我国是一个农业大国,有着大量的作物秸秆和禽畜粪便资源。收获农作物后,农作物秸秆随意的堆弃在田间地头,禽畜粪便也随意堆积,造成可利用资源的严重浪费。如果将农作物秸秆与禽畜粪便混合搅拌并加入发酵菌剂制成有机肥,既解决了农业废弃物对环境的污染问题,又减少了无机化肥的使用,有利于农业废弃物的综合利用和生态农业的可持续发展。为了更好的混合秸秆和禽畜粪便,需要研制针对混合农作物秸秆和禽畜粪便的搅拌机。本文主要分析了不同类型搅拌设备的特点,以玉米秸秆和牛粪为试验材料,设计并试制了混合玉米秸秆和牛粪的搅拌试验机,主要的研究内容和结论如下:(1)通过对国内外搅拌设备的发展现状分析,表明搅拌设备没有针对混合秸秆和牛粪的专用搅拌设备,对玉米秸秆和牛粪的利用现状分析,提出研制玉米秸秆和牛粪混合设备的必要性,对比不同搅拌装置的优点和缺点,根据不同搅拌装置对物料混合的影响,结合物料的特性,制定技术路线,设计并试制叶片式单卧轴搅拌机。(2)搅拌机总体方案设计。根据秸秆腐熟制肥的工艺要求,确定了物料组成成分及配比,提出了搅拌机的设计参数。分析搅拌机的工作原理和搅拌过程,提出了搅拌机的结构参数和确定了工作参数的取值范围。(3)关键零部件的设计。对搅拌主轴进行设计,对减速器、轴承、联轴器等标准件进行选型,设计传动方案,利用三维建模软件Solid Works对搅拌机的各个零部件进行建模,并装配了样机。(4)搅拌装置的有限元分析。在搅拌机满负荷工况下对搅拌装置进行静应力分析,结果表明其强度满足设计要求。模态分析结果显示,搅拌装置的最大转速45r/min远远小于最小固有频率55.55Hz下的临界转速,因此该搅拌装置在实际的工作过程中不会产生共振现象。(5)搅拌机的试验。设计三元二次回归正交旋转组合试验,利用Design-Expert软件对试验结果进行分析,建立数学模型;试验结果表明:主轴转速、充满系数、混合时间都对混合均匀度影响显著。根据分析结果得到搅拌机的最优工作参数组合,搅拌主轴转速为35r/min,充满系数为0.6,混合时间为8min,均匀度为93.02%,达到搅拌机的设计要求。