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针对2BFQ-6型油菜精量联合直播机采用带状混施方式,其肥料平均分布于土壤各层,导致表层肥料易挥发以及肥料分散分布影响肥料利用率的生产实际问题,为提高肥料的利用率,以油菜精量联合直播机为平台,研制一套施肥效率高、通过性能好、功耗低,能实现肥料正位深施的施肥系统。本文主要研究内容如下: (1)正位深施肥系统设计。开展了正位深施肥系统的空间布局设计和施肥铲关键部件的结构设计。系统分析了2BFQ-6型油菜精量直播机的结构以及施肥系统的功能要求,提出了正位深施肥系统的空间结构布局和相关参数的分析确定。 (2)比较研究了不同开沟施肥铲铲头的几何特性,开展了滑刀式和锄铲式两种结构形式的结构设计和参数确定;并以低功耗为研究目标,开展了铲头抛物线型触土曲面准线分析,得到了铲高、导肥护板仰角等相关参数以及施肥铲的整体结构参数。 (3)开展了基于EDEM的抛物线铲头和基于ANSYS的施肥铲的工作状况的仿真分析。为研究施肥铲铲头相关参数与施肥铲工作阻力的关系,取55°弧段的抛物线作为铲头曲面准线,以铲头触土曲面准线抛物线为研究对象,以不同入土角为试验因素,开展 EDEM仿真研究,结果表明当入土角取20°时,铲头工作阻力相对较小,且得出锄铲式铲头的开沟器较滑刀式铲头开沟器的功率消耗小;确定了锄铲式铲头抛物线方程为2y=0.0345 x,滑刀式铲头抛物线方程为2y=0.0187 x;同时开展了基于 ANSYS的施肥铲工作状况的仿真分析,结果表明,危险截面的最大应力103.73MPa小于材料Q235的屈服强度,得出施肥铲的结构符合强度要求; (4)开展了正位深施肥系统田间试验。以减少或避免缠草堵土及肥料导流不顺畅为试验目标,开展了正位深施肥系统的功能性对比试验,得出了以锄铲式为关键施肥部件可实现正位深施肥的施肥系统;稻茬田正位深施肥的田间性能试验表明,正位深施肥系统满足油菜播种农艺要求,且较带状混施肥可提高肥料利用率。