耕整地机械课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《耕整地机械课件.pptx》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 整地 机械 课件
- 资源描述:
-
1、第二章第二章 耕整地机械耕整地机械引 言第一节铧式犁第二节圆盘耙第三节旋耕机引引 言言 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。其目的就是在传统的农业耕作栽培制度中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低层土壤翻到地表,以利于消灭杂草和病虫害,改善作物的生长环境。目前使用的耕地机械,根据工作原理的不同,可以分为三大类:铧式犁 圆盘犁 凿形犁 铧式犁应用历史最长,技术最成熟,作业范围最广。铧式犁通过犁体曲面对土壤的切削、碎土和翻扣实现耕地作业。铧式犁铧式犁 圆盘犁以球圆盘犁以球面圆盘作为工作面圆盘作为工作部件,依靠其重部件,依靠其重量强制
2、入土,入量强制入土,入土性能比铧式犁土性能比铧式犁差,土壤摩擦力差,土壤摩擦力小,切断杂草能小,切断杂草能力强,适用于开力强,适用于开荒、粘重土壤作荒、粘重土壤作业,但翻垡及覆业,但翻垡及覆盖能力较弱盖能力较弱。圆盘犁圆盘犁凿形犁凿形犁凿形犁,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。利用凿形齿对土壤的挤压力破碎土壤,深松犁底层,没有翻垡能力。根据农业生产条件的变化和不同要求,铧式犁又派生出一些具有现代特征的新型犁:如双向犁、栅条犁、调幅犁、高速犁等。圆盘犁和凿形犁在欧洲国家应用较多;在中国虽有应用,但数量较少。本章重点介绍铧式犁的基本结构、工作原理和设计方法等。除课堂教学外,
3、尚有二个实验实习:类型和结构,悬挂犁的调整;一个课程设计:犁体曲面测绘。第一节铧式犁第一节铧式犁 一、铧式犁的类型 二、铧式犁的基本构造 三、铧式犁的翻垡原理一、铧式犁的类型一、铧式犁的类型(一)铧式犁的类型(一)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,机具的重量前半部分由拖拉机承担,后半部分由机具承担。(二)铧式犁的基本构造(二)铧式犁的基本构造犁架牵引悬挂装置耕深调节装置犁体组成:犁体、犁架、耕深调节装置、牵引悬挂装置等。犁体是铧式犁的主要工作部件。(三)铧式犁的工作原理(三)铧式犁的工作原理一、矩形
4、土垡的翻转过程一、矩形土垡的翻转过程二、矩形土垡宽深比二、矩形土垡宽深比k的确定的确定三、菱形土垡的翻转过程三、菱形土垡的翻转过程四、窜垡过程四、窜垡过程一、矩形土垡的翻转过程一、矩形土垡的翻转过程理想土垡的翻转过程:a1、土垡块在翻转过程中始终保持矩形断面;2、始终有一个棱角与沟底相接触,即只有滚动而无滑动。理想土垡的翻转 土垡在翻转过程中是要变形的,为了土垡在翻转过程中是要变形的,为了研究的方便,作如下假设:研究的方便,作如下假设:ab 土垡翻转过程中要达到稳定状态,不要出现回垡,这取决于犁耕时土垡断面的深度a和宽度b。ab二、矩形土垡宽深比二、矩形土垡宽深比k的确定的确定 土垡(向右)翻
