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农业机械学-第二章

发布时间:2020-10-17  作者:admin

  农业刻板学-第二章_农学_农林牧渔_专业原料。第二章 泥土耕种刻板 Soil tillage machine 第二章 泥土耕种刻板 Soil tillage machine 一、概述 二、耕层泥土的物理学性子 三、铧式犁的构制与道理 四、旋

  第二章 泥土耕种刻板 Soil tillage machine 第二章 泥土耕种刻板 Soil tillage machine 一、概述 二、耕层泥土的物理学性子 三、铧式犁的构制与道理 四、旋耕机的构制与道理 一、概述 1、方针 2、耕种形式 3、对耕种刻板的农业本事央求 4、耕种刻板的类型 1、方针 耕地是大田农业临蓐中最基础也是最主要的使命合头之一。 其方针便是正在守旧农业耕种栽培轨制中通过深耕和翻扣泥土, 把作物残茬、病虫害以及遭到阻挠的外土层深翻,而使取得长 期间克复的底层泥土翻到地外,以利于袪除杂草和病虫害,改 善作物的滋长处境。 2、耕种形式 ?旧例耕种法,即精耕细作法 即正在作物临蓐流程由刻板耕翻、耙压和中耕等构成的泥土耕 作编制。 ?少耕 正在旧例耕种根蒂上削减泥土耕种次数和强度的一种维护性土 壤耕种编制。50 年代正在苏联引申的马尔采夫耕种法,是采用无壁 犁的深松耕种,也属于少耕法。60年代美邦也进展了这一耕种法。 70 年代我邦黑龙江省亦举行了深松耕种法的试验和引申;80 年代 我邦南方水稻区域举行过少耕法的试验和引申使命,并研制了与 其配套的农机具。 2、耕种形式 ?免耕 即撤职泥土耕种、使用免耕播种机正在作物残茬地外直接举行播 种,或对作物秸秆和残茬举行处罚后直接播种的一种耕种方法。 ?保水耕 即对泥土外层举行松散、浅耕、抗御或削减泥土水分蒸发的一 类维护性耕种编制。 ?团结耕种法 即功课机正在统一种使命状况下或通过改换某种使命部件一次完 成深松、施肥、灭茬、笼盖、起垄、播种、施药等功课的耕种方法。 3、对耕种刻板的农业本事央求 优良的翻土和笼盖本能 优良的碎土本能 耕深应平均相仿 避免重耕、漏耕 知足畦作央求 4、耕种刻板的类型 铧式犁 耕地刻板 圆盘犁 深松机 牵引型 圆盘耙 齿耙 滚耙 水田耙等 整地刻板 驱动型 旋耕机 驱动船 机耕船 秸秆还田机等 4、耕种刻板的类型 铧式犁行使史书最长,本事最为成熟, 功课鸿沟最广,铧式犁是通过犁体曲面临 泥土的切削、碎土和翻扣达成耕地功课的。 4、耕种刻板的类型 圆盘犁是以球面圆盘动作使命部件的耕种刻板,它 依附其重量强制入土,入土本能比铧式犁差,泥土摩擦 力小,堵截杂草才略强,可实用于开拓、粘重泥土功课, 但翻垡及笼盖才略较弱,代价较高。 4、耕种刻板的类型 圆盘犁使命流程 4、耕种刻板的类型 凿形犁,又称深松犁。使命部件为一凿齿形深松铲,安设正在 机架后横梁上,凿形齿正在泥土中使用挤压力破裂泥土,深松犁底 层,没有翻垡才略。 4、耕种刻板的类型 依照农业临蓐的分别央求、自然条目改变、动力装备情形 等,铧式犁正在步地上又派生出少少具有今世特点的新型犁:双 向犁、栅条犁、调幅犁、滚子犁、高速犁等。 4、耕种刻板的类型 4、耕种刻板的类型 4、耕种刻板的类型 滚子犁 4、耕种刻板的类型 特征: 筑制极度容易,换向简单,只消转移犁体与机 器进展目标的夹角即可。 