玉米穴施肥机的设计与试验

玉米的大喇叭口期是需肥量最大的时期,此时施肥可以提高玉米产量。目前我国施肥机械广泛使用的是外槽轮式排肥器,依次通过排肥管、开沟器进行条施肥。连续不断地施肥,肥料并不能全被作物吸收,资源利用率低,反而造成肥料的浪费。液态施肥与精准施肥相结合,虽然能够精准施肥,但其技术含量高,适合大面积作业,并处于推广阶段,暂时不适合我国小农、散户的种植模式。因此本文结合实际,根据农艺农机相结合的要求,设计一款可根据玉米穴施肥追肥机。主要研究内容有以下几个方面:结合研制的目的和农机农艺相结合的理念,制定了玉米穴施肥机的关键部件及穴施肥装置的设计方案。按照穴施肥装置尖端的运动轨迹,建立方程,并导入到matlab软件中,进行穴施肥机构仿真建模,得到穴施肥装置的初始值和尖端轨迹图。验证了构思的准确性,在Catia软件中绘制初始尺寸的穴施肥装置的三维图。对初始值绘制的穴施肥装置进行运动学仿真,分别检测了静轨迹无土壤、动轨迹无土壤和静轨迹有土壤三种工况下的穴施肥装置运动学轨迹析,得到三种工况下入土部件尖端轨迹图符合设计轨迹;两个开穴点之间的距离为26.1cm,满足农艺要求;无土壤工况下的入土部件施肥深度满足要求,有土壤工况下的入土部件深度不满足要求,需要对穴施肥装置优化。在Adams/View模块中算出穴施肥装置各个部件对施肥深度的灵敏度,选出灵敏度最高的四个参数,进行优化设计,得到优化后的玉米穴施肥装置。得到最优尺寸后,导入到catia软件中,绘制三维图。玉米穴施肥机的设计方案。玉米穴施肥机分为整机机架、关键部件、动力总成、阻力调节开沟器、行走平衡轮和肥料输入输出装置六个部分。设计了两款整机机架,通过有限元分析选出最优机架;根据玉米穴施肥机的动力需求,设计出动力总成;为减少对玉米穴施肥机的关键部件工作影响,在机架前端添加阻力调节开沟器;为方便农民在非工作条件下操作玉米穴施肥机,在整机添加三个行走平衡轮。在Catia软件中,绘制整机三维图。通过室内静态试验和田间试验,验证玉米穴施肥追肥机的工作的可靠性。通过室内静态试验验证施肥量的要求,其变异率为2.73%,满足国标。通过田间试验验证其施肥深度能否达到要求,其施肥深度的均值为8.6332,方差为0.335,属于理想区间,满足方差分析要求。