5、转后的重心落在支撑点右边为稳定状态,落在支撑点上为临界(不稳定)状态,落在支撑点左边则会出现回垡或立垡。回垡临界稳定b1ab2aab3 以临界状态为例,确定土垡翻转过程中不产生以临界状态为例,确定土垡翻转过程中不产生回垡的基本条件。回垡的基本条件。baABCDEb ABCAED,AB/AC=AE/DE AC=b,AE=b,DE=a,设b/ak,则:k4k210,即:k1.27 sina/b1/k,52baAB22 理想土垡的宽深比理想土垡的宽深比k k应大于应大于1.271.27,或临界覆土角或临界覆土角应小于52。实际耕。实际耕作时,土垡在翻转过程中有变形,作时,土垡在翻转过程中有变形,有的
6、变形很严重。对于宽幅犁、含有的变形很严重。对于宽幅犁、含水率高、粘重土壤,水率高、粘重土壤,k1k1.2727;对于;对于窄幅犁、含水率低、砂性土壤,窄幅犁、含水率低、砂性土壤,k1k1.2727。三、菱形土垡的翻转过程三、菱形土垡的翻转过程 菱形犁体的胫刃向未耕地凸出,沟菱形犁体的胫刃向未耕地凸出,沟墙呈圆弧状,耕翻的土垡断面近似为墙呈圆弧状,耕翻的土垡断面近似为菱形(图菱形(图244a)。这种犁的特点是)。这种犁的特点是可以缩短犁体之间的纵向距离,犁沟可以缩短犁体之间的纵向距离,犁沟较宽,阻力较小。较宽,阻力较小。耕地时菱形土垡始耕地时菱形土垡始终绕一个棱角翻转,终绕一个棱角翻转,直至土垡
7、顶边和前趟直至土垡顶边和前趟已翻土垡的底边相靠已翻土垡的底边相靠贴(图贴(图244c)。土)。土垡翻转至直立位置以垡翻转至直立位置以前,其重心即已偏离前,其重心即已偏离支承点、向已耕地偏支承点、向已耕地偏离,有利于稳定铺放。离,有利于稳定铺放。四、窜垡过程 土垡在土垡在“窜垡型窜垡型”犁体曲犁体曲面上的运动过程与前述滚垡面上的运动过程与前述滚垡过程不同。当土垡被犁体的过程不同。当土垡被犁体的铧刃和胫刃切开后,不是绕铧刃和胫刃切开后,不是绕某一棱角滚翻,而是沿着犁某一棱角滚翻,而是沿着犁体曲面向上窜升,同时略有体曲面向上窜升,同时略有扭转和侧移。当土垡上窜到扭转和侧移。当土垡上窜到一定高度后,扭
8、转和弯曲加一定高度后,扭转和弯曲加大,并腾空翻转。土垡离开大,并腾空翻转。土垡离开犁壁后,在重力和落地后的犁壁后,在重力和落地后的撞击作用下,土垡内的剪切撞击作用下,土垡内的剪切裂纹发生断裂,并形成较短裂纹发生断裂,并形成较短的垡块,称为断条。的垡块,称为断条。南方犁南方犁体,扣垡,架空体,扣垡,架空四、犁体曲面四、犁体曲面(一)三面楔原理(一)三面楔原理(二)犁体曲面的形成原理(二)犁体曲面的形成原理(三)(三)高速型犁体曲面高速型犁体曲面犁体曲面犁体曲面由犁铧和犁壁组成的犁体工作表面,具有切土、翻土、碎土等功能。铧刃线铧刃线(AG):犁铧的刃口,水平切开土垡。胫刃线胫刃线(ABC):犁体左
9、边的刃线,垂直切土,切出沟墙。犁胸犁胸:犁体曲面的中部,起连续碎土和翻土作用。犁翼犁翼:犁体曲面的尾部,使土壤能够顺畅流出。犁体曲面的类型 北方:旱地犁,滚垡型犁体 螺旋型、半螺旋型、熟地型、圆柱形,翻土性能减弱,碎土性能增强 南方:滚垡型,滚窜结合型,窜垡型 翻土型、碎土型、通用型(滚窜结合)、窜垡型(一)三面楔原理(一)三面楔原理 一个两面楔从不同的方向和位置切入土壤时,可以一个两面楔从不同的方向和位置切入土壤时,可以分别对土壤产生起土、侧向推土和翻土作用。分别对土壤产生起土、侧向推土和翻土作用。铧式犁的切土、铧式犁的切土、碎土和翻土作用都是碎土和翻土作用都是由犁体曲面完成的。由犁体曲面完
10、成的。铧式犁的犁体曲面可铧式犁的犁体曲面可以简化成一个偏斜放以简化成一个偏斜放置的两面楔,楔角为置的两面楔,楔角为,楔刃与前进方向偏斜楔刃与前进方向偏斜角,形成三面楔,同角,形成三面楔,同时具有起土、侧向推时具有起土、侧向推土和翻土作用。土和翻土作用。(二)犁体曲面的形成原理(二)犁体曲面的形成原理1、水平直元线法形成犁体曲面的原理、水平直元线法形成犁体曲面的原理2、倾斜直元线法形成犁体曲面的原理、倾斜直元线法形成犁体曲面的原理3、曲元线法形成犁体曲面的原理、曲元线法形成犁体曲面的原理水平直元线法形成犁体曲面 犁体曲面可以看作是由直线或曲线在空间按一定规律运动形成的,这种直线或曲线称为“元线”
