【摘 要】
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莲藕是我国栽培区域最广的水生蔬菜,喜肥耐肥,其不仅施肥量大,且追肥次数多,整个生长期间需要进行2～3次追肥;特殊的生长环境和田间生长状态导致藕田机械化管理水平较低,目前施肥方面仍以人工撒肥为主,不仅劳动强度高,效率低、效果差,且肥料利用率低。针对上述问题本文设计了一种在藕田田埂作业的侧抛式离心撒肥机,并开展了台架试验,主要研究内容如下:（1）典型藕田施用肥料特性测定。对藕田常用大颗粒尿素、粒状过磷
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莲藕是我国栽培区域最广的水生蔬菜,喜肥耐肥,其不仅施肥量大,且追肥次数多,整个生长期间需要进行2～3次追肥;特殊的生长环境和田间生长状态导致藕田机械化管理水平较低,目前施肥方面仍以人工撒肥为主,不仅劳动强度高,效率低、效果差,且肥料利用率低。针对上述问题本文设计了一种在藕田田埂作业的侧抛式离心撒肥机,并开展了台架试验,主要研究内容如下:（1）典型藕田施用肥料特性测定。对藕田常用大颗粒尿素、粒状过磷酸钙、15-15-15复合肥等3种肥料物料特性进行了测定,分别测量了各自堆积密度与实密度、粒度及其均匀度、抗压强度,以及与撒肥机构所用材质间的碰撞恢复系数、摩擦系数,为后续仿真试验及性能分析奠定了基础。（2）不同成熟度荷叶力学特性及冲击仿真试验。针对不同成熟度与部位的荷叶开展了拉伸与穿刺试验;利用Ansys软件进行静力学与动力学仿真,分析了肥料冲击作用下荷叶表面的应力分布情况以预测其破坏形式;探究了冲击点最大应力随肥料颗粒冲击速度的变化规律,为撒肥机作业参数的选择提供了参考。（3）藕田侧抛式离心撒肥机整体结构设计。根据实际施肥要求设计了一种侧抛式离心撒肥机,并确定了关键部件侧抛式撒肥器、导流罩、螺旋排肥器的结构及参数;建立了单个肥料颗粒在叶片上的运动学模型并确定了影响其运动状态的主要参数;设计了一种撒肥机构控制系统,可用于撒肥机作业幅宽与单位时间撒肥量的远程调节。（4）撒肥机构性能仿真试验研究。分别以叶片倾角、叶片偏角、撒肥盘转速、喂入量为影响因素,进行了撒肥机构的EDEM单因素仿真试验。由试验结果可知,肥料颗粒在作业方向上的分布具有先升高后降低的特征,存在肥料分布峰值。利用正交旋转仿真试验得到了上述因素及其交互项与均匀性变异系数、峰值距离的显著性关系。根据肥料在统计区域的分布特点,采用单一撒肥盘安装组合式叶片的方式,使每组叶片抛撒出的肥料在作业区域内错峰分布;仿真对比试验表明其撒肥效果较安装单一结构叶片的撒肥机构得到改善。（5）撒肥机构台架与整机试验研究。以撒肥机构为对象,首先在转速1250r/min、喂入量6000颗/s的条件下开展了仿真优化验证试验。试验结果显示均匀性变异系数、峰值距离、作业幅宽分别为23.95%、18.6m、23.3m;其次考察了喂入量与撒肥盘转速对试验指标的影响规律,结果与仿真试验结论基本一致。性能试验结果表明:大颗粒尿素、粒状过磷酸钙、复合肥在试验条件下的最大有效作业幅宽分别为24.5m、18.5m、17.3m,最小均匀性变异系数分别为21.03%、21.69%、21.60%;
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