原位挖坑混肥回填一体机的研制与试验研究

摘要

我国是园林果树种植大国，传统的园林果树种植中挖坑、混肥、填肥过程，机械化程度低，技术粗糙。目前我国的园林果树种植机械主要是植树挖坑机，只有挖坑功能，功能单一，不具备机械混肥和机械回填功能，更不能实现园林果树种植的挖坑、混肥、回填的机械化一体操作。
　　本文设计了一款适用于园林果树的“原位挖坑混肥回填一体机”，提供园林果树种植过程的挖坑、混肥、回填的机械化一体式设计，实现园林果树种植过程的“挖坑、混肥、回填”的机械化连续性运作。该机械在混肥过程中有机肥料和土壤的混合均匀度非常高，最大程度发挥有机肥料的效用。本文的研究对我国果树生产有着重大意义，实现了园林果树种植过程的高度机械化，极大的提高果农种植果树的效率，减轻劳动力，提高果树产量，增加果农的经济效益。
　　本文研究的原位挖坑混肥回填一体机的机械结构设计包括机架、作业动力设备、机身升降系统、作业升降装置、行走系统和作业装置。通过对作业装置的三维模型进行EDEM仿真，来测定作业装置作业的物料混合均匀度。在EDEM中创建取样设备的三维模型进行取样运动仿真，模拟原位挖坑混肥回填一体机的物料混合均匀度试验的取样过程。对完成EDEM取样运动仿真的混合物料颗粒划分网格，进行物料混合均匀度的分析。原位挖坑混肥回填一体机完成加工后，设计原位挖坑混肥回填一体机的物料混合均匀度试验，设计一款原位挖坑混肥回填一体机的物料混合均匀度试验的取样设备。先用原位挖坑混肥回填一体机完成挖坑混肥回填的机械化作业。然后将取样盒取出，统计取样盒中的有机肥料颗粒数，按照高转速和低转速进行分阶段试验，按照不同的作业时间每阶段依次进行5次试验，对原位挖坑混肥回填一体机的物料混合均匀度试验数据进行分析，并与EDEM仿真试验结果进行对比，得出原位挖坑混肥回填一体机的物料混合均匀度评价。
　　仿真分析及原位挖坑混肥回填一体机物料混合均匀度试验表明：在不同转速下，作业装置的混肥功能对有机肥料在土壤中的混合均匀度有不同影响；混肥时间不同也会对有机肥料在土壤中的混合均匀度产生不同的影响。

目录

声明

1引言

1.1课题背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容与研发技术路线

2原位挖坑混肥回填一体机的总体设计

2.1作业要求与整体结构

2.2工作原理与系统组成

2.3作业装置的两段式作业钻头的设计

2.4作业装置的物料混合腔的设计

2.5作业动力设备

2.6作业升降装置

2.7行走系统

2.8整机三维模型与试制样机

3基于EDEM的挖坑混肥回填作业过程仿真与性能试验

3.1 EDEM简介

3.2作业装置的EDEM建模与仿真

3.3作业装置三维模型的EDEM仿真设计

3.4 EDEM仿真的物料混合均匀度分析

4原位挖坑混肥回填一体机的物料混合均匀度试验与分析

4.1果树施肥方法

4.2物料混合均匀度试验

4.3物料混合均匀度定性与定量分析

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的成果