农业机械概论知识点.doc

- 22 -1、农业机械化定义: 用最先进的科学技术武装农业，为农业提供先进适用的机械设备，来完成农业生产的各项作业。指涵盖农业生产的产前、产中、产后的各个环节，为农业和农村经济发展服务的机械化.2.农业机械化在农业现代化中的作用:(1)农业机械化是农业现代化的重要组成部分，没有农业机械化，就谈不上农业现代化。(2)各种农机的使用，可促进农业新技术的发展。(3)农业机械化可推动农业社会化和商品化，提高劳动生产率。(4)抗灾减害，减少农业生产损失。(5)减轻劳动强度，改善劳动条件。(6)持续、合理利用农业资源，使农业可持续发展。3.耕作层土壤的性能(1)容重：在自然状态下单位土壤体积的重量即为容重：式中： V土壤的体积， cm3，q 土壤重量(包括所含水分重量)，g自土样中扣除所含水重时，即得土壤干容重:式中：q1 土壤固体颗粒重量，土壤容重与土壤内的孔隙度和固体颗粒比重有关。孔隙度越大(疏松)，则容重越小。当土壤容重为1g/cm3时，最有利于耕作。一般土壤固体颗粒的比重为2.62.7 g/cm3。（2）湿度（含水量）1.绝对湿度：式中：q 自然状态下土壤的重量，q同体积土壤烘干后的重量。2、田间持水量：土壤能保持的最大含水量Wn 3、相对湿度：自然土壤的含水量占田间总持水量的百分比:土壤湿度对铧式犁的耕作质量和牵引阻力有很大影响。 土壤太干难破碎阻力大；土壤太湿呈条状不易破碎，黏土严重，堵塞。旱田土壤相对湿度为（4060），适于耕作，称为适耕湿度。（3）土壤坚实度：是表层土壤机械抗力的综合指标。在垂直载荷的情况下土壤不同深度的抗压能力 。土壤坚实度一般为010，1020，2030三个土层，求得各层平均值，然后求总平均值。， q0当压缩非密实土壤时，使其压痕的容积为1cm3时所需的力称单位压实力N/cm3 ；h0当以一定断面形状(圆形、锥型)的木塞压入土壤的压限深度。各种土壤的单位压实力N/cm3疏松土中等沉积土粘重沉积土粘重而干硬沉积土515308060100120200P0与质地和含水量有关，P0 承压能力 耕作阻力。（4）内摩擦力和外摩擦力A、内摩擦力是指在土壤内部,土粒与土粒之间的摩擦力。内摩擦力与土壤颗粒形状、土壤湿度、作用在接触面上的正压力有关。湿度=25%时，土壤的内摩擦系数。B、 外摩擦力是指土壤沿农具工作部件表面滑动所产生的摩擦力。外摩擦力与正压力、土壤质地、含水量和金属表面粗糙度有关。外摩擦力占牵引阻力的3040%。4、铧式犁的类型：（1）按用途分：通用犁（用于熟地、熟荒地和水田、旱地的耕作）、特种犁（用于开荒、森林、果园和沼泽灌木地的耕作）。（2）按连接方式分：直接挂接犁（主要与手扶拖拉机配套）、牵引犁（主要与履带拖拉机和大马力拖拉机配套）、悬挂犁（与中、小型拖拉机配套）、半悬挂犁（与大马力拖拉机配套）。（3）按动力分：畜力犁、手扶拖拉机、机力犁。（4）按翻垡方向分：单向犁、双向犁。5、铧式犁的土垡宽深比(1)K1.27 翻垡。因此,宽深比k值应大于1.27或临界复土角应小于52。根据经验,宽幅的犁一般取k=1.33，土壤越粘重，k值越大。一般窄幅犁k=11.4。6.犁体曲面（1）犁体曲面的类型旱地犁最常用的是滚垡犁。由于犁体曲面的参数及其变化规律不同，可分为熟地型，半螺旋型和螺旋型。（2）犁体曲面的形成原理A、水平直元线法：犁体曲面是由直线或曲线在空间按一定规律运动形成的。这种直线或曲线叫做“元线”。曲面特点：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。