中耕机螺旋式培土器设计
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粒 的受 力分 析 简 图见图 ２
ｓ （ ＋ ） ｎｅ ｉ ａ ｓ ｏ ｎ Ｔ ：ｉ
—
Ｖｅ
（） １
整 理得 ：
收 稿 日期 ：０ ０ 一 ３ ２ １ － ｌ２ １
作者 简介 ： 刘
琳 （９ ３ ） 男， １７一 ， 技术 员， 从事 农业机械设 计及
图 ２ 受力 分 析 简 图
压 力 ，从 而导致 内外 圈土壤 微粒旋 转 速度 不一 致 ， 进
由式 （ ） 以看 出 ， ＋￣ ０ ， 以 Ｏ＜９ 。 。 ９可 ｏ ｑ＜９ 。所 ｔ Ｌ ０一 由
于螺 旋 叶片 同一 圆线上 的各 点 半径 不 同 ， 各点 螺 旋 故 角也 不 同 ． 径处 螺旋 角最 小 ， 外 内径 处螺 旋 角最 大 。 为 使被 切削 的土壤 能够顺 利 推运 ， 土器 内径 处螺 旋 角 培
第１ ２期 总 第 ２ ０期 １
２１ 年 １ ０１ ２月
农 业科技 与 装备
Ａｇ ｉｕ ｒ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ＆Ｔ ｅ ｈ ｌ ｙ ｎ Ｅｑ ｐｍ ｅ ｒｃ ｌｕ ａ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｃ ｎｏｏｇ ａ ｄ ｕｉ ｎｔ
Ｎ Ｏ．２ Ｔｏ ａ Ｏ．１ １ ｔｌＮ ２ ０
Ｄ ｅ ． ０１ ｃ ２ １
形。
土壤微 粒 的绝 对运 动 可 分解 为沿 圆周切 向运 动 和沿 轴 向 向上 运 动 两 种 运 动 ，并 有 。 ＝ 。
ｃｓ ｏｐ
代入 式 （ ） ： ２得
，曼 ＝ ± ＝ １盟 （＋ Ｖ） （） ３
ｓｎ ￣ ｏ ｌ ｏｅ ｓ ｔａ ｇ
轴 转数 ｎ 须 大 于临界 转数 ｎｌ 即 ／＞几 但螺 必 临 ＇ ７ ， 旋 叶 片的转 速也 不 能过 大 ， 否则 土壤会 因受过 大 的切 向力而 被抛 起 ， 输送 能力 降低 。
２２ 螺 旋 角 ．
有 向上 滑动趋 势 ） ，土壤微 粒 间 内摩 擦 力 的方 向与 土 壤 微粒 旋转 切线 方 向相反 。 离心 力使 土壤 微粒 间 产生
Ｆｉｕｒ Ｆｏ ｃ ａｌ ｉ ｇ ｅ２ ｒ ｅ ａｎ ｙｓｓ
制 造 方 面 的 工作
２ ６
农 业科技 与装备
２１ 年 １ ０１ ２月
由图 ２可知 土壤微 粒 的受 方 向情况 为 ： 受垂 直 向 下 的重力 ，叶片 斜面 反力 的方 向垂 直 于叶 片斜 面 ， 叶
片对 土壤 微粒 的摩擦 阻力 方 向沿斜 面 向上 （ 土壤 微 粒
螺旋培土机利用旋转 的螺旋将 土壤 由中间向两
侧推 移 ， 作用 是 除草 、 土 、 土 。螺旋式 培 土器 是螺 碎 培
旋式 培 土机 的关 键工作 部 件 ． 主要 技术 参 数 的选择 其 直接 影 响机具 的作 业质 量
１ 螺旋式培土器 的结构及 工作原理
螺旋式培土器主要 由螺旋轴 、 焊接在螺旋轴上的 左右螺旋叶片等组成。螺旋叶片中间直径大 、 两端直
２ 螺旋 式培土器 的主要参数设计
２ １ 螺旋 叶片 转速 ．
２ ． 土壤微粒运动分析 ．１ １
在运 动分 析 简 图 （ 见图 １中 ， ）
式 （ ） 明 ， 与 ， 间 的关 系 与叶 片螺旋 角 和 ３表 之 土 壤微 粒运 动 螺旋 角有关 。当运 动螺旋 角 ７ ０时 ， ＝ 与 的运 动 方向一 致 ， 且 ＝ ， 时 土壤 微 粒本 身 这 静 止 不动 ， 随螺 旋 叶片一 起旋转 。土壤 微粒 的这 种状
而使土壤微粒间出现剪切运动。 土壤微粒作剪切运动
２
时的 内摩擦 力 为 Ｆ 其与 离 心力有 关 ， ， 即 弘
中耕 机 螺旋 式培 土器 设计
刘 琳
