外槽轮排肥器作为我国目前施肥机械中应用最广泛的排肥器之一,存在排肥量难以精确控制、排肥不均问题。本文以外槽轮工作长度、排肥轴转速、排肥舌开口角度为试验因素,以排肥量及排肥脉动变异系数为评价指标。综合应用离散元法、二次正交旋转响应面试验、外槽轮排肥验证试验,研究外槽轮排肥器工作参数对排肥量及排肥脉动的影响,进而优化关键工作参数组合。本文的主要研究内容及结论如下:(1)肥料颗粒的物理力学参数测量。选取磷酸二铵、尿素、复合肥为研究对象,通过物理学和物料学基础实验,测量肥料颗粒的密度、三轴尺寸、弹性模量、剪切模量、摩擦系数、碰撞恢复系数等参数,为排肥器工作过程的离散元仿真模型提供基础数据。(2)排肥器工作过程离散元仿真模型的建立。通过逆向建模技术建立磷酸二铵、尿素、复合肥颗粒的扫描模型及填充模型,并建立外槽轮排肥装置的三维模型。将外槽轮排肥装置的三维模型、肥料颗粒的填充模型导入离散元软件中设置相关的仿真变量,构建外槽轮排肥工作过程的离散元仿真模型,为后续的研究提供仿真平台。(3)外槽轮排肥器工作参数对排肥量的影响。采用离散元仿真与二次正交回归试验相结合的方法,建立工作参数与排肥量之间的回归函数模型,识别影响排肥量的主次因素。以磷酸二铵、尿素、复合肥为排肥对象时,排肥量离散元仿真试验与试验之间的平均相对误差分别为10.04%、12.73%、9.96%。(4)排肥器工作参数对排肥脉动过程的影响与参数组合优化。建立了排肥器关键工作参数与脉动变异系数之间的回归函数模型,明确影响脉动变异系数的主次因素。通过响应面分析,优化了外槽轮排肥器关键参数组合。试验结果表明,当外槽轮工作长度为45mm、排肥轴转速为55r/min、排肥舌开口角度为22.5°时,排肥脉动变异系数的离散元仿真值与验证试验值分别为10.89%和9.55%,且仿真试验与验证试验的结论一致。