葡萄产业是宁夏地区优势特色产业之一,是宁夏地区的支柱产业。但在葡萄厩肥施肥的机械化过程中还存在着诸如施肥深度不足、开沟施肥不能一体、排肥量小、肥料箱容量小等问题,这些问题严重制约了宁夏葡萄产业的发展。针对以上存在的问题,结合宁夏地区葡萄种植模式和厩肥施肥农艺要求,研究设计出一款适用于宁夏地区的葡萄厩肥施肥机械,以提高宁夏葡萄厩肥施肥的作业效率,降低人力劳动强度,为宁夏葡萄产业的发展提供充足的动力。通过对葡萄种植模式及施肥农艺要求的调研分析,确定施肥机的功能需求,进而确定了施肥机的总体设计方案。施肥机以轮式拖拉机为动力,采用牵引式挂接,大容量肥料箱内的输肥绞龙在拖拉机动力输出轴的驱动下强制搅拌排肥,以防止厩肥架空和实现大排肥量的功能;在肥料箱支撑轮后置立式螺旋开沟器,所开沟槽将不影响施肥机在葡萄行间的通过性,实现开沟施肥一体化作业。机架的设计使用SolidWorks建模,并运用ANSYS有限元软件分析得到机架的位移变形和应力变形均满足作业强度要求;肥料箱侧底结构设计合理的倾角,易于厩肥的落料,肥料箱内底部设计双绞龙输肥机构,实现大排肥量;采用立式螺旋式开沟器,结构上易于布置,开沟深度大,螺旋式开沟产生的纵向阻力较小,采用丝杠螺旋式调节机构调整立式螺旋开沟器的位置,以调整开沟深度;螺旋绞龙式排肥器强制排肥,排肥均匀性好,采用调整挡板调节排肥器接肥口的大小来调整排肥量,采用电磁离合器控制绞龙式排肥器的传动,实现排肥的启和停。通过对葡萄用厩肥施肥机样机试验,施肥机可适应颗粒度达到100mm,含水率达到35%的厩肥,肥料箱容积为4m3,最大施肥量达到25.8m3/h。施肥平均深度稳定在50cm以上,施肥深度合格率为100%,排肥量稳定性变异系数为4.3%,最大施肥量均匀性变异系数为10.5%,施肥过程无断条。施肥机性能满足葡萄厩肥施肥农艺要求和国家标准。