固体有机肥破碎条施机设计与试验

• Published in: 农业工程学报 Vol. 39; no. 11; pp. 13 - 24
• Main Authors: 陈桂斌, 王庆杰, 李洪文, 何进, 卢彩云, 张馨悦
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国农业大学工学院,100083%农业农村部保护性耕作农业装备重点实验室,北京100083 01.06.2023
• Subjects: 机械化; 条施; crushing; 田间试验; 破碎; solid organic fertilizer; strip application; discrete element; field experiment; mechanization; 固体有机肥; 离散元
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202302011

S224.2; 针对发酵厩肥长期堆放过程中易结块,肥料破碎条施困难等问题,该研究提出了螺旋桨叶与差速对辊组合的固体有机肥破碎条施机,以解决传统链排式运肥装置作业过程中肥料结块架空、条施排肥困难、施肥不均匀等问题.将Hertz-Mindlin with bonding和Hertz-Mindlin with JKR模型结合建立结块和散体肥料共同组成的固体有机肥离散元模型,并以肥料颗粒质量变化、螺旋桨叶扭矩,有机肥颗粒受力和平均运动速度为评价指标对桨叶的运肥和碎肥过程进行分析,明确参数变化对肥料运动的影响;进行桨叶和肥箱受力分析,探明运肥和碎肥过程中的应力分布情况;对开沟施肥铲和镇压轮的工作过程进行分析,明晰开沟深度、铲尖倾角、镇压倾角对开沟和镇压过程的影响.离散元仿真分析结果表明,碎肥过程肥箱前段、中段位置的桨叶平均扭矩为 52.05和 58.75 N·m,有机肥颗粒平均受力为 343.25和 374.38 N,远高于运肥过程的平均扭矩 20.42 N·m和有机肥颗粒平均受力 224.22 N;其中,运肥和碎肥过程中有机肥颗粒运动速度稳定在0.6 m/s左右,肥箱内有机肥颗粒质量变化稳定,无明显波动;螺旋桨叶和肥箱受力较大的区域主要集中在桨叶齿爪和肥箱的底部与侧壁.基于上述分析结果,对固体有机肥破碎条施机开展样机试制并进行田间试验,结果表明,9 组作业参数组合下施肥量变异系数平均值为 21.5%,条施机最优工作参数组合为:镇压倾角 120°,前进速度 5 km/h,开沟施肥深度 150 mm,此时施肥量变异系数为 15.2%,施肥过程稳定可靠.研究结果可为东北黑土区耕地保护和固体有机肥破碎条施提供装备支撑.