4、耕种刻板的类型 牵 引 圆 盘 耙 悬 挂 圆 盘 耙 4、耕种刻板的类型 镇 压 型 弹 齿 耙 4、耕种刻板的类型 滚 耙 4、耕种刻板的类型 旋耕机系列——卧式旋耕机和立式旋耕机 二、耕层泥土的物理学性子 1、耕层泥土的物理特点 2、耕层泥土的动力特点 1、耕层泥土的物理特点 泥土的苛重物理力学性子有以下 几方面: 容重 湿度(又称含水量) 绝对湿度: 相对湿度: q?q W ? ?100% q q’——烘干后泥土重量; q——自然状况下泥土重量 影响: W↑,土垡难破裂,耕地阻力↑ W↓,土垡成条,不易破裂,阻力↑。 旱地适于耕种的湿度为40~60%。 W W0 ? ?100% Wn W——泥土相对湿度 Wn——田间持水量 2、耕层泥土的动力特点 1)泥土与金属间的摩擦系数 2)泥土的坚实度(又称贯入阻力) 3)泥土强度 4)泥土的抗剪强度 5)泥土的凝固力和附效力 6)犁耕泥土比阻 1)泥土与金属间的摩擦系数 为驯服正在耕种刻板使命部件使命轮廓上发生的泥土与金 属间的摩擦力,大约要泯灭邋遢机牵引功率的一半。 摩擦力F平常按下列公式揣度: F=fN 式中 f—摩擦系数; N—正压力。 2)泥土坚实度/贯入阻力 当压缩非密实泥土时,使其压痕的容积为1cm3时所需的力称 为单元压能力q0(kgf/cm3)。当以肯定断面形势(圆形、锥形等) 的柱塞压入泥土,其压陷深度为h0时,效力正在泥土上的均匀压力称 为泥土的坚实度p0 p0=q0 h0 Bekker模子: (kgf/cm2) Kc n P ? ( K? ? ) Z b b ——泥土平板宽度 Kc ——泥土内聚力变形模量 n ——泥土变形指数 P——泥土坚实度 Kφ ——泥土内摩擦变形模量 Z ——泥土下陷深度 3)泥土强度 界说 正在特定条目下屈服外力效力的才略。 影响身分:泥土因素、质地、处境条目。 Micklethwaite把泥土强度与机具附效力合系起来,用摩尔—库 仑定律树立了邋遢机附效力的模子: P ? ? Fc ? G tan ? F——泥土黏结力 φ ——泥土的内摩擦角 Pφ ——泥土对车辆的最大附效力 c——车轮的接地面积 G——法向载荷 当F、G肯定时,车辆的附效力与泥土强度成正比。 4)泥土的抗剪强度 耕层泥土正在耕种刻板使命部件(如犁体、中耕铲等)效力下, 往往展现剪切阻挠,其剪应力大致顺从库伦定律: ? ? c ? ? tan ?i σ —剪切面上的法向压应力(正应力); 式中 τ —剪应力; c —单元粘结力,是同类粒子间彼此联结正在沿途的效力力; tgφ —泥土与泥土之间的摩擦系数,又称泥土的内摩擦系数; φ —泥土的内摩擦角。 寻常来说,泥土抗剪强度与泥土颗粒巨细的漫衍、泥土密度、 湿度相合。 5)泥土的凝固力和附效力 泥土同金属接触面之间的附效力,简直统统是因水膜的轮廓张力 所酿成的。因而,附效力也与泥土质地、含水量、接触面的质料和光 洁度等身分相合。泥土沿着耕地刻板使命轮廓的滑移阻力 式中 T=F+F′=μN+μ′N′A′ N——效力正在使命轮廓上的法向载荷 N′——由水膜吸附效力而发生的法向载荷 μ——泥土对钢的摩擦系数 μ′——附着系数 A′——吸附水膜的面积 当摩擦力和附效力大于泥土凝固力和内摩擦力时,耕具的使命 轮廓就会粘土。使命部件轮廓粘土,不只会使耕种质料变坏,况且 会添补牵引阻力。 