（ 宁 省农 业机 械 化 研 究所 ， 阳 １０ ６ ） 辽 沈 １１ １
摘要 ： 在简要介绍 中耕机螺旋式 培土器结 构及 ［ 作原理 的基础上 ， 详细探讨其主要参数螺旋 叶片转速 、 螺旋角 和推 动能力的设计 及确定 ， 以期 为螺旋式培土器 的设计制造提供参考。 关键词 ： 螺旋式培土器 ； 中耕机 ； 设计 ； 转速 ； 螺旋角 中图分类号 ：２ ４１ ￥２． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６４ ｌ６ （０ １１ — ０ ５ ０ １７ 一 １ １）２ ０ ２ — ２ １ ２
时， 由传动 系 统 带动 螺 旋 叶 片高 速 旋转 ， 削 土壤 并 切
＝ Biblioteka ± ｓｌ ｎｏｔ
（） ２
使土壤沿轴向由中间向两侧推运 ， 右旋叶片反时针旋
转 ， 旋 叶片顺 时针 旋 转 ， 同完 成培 土作 业 。 左 共 由于培 土螺 旋 中间直 径 大 、 端 直 径小 ， 两 因此 垄 沟 截 面 为梯
壤 微 粒在 螺旋 中作 的是 复合 运 动 ， 其绝 对 速度 为 Ｖ＝ ＋ ， 轨 迹 也是 螺 旋线 。绝 对速 度 与 网周 运 动 其 速 度 的夹角 为土壤 微粒 的运 动 角 。 依 据 正弦 定理可 得 ：
—
２ ． 临界转速 处 于临 界 状态 的 叶片 上 任 一 土壤 微 ．２ １
态 称 为临 界状 态 ， 对应 的转 速为 临界转 速 。 所
Ｏ为 叶 片螺 旋角 。在 正 常匀 速输 送 土壤 微 粒 时 ， 壤 Ｌ 土 微粒 在螺 旋 中一方 面 随叶 片作 圆周运 动 （ 即牵 连运 动
）方 向为 圆周切 线方 向 ； ， 另一 方 面 沿叶 片 向上 滑动 （ 即相对 运 动 ） 方 向为 沿 叶 片切 线 向上 。 因此 。 ， 土
径小 。左 右段 螺旋 的起 始 端位 于 中问横 截 面 内 ． 互相 错 开 ９ 。 旋 叶片 表面 由垂 直于 轴 的元线 绕轴 作等 ０ 。螺
速 回转 并 沿轴 向等 速 移动 形 成 。螺旋 式 培 土 器工 作
图 １ 运 动 分 析 简 图
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作者 简介 ： 刘
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图 ２ 受力 分 析 简 图
压 力 ，从 而导致 内外 圈土壤 微粒旋 转 速度 不一 致 ， 进
由式 （ ） 以看 出 ， ＋￣ ０ ， 以 Ｏ＜９ 。 。 ９可 ｏ ｑ＜９ 。所 ｔ Ｌ ０一 由
于螺 旋 叶片 同一 圆线上 的各 点 半径 不 同 ， 各点 螺 旋 故 角也 不 同 ． 径处 螺旋 角最 小 ， 外 内径 处螺 旋 角最 大 。 为 使被 切削 的土壤 能够顺 利 推运 ， 土器 内径 处螺 旋 角 培
第１ ２期 总 第 ２ ０期 １
２１ 年 １ ０１ ２月
农 业科技 与 装备
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土壤微 粒 的绝 对运 动 可 分解 为沿 圆周切 向运 动 和沿 轴 向 向上 运 动 两 种 运 动 ，并 有 。 ＝ 。
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２２ 螺 旋 角 ．
有 向上 滑动趋 势 ） ，土壤微 粒 间 内摩 擦 力 的方 向与 土 壤 微粒 旋转 切线 方 向相反 。 离心 力使 土壤 微粒 间 产生
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制 造 方 面 的 工作
２ ６
农 业科技 与装备
２１ 年 １ ０１ ２月
