丸粒化包衣是实现小粒牧草种子机械化播种、改善种子发芽和生长性能的必要手段,不仅能够提高牧草种子播种效率、节约种子用量,同时能够提高种子发芽率与成活率,对干旱、半干旱地区荒漠化植被恢复具有重要意义。传统旋转釜式丸粒化包衣机是被广泛采用的种子丸粒化包衣机型之一,具有结构简单、连续工作时间长、稳定性好等优点,但在小粒牧草种子丸粒化包衣过程中存在着合格率低、多籽率高、包衣质量差等问题。为了提高旋转釜式丸粒化包衣机作业性能,解决小粒牧草种子丸粒化包衣存在的突出问题,本文在传统旋转釜式丸粒化包衣机的基础上,增设了激振系统,并对振动丸粒化包衣机的关键结构进行了改进设计;对小粒牧草种子丸粒化包衣进行了理论分析与离散元仿真,以揭示小粒牧草种子振动丸粒化包衣机理;对影响牧草种子丸粒化包衣性能质量指标的各种因素（工作参数、工艺参数、材料配方等）进行试验与仿真研究,完成了丸粒化包衣设备工作参数与工艺参数的优选。研究结果可为开发小粒牧草种子振动丸粒化包衣设备提供理论基础与技术依据。主要研究结论如下:1.以旋转釜式丸粒化包衣机为设计原型,增加激振单元以促进种、粉在包衣锅内的混合运动与粘结过程。通过对样机关键作业部件进行结构优化设计,确定振动丸粒化包衣机的供粉系统、供料系统、供液系统,同时以单片机为核心,对供料系统、混合系统、丸粒化包衣系统进行自动化控制,实现种子与药剂的同步供给和精确控制、各系统有序组合与协调作业等功能。2.通过EDEM软件对冰草种子与红三叶种子丸粒化包衣过程进行单因素仿真与试验分析,揭示出振动丸粒化包衣机工作参数（振动频率、振动幅值、振动方向、包衣锅转速、包衣锅倾角等）对种子丸粒化包衣重要的质量评价指标单籽丸化合格率和单籽抗压强度的影响规律:随包衣锅转速、包衣锅倾角、振动频率的增加,单籽丸化合格率和抗压强度呈现先增加后降低的规律;随振动幅值的增加,单籽丸化合格率和抗压强度均呈现单调增加的趋势,并在振动方向为Z向时表现出较大值;在增加振动作用后,旋转包衣锅内颗粒间的碰撞频率（接触次数）增加,颗粒之间的碰撞初速度增加即颗粒间的碰撞能量增加,种、粉颗粒间的相互作用效果增强,种、粉颗粒混合效果越好（变异系数越小）,单籽丸化合格率越高;颗粒间冲击能量越大,碰撞接触力越大,单籽抗压强度越大。3.建立了冰草种子试验因素与变异系数、单籽丸化合格率之间的数学回归模型,对冰草种子仿真与物理试验的回归模型进行单目标优化,发现参数优化结果误差较小,可以利用变异系数作为仿真试验评价指标进行丸化包衣工作参数优选。4.用物理试验方法测定了冰草和红三叶种子的基本物性参数（外形尺寸、千粒重、密度、含水率、泊松比、弹性模量和剪切模量）和接触参数（静摩擦系数、滚动摩擦系数和碰撞恢复系数）;参考测定结果选择仿真试验参数取值范围,采用PlackettBurman试验对仿真参数进行显著性筛选,确定了冰草种子间的碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数,红三叶种子间的静摩擦系数、滚动摩擦系数、红三叶种子与钢板之间的静摩擦系数,粉料JKR表面能、粉料-粉料滚动摩擦系数以及粉料-粉料静摩擦系数为对仿真堆积试验休止角具有显著性影响的参数;利用RSM响应曲面试验设计,以物理试验实测的休止角为优化目标值获得冰草、红三叶种子和粉料的最优仿真参数组合。验证试验表明冰草种子和红三叶种子仿真堆积试验休止角平均值30.86°和24.43°与物理堆积试验休止角平均值30.54°和24.57°相对误差分别为1.037%和0.57%,粉料仿真休止角与物理堆积试验休止角的相对误差为0.991%,仿真试验结果与物理试验结果无显著性差异,最优仿真参数组合可以用于所研究颗粒的离散元仿真分析。5.通过Box-Behnken试验设计方案开展了冰草、红三叶两种牧草种子的丸粒化包衣试验,以单籽丸化合格率、单籽抗压强度为响应值,以振动频率、包衣锅转速、包衣锅倾角为试验因素,根据回归分析分别建立了试验因素与响应值之间的数学回归模型。以单籽丸化合格率、单籽抗压强度为指标进行多目标优化,分别得到冰草种子与红三叶种子的最佳工作参数为:冰草种子最佳丸粒化包衣工作参数包衣锅振动频率21Hz、包衣锅转速46rad/min、包衣锅倾角41°;红三叶种子最佳丸粒化包衣工作参数包衣锅振动频率15Hz、包衣锅转速58rad/min、包衣锅倾角35°。对优化参数进行回归模型预测与试验对比研究,结果显示回归模型预测值与试验值之间的相对误差较小,可以利用回归模型对响应值进行预测。6.通过牧草种子工艺参数正交试验得到对牧草种子单籽丸化合格率有显著影响的参数为单次粉料供给量;工艺参数的主次顺序为:单次供粉量＞单次供液量＞丸化包衣时间;红三叶种子最优工艺参数方案为:单次供粉10g、单次供液10g和7min的丸化包衣时间;冰草种子最优工艺方案为:单次供粉10g、单次供液15g和5min的丸化包衣时间。