5)泥土的凝固力和附效力 降阻减黏的本事和形式 ——冲注气体或液体 ——振动法 ——电渗法(即添补泥土与触土部件轮廓间的水膜厚度) ——轮廓改性(转移触土部件使命轮廓质料的性子 ) ——轮廓改形(削减与泥土现实接触面积,使界面水膜不连结或形 成应力会集以低浸黏附阻力 ) ——仿生法 /(转移触土部件轮廓仿生改性涂层) 6)犁耕泥土比阻 为判别耕层泥土耕为难易水准,经常采用犁耕泥土比阻Kt, kN/cm2或kPa。但Kt值巨细不单和泥土的物理性子相合,况且 很大水准取决于犁的布局(犁体曲面和小前犁曲面几何参数和形势、 犁铧锐钝水准、犁重以及是否有犁刀等)和耕速。寻常可采用空间 测力或单犁体的线性测力,测得与进展目标相反的犁耕阻力分量 Rx,正在此测力犁上寻常不装犁侧板,是以Rx是有用阻力。则犁耕 的有用泥土比阻 Rx K ? ab t 式中 a—测力犁的耕深 b—测力犁的单铧幅宽 三、铧式犁的构制与道理 1、铧式犁的品种及特征 2、铧式犁的苛重部件 3、铧式犁的翻垡道理 4、铧式犁的挂结与布局 5、特种犁 1、铧式犁的品种和特征 构成: 牵引杆、犁架、犁体、刻板或液压起落机构、调治机构、行 走轮、平安安装等部件构成。 特征:与邋遢机单 牵 引 犁 点挂接,邋遢机只 对犁有牵引效力, 重量由自己的轮子 承袭。 1、铧式犁的品种和特征 构成:牵引架、铧式犁、地轮/犁轮等构成 特征: 通过吊挂架 与邋遢机的三点 吊挂机构相连, 由邋遢机的液压 机构统制起落, 运输时,全数重 量由邋遢机承袭; 布局紧凑、重量 轻、机动性好。 悬 挂 犁 1、铧式犁的品种和特征 构成: 犁体、圆犁刀、犁架、吊挂安装和限深轮等构成。如图2- 5所示: 特征: 布局纯粹,耕 作顺应鸿沟较大, 功课质料好,地外 平整,碎土、覆土 本能好,墒沟小等 特征。 1、铧式犁的品种和特征 1、铧式犁的品种和特征 构成: 犁架、吊挂架、犁体、地轮、尾轮等构成。 半 悬 挂 犁 特征: 所配犁体较宽,纵向长度大,纵向使用牢固性好,有承重轮,比 牵引犁机构纯粹、重量轻、机动敏捷;比吊挂犁装备更众犁体,牢固 性、操向性好。 2、铧式犁的苛重部件 铧式犁的苛重部件有犁体、小前犁、犁刀、犁架等。 1.犁体 构成: 犁铧、犁壁、犁侧板、犁柱、 犁托、滑草板、耽误板等。 功用: 切土、破裂、翻转泥土, 从而到达笼盖杂草、残茬和 松散泥土的方针。 2、铧式犁的苛重部件 (1)犁铧 效力:入土、切土 常睹步地:凿形铧、梯形铧、三角形犁铧; 2、铧式犁的苛重部件 2、铧式犁的苛重部件 分别犁铧的特征: 步地 凿形犁铧 特 点 分为铧尖、铧翼、铧刃、铧面等一面。铧尖呈凿 形,向下延长5-10mm(?),使命时铧尖开始入土, 然后铧刃秤谌入土,土垡沿铧面上升到犁壁。凿形铧 入土容易,使命牢固,可用于较黏重泥土。 铧刃为平昔线,全面外造成梯形。较凿形铧入土 性较差,铧尖易磨损,但布局纯粹、容易筑设。 寻常呈等腰三角形,有两个对称的铧刀,苛重用 正在畜力犁上,偏差:耕后沟底面成海浪状、沟底不服。 梯形犁铧 三角形犁铧 2、铧式犁的苛重部件 犁铧质料: 犁铧的质料寻常采用坚硬、耐磨,具有较高强度和韧性的质料, 如65Mn钢或65SiMn稀土钢,刃口一面务必举行热处罚。 (2)犁壁 效力:与犁铧沿途组成犁体曲面,用来翻转、破裂泥土。 步地:团体式、组合式、栅条式 使命道理:犁壁和犁铧前缘组成犁胫,正在犁体使命时切出侧面 犁沟墙的笔直切土刃;胫刃线呈弧线或外凸弧线(利于沟墙牢固), 犁壁的分别形势可到达滚、翻、碎、窜等分别的翻土成就。 