第七章 圆盘耙

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第七章
整地机械
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第七章
整地机械
镇压器配合联合播种机在工作
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第七章
整地机械
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整地机械
圆 盘 耙
钉 齿 耙
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第七章
整地机械
水 田 耙
1.轧辊 2.悬挂架 3.耙架 4.缺口圆盘耙组
网 状 耙 1.前耙组 2.中间耙组 3.后耙组 4.牵引架 5.连接链条
令： n ctg( ) sin tg m sin( ) 则： R y n R x Rz m R x
18:13:分力测定可以得到比例系数n和m的值。
Rx为圆盘耙牵引阻力的水平分力，可由试验测定，选用适当的n 和m值，即可据Rx求出Ry和Rz 。 Rz与机重相平衡，当土壤干硬，而且调整耙偏角还达不到所 要求耙深时，则需在耙组上增加配重。
适应范围
适应于壤土的耕后耙地， 适应于粘壤土的耕 播前松土，也可用于轻 后耙地，也可用于 壤土的灭茬 壤土以耙代耕
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第七章
2.按挂接方式
①牵引式： ②悬挂式：
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主要是重型耙，因机体结构庞大而笨重，悬挂困难。有利于发挥拖 多为中、轻型，机组配置紧凑，操作方便，运输灵活，适于各种地块。
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第七章
一、构造及用途
耙片 耙片横梁 刮土器
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间管 轴承
耙组的构造
用途：主要用于旱地犁耕后的碎土以及播种前的松土、除草。此外，
还可用于收获后的浅耕灭茬作业。撒播肥料后可用它进行覆盖，也可 用于果园和牧草地的田间管理。
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第七章
二、类型
1.按耙片直径和单片机重分
前后两列耙组在前进方向的总
阻力Rx = R12 + R34与拖拉机牵 引力P相平衡。
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第七章
②偏置圆盘耙
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如图所示，偏置耙工作时，其前后两列耙组
在水平面内分别受着土壤阻力R1和R2的作用，此 二力作用线交于H点，在平衡状态下，牵引力P的 作用线通过点H ，且P= R12 。 当R1=R2时，其合阻力R12的作用线方向与机 组前进方向平行，因此牵引点应位于通过H点且与 前进方向平行的F0点上，若牵引点选择不当，则 牵引力和土壤阻力的作用线不共线，从而使偏置 耙产生转动力矩，耙组在水平面内出现转动，从 而使耙片偏角改变，机具偏离正常工作状态。 由于前列耙组 在未耕地，后列耙组在已耕地工作， 当前后耙组偏角相同时，将会出现R1>R2，这在 坚硬土壤上更为明显。为使前后耙组的阻力接近 相等，设计或调整时应使α1 <α2。
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偏置耙在水平面内的受力平衡
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第七章
前后耙组的纵向距离对 平衡的影响
如将后列耙组向 后移L距离，则合力 的交点即从H移到H' 。
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偏 置 耙 上 耙 组 纵 向 距 离 对 受 力 平 衡 的 影 响
只有将牵引线也F从移
到F'，才能使耙组保 持原有偏角工作，并
获得平衡。
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ωa——工作刃面角
εa—— 工作隙角
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第七章
1.耙片直径D
由经验公式D=ka（cm）确定。 式中： a—作业深度 d—间管的最大外径
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k—经验系数，一般取4~6。
另外，D还应满足结构尺寸上的要求，即D>2a+d。
2.耙片曲率半径R
由图中知：
D 2 R sin D R 2 sin
当α ↓ ，推土、铲草、碎土和翻土等作用↓ ，入土性能 ↓ ，在一定的范围内，
α↑ ，上述作用↑ 故在设计圆盘耙时，应根据圆盘耙的类型选择不同的偏角。并应有一定的调 节范围，以适应不同的土壤情况和作业要求。
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2.圆盘耙片的参数确定
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耙片参数主要表现在两个水平截面内，即通过球心的水平截面AA和距 离沟底的高度等于设计耙深a的水平截面BB。如图所示： 在截面A—A上： D——耙片直径 R——球面曲率半径 ε——隙角 ω——刃面角 在截面B—B上： Da——截面B—B上的耙片弦长 ia—— 工作刃角 α——耙片偏角 φ——扇形半角 i——刃角 δ——耙片厚度
