随着新疆农业产业结构调整和特色林果业战略性经济政策的支持,红枣产业已成为新疆特色林果优势产业,而剪枝是红枣产业发展的重要植保环节。针对这些修剪下来的枝条,农户的处理方式多为拢堆焚烧、就地掩埋,这些方式不但污染环境,且会增加土壤负担,这一问题也成为了制约红枣产业发展的重要原因。目前国内外的粉碎还田机械十分普遍,但多适用于农作物秸秆的粉碎,而秸秆类作物与枣枝的物料特性有较大区别。因此,亟需研究一种专门针对密植枣园种植模式的枝条粉碎还田装置,解决枝条难处理问题,促进新疆红色产业的健康快速发展。本文在研究密植枣园种植模式以及修剪后枣枝落地分布规律的基础上,对枣枝的剪切强度进行了物料特性研究,确定直径和含水率是影响剪切强度的主要因素,通过试验获得:枝条直径16.86mm,含水率为39.14%时,枝条的剪切强度最大值49.55MPa。根据农艺要求,提出了密植枣园枝条粉碎还田装置的总体设计要求,确定装置的总体结构和空间配置;确定关键机构为捡拾机构和粉碎机构,并对关键机构进行设计和选用;确定上下捡拾辊运动轨迹,以及影响粉碎效果的粉碎因素。运用仿真软件对装置主要零部件进行仿真分析,确定装置工作时不会产生共振现象;对刀轴上的刀座进行瞬态动力学分析,确定刀座强度以及应力集中与瞬态冲击位置;对机架进行谐响应分析,确定机架发生变形原因,针对问题进行装置改进,验证装置合理性。对装置进行田间试验,以刀轴转速、甩刀与筛板间隙、筛孔孔径为试验因素,以捡净率和粉碎长度合格率为试验指标设计正交试验。运用Design-Expert软件对试验结果进行分析处理,通过回归分析和响应曲面分析确定枝条粉碎还田装置最优工作参数组合:刀轴转速2150r/min、下捡拾辊转速110r/min、甩刀与筛板间隙4mm、筛孔孔径35mm,捡净率为98.96%,粉碎长度合格率为90.35%。