高等农业机械学(2013)

高等农业机械学一：名词解释1.保水作业（耕作）：是对土壤表层进行疏松、浅耕、防止或减少土壤水分蒸发的一类保护性耕作方法。

2.保护性耕作：用大量秸秆残茬覆盖地表，将耕作减少到只要能保证种子发芽即可，主要用农药来控制杂草和病虫害的耕作技术。

由于它有利于保水保土，所以称为保护性耕作。

（该名词以简答题形式给出）3.少耕：通常指在常规耕作基础上减少土壤耕作次数和强度的一种保护性土壤耕作体系。

4.土壤的内摩擦角：土体中颗粒间相互移动和胶合作用形成的摩擦特性。

其数值为强度包线与水平线的夹角。

5.土壤的凝聚力：是指土粒之间的结合力，其大小与土壤质地、含水量等因素有关。

6.土壤的附着力：土壤与耕作部件接触面之间的黏着力，几乎完全是因水膜的表面张力所造成的。

7.旋耕速比：旋耕刀片端点的圆周线速度与旋耕机前进速度之比。

8.拨禾速比：拨禾轮拨板的圆周速度与作业机器的前进速度之比。

9.物料的漂浮速度：通过试验测定，处于垂直向上气流中的种子所受的气流作用力和重力相平衡时呈悬浮状态，这时相应的气流速度即种子的漂浮速度。

10.干燥强度：干燥机烘干段单位容积或面积的小时水分蒸发量。

11.设施农业（技术）：是集生物工程、农业工程、环境工程为一体，跨部门、多学科综合的系统工程，是在外界不适宜季节，通过设施及环境调控，为作物营造较为适宜的生长环境，达到适时成熟、高产、优质、高效的集约化生产方式。

12.喂入量：单位时间内进入脱粒滚筒的谷物质量。

13.脱粒间隙：是指滚筒板齿与凹板横格板之间的间隙，对脱粒工作影响很大。

14.割前脱粒：是在田间对站立的作物谷穗直接进行脱粒、它属于半喂入式的脱粒装置。

15.种子自然休止角：是指物料由高点自然散落到平面上所形成的圆锥体的斜面与底边之间的角。

二：简答或论述1.农业机械在农业可持续发展中的地位作用及发展趋势。

答：（1）地位作用：①农业机械是提高土地产出率与资源利用率的重要手段。

②农业机械有效抵御自然灾害。

③农业机械是持续、合理利用农业资源的重要手段。

④农业机械有助于防治农业环境污染。

（2）发展趋势: ①适应农业可持续发展、保护农业生态环境与提高农业资源利用率的技术与装备将得到进一步发展。

②农产品的工业化、工厂化生产技术与设备将有重大突破，高品质、更接近天然的畜禽与水产品饲养技术与装备将有所发展。

③高新技术在农业机械上的应用将更加广泛。

④农产品的精深加工及加工过程中副产品高价值综合利用将继续快速发展。

⑤高度重视农业机械的产品质量与标准化、通用化、系列化，提高企业产品的市场竞争力。

⑥提高农业机械使用的安全性、舒适性和操作的方便性。

2.黑龙江省近年引进大马力拖拉机，请阐述对此问题看法。

答：（1）据了解，大马力拖拉机在我国西北、东北地区大面积土地机械作业方面应用广泛，在保护性耕作和复式作业的深耕及改善土壤结构、提高农作物产量方面的作用明显，应用大马力拖拉机对提高农业装备水平，发展现代农业、繁荣农村经济起到重要的推动作用。