（3）犁曲面形成参数：耕深和耕宽、顶边线EFG、犁壁翼边线ME、铧刃线、胫刃线AG的高度H。（4）同一导向曲线，离铧尖较近时，则曲面胸部较陡，碎土能力强，导曲线距铧尖较远时，曲面胸部较平缓，垡片容易上升。对碎土型犁体苏联将导曲线置于距铧尖三分之二L处，对翻土型则置于犁铧末端处。（5）俯视图绘制。(a)正视图和翻土曲线(b)俯视图和元线角(c)导线(d)元线角变化曲线(e)侧视图和碎土曲线(f)样板曲线7、犁体曲面形状与性能的关系由水平直元线、倾斜直元线或曲元线构成的犁曲面，其性能在一定程度上能从它的形状上显示出来。曲面胸部平缓显示土垡容易上升；胸部陡峭，则碎土能力强。曲面翼部扭曲大，则翻土性能强。推土角较大的曲面适于以常规速度（4.56km/h）作业。翼部较大且后掠显著、推土角较小的曲面，可适应高速（712km/h）作业。几种犁曲面的其特点：（a）（b）（c）（d）（e）（f）(a) 型有较好的碎土能力，适于常速作业，翻土能力较弱；(b) 型亦为常速型，翻土和碎土兼顾，对土壤的适应性较好；(c) 型有较强的翻垡能力，碎土能力较弱，属翻土型犁；(d) 型可使不松散土垡呈螺旋状翻转；(e) 型也是碎土和翻土兼顾型，能适应较高的速度；(f) 型是一种高速型，且具有较强翻土能力。8、犁体的受力和犁的牵引阻力（1）犁体外载可按测量方法或不同的分析要求，用以下几种方法表示。六分力法、 坐标平面分阻力法、力螺旋法 （2）犁的牵引阻力的定义：牵引阻力是指在犁上总阻力的水平分力。方向与Vm相反。9、减少牵引阻力的途径:l 从前面阻力公式来看，首先是要尽量降低无效的摩擦阻力。可以考虑减轻犁重；采用带滚动轴承的充气轮作为犁轮；采用耐磨或自磨刃的犁铧，使犁刃保持锋利；采用低摩擦系数的材料作犁壁的覆盖层以减小摩擦力等。l 在实现农艺要求的翻土效果的前提下，通过设计合理的犁体曲面等措施，减小有效阻力。例如，窜垡犁如设计不当，土垡窜得太高，将增加不必要的消耗。与大马力拖拉机配套的高速作业犁，其曲面形状必须适应高速作业要求，否则阻力回大大增加。l 合理设计机组参数和挂接参数，也将有效地减小牵引阻力。10、纵垂面悬挂参数的选择(1) 入土性能 ：犁的入土性能，是以能否满足耕深要求和入土行程来衡量。所谓入土行程是指最后犁体从铧尖触及地表至达到要求的耕深时,犁体经过的水平距离S。犁能否入土和入土行程的长短,取决于入土隙角与入土压力两个必要的条件。（2）入土隙角 犁入土的第一个条件必须前倾，铧尖首先着地，犁体底面与水平面有一夹角，称为入土隙角。其作用是保证犁有入土趋势，为此必须把配置在犁的前方。增大入土隙角能缩短入土行程。而角的大小，当悬挂机构尺寸一定时，与瞬心位置有关，瞬心前移, 角减小；瞬心后移，角增大。在设计或运用悬挂犁时, 角一般选取58为宜。（3）入土力矩对入土力矩影响的主要因素是犁重、铧刃厚度、及瞬心位置。瞬心前移、下移，M,MM，入土有利；反之，对入土不利，下悬挂点往下挂能达到。11、耕深稳定性：在犁耕过程中,由于土质不均匀,会引起耕深的变化,为保证耕深稳定,达到预定耕深时,仍使犁保留一定的入土力矩即大于零为。A、对高度调节的机组来说,由于存在着储备的入土力矩,使限深轮承受一定的载荷，由对瞬心的反力矩来平衡。在适耕条件下,限深轮压力在150250公斤时,耕深稳定性比较满意。如过大,则限深轮对土壤的压陷过深,由于土质软硬等变化,反而使耕深稳定性变坏。B、对采用力调节的悬挂犁,储备入土力矩有作用于提升杆上的力对瞬心的反力矩来平衡。当较大时,机组仍能正常作业。有利于入土,并保证耕深稳定性,力调节机组比高度调节机组可具有较大的值。