11、。水平直元线法:一条直元线在空间平行运动可以形成圆柱面。若一条直元线AB平行于水平面xoy,它沿着一条位于铅垂面内的圆弧曲线(导线)MM自下而上移动,并且AB与沟壁平面xoz构成的元线角也按一定规律=f(z)变化,则形成扭柱形曲面。因此,当导线M M的形状及其位置、直元线的起始角0及角沿高度的变化规律确定后,水平直元线的运动即可唯一地确定。这类曲面的特点是,如果将犁体放在工作位置,并用一保持水平的直尺去靠贴它,则直尺边会与曲面完全贴合。(三)高速型犁体曲面(三)高速型犁体曲面1、发展高速犁的必要性、发展高速犁的必要性 提高耕作机组生产率的主要途径有两方面,即增加机具的工提高耕作机组生产率的主要
12、途径有两方面,即增加机具的工作幅宽或提高机组的耕作速度。在拖拉机功率相同的条件下,提作幅宽或提高机组的耕作速度。在拖拉机功率相同的条件下,提高耕作速度比增大幅宽更有利。因为提高耕速后,可以采用耕幅高耕作速度比增大幅宽更有利。因为提高耕速后,可以采用耕幅较窄的犁,从而降低金属耗量,减轻机具重量,因此可采用较轻较窄的犁,从而降低金属耗量,减轻机具重量,因此可采用较轻型的拖拉机。这样不但可减小行走装置下陷量,降低滚动阻力,型的拖拉机。这样不但可减小行走装置下陷量,降低滚动阻力,减小行走装置对土壤的压实和破坏,还可提高机组对不平地面的减小行走装置对土壤的压实和破坏,还可提高机组对不平地面的适应性,改善
13、机组的机动性。适应性,改善机组的机动性。犁耕速度是不断提高的。犁耕速度是不断提高的。50年代一般为年代一般为46kmh,60年代年代提高到提高到79kmh,目前高速犁的耕速为,目前高速犁的耕速为810kmh,有的可达,有的可达12kmh。近几十年,大约每。近几十年,大约每10年可提高耕速年可提高耕速3kmh。因些,高。因些,高速犁犁体曲面的研究工作,已引起国外的普遍重视。速犁犁体曲面的研究工作,已引起国外的普遍重视。2、高速型犁体曲面的基本要求、高速型犁体曲面的基本要求 常速犁(耕速在常速犁(耕速在7kmh以下)用于高速作以下)用于高速作业时,往往会使作业质量降低,如土壤抛掷过业时,往往会使作
14、业质量降低,如土壤抛掷过远,犁沟太宽,还会导致阻力陡增。远,犁沟太宽,还会导致阻力陡增。2007.083.0vppv耕速与牵引阻力有以下关系:耕速与牵引阻力有以下关系:pv耕速为耕速为v(kmh)时的牵)时的牵引阻力(引阻力(kN););p耕速为耕速为4.83kmh时的牵引时的牵引阻力(阻力(kN););v犁耕速度(犁耕速度(kmh)。)。3、高速型犁体曲面的特点、高速型犁体曲面的特点高速型犁体可以从常速熟地型(碎土型)、通用高速型犁体可以从常速熟地型(碎土型)、通用型和翻垡型犁体通过试验和个性化设计而设计型和翻垡型犁体通过试验和个性化设计而设计出来,使其适应高速作业。出来,使其适应高速作业。
15、高速型犁体曲面的特点是:犁体较长,铧刃角较高速型犁体曲面的特点是:犁体较长,铧刃角较小,纵剖和横剖曲线族较为平坦,犁翼部分后小,纵剖和横剖曲线族较为平坦,犁翼部分后掠和扭曲较大。这样,可使土壤的垂直与侧向掠和扭曲较大。这样,可使土壤的垂直与侧向分速不致比常速增大过多,并改善翻垡性能。分速不致比常速增大过多,并改善翻垡性能。此外,犁体的最大高度也略高于常速犁,使土此外,犁体的最大高度也略高于常速犁,使土垡不致在高速时飞越顶边线。垡不致在高速时飞越顶边线。五、犁的牵引阻力五、犁的牵引阻力(一)土壤对犁体曲面的反作用力(二)犁的牵引阻力(三)减少牵引阻力的途径(一)土壤对犁体曲面的反作用力(一)土壤
