壤高温蒸汽消毒原理,结合作物设施栽培的农艺要求,设计了一种自走式作物栽培基质蒸汽消毒机,主要研究内容如下:(1)分析了消毒机的基本工作原理、总体结构组成及关键零部件设计,通过理论分析,设计计算,完成了消毒机的总体方案设计与结构设计。(2)根据消毒机的结构尺寸要求,利用Solidworks软件建立了消毒机的整体三维模型,完成了消毒机各零部件结构图与装配图的绘制,对消毒机的抛土机构等重要工作部件进行了强度校核和运动轨迹分析。(3)利用限元分析软件ANSYS对消毒机的抛土机构和机架进行了静力学分析和模态分析,结果显示,抛土刀片工作过程中,应力最集中的部位为刀片根部与刀盘接触的部位,最大值为291.36MPa,小于材料的屈服强度,变形量最大的位置是刀片边缘,最大变形量为1.689mm。机架变形最明显的位置是驱动电机安装的位置,最大变形量为1.233mm。(4)采用正交试验的方法,选取蒸汽出口压力、消毒机行走速度和抛土刀轴转速作为主要影响因子,每个影响因子取3个水平,完成了消毒机田间性能试验。通过分析试验结果发现,各因子对消毒机作业效果影响的大小排序依次为蒸汽出口压力,消毒机行走速度,抛土刀轴转速。综合考虑消毒机工作过程中机器运行的稳定性等因素,得出消毒机工作参数的最优组合为:蒸汽出口压0.32Mpa,消毒机行走速度3m/min,抛土刀轴转速150r/min。