12、牵引性能：用轮式耕地机组作业时，由于牵引力的作用，使拖拉机前后轮所受载荷重新分配，驱动轮上的载荷比不带犁时增多,这种现象称为驱动轮增重或重量转移。增重越大，越有利于拖拉机牵引力的发挥。机组的生产力越高。注：实线是力调节机组；虚线是高度调节机组.耕深相同时,力调节比高度调节增重明显.因此从改善机组作业经济性(生产率、油耗)出发,力调节机组比高度调节机组优越。13、运输通过性：在田间或道路上运输转移时，悬挂犁机组应有良好的通过性。通过性的指标是运输间隙h和后通过角。14、确定纵垂面内悬挂参数的要点：1. 瞬心应位于悬挂犁的前方,使犁有适宜的入土隙角并满足运输通过性的要求.2. 瞬心位置的选择,应使犁在达到预定耕深后,仍具有一定的贮备入土力矩。对高度调节的悬挂机组来说,瞬心位置对增大入土力矩与驱动轮增重的影响是相互矛盾的。一般应在保证入土性能和耕深稳定性的前提下,提高拖拉机的牵引性能。力调节机组可具有较大的入土力矩,但须避免液压系统负荷过大.3. 为适应不同拖拉机和不同土壤条件,应使犁架立拄高度H和悬挂轴至犁体支持面的距离h能够调节,因此我国现有悬挂犁的上下悬挂点,多设有调节孔位,以改变瞬心的位置。15、旋耕机的类型（1）按旋耕刀轴的位置分：横轴式(卧式) 、立轴式(立式)、斜轴式。（2）按与拖拉机连接型式分：牵引式、悬挂式、直接连接式（3）按刀轴传动方式分：中间传动、侧边传动16、令，其中表示旋耕速度比，是旋耕刀圆周速度与旋耕机前进速度的比。有刀片端点的水平分深度与旋耕机前进方向相同，旋耕机不能正常工作。有刀片端点的水平分深度与旋耕机前进方向相反，旋耕机可正常工作。有绕扣消失，是旋耕机可否正常工作的分界点。17、 旋耕刀的类型和特点（1）凿形刀：入土能力较好；有较大的松、碎土作用；容易缠草；适合于在杂草、茎秆不多的菜地、果园工作。（2）.直角形刀：两个直线刃口相交直角；容易缠草； 刀身较宽，刚性好； 适合于在土质较硬的干旱地上工作。（3）弯刀：切削过程由较硬的未耕地支持切割； 不易缠草； 适合于在多草茎的田里工作； 是水、旱通用的刀型。18、旋耕刀片(弯刀)的确定和配置(1)弯刀刃口曲线的形状弯形刀片刃口曲线由侧面刃口曲线与正面刃口线组成。侧面刃口曲线应满足不缠草和耕耘阻力小的要求。其滑切条件为90-。式中：刃口曲线上某点的运动速度(绝对速度)V与该点法线n n之间的夹角，称为滑切角。根茎对刀刃的摩擦角。滑切角有静、动态之分：静态滑切角 j：则Vm=0，V= r时，V的方向与该点刃口法线之夹角。动态滑切角d：由于Vm的影响，d500时，功耗增加，碎秆多。一般小型机: 500700mm；中型机: 10001100mm。经验数据：L / B=0.50.6较为合适， B割幅。（2）滚筒直径D:D喂入量脱粒能力，喂入长度，对脱粒有利,D太大则结构庞大。一般标准：D0L禾 或D0L禾/（滚筒不缠禾秆）。D0滚筒最小的齿根圆直径；L禾割下的最高禾秆长度；D=D0+2h； h弓齿的高度。h不能太小，否则抓取力差，太大则易弯曲。一般：大中型 h=7075； 小型 h=5060。（3）滚筒的转速: 由滚筒的线速度约定。v功耗，v脱不净。试验表明： v初=12m/s，最佳工况，脱净率为99%。一般情况： v初=1213.5m/s ，v麦=1318m/s。所以： n=60v/D（r/m）。24、弓齿排数，齿杆数M：弓齿均匀排在齿杆上，M最好选偶数，奇数滚筒不易平衡。 全喂入：大、中、小型都采用M=6，但M6则效果不明显。 半喂入：滚筒速度低些，通常取M=812。 人力脱粒机：转速更低，通常取M=1216。