（2）提高我省大型农机保有量和田间作业综合机械化水平，加快发展新兴农机装备制造业，提升我省新型农机装备制造产业的整体实力和竞争力。

（3）大马力拖拉机作业效率高、质量高、受到农民的普遍欢迎，拥有大型拖拉机收入可观。

大型拖拉机在春耕中显示了明显的作业优势。

（4）优点:①我省种植面积较大，气候比较干燥，春季风沙多，土壤不易保墒，春播时间短，使用大马力拖拉机耕地速度快，不耽误农时。

②使用大马力拖拉机耕深可达30cm以上，而链式拖拉机只能达到25cm，据群众反映，使用大马力拖拉机耕地，比用链式拖拉机耕地浇水次数减少1-2次。

③大马力拖拉机耕地速度9.1km/h，耕幅2.0-2.2m。

3.精准农业3s技术。

答：（1）全球卫星定位系统：GPS系统由包括24颗地球卫星组成的空间部分、由地面控制站和一组地面监测站组成的地面监控部分、用户接收机三个主要部分组成。

GPS卫星的布局，可以保证在地球表面任何地方、任何时间和任何气象条件下，接收机均可至少获得其中4颗以上卫星发出的定位定时信号。

（2）地理信息系统：是一个用于输入、存储、检索、分析、处理和表达地理空间数据的计算机软件平台。

是管理地理空间数据的数据库管理系统。

这种地理参考数据，不但包括属性数据，还包括这些属性数据所在的地理空间位置数据。

（3）遥感技术：是指在一定的距离之外,不与目标物体直接接触,通过传感器收集被测目标所发射出来的电磁波能量而加以记录并形成影像,以供有关专业进行信息识别、分类和分析的一门技术学科。

卫星遥感具有覆盖面大、周期性强、波谱范围广、空间分辨率高等优点,是精准农业农田信息采集的主要数据源。

4. 顺流干燥、逆流干燥、混流干燥的特点。

答：（1）顺流式谷物干燥机的特点是：①热风与谷物同向流动。

②可以使用很高的热风温度，而不使粮温过高，因此干燥速度快，单位热耗低，效率较高。

③高温介质首先与最湿、最冷的谷物接触。

④热风和粮食平行流动，干燥质量较好。

⑤干燥均匀，无水分梯度。

⑥粮层较厚，粮食对气流的阻力大，风机功率较大。

⑦适合于干燥高水分粮食。

（2）逆流式谷物干燥机的特点是：①热效率较高。

②粮食温度较高，接近热空气温度。

③热风所携带的热能可以充分利用，排出干燥机的湿空气接近饱和状态。

④粮食水分和温度比较均匀。

（3）混流式谷物干燥机的特点是：①混流式干燥机可以采用比横流式干燥机高一些的热风温度。

随着风温的提高，所需的热风量也相应减少。

②可以烘干小粒种子。

③由于谷层厚度比横流式小，单位电耗的生产率较高。

④干燥机可以采用积木式结构，因此便于系列化生产。

⑤粮食烘后品质好，裂纹率和热损伤相对少一些。

三：计算题1.筛子运动分析。

（此题在历年试题中均有体现，分值较大，据老师说为必考题，应重点准备）筛子的运动分析● 运动分析：t r x ωcos -=·sin t r dt dx x V x ω===∙ t r dt dv x ax x ωωcos 2===∙∙ 式中：r —曲柄半径；ω—曲柄角速度；t —时间。

2）谷粒运动及动力分析● 运动分析：研究筛面上任一谷粒M ，且M 作合成运动。

认为谷粒沿筛面运动为相对运动；谷粒随筛子作平动为牵连运动；谷粒的绝对运动为未知曲线运动。

相对加速度 22dt d a AB r ξ=（谷粒相对筛面运动的加速度） 牵连加速度 t r x a e ωωcos 2==∙∙（谷粒随筛子一起运动的加速度） ● 动力分析：将t ω由初始相位开始依次划分为I 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限：①当t ω在I 、IV 象限时，（即曲柄位置）（筛体加速度e a 方向为正，沿x 轴向右方，则惯性力I 方向向左方。

