第二章-耕地机械

GreenLeaf,第二章耕地机械,耕地的农业技术要求：1、在土壤干湿适宜和农时期限内，适时翻耕；2、达到规定的耕深，且耕深一致；3、翻垡良好、覆盖严密、碎土均匀，耕后地表和沟底要平。翻耕水田，应使垡片相互架空，以利晒垡；4、不漏耕、不重耕，地头、地边要整齐，垄沟少而小。,第一节概述,影片耕地机械16分钟,GreenLeaf,第二节犁的类型,一、普通铧式梨,1.一般构造,GreenLeaf,2、普通铧式犁按挂接方式可分为：,（1）牵引犁：与拖拉机单点连接。空行时，犁的重量全由犁轮支承。,GreenLeaf,（2）悬挂犁：与拖拉机三点液压悬挂机构连接。运输时，犁的重量全由拖拉机承担。,短片悬挂铧式犁升降工作过程,GreenLeaf,（3）半悬挂犁：适于大马力拖拉机的宽幅多铧犁。其前端与拖拉机液压悬挂机构连接，后端有尾轮和尾轮起落机构。运输时，犁的重量由拖拉机和犁的尾轮共同承担。,GreenLeaf,二、双向犁,GreenLeaf,三、栅条犁,GreenLeaf,四、调幅犁,GreenLeaf,五、圆盘犁,GreenLeaf,第三节（悬挂）铧式犁的构造,犁体Plowbottom一、工作部件犁刀Colter悬挂铧式梨覆茬器Tiller等一般构造犁架Frame辅助部件悬挂架Headstock悬挂轴Liftshaft调整机构Adjustingmechanism限深轮Depthwheel超载安全装置等,GreenLeaf,二、工作过程,耕地时，犁体将土壤沿垂直和水平两个方向切开，形成耕深和耕宽一定的土垡，由于犁体继续前进，土垡沿犁体曲面升起。在其升起过程中，土垡因受挤压、推移和扭转弯曲的作用而松碎，并向犁沟方向翻转。,GreenLeaf,三、犁体的一般构造,铧刃Cuttingedge,胫刃Shin,Share,Moldboard,Frog,Landside,Grossslideboard,Plowleg,Extension,犁翼,犁胸,犁,铧,犁体曲面,GreenLeaf,各部位主要功用简介,犁体的作用：切割土壤；破碎土壤；翻转土壤；覆盖残茬、杂草、肥料等。即犁的碎土、翻土功能完全由犁体来完成。犁铧的作用：入土、切割土壤；升起土壤。犁胸的作用：破碎土壤。犁翼的作用：翻转土壤。铧刃的作用：水平切土。胫刃的作用：垂直切土。犁托的作用：安装犁铧、犁壁和犁侧板。,GreenLeaf,1、犁铧Share,犁侧板的作用：支持犁体；平衡侧向力；防止沟墙倒塌。滑草板的作用：避免犁柱缠草。犁柱的作用：连接犁体和犁架。,Chisel-pointshare,Trapezoidalshare,Triangularshare,GreenLeaf,GreenLeaf,犁铧是犁体上承受载荷最大的部件，也是磨损最严重的消耗件。因此，一般用65Mn或65号钢制作，刃口需热处理。它与犁壁分开制作以便维修和更换。1）凿形犁铧的特点：铧刃为曲线，形状复杂，入土性能好，耕深稳定，使用寿命长，但耕作阻力较梯形犁铧大。2）梯形犁铧的特点：结构简单，宽度相等，便于制造，入土性能较差，铧尖易磨损，寿命短。3）三角形犁铧的特点：有两个对称刃口，入土性能好，承受的侧向压力小，水平和垂直切土均由犁铧完成，故犁壁磨损小。但沟壁倾斜，沟底不平整。,GreenLeaf,2、犁壁Moldboard,犁壁分为：整体式、组合式、对称式以及栅条式。犁壁与土壤处于滑动摩擦状态，故犁壁表面要求光洁平滑，坚硬耐磨，一般用65Mn、高碳钢或合金钢制成，或者用B2低碳钢经热处理或渗碳处理制造。1）整体式犁壁Solidmoldboard：用得最多，结构简单，安装方便，表面光滑无接缝。