《农业机械使用与维护》课件ppt-理论-项目1-耕整地机械

c
dimpled
d
scaly
e
corrugated
(a) (b) (c) (d) (e)
雌性臭蜣螂前胸背板 步甲腹部 雄性臭蜣螂前胸背板 达乌尔黄鼠毛 穿山甲鳞片
根据蜣螂体表特性设计的仿生犁
⑵ 设计合理的犁体曲面：犁翼后 撇，可减少土垡运动的侧向速度vy， 避免侧向过分抛扔土垡，减少抛扔 的能量消耗，vy≤1m/s；
引 言
耕地后土垡间 有很大的空间，土 块较大、地表不平， 尚不能进行播种作 业，须进行松碎平 整作业，以达到地 表平整、上松下实 的农作物栽培要求。 这项工作一般由整 地机械来完成。
整地机械简介
整地机械的种类很多，根 据不同作业的需要有以下几种 类型：钉齿耙、圆盘耙、旋耕 机、滚轧耙、镇压器等。其中， 钉齿耙目前多用于畜力作业， 圆盘耙和旋耕机机械化应用较 多。
2、犁耕牵引阻力
研究力的特性及大小的目的有2个，一 是给机组设计提供依据，二是为使用 提供依据。例如Rx就可作为犁耕牵引阻 力。 ☆犁耕牵引阻力——耕作时，作用在犁 上的总阻力的纵向水平分力，该力与拖 拉机前进方向相反，可由拖拉机的牵引 力来平衡。
农机机组在工作时，作用于工作部件 上的土壤阻力的纵向水平分力与拖拉机的 动力中心线共线，且牵引阻力与拖拉机牵 引力大小相等，方向相反。
主犁体构造
主犁体的结构及用途
主犁体各部分的功用：
犁铧 切开土垡、引导土垡上升至犁壁。 犁壁——破碎和翻扣土垡。 犁侧板——平衡侧向力。 犁柱——联结犁架与犁体曲面。 犁托——联结犁体曲面与犁柱。 犁踵 耐磨件，防止犁侧板尾部磨损， 可更换。
主犁体结构
等宽犁铧
三角型犁铧
犁壁——破碎和翻扣土垡
பைடு நூலகம்
整地作业：圆盘耙、钉齿耙、水田耙、镇 压器、驱动耙等 耕耙联合作业：旋耕机、耙耕机、回转锹
２、播后耕作
• 中耕培土作业：中耕机（水田旱地两 类）、培土器 • 施肥、开沟、筑埂等作业：中耕培土施 肥机、筑埂机、开沟机等
第二节 耕地机械
一、概述 耕地是大田农业生产中最基本也是最 重要的工作环节之一。 目的：通过深耕和翻扣土壤，把作物残茬、 病虫害以及遭到破坏的表土层深翻，而使 得到长时间恢复的底层土壤翻到地表，以 利于消灭杂草和病虫害，改善作物的生长 环境。
第二章 耕整地机械
第一节 概述 对农田土壤进行机械处理，使之适 合于农作物播种的机械。
一、农业技术要求
１．耕地作业
耕深、覆盖、碎土
２．整地作业
旱地与水田整地作业的农业要求差别很大， 应分别情况区别对待，基本的要求有： 耙深、碎土、搅拌等．
二、耕整地作业机械
１、播前耕作 耕地作业：铧式犁、圆盘犁、凿形犁
镇压器的作用
悬 挂 圆 盘 耙
牵 引 圆 盘 耙
镇压器配合联合播种机在工作
旋耕镇压联合作业机在工作
（一） 圆盘耙
圆盘耙始用于40年代，是替代钉齿耙的主要机具之一， 目前国内外已广泛采用，主要特点是：被动旋转，断草能 力较强，具有一定的切土、碎土和翻土功能，功率消耗少， 作业效率高，既可在已耕地作业又可在未耕地作业，工作 适应性较强。
kg
思考题
1、铧式犁的基本构造和类型？ 2、主犁体的结构及各部件的功用？
3、犁体曲面的主要类型？
4、理想土垡翻转的假设条件？
5、土垡宽深比的概念？它对工作质量有何 影响？
思考题
6、犁体曲面形成的基本原理？
7、水平直元线形成犁体曲面的三大要素？ 8、导曲线的位置对曲面工作性质的影响？
第三节 整地机械
目前所使用的耕地机械， 由于其作业的工作原理不同， 主要分为三大类：
铧式犁
圆盘犁 凿形犁
铧式犁应用历 史最长，技术最为 成熟，作业范围最 广，铧式犁是通过 犁体曲面对土壤的 切削、碎土和翻扣 实现耕地作业的。
悬挂犁
圆盘犁是以 球面圆盘作为工 作部件的耕作机 械，它依靠其重 量强制入土，入 土性能比铧式犁 差，土壤摩擦力 小，切断杂草能 力强，可适用于 开荒、粘重土壤 作业，但翻垡及 覆盖能力较弱， 价格较高。
铧式犁的类型
牵引式 运输状态下，机具的 重量全部由机具本身来承担。
悬挂式
运输状态下，机具的重量 全部由拖拉机来承 担。
半悬挂犁
运输状态下，机具的重量 前部分由拖拉机承 担，后 半部分由机具承担。
铧式犁的工作特点
二、铧式犁的基本构造
牵引悬 挂装置 机架
行走限 深装置
主犁体
组成：犁架、主犁体、耕深调节装置、支撑行走装置、 牵引悬挂装置等。主犁体为铧式犁的核心工作部件。
2、减少阻力的措施： ⑴ 降低无效阻力：减轻犁的重 量，增强曲面光滑程度，提高铧 刃的锋锐程度（自磨刃）等。
软质材料
硬质材料
雌 性 臭 蜣 螂
