葡萄种植逐渐成为宁夏当地具有引领性的发展模式,成为增加当地果农收入的主要渠道之一。由于宁夏特殊的地理位置,冬天温度很冷、风很大,需要埋土作业来避免葡萄根系的冻死和风干。宁夏目前使用的埋藤机具有碎土率低、覆土效果不好的问题。通过调查冬季葡萄埋土作业的农艺标准,并调查现有葡萄埋藤机的研究现状,运用先进的科学方法,研制了两种机型:横向圆锥式埋藤机和纵向圆锥式埋藤机,完成了各个零部件的选型和主要部件的设计;完成了圆锥式葡萄埋藤机的运动学分析,得到相关各参数与作业性能之间的关系;对抛土叶片的埋藤工作完成了仿真分析;完成了样机试制和田间性能试验。本论文的主要研究工作和结论如下:(1)通过SOLIDWORKS建模软件进行两种圆锥式埋藤机各零件的设计,实现整机的装配。纵向圆锥式葡萄埋藤机主要结构包括机架、三点悬挂、机罩、抛土叶片、起土刀和旋耕刀;横向圆锥式葡萄埋藤机主要包括机架、三点悬挂、机罩和旋耕刀等。拖拉机提供动力,实现越冬埋藤工作。(2)对横向圆锥式葡萄埋藤机斜置逆向旋转埋藤作业过程进行运动学分析,得到土壤抛出时具有侧向分速度,在机罩导向下将土壤抛向侧边。旋耕刀在垂直于拖拉机行驶的方向上对土壤具有作用力,可以侧向切碎土壤,对碎土率具有明显的改善作用。通过对沟底凸起高度和切土节距的理论计算,分析得出斜置角的设计可以减小切土节距,进而降低碎土时的功耗;对横向圆锥式葡萄埋藤机斜置逆转埋藤作业时的土壤抛出过程进行了动力学分析,为进一步研究土壤抛掷打下了基础。此外,还对纵向圆锥式葡萄埋藤机抛土叶片的旋转速度进行了分析计算,最终决定使用抛土叶片中心轴的转速,取n=150r/min。(3)基于离散单元法实现了两种埋藤机作业过程的相关仿真,抛土距离、土壤破碎情况等均满足农艺要求;还通过仿真得到埋藤时土壤对关键部件的作用力;此外,通过ANSYS分析软件对抛土叶片和旋耕刀做静力学分析,并通过分析得到该结构满足强度要求。(4)完成了样机的试制工作以及田间作业的覆土和取土试验。结果显示,横向圆锥式葡萄埋藤机取土量为0.23m3/m,抛土距离为83.2cm,碎土率为87.24%;纵向圆锥式葡萄埋藤机取土量为0.2239m3/m,抛土距离为90.63cm,碎土率为87.72%。综上所述,两种机型均达到了相关农艺标准的要求。两种埋藤机均碎土率高、抛土性能好,解决了犁耕式埋藤机碎土率低的问题。