本文基于再生稻追肥作业的需求,以目前国内外各类代表性的施肥机械及相关施肥技术为基础,研究设计了一种再生稻气送集排式追肥机,确定采用气力输送方式进行定点施肥作业,同时采用多行集排式施肥方式高效地增加施肥幅宽,提升施肥效率和肥料利用率。在对再生稻追肥所需尿素肥料物理力学特性研究的基础上,结合气力输送理论研究,对施肥机各工作部件结构进行设计和选型,利用计算机仿真分析和测试试验对施肥装备的作业性能进行验证和优化,最终确定施肥机关键工作部件的相关参数,测试施肥机各项施肥性能指标。主要研究内容及结论如下:（1）固体肥料颗粒的物料特性测定。为了得到供肥系统和气力式肥料集排系统的设计和试验的依据,以总养分大于等于46.4%的康迪斯化工（湖北）有限公司的尿素为研究对象,根据后期设计需求进行尿素肥料相关物理特性的测定。测得尿素堆积密度为0.896 kg/m L,颗粒密度为1.403 kg/m L;尿素肥料颗粒的三轴尺寸主要分布在1mm～2 mm内,其球形度为0.93,等效直径为1.5 mm;所选尿素含水率0.87%,自然休止角为34.7°,尿素颗粒在不锈钢板和PVC塑料板上的滑动摩擦角分别为23.9°、20.9°。（2）再生稻气送集排追肥机关键部件结构设计。针对再生稻追肥作业的施肥效率和肥料利用率低等问题,设计一种再生稻气送集排追肥机整体结构方案,并对气力式集排追肥系统结构、供肥系统和底盘进行设计与选型。分肥装置采用倒立垂直式分肥方式,出口管路为8个,外壳为圆台结构,内部采用锥形分散器和导流片进行气肥混合流的分流,锥角为90°;气肥混合装置采用侧边进肥方式,在竖直方向上进行气肥混合,纵管结构依据文丘里管原理进行设计,管道内径尺寸从上到下依次为45 mm、30 mm、45 mm;选择波纹管作为竖直管,设计送气装置主要包括进气管和空气稳压室;Y型气流分流装置出口夹角为60°对称结构。根据理论计算进行风机选型,包括风量、压损的计算,得出系统所需风量为220 m~3/h,风机风压应大于21626.7 N/m~2。选用直槽交错式外槽轮排肥器,其工作参数为:槽轮的直径为60 mm,槽数为10,工作长度固定为30 mm;肥箱的外形尺寸为1200mm×240mm×200 mm,肥箱为非对称结构,内部斜面角度35°,共设置4个出肥口;选择通过电机调速器和直流永磁电机调控排肥轴转速实现供肥系统排肥量可调。对底盘进行改装,加载了施肥装置的承重、安装部件和施肥作业控制工作台,拓宽底盘增强了底盘稳定性。（3）气力式肥料集排装置内部气流场进行CFD数值模拟试验。为了优化影响气力式肥料集排系统气流场均匀性的关键部件结构,利用FLUE NT软件对气力式肥料集排装置内部气流场进行逐级模拟试验。根据单因素试验结果得到结论:侧边进肥管口的布置对竖直管内气流速度分布有一定影响,在提升气流场速度分布均匀性方面,侧边进肥管口双侧对称布置结构比单侧布置的性能要好。根据双因素试验结果对比得到结论:带有空气稳压室的送气装置和竖直波纹管共同作用能进一步提升气力式肥料集排装置中气流场速度分布的均匀性。（4）再生稻气力式集排追肥机关键部件台架试验及整机施肥性能测试。对供肥系统中外槽轮排肥器工作性能进行测试,结果表明供肥系统满足施肥量范围为87kg/hm~2-365 kg/hm~2,包含再生稻施肥量范围需求,排肥器稳定性和排肥均匀性能也满足再生稻追肥要求。针对前期结构设计和CFD数值模拟试验结果进行台架施肥试验,验证气力式施肥装置整体结构设计和理论分析的合理性,确定了带有空气稳压室的送气装置和竖直波纹管的最佳组合。进行分肥均匀性影响因素台架试验研究,以进肥角度、进肥高度、波纹管长度、排肥轴转速为因素,采用单组气力式肥料集排装置,开展二次回归正交旋转组合试验,研究影响分肥均匀性的因素及其影响规律,建立回归方程对各个影响因素参数进行优化,得出最佳参数组合:进肥角度54°、进肥高度216 mm、波纹管长度200 mm、排肥轴转速47 r/min。整机施肥性能试验,测试得再生稻气送集排式追肥机的各项施肥指标符合国家施肥标准。