仿生学应用——脱土减阻
labrum
pronotum
臭蜣螂（雄）表面形态
Copris ochus Motschulsky
a
Convex dome
b
scaly
B、一般结构和工作过程
1 、结构组成：耙组、耙架、牵引架、偏角调 节装置等。
2、工作过程
⑴耙片在空间的位置对土壤作用的影响：
圆盘回转平面与地面垂直 α=00 时，只有滚动没 有拖动，能切断杂草 和土块，但无翻土能 力，且难以达到预定 的耙深。
Vm
α =900 时， 耙片只有拖动没有滚动， 有强烈的翻土能力，但断草能力几乎 为零，且很容易造成土壤堆积和堵塞 现象。
A、圆盘耙的类型
1、按与动力的连接方式分：牵引式、悬挂式 和半悬挂式。
2、按耙片的直径分：
重型耙（660mm） 中型耙（560mm）
轻型耙（460mm）
3、按耙片的外缘形状分
全缘耙 缺口耙
全缘耙片易于加工制造，缺口耙片入土能力 强，易于切断杂草、作物残茬等，但成本高。
4、按耙组的配置方式分
单列耙 、双列耙、组合耙、偏置耙、对置耙
板条式犁体
栅条式犁体
主犁体、圆犁刀、小前犁的位置
主犁体与限深轮的相对位置
悬挂架
四、犁体外载及犁耕牵引阻力
1、外载特性——受力特征
由于犁体曲面是一个既不规则又不 对称的空间任意曲面，犁耕过程中，土 壤对曲面的作用力成为一空间任意力系， 在一般情况下，他们不可能简化成为一 个合力。这样一个外载测量是十分困难 的，只能用近似的方法来解决，目前， 国内最常用的方法是六分力法。
可能
=
需要
则有：λ Pt = kabn
[n] =λ Pt/ kab
注意：取整时 只能舍不能入！
参考资料
拖拉机型号
泰山—12/15/18 泰山—25/30A 上海—50 铁牛—55
额定牵引力Pt
300/350/400 600/900 1176 1372
单位
kg kg kg kg
东方红—80
4000
Rx=kb a B （N）
式中：kb—耙地比阻，（N/cm2） 未耕地：粘土：5.5；壤土：3.5 已耕地：粘土：2.8；壤土：2.1 a—耙深 （cm） B—总工作幅宽 （cm） 注意：请自学圆盘耙的受力与机组平衡P55~58。
思考题
1、圆盘耙的类型？
2、圆盘耙的一般构成？ 3、耙片轴向安装间距二个条件及应用？
Rxy P
Rx Ry Rxy
由于到目前为止，我们对土壤的物理机械性质了解不 够，无法得到犁耕牵引阻力的数学力学模型，只能用测量 结果处理后的经验公式来描述。目前，最经典的经验表达 式是：
高略契金有理公式 Rx=fG +koab +εabv2 （kg）
动态阻力项
静态阻力项 综合摩擦项
Rx=fG +koab +εabv2
90o
Vm
0＜α＜900时，既有滚动又有拖动，是整 地过程所需要的工作状态。
⑵工作过程：耙地机组在 牵引动力的作用下 ，圆盘 耙片受重力和土壤反力的 作用边滚动边切入土壤并 达到预定耙深 ，由于耙片 偏角的作用，耙组同时完 成了切割土壤 ，切断杂草 和翻扣的工作。
α
Vm
耙片工作过程示意
D、圆盘耙的牵引阻力
式中：f—综合摩擦系数， 0、3—0、5
G—犁体重量（公斤）
fG—摩擦项 Koab—静态阻力项
Ko—静态阻力系数，一般为0、2—0、7
a—单犁体耕深（cm） b—单犁体耕宽（cm）
该公式经常用作 理论分析，实用 价值不大，一般 犁耕土壤比阻法 来表示犁耕牵引 阻力的大小。
εabv2—动态阻力项
ε—动态阻力系数，250—400 v—机组速度（m/s）
3、犁耕土壤比阻——单位耕作断面上的
土壤阻力。（kg/cm2，或N/cm2）。
K=Rx /a.b.n
Rx——土壤阻力 kg a——单犁体耕深 cm b——单犁体耕宽 cm n——犁铧数量
b
Rx
a
4、影响牵引阻力的因素
和减少阻力的措施
1、影响牵引阻力的因素：
犁体曲面形状、表面光滑程度、 铧刃锋锐程度、耕深、耕宽、 前进速度、土壤状况等。
V
Vy 高速犁
Vx
普通犁
五、犁耕机组的配套计算
配套计算是指动力与机具之 间的合理利用，为设计犁耕机组 和正确地使用机组提供理论依据。 依据可能与需要等价的基本原则， 来确定犁耕机组的配套计算公式。
※可能产生的牵引阻力：
Rx = kabn（kg） ※为平衡牵引阻力所必须的 拖拉机牵引能力Pt（kg）
凿形犁，又称 深松犁。工作 部件为一凿齿 形深松铲，安 装在机架后横 梁上，凿形齿 在土壤中利用 挤压力破碎土 壤，深松犁底 层，没有翻垡 能力。
土壤深松犁工作与结构
铧式犁在 形式上派生 出： 双向犁 栅条犁 调幅犁 滚子犁 高速犁
悬挂四铧犁工作情形
悬挂式 翻转犁 工作情形
高速调幅液压翻转犁