16、对犁体曲面的反作用力 土壤施加于犁体曲面上各部位的反作用力,其大小和方土壤施加于犁体曲面上各部位的反作用力,其大小和方向随犁体曲面的部位而变化。由于土垡在犁体曲面上的运动向随犁体曲面的部位而变化。由于土垡在犁体曲面上的运动方向不断改变,因而曲面各处所产生的摩擦力的大小和方向方向不断改变,因而曲面各处所产生的摩擦力的大小和方向也各不相同。因此要想求出犁体曲面上的受力分布情况,无也各不相同。因此要想求出犁体曲面上的受力分布情况,无论是用计算方法或是用试验方法都有一定的困难。但是土壤论是用计算方法或是用试验方法都有一定的困难。但是土壤对犁体曲面上的反作用力又极为重要,不仅在设计犁时作为对犁体曲面上的
17、反作用力又极为重要,不仅在设计犁时作为零件强度计算和总体受力平衡的依据,而且在使用犁时也是零件强度计算和总体受力平衡的依据,而且在使用犁时也是操作调节的依据。操作调节的依据。目前,对犁体曲面受力情况主要从两个方面研究:一是目前,对犁体曲面受力情况主要从两个方面研究:一是探求整个犁体曲面上总的受力情况,找出它合力的大小、方探求整个犁体曲面上总的受力情况,找出它合力的大小、方向及其作用线,以便进行犁的强度校核和犁的牵引平衡;二向及其作用线,以便进行犁的强度校核和犁的牵引平衡;二是探求犁体曲面各部位所受土壤反力的分布情况,用来确定是探求犁体曲面各部位所受土壤反力的分布情况,用来确定犁壁和犁铧的磨损部
18、位。这两方面的研究,目前主要采用试犁壁和犁铧的磨损部位。这两方面的研究,目前主要采用试验方法进行测定。前者采用六分力测定法,后者常采用电阻验方法进行测定。前者采用六分力测定法,后者常采用电阻应变仪测定。应变仪测定。犁体外载犁耕阻力 犁体受到的土壤阻力,可以按照不同要求,分别用六分力法、坐标平面分阻力法和力螺旋法表示。六分力法六分力法:将x、y、z三个方向测得的阻力向某点简化,用主矢量的3个分量和主矩的3个分量来表示。这种方法适用于解析法分析犁耕机组的性能。将力向铧尖A简化,得到主矢量的3个分量Rx、Ry、Rz和主矩的3个分量Mx、My、Mz。坐标平面分阻力法坐标平面分阻力法:将犁体外载用3个坐
19、标平面内的3个分阻力Rxz、Rxy、Ryz表示。这种方法适用于图解法分析犁耕机组的性能。3个分阻力Rxz、Rxy、Ryz与前述3个分力Rx、Ry、Rz及3个分力矩Mx、My、Mz的关系为:力螺旋法力螺旋法:一般情况下(R与M不垂直)空间任意力系可以合成为力螺旋(一个力及一个与其平行的力偶矩),所以犁体受到的阻力可以看成是前述3个分力及3个分力矩的合力及合力矩形成一个力螺旋。力螺旋法给人以比较直观的空间概念。(二)犁的牵引阻力(二)犁的牵引阻力 犁的牵引阻力是指土壤作用在犁体犁的牵引阻力是指土壤作用在犁体上的总阻力沿前进方向的水平分力。这上的总阻力沿前进方向的水平分力。这部分阻力直接关系到犁耕机
20、组的动力性部分阻力直接关系到犁耕机组的动力性和经济性,所以它是犁的主要性能指标和经济性,所以它是犁的主要性能指标之一。在满足作业要求的情况下,应尽之一。在满足作业要求的情况下,应尽量减小牵引阻力。犁的牵引阻力的计算,量减小牵引阻力。犁的牵引阻力的计算,不仅是强度校核的依据,同时也是合理不仅是强度校核的依据,同时也是合理配置机组动力的依据。配置机组动力的依据。犁耕牵引阻力的计算 常用的是根据犁耕比阻计算:Pkab P牵引阻力 a耕深 b耕宽 k犁耕比阻,即土垡单位横断面积的阻力。与土壤性质、机具性能、作业速度等多种因素有关,是一个综合系数。(三)减少牵引阻力的途径(三)减少牵引阻力的途径 减小犁
