水稻插秧机螺旋搅龙式侧深施肥装置的设计与试验研究

针对我国水稻种植过程中施肥作业绝大多数一直采用人工手撒浅表性、混合性施肥而存在:需要肥料多,而且田间肥料均匀度是无法控制的,这样秧苗吸收养分不均,会形成水稻高矮、长势、结穗等有很大差异,直接关乎水稻产量及品质,影响农民的经济效益;更恶劣影响是:肥料融化于水田泥土中,在种植时伴随灌水、排水过程,被肥料污染的水流入江河及地下,极大污染人民的生活水源;作业人员劳动强度大等问题。在大量阅读国内外相关水稻侧深施肥技术文献前提下,结合实际农艺需求对水稻插秧机螺旋搅龙式侧深施肥装置进行结构设计、关键工作部件性能试验、整机性能试验、实验室试验,确定满足实际需求条件下的最优工作参数组合。进行了如下研究:1.借助文献综述方式详实掌握国内国外水稻侧深施肥技术及相关机具,同时结合我省的农艺要求,设计了水稻插秧机螺旋搅龙式侧深施肥装置,本文详细介绍了其设计理念及工作原理。设计完成了水稻插秧机螺旋搅龙式侧深施肥装置和关键部件,包括传动机构部件、螺旋搅龙排肥部件、施肥管部件和开沟器部件;设计研制螺旋搅龙侧深施肥装置的主传动非正交换向变速箱,同时应用三维制图软件(SolidWorks)对主传动变速箱内的锥齿轮做了优化设计。2.对设计研制的螺旋搅龙侧深施肥装置进行实验室、实际田间性能及参数优化试验。以施肥量和施肥均匀度为响应指标,选取螺旋搅龙直径、螺旋搅龙转速和螺旋搅龙与施肥管侧壁间距作为本论文的试验因子,利用设计专家(8.0.6)软件中的三因子五水平中心组合试验设计方案,对分析和整理螺旋搅龙排肥部件通过实验室试验及田间实际试验得到试验数据。通过单因子试验可得到各因子对各响应指标影响的回归方程及拟合关系图,依据得到的回归方程及拟合关系图,可以清晰看出各因子与各响应指标影响的变化规律,进一步利用三因子五水平中心组合多因子间的交互试验,同时对各因子作交互响应分析曲面。3.依据多因子试验得到的数据,得出满足农艺要求范围内的施肥量及最佳施肥均匀度的最优工作参数组合经对侧深施肥装置多因子实验室、田间试验数据的分析得出:螺旋搅龙直径21.73mm,螺旋搅龙转速193.86r/min-1时,螺旋搅龙与施肥管侧壁间距为1.27mm时,施肥量为319.68kg/hm2,肥料均匀度为98.56%。