由图 ２可知 土壤微 粒 的受 方 向情况 为 ： 受垂 直 向 下 的重力 ，叶片 斜面 反力 的方 向垂 直 于叶 片斜 面 ， 叶
片对 土壤 微粒 的摩擦 阻力 方 向沿斜 面 向上 （ 土壤 微 粒
螺旋培土机利用旋转 的螺旋将 土壤 由中间向两
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旋式 培 土机 的关 键工作 部 件 ． 主要 技术 参 数 的选择 其 直接 影 响机具 的作 业质 量
１ 螺旋式培土器 的结构及 工作原理
螺旋式培土器主要 由螺旋轴 、 焊接在螺旋轴上的 左右螺旋叶片等组成。螺旋叶片中间直径大 、 两端直
２ 螺旋 式培土器 的主要参数设计
２ １ 螺旋 叶片 转速 ．
２ ． 土壤微粒运动分析 ．１ １
在运 动分 析 简 图 （ 见图 １中 ， ）
式 （ ） 明 ， 与 ， 间 的关 系 与叶 片螺旋 角 和 ３表 之 土 壤微 粒运 动 螺旋 角有关 。当运 动螺旋 角 ７ ０时 ， ＝ 与 的运 动 方向一 致 ， 且 ＝ ， 时 土壤 微 粒本 身 这 静 止 不动 ， 随螺 旋 叶片一 起旋转 。土壤 微粒 的这 种状
而使土壤微粒间出现剪切运动。 土壤微粒作剪切运动
２
时的 内摩擦 力 为 Ｆ 其与 离 心力有 关 ， ， 即 弘
中耕 机 螺旋 式培 土器 设计
刘 琳
（ 宁 省农 业机 械 化 研 究所 ， 阳 １０ ６ ） 辽 沈 １１ １
摘要 ： 在简要介绍 中耕机螺旋式 培土器结 构及 ［ 作原理 的基础上 ， 详细探讨其主要参数螺旋 叶片转速 、 螺旋角 和推 动能力的设计 及确定 ， 以期 为螺旋式培土器 的设计制造提供参考。 关键词 ： 螺旋式培土器 ； 中耕机 ； 设计 ； 转速 ； 螺旋角 中图分类号 ：２ ４１ ￥２． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６４ ｌ６ （０ １１ — ０ ５ ０ １７ 一 １ １）２ ０ ２ — ２ １ ２
时， 由传动 系 统 带动 螺 旋 叶 片高 速 旋转 ， 削 土壤 并 切
＝ Biblioteka ± ｓｌ ｎｏｔ
（） ２
使土壤沿轴向由中间向两侧推运 ， 右旋叶片反时针旋
转 ， 旋 叶片顺 时针 旋 转 ， 同完 成培 土作 业 。 左 共 由于培 土螺 旋 中间直 径 大 、 端 直 径小 ， 两 因此 垄 沟 截 面 为梯
壤 微 粒在 螺旋 中作 的是 复合 运 动 ， 其绝 对 速度 为 Ｖ＝ ＋ ， 轨 迹 也是 螺 旋线 。绝 对速 度 与 网周 运 动 其 速 度 的夹角 为土壤 微粒 的运 动 角 。 依 据 正弦 定理可 得 ：
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２ ． 临界转速 处 于临 界 状态 的 叶片 上 任 一 土壤 微 ．２ １
态 称 为临 界状 态 ， 对应 的转 速为 临界转 速 。 所
Ｏ为 叶 片螺 旋角 。在 正 常匀 速输 送 土壤 微 粒 时 ， 壤 Ｌ 土 微粒 在螺 旋 中一方 面 随叶 片作 圆周运 动 （ 即牵 连运 动
）方 向为 圆周切 线方 向 ； ， 另一 方 面 沿叶 片 向上 滑动 （ 即相对 运 动 ） 方 向为 沿 叶 片切 线 向上 。 因此 。 ， 土
径小 。左 右段 螺旋 的起 始 端位 于 中问横 截 面 内 ． 互相 错 开 ９ 。 旋 叶片 表面 由垂 直于 轴 的元线 绕轴 作等 ０ 。螺
速 回转 并 沿轴 向等 速 移动 形 成 。螺旋 式 培 土 器工 作
图 １ 运 动 分 析 简 图
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