（2） 25、弓齿排列一般可分为四个区段：第一段：梳整区：长度占1015%，为梳整齿，可分为第一、二、三梳整齿。第一梳整齿：高度小，跨度大（随高度逐渐增大），强度好。第二梳整齿：适应喂入时的较大负荷，齿面与回转方向偏1518。第三梳整齿： 排列稀，以引导禾秆入筒，加以梳理，高度 h=3560，宽度60110。第二段：加强区：为全长的35%,安装加强齿（有内齿）,排列较稀,齿顶较低（60）,以保证脱粒间隙,a=2535。第三段：脱粒区：为全长的35%，安装脱粒齿，将难以脱粒的谷粒脱下，排列较密，a=1525，齿形尖（6575），保证较小的脱粒间隙，齿根宽小，约35左右第四段：排草区：为全长的815%，排列较密，齿形与脱粒齿相同。经验表明：第一梳整齿可脱下3040%，第三梳整齿可脱下50%左右，加强齿脱下40%，余下的由脱粒齿脱粒，并处理带柄籽粒和断穗。25、钉齿滚筒式脱粒装置的滚筒主要参数：（1）直径D：原则：以不缠草为准。D0L禾/ ； D=D0+2h（2）转速n：先确定切向速度：v全轴=2025m/s; v切流=2728m/s。n=60v/D ； n=700800（r/m）（3）钉齿的形状：楔形齿、刀形齿、杆形齿三种齿都在端部有一后倾角,易脱草,=10左右，其中杆形齿简单常用。（4）钉齿的排列：钉齿按螺旋线分布成排地固定在齿杆上,和弓齿式相同。26、清粮装置的作用:把脱粒后混杂在谷物中的轻杂物清除干净，得到清洁的谷物。27、对清粮机构的要求：（1）清洁度97。（2）损失率50大气压）。射程剧减(雾滴细小，空气阻力大)，容器制造困难、成本高、动力消耗大。（2）喷孔直径：当压力一定时，改变喷孔直径可改变流量，并影响射程和喷幅。可用改变喷孔直径方法调节流量。（3）涡流芯：涡流芯尺寸变化会引起喷量、喷幅和射程的变化。涡流芯螺旋槽断面喷量。螺旋升角雾锥角、射程、喷幅；螺旋升角雾锥角、射程、喷幅。（4）涡流室深浅：涡流室变浅：雾滴细射程喷幅；涡流室变深：雾滴粗射程喷幅。（5）药液性质：粘度大雾滴大；粘度小雾滴小。46、水稻收获机械的种类（1）动力收获机械:A、收割机: 条放收割机,铺放方向与前进方向成90角。B、割晒机: 卧式割台,割下后向一侧运输,首尾相连,专供捡拾脱粒作业。C、割捆机: 割下后自动打捆,分把,结构复杂,成本高。日本常用。D、机动脱粒机。E、联合收割机。(2)按喂入方式分： 全喂入式：脱粒时，作物全部进入滚筒内进行脱粒。 半喂入式：脱粒时，用夹持链夹住作物根部，仅穗部进入滚筒脱粒，茎秆保持完整。存在的问题：制造质量差，工艺水平低；成本高；对潮湿作物无法处理；经济效益低。(3)按动力方式分：牵引式：灵活性差，但是动力可综合利用。自走式：机动性好，但利用率低。悬挂式：总体配置受限制。通用底盘式。47、联合收割机的割台（1）立式割台：作物切割后，在输送时呈直立状态的割台。特点：A、结构紧凑，重量轻。B、靠机器速度V，借助于未割作物对已割作物的挤压作用，使已割倒的作物在割台上保持瞬时直立状态输送。C、要求行走速度高大于11.2m/s正常工作对联合收割机不适用。V喂入量功耗。D、田头散穗和田间停车损失加大。E、割台落粒难以回收。F、不适合收割倒伏作物。（2）卧式割台：作物切割后，倒放在割台上被运输。 搅龙式 特点：1.适应性好，对水稻、小麦和豆都适用。割幅大、小都能用。2.工作可靠。3.结构复杂，重量大。 输送带式 、特点：被割下的作物整齐的向一侧运输。适应各种作物。利用输送带速度和机组前进速度配合，使作物与机组前进方向基本垂直的状态而成条地铺放在田间。