φ—扇形半角，常取φ=21~27°
3.耙片上各角度的确定及相互关系
①刃角i： 在保证耙片刃口强度和制造工艺允许的条件下，刃角应应尽 量取小值，以减少切土阻力。
i角常取范围：14°30'~22°。
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②耙片的工作隙角
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a 较大时，圆盘易于入土。 a取正值时，耙片刃口和沟墙形成线接触，便于切土、 a 入土和切断草根，而且阻力小。对于干硬土壤， 宜取正值。 取负值时，耙 a
① ②
③
k D a
a 可在一定范围内选 取，由②式求得 ，并代入
α、i、和
a
③式求得ω，再代入①求出φ角， 将φ代入
tg
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R
即可求出曲率半径R。
D 2 sin
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4.耙片的厚度δ和耙片形状
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在保证强度的条件下，耙片厚度δ应尽量取小值，以减轻重量。一般 δ=(0.008~0.012)D，对重、中、轻型圆盘耙，其厚度分别为5mm、4mm、 3mm。 耙片形状有普通圆盘和缺口圆盘两种。缺口耙片的外缘有6~12个三角形、 梯形或半圆形缺口，其切碎土块和残茬的能力较强，入土性能较好。
片刃面与沟底和沟墙接触，能增加承压面，有利于压碎土块。在松软地面上工 作，有控制耕深不致过大的作用，且可平衡部分侧向力。
工作隙角 a 是在地表平面与圆盘的截面上，刃面线与前进方向所成之角。
a：
③各角度间的关系：
由图知：
i a a
D tg a 2 a( D a ) k tg a 2 k 1
地是抗旱保墒，保证作物丰产的重要农业技术措施之一。有的
地区应用钉齿耙进行播前、播后和苗期耙地除草。 整地机械包括耙（圆盘耙、水田耙和钉齿耙）、耢、镇压
器、起垄犁和作畦机等。
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旱田整地的农艺要求：
1.地表平整，无沟垄起伏； 2.表层松软，下层密实；
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3.作业深度符合要求，均匀一致；
类型 单片机重（kg） 耙片直径（mm） 耙深(cm) 轻型圆盘耙 15~25 460 10 2~3
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中型圆盘耙 20~45 560 14 3~5
重型圆盘耙 50~65 660 18 5~8 适应于开荒地、沼泽地 和粘重土壤的耕后耙地， 也可用于粘壤土以耙代 耕
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每米幅宽的牵引阻 力（KN/m）
③工作过程：
耙片滚动前进时，在重力和土壤阻力作用下切入土中，并达到一定的耙深。
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第七章
如图，耙片从A点运动到C点
回转一周的复合运动可分解为：由 A→B的滚动和由B→C的移动。在
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滚动中耙片刃口切碎土块、草根及
作物残茬。在移动中，由于耙片刃 口和曲面的综合作用，进行推土、 铲草、碎土、翻土和覆盖。从而完 成整地要求。
力偶 M N N z，使耙组的凹面端入土较深。在设计时，可
适当配置机具的重心（包括增加配重）而加以克服，或安装控制 装置，使凸面趋深，凹面趋浅。
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第七章
①对置圆盘耙
如图所示，在工作中，前列
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2.圆盘耙在水平面内的受力平衡
耙组的合阻力R1和R2大小相等，
后列耙组的合阻力R3和R4大小 相等，其方向均对称与牵引线。
第七章
第一节 第二节
二、类型
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概述 圆盘耙
一、构造及用途
三、球面圆盘耙片的工作分析和参数确定 四、圆盘耙的受力分析
五、圆盘耙的阻力
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第七章
作畦。
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整地作业包括耙地、平地和镇压。有的地区还包括起垄和
耕地后土垡间存在着很多大孔隙。土壤的松碎程度与地面
的平整度还不能满足播种和栽植的要求。所以必须进行整地， 为作物的发芽和生长创造良好的条件。在干旱地区用镇压器压
拉机的牵引功率，适于大地块。 ②悬挂式：
多为中、轻型，机组配置紧凑，操作方便，运输灵活，适于各种地块。
③半悬挂式： 兼有牵引式和悬挂式的优点。
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第七章
3.按耙组的配置方式
①对置耙
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优点：左右耙组的侧向力互相平衡，机组配制紧凑，偏角调节方便，
在地头可左右转弯。
