土壤耕作机械课件.ppt
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1、第二章第二章 土壤耕作机械土壤耕作机械一、土壤耕作概述一、土壤耕作概述二、耕层土壤的物理学性质二、耕层土壤的物理学性质三、铧式犁的构造与原理三、铧式犁的构造与原理四、旋耕机的构造与原理四、旋耕机的构造与原理主要内容主要内容精细耕作:精细耕作:传统方式,但不是精细农业传统方式,但不是精细农业保护性耕作:保护性耕作:少耕、免耕、保水耕作少耕、免耕、保水耕作耕种一体化:耕种一体化:一机多用一机多用一、耕作方法一、耕作方法耕作方法的变迁耕作方法的变迁少耕少耕: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。如:以耙代耕,以土壤耕作体系。
2、如:以耙代耕,以旋耕代犁耕旋耕代犁耕,板田播种。,板田播种。免耕免耕:是保护性耕作的主要方式,它是免除土壤耕作,利用免耕是保护性耕作的主要方式,它是免除土壤耕作,利用免耕播种机在作物残茬地表直接进行播种,或对作物秸秆和残茬进行处理播种机在作物残茬地表直接进行播种,或对作物秸秆和残茬进行处理后直接播种的一类耕作方法。后直接播种的一类耕作方法。保水耕作保水耕作:对土壤表层进行疏松、浅耕,防止或减少土壤水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。如:浅旋耕、浅耙、中耕除草。分蒸发的一类保护性耕作方法。如:浅旋耕、浅耙、中耕除草。一、耕作方法一、耕作方法几种保护性耕作技术几
3、种保护性耕作技术(一)耕地机械(一)耕地机械:对整个耕作层进行耕作对整个耕作层进行耕作 如:铧式犁、圆盘犁如:铧式犁、圆盘犁(二)整地机械(二)整地机械:对耕作后的浅层表土再进对耕作后的浅层表土再进行耕作行耕作 牵引型:水田耙、圆盘耙等各种耙牵引型:水田耙、圆盘耙等各种耙 驱动型:旋耕机、机耕船驱动型:旋耕机、机耕船 二、土壤耕作机械的种类二、土壤耕作机械的种类动力动力来源来源全悬挂式铧式犁全悬挂式铧式犁双向圆盘犁双向圆盘犁42片液压偏置轻耙片液压偏置轻耙(圆盘耙)(圆盘耙)旋耕机旋耕机湖北湖北12B型机耕型机耕船船土壤物理学性质土壤物理学性质土壤作业阻力土壤作业阻力机具功率消耗机具功率消耗为
4、什么要研究土壤的物理学性质?为什么要研究土壤的物理学性质?认识土壤认识土壤土壤:土壤:是指覆盖于地球陆地表面,具有肥力特是指覆盖于地球陆地表面,具有肥力特征的,能够生长绿色植物的疏松物质层。土壤是在征的,能够生长绿色植物的疏松物质层。土壤是在特定成土条件下,经过漫长的成土过程逐渐发育和特定成土条件下,经过漫长的成土过程逐渐发育和形成的历史自然体。形成的历史自然体。土壤组成土壤组成:固体、液体、气体固体、液体、气体 (固相、液相、气相)(固相、液相、气相)土壤的物理学性质土壤的物理学性质与土壤中的黏粒、与土壤中的黏粒、有机质含量、含水量及外界环境有关。有机质含量、含水量及外界环境有关。定义:定义
5、:土壤在特定条件下抵抗外力作用的能力,即承受变形或应变的土壤在特定条件下抵抗外力作用的能力,即承受变形或应变的能力。能力。土壤发生应力应变、结构失效、被压实!土壤发生应力应变、结构失效、被压实!车辆前进推力模型:P=FC+Gtan式中:P=土壤对车辆的最大推力。F=车轮的接地面积。C=土壤的黏结力。G=法向载荷。=土壤间的内摩擦角。一、土壤强度一、土壤强度 耕作机械切削土壤使之破碎,其能耗与土壤破碎程度成正相关,而土壤耕作机械切削土壤使之破碎,其能耗与土壤破碎程度成正相关,而土壤破碎的难易程度又与土壤强度成反比,所以破碎的难易程度又与土壤强度成反比,所以破碎黏重而又板结的土壤,其破碎黏重而又板