但是，作物倒下输送使纵向尺寸大，降低机组灵活性。（3）回转式割台：（圆盘割刀）作物切割后，直立在割台上，随割台一同做圆周运动。特点： 割台振动小，对倒伏作物有一定的适应性。 前进速度低，割幅小于1.2m。 结构复杂，前伸量大。 割台损失难以回收。50、拨禾轮（1）普通拨禾轮适用直立或轻度倒伏作物(倒伏角30)；结构简单、工作可靠。（2）偏心拨禾轮用搂齿代替拨禾板，用偏心机构使搂齿作平面平行运动，从而减少对穗头的打击和搂齿上提时的挑草现象；可适用于倒伏严重的作物(倒伏角时，不能扶正。铺放角：铺放角的最大值。前移时： 21,扶倒能力； 21,铺放作用后移时： 31,铺放作用59、扶禾器分类：(1)垂直面型：链条的回转面与地面垂直,两平面的交线与机器方向一致。但两轮的中心线与水平面有一个倾角。特点：链条的侧面进入作物丛，链条的左右两边铰接有拨指。破穴分禾时，推移程度小，适用于窄行、矮秆作物。拨指伸出横向转90，冲击力大，易掉粒、断拨指。(2)倾斜面型：链条的回转面与地面形成一定的角度，两平面的交线与机器前进方向一致。特点：链条的正面进入作物丛，相邻两链条的拨指成对出现。拨指结构简单，运动平稳，对作物冲击力小。破穴分禾时，推移禾秆的情况严重，仅适用于宽行、高杆。60、扶禾器的工作分析：收割倒伏作物时，有顺割和逆割两种情况。顺割倒伏方向和机器前进方向相同。逆割倒伏方向和机器前进方向相反。（1）顺割时，拨指在茎杆的根部前面，一个拨指可扶起。逆割时，拨指在茎杆的根部后面，几个拨指才可以扶起。(先与穗部接触，后脱离。最后由一个拨指扶起，打击次数多，掉粒率较高)。61、切割方法：(1)根据切削方向和切削面与茎杆轴线的关系分： 正切：切割方向和切割面都与茎秆轴线垂直。特点：切割阻力和功率消耗最大。 斜切：切割方向与茎秆轴线垂直，但切割面与茎秆轴线偏斜。特点：斜切的切割阻力和功率消耗为正切的70%。 削切：切割面和切割方向都与茎秆轴线偏斜。 特点：削切的切割阻力和功率消耗为正切的40%。正切 斜切 削切(2)根据刀刃是否产生沿刀刃线方向的运动分： 砍切：刀刃沿垂直于刃线方向切入茎秆。 滑切：刀刃沿与刃线垂线成一偏角方向切入茎杆，省力。，P切割阻力，S滑切长度。62、钳住茎秆的条件为：式中：动刀片的切割角；定刀片的切割角。结论：钳住茎秆稳定切割的条件是动、定刀片切割角之和必须小于它们与茎秆的摩擦角之和。63、 割刀的平均速度是指割刀在整个行程中的平均速度Vcp。64、平均切割速度(Vjq)是指割刀在切割过程中(Vs与Vz之间的这段切割茎秆时间内)的平均速度。65、切割图（三种切割区）（1）一次切割区(区)：此区的作物被动刀片推至定刀刃线上，在定刀片支持下切割。特点：多数茎秆沿割刀运动方向倾斜，叫“横向倾斜”,但倾斜量较小，割茬较低。（2）重割区(区)：割刀刃线在此区内通过两次，有可能割过的割茬再割一次。特点：功率消耗增加。（3）空白区(区) ：割刀刃线没有通过此区，该区的谷物被割刀推向前方的下一行程的一次切割区内被割断。特点：茎秆出现“纵向倾斜”,且倾斜量大，割茬较高；成束切割，切割阻力较大。66、分析切割图：1、空白区和重割区对切割不利，应减少其面积；2、两区与割刀进距有关：H切割图形长空白区,重割区； H切割图形短空白区,重割区。67、输送装置一、功用：在收获机械上，要用各种输送装置将割下的作物、脱下的谷粒、杂余以及脱后的茎秆等不同物料运往各工作部件，才能完成整机的工艺流程。二、分类：1、割台输送：全喂入：割台搅笼及拔指机构；半喂入：立式割台（皮带、链条）、卧式割台（帆布带、链指式）收割机割台：立式割台（皮带、链