21、的牵引阻力,过去和现在许多国家都进减小犁的牵引阻力,过去和现在许多国家都进行了大量的研究。目前在理论研究和生产实际行了大量的研究。目前在理论研究和生产实际上探讨和采用的方法和措施,主要有以下几方上探讨和采用的方法和措施,主要有以下几方面:面:1、机务技术措施、机务技术措施(1)选择适耕期:选择土壤含水量适宜、残根)选择适耕期:选择土壤含水量适宜、残根腐烂适度的时间进行耕地,此时土壤强度较低,腐烂适度的时间进行耕地,此时土壤强度较低,易于松散破碎,可减小牵引阻力。易于松散破碎,可减小牵引阻力。(2)保持铧尖和铧刃锋利:锋利的铧尖和铧刃,)保持铧尖和铧刃锋利:锋利的铧尖和铧刃,切割破碎能力强,刺入
22、并切开土壤时受到的阻切割破碎能力强,刺入并切开土壤时受到的阻力小,因此,勤磨铧刃和勤换犁铧,可显著减力小,因此,勤磨铧刃和勤换犁铧,可显著减小犁的牵引阻力。小犁的牵引阻力。(3)减少摩擦力:保持犁体曲面以及犁侧板、犁踵、)减少摩擦力:保持犁体曲面以及犁侧板、犁踵、轮子等与土壤接触部分光洁平滑(例如,犁闲置时,在轮子等与土壤接触部分光洁平滑(例如,犁闲置时,在这些地方涂上废机油或黄油,不使生锈;不以铁锤敲击这些地方涂上废机油或黄油,不使生锈;不以铁锤敲击犁体曲面等),减少犁与土壤之间的摩擦,可以减小犁犁体曲面等),减少犁与土壤之间的摩擦,可以减小犁的牵引阻力。的牵引阻力。(4)正确装配零件:犁铧
23、、犁壁、犁侧板等工作部)正确装配零件:犁铧、犁壁、犁侧板等工作部件安装位置正确,接缝严密,犁体上埋头螺钉与安装件件安装位置正确,接缝严密,犁体上埋头螺钉与安装件表面平坦光滑,减少对土垡的阻碍,让土垡顺利滑动,表面平坦光滑,减少对土垡的阻碍,让土垡顺利滑动,可以减小犁的牵引阻力。可以减小犁的牵引阻力。(5)正确调整牵引线:当牵引线在纵垂面的倾角和)正确调整牵引线:当牵引线在纵垂面的倾角和水平面的偏角调整到适当位置、即调整到使其分别等于水平面的偏角调整到适当位置、即调整到使其分别等于相应的摩擦角时,犁的牵引阻力最小。因此在耕地时,相应的摩擦角时,犁的牵引阻力最小。因此在耕地时,正确调整牵引线,也是
24、减少牵引阻力的重要方法之一。正确调整牵引线,也是减少牵引阻力的重要方法之一。2、设计制造方面的措施、设计制造方面的措施(1 1)良好的犁体曲面设计是减小牵引阻力的重要保证。犁体)良好的犁体曲面设计是减小牵引阻力的重要保证。犁体曲面除满足翻土、碎土、覆盖等性能要求而外,还需:曲面除满足翻土、碎土、覆盖等性能要求而外,还需:A.A.对土壤的挤压小,土垡能在犁面上顺利滑过;对土壤的挤压小,土垡能在犁面上顺利滑过;B.B.翻垡过程翻垡过程中,土垡重心的提升高度小,因而位能变化小;中,土垡重心的提升高度小,因而位能变化小;C.C.土垡在土垡在翻转过程中的位移小;翻转过程中的位移小;D.D.土垡运动时的绝
25、对速度小,所消土垡运动时的绝对速度小,所消耗的动能小;这样牵引阻力也就比较小。耗的动能小;这样牵引阻力也就比较小。(2 2)采用两种软、硬不同的材料制造犁铧,使刃口能够自磨)采用两种软、硬不同的材料制造犁铧,使刃口能够自磨锐。这种自磨刃犁铧经过热处理后,表面部分材料的硬度锐。这种自磨刃犁铧经过热处理后,表面部分材料的硬度大、耐磨性好,背面的材料则较软、不耐磨。耕地时,犁大、耐磨性好,背面的材料则较软、不耐磨。耕地时,犁铧表面磨损慢,背面磨损快,可以使铧刃保持锋利。铧表面磨损慢,背面磨损快,可以使铧刃保持锋利。(3 3)采用非金属特殊材料。目前有些国家已用特制的塑料薄)采用非金属特殊材料。目前有
展开阅读全文