葡萄是宁夏的优势特色产业,全区葡萄种植面积很大,有持续发展的趋势。对葡萄进行施肥作业是葡萄生长过程中必不可少的一个主要环节,施肥的效果对葡萄的质量和产量都有着很大的影响。宁夏地区葡萄施肥装备的研制方面正处与初步阶段,施肥机械存在施肥量调节不精确、施肥均匀性差、生产率低、机械化水平低和生产成本高等问题。当前这些亟待解决的问题,严重影响了推动宁夏地区葡萄施肥作业的机械化和标准化。针对以上存在的问题,基于国内外葡萄施肥装备的结构和功能优势,根据宁夏地区葡萄的种植模式,开展适用于宁夏地区的葡萄无机肥施肥机的设计。该机主要由机架、三点悬挂机构、肥料箱、施肥调节装置、动力传动系统和开沟器等部分组成。通过SolidWorks和AutoCAD绘图软件对各个零部件进行了设计,并对施肥机主要部分进行改进设计,以及对关键部件进行受力分析,完成了施肥机和拖拉机的动力匹配优化。本课题研究的主要内容如下：首先,对施肥机的施肥调节装置进行设计。通过分析传统施肥机的施肥调节方式,设计了新型施肥调节装置,它由刻度盘、丝杠螺母、指针、丝杠、连接杆、肥料挡板及调节阀等组成,该装置被固定在机架和肥箱的后方,当需要进行调节施肥量时,顺时针转动调节阀可以使施肥量根据需要减少。相反,逆时针转动调节阀增加施肥量,根据刻度盘可以定量的调节施肥量的多少。其次,对施肥机传动系统进行结构改进。对传统的葡萄无机肥施肥机的传动系统进行了改进,并加入了叶片式排肥器,改进后的施肥机在拖拉机的带动下,两行走轮分工合作,互不干涉,分别完成输肥和排肥功能；再者,对绞龙进行选型及主要技术参数的确定。对绞龙输送装置进行选型,确定了绞龙旋转形式为右旋的,其叶片的形式为实体式螺旋叶片,并对绞龙输送装置的主要设计参数进行了计算分析。然后,对开沟器进行选型和受力分析,完成施肥机与拖拉机的动力匹配优化工作。完成了开沟器的选型工作,包括铲头和铲柱两部分,并对开沟器进行受力分析,确定了施肥机在工作过程中开沟器受到的工作阻力的大小。通过工作阻力确定了选用拖拉机最佳的功率范围,完成了施肥机与拖拉机的动力匹配优化。最后,对样机进行田间试验研究,验证施肥机的性能。通过以上设计改进,完成了施肥样机的研制,同时开展了样机田间试验研究。试验结果表明,在拖拉机行驶速度分别为1.5m/s、0.5m/s、0.9m/s时,测得的施肥机的施肥均匀性系数分别为19.19%、16.5%、13.0%,施肥均匀性良好,都能够满足标准要求；测得的施肥机施肥深度的合格率和肥料断条率都达到了100%,满足标准要求。