2）组合式犁壁：胫刃和前壁磨损较快，单独制作，可分别更换。,GreenLeaf,GreenLeaf,3、犁侧板（即犁床）、犁踵、尾轮,3）对称式犁壁：考虑到犁体换向的需要，只用在双向犁上。4）栅条式犁壁Slatmoldboard：利于脱土和减轻犁的工作阻力。,犁侧板安装在犁体（右翻犁体）左侧的后下方，耕作时紧贴着沟墙滑行。多铧犁上，前犁体犁侧板短，后犁体的长。犁踵：在犁侧板的末端，以便磨损后更换。尾轮：用以替代犁侧板，降低摩擦阻力。,短片犁壁的形式,GreenLeaf,GreenLeaf,GreenLeaf,4、犁柱的类型,类型有：整体式（高犁柱）、直犁柱、弯犁柱。,GreenLeaf,四、犁刀,安装在主犁体前，垂直切出沟壁，减轻犁体切土阻力，减少土壤对胫刃的压力和磨损，保持沟墙平整和沟底清洁，并能切断残根和杂草，减轻堵塞，改善覆盖质量。,上置式直犁刀,下置式直犁刀,平滑式圆犁刀,缺口式圆犁刀,绉纹式圆犁刀,平滑式圆犁刀,短片圆犁刀的安装,GreenLeaf,五、覆茬器（小前犁）,在垡片未翻转时，先将其表面有残茬并易外露的一角切去，使其落入沟底，然后犁体翻转土垡将其掩埋。,短片小前犁,GreenLeaf,六、辅助部件,1、犁架2、悬挂架3、悬挂轴,也叫曲拐轴,牵引板,GreenLeaf,4、调整机构,主要是牵引式犁上的升降机构、耕深调节机构和水平调节机构。,用于限制和调节耕深，保证犁的工作稳定。,其作用是当犁在土壤中遇到隐蔽的障碍物，阻力急剧增大是，能避免造成犁的零部件损坏。,5、限深轮,6、超载安全装置,GreenLeaf,第四节铧式犁的翻垡原理,一、垡片的宽深比K不同土壤的垡片翻转后，其形状不同。除轻松砂质土壤的垡片在翻转过程中容易松散，不能保持原有的矩形断面外，其它一般壤土的垡条断面变形不大，大致保持矩形。矩形的宽度b为犁的工作幅宽，高度a为犁的耕深。,GreenLeaf,垡片翻转后能否处于稳定状态（即原土壤表面向下覆盖在前一垡片的底面上，而其底面向上），取决于垡片的宽深比K值。对于翻垡型犁，在犁耕不易松散的土壤时，要获得稳定状态的条件是：K=b/a1.27；否则，K=b/a=1.27时，为临界状态；K=b/a1.27时，为回垡（立垡）状态。,GreenLeaf,而对于窜垡型犁，其翻转是悬空翻扣，故其宽深比K可不受太多限制，一般为0.751.25。当加装了犁刀或覆茬器时，土垡重心改变，能提高翻土性能，可加大耕深，故K可以小于1。,GreenLeaf,第五节犁体曲面的类型与工作原理,一、犁体曲面的类型按其形状和工作性能不同分为：翻垡型、窜垡型、通用型和碎土型四种。,短片犁体曲面,GreenLeaf,1、翻垡型（犁体曲面特征代号：F）性能特点：碎土性能较差，翻土性能好，对土垡挤压变形小，耕作阻力小。结构特点：曲面较长，犁胸较平坦，犁翼扭曲较大。工作过程：以翻垡为主，能使土垡就地侧向滚翻，垡片呈瓦鳞排列，覆盖性能好。适用：耕翻要求覆盖严密的多草根土壤和绿肥地。另外，为了增加碎土和脱土性能，犁胸作成凸胸。,GreenLeaf,翻垡型也叫半螺旋型。若为螺旋型犁体曲面，则碎土性能很差，而覆盖性能很好，犁翼扭曲很大，适用于多草地开荒。,GreenLeaf,2、窜垡型（特征代号：C）性能特点：碎土和覆盖性能较差，垡片上窜升空翻转，相互架空排列，透气性好，利于晒垡。结构特点：铧部较平坦，犁胸较陡，犁翼较短且扭曲不大。工作过程：以窜垡为主，土垡侧向位移小而沿犁体曲面向上窜升。土垡经过切土上窜断条跌落四个过程。适用：水田带水耕翻和耕翻要求架空晒垡的稻麦两熟田。,GreenLeaf,3、通用型（特征代号：T）也称为滚窜型，它是前两者的结合。性能特点：以翻垡为主，翻窜结合，先窜后翻，并具有一定的碎土和脱土能力。