质料及工艺:冲压工艺,常用65Mn钢或低碳钢经渗氮处罚。为便于 改换,常用组合式犁壁。 2、铧式犁的苛重部件 (3)犁侧板 位于犁铧后上方,受侧向力和一面笔直压力,常用平 板式犁侧板,也用刀形的,后端与犁沟接触,受力较大,易磨损, 有的安设了可改换的犁踵。安设犁侧板时,与沟底和沟壁成肯定的 角度,从而使唯有犁尖和犁踵接地,添补了铧刃对沟底及犁胫对沟 墙的压力,从而使犁使命时永远有一种增大耕深和耕宽的趋向,这 样,犁侧板起到了牢固耕宽和耕深的效力。两个安设角由犁体的水 平间隙和笔直间隙来担保。 质料及工艺:犁侧板央求耐磨、强度高,寻常采用锰钢或45钢经 热处罚而成。犁踵也可用白口铸铁筑设。 2、铧式犁的苛重部件 (4)犁托 犁托为一团结件,犁铧、犁壁、犁侧板、犁 柱通过犁托联成一体,起承托和传力效力,能够 用钢板冲压而成,也能够焊接或锻制。有些犁托 与犁柱酿成一体。 (5)犁柱 用来将犁体固定正在犁架上,并将动力由犁 架传给犁体,鼓动犁体使命。犁柱能够是空心 圆或椭圆直犁柱,也能够是实心扁钢圆犁柱。 空心犁柱寻常用球墨铸铁或铸钢制成,重量较 轻、强度较好,安设简易。 2、铧式犁的苛重部件 2.小前犁 位于主犁体的左前哨,将土垡上层一面泥土、杂草耕起, 并先于主垡片的翻转落入沟底面进而改正主犁体的翻垡笼盖质 量。正在杂草较少或泥土较松时也可不必小前犁。苛重有铧式、 切角式和圆盘式三种布局步地。 2、铧式犁的苛重部件 3.犁刀 装正在主犁体和小前犁的前哨,用来沿笔直目标切开泥土,减 少主犁体的切土阻力和磨损,抗御犁沟墙塌落。有圆犁刀和直犁 刀两种,直犁刀使命阻力较大,实用于特种犁;圆犁刀切土阻力 小,不易挂草或窒碍,行使较广。 2、铧式犁的苛重部件 4.犁架 用来直接或间接的安设犁其它零部件,强度大;常用空心矩形 管焊接而成。 2、铧式犁的苛重部件 5.平安安装 平安安装为抗御犁损害而筑设的超载维护安装。有单格式和整 格式两类,团体式装正在整台犁的牵引安装上,而单格式则装正在每个 犁单体上。(1)摩擦销式平安安装(2)单格式犁体平安安装。 单格式犁体平安安装 3、铧式犁犁体使命过 程和土垡宽深比的翻垡道理 1.三面楔道理: 两面楔从三个分别的场所切入 泥土时,不同对泥土起到起土、侧 向推土和翻土地效力;如图所示: 铧犁则相当于一个偏斜就寝的 两面楔,如图d,楔角为β ,楔刃 与进展目标偏一斜角θ ,造成三面 两面楔和三面楔队泥土的效力 A)两面楔起土 b)两面楔侧向推土 c)两面楔翻土 d)两面楔对土垡的效力 楔,同时起到起土、侧向推土和翻 土效力。 3、铧式犁犁体使命过 程和土垡宽深比的翻垡道理 从使命流程来看,能够以为α 为载荷角,γ 为切土角,θ 为 犁铧安设角,因为 OC OB tan ? ? , tan ? ? OA OC OB OB OC ? ? ? tan ? tan ? 是以 tan ? ? OA OC OA 讲明了什么题目? 3、铧式犁犁体使命过 程和土垡宽深比的翻垡道理 2.翻筏道理: (1)滚垡 滚垡便是假设土垡正在被翻转 流程中唯有纯粹的翻转而没有侧移。如 图2-18所示,可分为三个阶段: (a)切土:铧刃与胫刃不同沿秤谌面 和笔直面切出土垡的地面和左侧面,其 耕宽为b,耕深为a。 (b)抬垡:被切出的土垡ABCD正在铧面 和犁胸的效力下,左边被抬升,绕右下 角D点反转。 