6、结的土壤,其能耗要比破碎砂土大得多能耗要比破碎砂土大得多。当压缩非密实土壤时,使其压痕的容积为当压缩非密实土壤时,使其压痕的容积为1cm3时所需的力称为时所需的力称为单位压实力单位压实力。当以一定断面形状(圆形、锥形等)的柱塞压入土。当以一定断面形状(圆形、锥形等)的柱塞压入土壤,其壤,其压陷深度压陷深度与与单位压实力单位压实力的乘积称为的乘积称为土壤坚实度。土壤坚实度。二、土壤的坚实度二、土壤的坚实度土壤坚实度是表征土壤抗破坏、压缩和摩擦阻力的综合指标。土壤坚实度是表征土壤抗破坏、压缩和摩擦阻力的综合指标。耕层土壤在耕作机械工作部件(如犁体、中耕铲等)作用下,耕层土壤在耕作机械工作部件(如犁
7、体、中耕铲等)作用下,往往出现剪切破坏,其剪应力大致服从库伦定律:往往出现剪切破坏,其剪应力大致服从库伦定律:A=B+Ctg式中式中 A土壤剪切强度(土壤剪切强度(kN/cm2););B土壤黏结力,是同类粒子间相互结合在一起的作用力;土壤黏结力,是同类粒子间相互结合在一起的作用力;C土壤的法向压应力(正应力);土壤的法向压应力(正应力);土壤的内摩擦角。土壤的内摩擦角。三、土壤的抗剪强度三、土壤的抗剪强度 田间持水量:田间持水量:土壤中所能保持的最大含水量。土壤中所能保持的最大含水量。绝对湿度绝对湿度见教材见教材P13 相对湿度相对湿度-适合用来比较不同土壤的含水量。适合用来比较不同土壤的含水
8、量。旱田适于耕作的土壤相对湿度为旱田适于耕作的土壤相对湿度为40%60%.土壤过于干硬,土垡难于破碎,犁的牵引土壤过于干硬,土垡难于破碎,犁的牵引阻力大;土壤过于潮湿,土垡呈条状且不阻力大;土壤过于潮湿,土垡呈条状且不易破碎。易破碎。土壤含水量土壤含水量(water content of soil)是土壤中所含水分的是土壤中所含水分的数量。一般是指土壤绝对含水量,即数量。一般是指土壤绝对含水量,即100g烘干土中含有烘干土中含有若干克水分,也称土壤含水率。若干克水分,也称土壤含水率。正常含水率:正常含水率:15%25%四、土壤含水量四、土壤含水量土壤的凝聚力:土壤的凝聚力:土粒之间的结合力。土
9、粒之间的结合力。附着力:附着力:土壤与耕作部件接触面之间的黏着力。土壤与耕作部件接触面之间的黏着力。当摩擦力和附着力大于土壤凝聚力和内摩擦力时,农具的工作表面就会当摩擦力和附着力大于土壤凝聚力和内摩擦力时,农具的工作表面就会粘土。粘土。工作部件表面粘土,不但会使耕作质量变坏,而且会增加牵引阻力。工作部件表面粘土,不但会使耕作质量变坏,而且会增加牵引阻力。降阻减黏的技术和方法:降阻减黏的技术和方法:见教材见教材P15 主要有:主要有:充注气体或液体、振充注气体或液体、振动法、电渗法、表面改性、表面改形、仿生法。动法、电渗法、表面改性、表面改形、仿生法。五、土壤的凝聚力和附着力五、土壤的凝聚力和附