）设谷粒有沿筛面AB 向上滑移的趋势；且受力⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+======)sin(cos cos (2εααωωϕϕI mg N tmr ma I ）Ntg Nf F ）mg （g e 法向反力惯性力为谷与筛棱角磨擦力为谷粒质量重力 （即各力在法向的投影求和）则谷粒向上滑移相对运动微分方程F mg I dt d m AB --+=αεαξsin )cos(22 化简整理得谷粒沿筛面向上滑移的条件：)cos()sin(cos 2ϕεαϕαωω+++>g t r 1cos ≤t ω∴欲将谷粒向上滑移，必须将筛子的加速度或极限角速度比（运动特征值），满足以下条件：)cos()sin(2ϕεαϕαω+++>g r令g rK 2ω=，)cos()sin(1ϕεαϕα+++=K ，则1K K >时谷粒将向上滑动。

（ω2r ——曲柄运动向心加速度 g —重力加速度）又因 ωπππω30;30602===n n n 所以 欲使谷粒向上滑移的曲柄转速为)cos()sin(301ϕεαϕαπ+++=r g n ②当t ω在Ⅱ、Ⅲ象限时（即曲柄位置）筛体加速度∙∙x 方向为负，沿x 轴向左方，则惯性力I 方向向右方。

设谷粒有沿筛面BA 向下滑移的趋势，（且受力分析类似）则相对运动微分方程：ααεξmgsim I F dt d m BA -+-=)cos(22 化简整理的谷粒沿筛面向下滑移的条件：)cos()sin(2ϕαεαϕω-+->g r令 )cos()sin(2ϕαεαϕ-+-=K 则2K K > 同理可得曲柄极限转速为：)cos()sin(302ϕαεαϕπ-+-=r g n ③谷粒抛离筛面的条件当惯性力I 沿x 轴向右时，筛子对谷粒的法向反力)sin(cos εαα+-=I mg N满足谷粒被抛离筛面时，应该N ≤0则αεαcos )sin(mg I >+αεαωωcos ·)(sin cos 2mg t t r m >+当t ωcos 最大值为1)(cos 2εααω+>sim g r令)sin(cos εαα+=o K ，则o K K >时谷粒将被抛起。

④谷粒在筛面上的运动状态谷粒在筛面上的运动状态取决于筛子的运动指数K 与K 1、K 2之间的关系。

随着相互关系的不同，可能有下列不问状态：1o 当K ≤K 1，K ≤K 2时，谷粒处于相对静止状态。

2o 当K 1>K>K 2时，谷粒只向下滑动。

3o 当K 2>K>K 1时，谷粒仅向上运动。

4o 当K>K 1>K 2时，可向下和向上运动，下滑>上滑。

⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∴>∴>>滑动的趋势向下滑的趋势强于向上又上运动的状态谷粒存在可向下也可向向下滑又向上滑2111K K K K K K 5o 当K>K 2>K 1时，可向上和向下运动，且上滑>下滑的趋势谷粒上滑趋势强于下滑又向下滑又向上滑∴>⎭⎬⎫>>1221K K ，K K ，K K2. 拨禾轮安装高度。

拨板由水平位置逆转，压板端点A 的座标方程则 ⎩⎨⎧-+=+=t R h H Y t V t R X m ωωsin cos 式中：割茬高度拨禾轮安装高度拨板由水平转过的时间机速拨禾轮角速度拨禾轮半径——————h H t V R m ω 对座标方程求导：得拨板水平分速和垂直分速方程式⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==+-==t R dt dy V V t R dt dx V y m x ωωωωcos sin 为减少指板入禾丛对谷物的碰击，板的水平分速应为O ，故：0sin 1=-=t R V V m x ωω则 bm m V V R V t ===λωω1sin 1 满足此条件上的拨禾轮安装高度：因为 11sin t R h H Y ω-+=λRh H Y -+=1 令1Y 为谷物自然高度L则 λR h H L -+=h R L H -+=λ3. 摘辊直径的确定。