3、铧式犁犁体使命过 程和土垡宽深比的翻垡道理 (c)翻垡:土垡正在反转流程中,通过 直立状况,然后正在犁翼效力下接连绕 点D’反转,终末靠正在前一行程的土垡 上。滚垡的结果与土垡的宽深比k=b/a 相合。如图2-19所示,土垡被翻转后 的重心应落正在维持点的右刚刚取得稳 定(图2-19a),假若落正在左边,则土 垡正在犁通事后又从头翻回犁沟中,成 为回垡或立垡,影响翻耕质料。 3、铧式犁犁体使命过 程和土垡宽深比的翻垡道理 图2-19b为土垡的不牢固平很状况(临界状况),土垡翻转后 是否牢固,取决于a/b或δ ,从图2-19b中能够看出△DA’D’ 与△BCD为雷同形,故有 a ? b 移项拾掇,并令 b a 2 ? b2 b ?k a 则有 k 4 ? k 2 ?1 ? 0 解此方程得 k ? 1.27 ? ? arcsin(a / b) ? 52 什么意义 3、铧式犁犁体使命过 程和土垡宽深比的翻垡道理 (2)窜垡: 窜垡的方法使命时,土垡沿犁体 曲面上窜肯定高度后旋空扣翻,其过 程也能够分为三个阶段(图2-20) (a)切土:与滚垡流程相像。 (b)窜垡:被切离的土垡沿犁体曲 面向上抬升,同时正在犁翼部转动时被 翻转。 (c)扣垡:因为土垡正在悬空状况下 被翻转,正在重力效力下,土垡沿后头 连续扯破成断条落下,扣翻正在前一行 程的土垡。 4、铧式犁的挂结与布局 1.铧式犁的挂结规定 (1)牵引犁:挂结规定 犁的挂结点务必正在邋遢机的动力 核心和犁的阻力核心的连线)吊挂犁:吊挂犁平常与邋遢机以三点吊挂构成机组, 其挂结规定与牵引犁相像。有四种分别牵引状况: (a)正牵引(b)斜牵引(c)偏牵引(d)偏斜牵引 2.铧式犁的调治 (1)耕深调治(2)耕宽调治(3)偏牵引调治(4)纵向水 平调治(5)横向秤谌调治 3.犁耕功课形式 (1)内翻法(闭垄法)(2)外翻法(开垄法)(3)套垄法 5、特种犁 1.高速犁 与大功率邋遢机配套操纵,耕速能横跨7km/h。 2.圆盘犁 使用球面圆盘举行翻 土碎土的耕地机具,进展 阻力小,不易缠草,圆盘 刃口长,耐磨性好;但重 量大,耕深牢固性和笼盖 性较差,制价高。 5、特种犁 3.耕耙犁 按碎土器的装备方法不 同,可分为分组立式,分组 卧式和整组卧式。犁体翼部 短,正在犁体侧上方加挽回碎 土安装,正在土筏未落地之前, 被旋耕刀打碎。具有耕得深、 盖得苛、碎得透、功用高的 所长(如图2-27)。 5、特种犁 4.翻转犁 可达成双向翻土,也称双 向犁,邦内目前操纵较众的是 正在犁架上下装两组分别目标的 犁体,通过翻起色构正在往返行 程平分别操纵,到达相像一侧 翻土的方针。这种犁正在邦内主 要用正在中型邋遢机上,犁体数 为2到4对。 苛重所长:耕后地外平整,没 有沟壑;正在斜坡耕种时,沿等 高线向下翻土,还能够削减坡 度。 5、特种犁 5.调幅犁 调幅犁能转移犁 体组自己的总幅宽, 以顺应泥土条目及耕 作央求转移时对邋遢 机牵引力央求的改变; 具有抬高邋遢机的工 作功用低浸油耗的优 点。 5、特种犁 调幅犁的基础道理如图2-29所示:通过调治机构转移犁 的主梁与进展方 向的夹角α 就能转移犁间的重叠量。 α 减 小,重叠量添补,耕宽削减;α 增大,重叠量削减,耕宽增 加;当主梁夹角α 改变时,安设正在主梁上的犁体与主梁夹角 也作相应的同步改变,以保留犁的计划使命状况。 5、特种犁

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