10、着力扩展知识扩展知识 仿生技术的发展及应用仿生技术的发展及应用 铧式犁外观铧式犁外观铧式犁外观铧式犁外观一、铧式犁的种类及特一、铧式犁的种类及特点点按动力按动力:畜力犁、机力犁。:畜力犁、机力犁。按与拖拉机挂结形式按与拖拉机挂结形式:牵引犁、悬挂犁和半悬挂犁。:牵引犁、悬挂犁和半悬挂犁。按重量按重量:轻型犁、重型犁。:轻型犁、重型犁。按用途按用途:旱地犁、水田犁、果园犁、灌木:旱地犁、水田犁、果园犁、灌木-沼泽地犁。沼泽地犁。铧式犁:以犁铧为主要耕作部件的犁称为铧式犁。铧式犁:以犁铧为主要耕作部件的犁称为铧式犁。分类:分类:1、牵引犁、牵引犁与拖拉机与拖拉机单点单点挂接,拖拉机对犁只起牵引作用
11、,挂接,拖拉机对犁只起牵引作用,工作工作时,机具的重量全部由机具本身来承担。时,机具的重量全部由机具本身来承担。特点:特点:结构先进,转弯半径大,机动性差。结构先进,转弯半径大,机动性差。一、铧式犁的种类及特一、铧式犁的种类及特点点2、悬挂犁、悬挂犁通过悬挂架与拖拉机的三点悬挂机械连接,运通过悬挂架与拖拉机的三点悬挂机械连接,运输状态下,机具的重量全部由拖拉机来承输状态下,机具的重量全部由拖拉机来承 担。担。特点:特点:结构紧凑、重量轻、机动性强。结构紧凑、重量轻、机动性强。一、铧式犁的种类及特一、铧式犁的种类及特点点3 3、半悬挂犁、半悬挂犁运输状态下,机具的重量前部分由拖拉机承运输状态下,
12、机具的重量前部分由拖拉机承 担,担,后半部分由机具承担。后半部分由机具承担。特点:特点:犁体宽、纵向长度大,解决了悬挂犁纵向操作稳定性问犁体宽、纵向长度大,解决了悬挂犁纵向操作稳定性问题。优点介于牵引犁与悬挂犁之间,比牵引犁结构简单,比悬挂犁稳题。优点介于牵引犁与悬挂犁之间,比牵引犁结构简单,比悬挂犁稳定性好。定性好。一、铧式犁的种类及特一、铧式犁的种类及特点点机架机架牵引悬牵引悬挂装置挂装置行走限行走限深装置深装置主犁体主犁体组成:组成:犁架、主犁体、耕深调节装置、支撑行走装置、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。牵引悬挂装置等。主犁体为铧
13、式犁的核心工作部件。二、铧式犁的主要部件二、铧式犁的主要部件二、铧式犁的主要部件二、铧式犁的主要部件1、犁体:犁体:铧式犁的主要工作部件,由犁铧、犁壁、犁侧铧式犁的主要工作部件,由犁铧、犁壁、犁侧板、犁柱及犁托组成。板、犁柱及犁托组成。2、小前犁:、小前犁:位于主犁体左前方,将土垡上层部分土壤、位于主犁体左前方,将土垡上层部分土壤、杂草耕起。杂草耕起。3、犁刀:、犁刀:装在主犁体和小前犁的前方,沿垂直方向切开装在主犁体和小前犁的前方,沿垂直方向切开土壤,减少主犁体的切土阻力和磨损。土壤,减少主犁体的切土阻力和磨损。4、犁架:、犁架:空心矩形管焊接架。整个犁的骨架。空心矩形管焊接架。整个犁的骨架
14、。5、安全装置:、安全装置:当犁碰到意外的障碍时,为防止犁损坏当犁碰到意外的障碍时,为防止犁损坏而设置的超载保护装置。而设置的超载保护装置。二、铧式犁的主要部件二、铧式犁的主要部件二、铧式犁的主要部件二、铧式犁的主要部件二、铧式犁的主要部件二、铧式犁的主要部件犁体犁体犁铧犁铧犁壁犁壁犁柱犁柱滑草板滑草板犁架犁架二、铧式犁的主要部件二、铧式犁的主要部件犁体犁体1 1、矩形土垡的翻转过程、矩形土垡的翻转过程2 2、矩形土垡宽深比、矩形土垡宽深比K K的确定的确定3 3、窜垡过程、窜垡过程三、铧式犁的翻垡原理三、铧式犁的翻垡原理 土垡翻转的目的土垡翻转的目的是为了彻底的翻扣地表是为了彻底的翻扣地表杂
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