缺点：耙后地表不够平整，有漏耙现象，两侧留有耙沟。 ②偏置耙 具有一组左翻耙片和一组右翻耙片。前后串列进行工作，牵引线偏 a b c d 离耙组的中心线适于在树枝低悬的果园中作业。结构简单，作业中 没有漏耙现象，两侧不留耙沟。作业中只宜单向转弯。
1.耙组的受力分析
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圆盘耙工作时，作用在耙组上的外力除重力(作用在耙组的重心)、 牵引力外，还有土壤对每个耙片的阻力。在一般情况下，可以认为
土壤阻力集中作用与耙组的中间耙片上。
作用在球面圆盘工作面和刃口上的土壤单元阻力，不可能合成 为单一的合力。但可以简化为空间互不相交的两个力。阻力R1的作
用线位于圆盘的刃口平面内，与水平面成ψ角，并可近似地认为通过
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第七章
1.耙片偏角及工作过程
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三、球面圆盘耙片的工作分析和参数确定
①耙片偏角
圆盘耙的工作圆盘通常是球面的一部分。作业时，其回转平面（刃口平面） 垂直于地面，并与机器前进方向成α角，即：偏角为α。
指耙片回转平面和机组前进方向之间的夹角。
②偏置量
耙组中心偏离拖拉机中心的横向距离。
圆盘中心。阻力R2的作用线平行于圆盘的回转轴线，与沟底的距离 约为耙深的一半。并可近似地认为该力作用线通过回转轴的铅垂面
内。
如下图所示： 18:13:58
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第七章
z o R2 R1 y
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z
o R2
Vm y
α
x o
ψ
x
耙 片 受 力
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第七章
如图所示，阻力R1在x‘oz平面 内分解为Rz和R ， R 位于 x x 水平面xoy内，将阻力R2简化 至圆盘轴心O，则 R x 和 R2可 以合成为Rxy ， Rxy又可沿前进 方向和侧向被分解为Rx和Ry 。 阻力Rz经过简化后得到一附加 力偶MN ，这样，作用于耙组 上的土壤阻力R1和R2即被分解 为Rx 、 Ry 、Rz三个分力和一 个力偶MN 。
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第七章
偏置耙的偏置量e
（牵引点F0与耙组中心的横 向距离）是设计中的一个很 重要的参数。由图知：
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M
e
F0
0则 R1 x R2 x
L1 ( R2 y R1 y ) L2 R2 y
无偏牵引时， R1y =R2y 则
e
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L2 R2 y R1 x R2 x
4.不漏耙、不漏压。 水田整地的农艺要求：
1.耙后土壤松碎，起浆好；
2.能覆盖绿肥； 3.田面平坦而无沟垄。
整地机械根据作业特点和使用范围的不同，有许多不同的结构形式，
最常用的整地机具有圆盘耙、水田耙、钉齿耙和镇压器。
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整地机械
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第七章
整地机械
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偏置耙的偏置量
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第七章
五、圆盘耙的阻力
整地机械
圆盘耙的阻力是以每米工作幅宽的阻力来计算。
R k B
(N/m)
式中：k——圆盘耙的单位阻力，N/m R——圆盘耙的牵引阻力，N B——圆盘耙的工作幅宽，m k值范围 轻型圆盘耙 k=2500~3000
中型圆盘耙
重型圆盘耙
k=3000~5000
5.耙片间距b
耙片的轴向距离不应小于(1.5~2)a ，以免耙片之间堵塞。 另外，b的大小还影响沟底凸起高度C，若C=a，则说明有漏耙现象，如图有： 又
Dc 是(D-C)和C的比例中项，故 2
b Dc tg
Dc 2 C( D C )
b 2 C ( D C )tg
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第七章
A B
整地机械
当C很小时，可认为 D - C 0
由b 2 C ( D C )tg有：
A E B
α
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b CD 2tg 1 b 2 C ( ) D 2tg D , C ; b , C ; , C
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耙 片 间 距
第七章
四、圆盘耙的受力分析
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整地机械
耙组的受力
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第七章
Ry ctg( ) Rx
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由上图知 Ry 、Rz与Rx的关系为：
Rx Rz R sin tg x tg R xy sin tg sin( ) sin tg Rx sin( )