结构特点：铧部较平坦，犁胸较陡，犁翼在高处扭曲较大。有的还：胫刃外凸；犁胸凸起；翼部扭转。适用：水田干耕和水耕。,GreenLeaf,4、碎土型（特征代号：S）也称为熟地型性能特点：碎土性能好，翻土能力略差。结构特点：犁胸较陡立，且凹；犁翼扭曲不大（因受到犁胸陡立的限制）。工作过程：以碎土为主，土垡会产生较大的变形，断条率高，碎土能力强，也有一定的翻土能力。适用：熟地都能使用，多用于机耕和牛耕地区，以及双季稻地区冬季翻耕。,GreenLeaf,二、犁体曲面的工作原理,GreenLeaf,1、楔子（称为碎土角或起土角）,F,N,R,GreenLeaf,2、楔子（称为翻土角）,GreenLeaf,3、楔子（称为推土角）,GreenLeaf,碎土角,翻土角,推土角,GreenLeaf,第六节犁的牵引阻力,一、犁的牵引阻力1、犁对土垡切割、破碎、扭转、推移所需的力，占6070%；2、犁底、侧板、轮子等产生的摩擦力，占2528%；3、使土垡产生运动所需的力，占1316%。,GreenLeaf,二、犁的牵引阻力计算公式,简易经验公式（适用于在通常深度和宽度且为一般形状的犁体）P=k*a*b(N)P牵引阻力；a耕深（cm）;b耕宽（cm）；k比阻（N/cm2）。,GreenLeaf,1、机务技术措施：选择适耕期；保持铧尖和铧刃锐利；减少摩擦力；正确装配零件；调整正确。2、设计制造措施：在满足翻土、碎土等要求的条件下，还须对土壤的挤压小；垡片重心提升高度小；土垡翻转时发生位移小；土垡运动时的绝对速度小。3、采用新材料和新方法：减粘脱土，减少摩擦。,三、减小犁的牵引阻力的途径,GreenLeaf,第七节铧式犁的总体配置,一、犁的总耕幅和铧数犁的铧数n:n=P/kabP拖拉机的有效牵引力（N）；k比阻；a耕深（cm）；b单个犁体的耕宽(cm)。当n、P、b确定后，则ka=P/nb=C（常数）若土壤比阻较大，则耕深要适当减小，否则牵引力不足“小马拉大车”；而土壤比阻较小，且需要的耕深较浅时，则牵引力不能充分发挥“大马拉小车”，这时可考虑增加铧数或采用调幅犁。,GreenLeaf,二、犁体间距、犁侧板长度,犁体间距：tg=b/s或者：sin=b/sss纵向间距；ss铧尖距；配置角（普通犁为2634）。犁侧板长度L：应使前一犁体的侧板末端到后一犁体的铧刃的距离稍大于或等于单个犁体的幅宽b。该距离确定后，L就可确定了。,GreenLeaf,第八节悬挂犁耕机组的工作性能与悬挂参数的关系,一、悬挂式机组的优点1、机动性(Maneuverability)高；2、结构简单、重量轻、成本低；3、可以改善拖拉机的牵引性能(Traction)。二、悬挂机构的功能1、提升或降下作业机，并能保持作业机在一定的需要高度；2、使作业机保持纵向和横向水平；3、方便挂上或卸下作业机。,GreenLeaf,三、悬挂机构的运动分析1、分析的目的分析作业机因所受阻力变化而位置变化时，其恢复原来位置的能力，从而确定悬挂机构的结构参数。2、铅垂面内犁的瞬心在前方时，犁在开始入土时的入土角为正（一般在38范围内可调），利于入土。当达到要求耕深时，入土角约为0，犁不再继续入土，从而保持耕深稳定。在耕地时，若耕深变浅，则入土角变为正，犁有继续入土增大耕深的趋势；而耕深变深，则入土角变为负，耕深有变浅的趋势。这样，犁的耕深就比较稳定。,GreenLeaf,耕地状态,运输状态,GreenLeaf,3、水平面内作业机的瞬心在悬挂轴BB的前方时，若作业机向一侧偏移，则工作阻力将形成力矩使其自动回复到原来的端正位置。,GreenLeaf,四、悬挂机构的受力分析,1、分析的目的分析作业机在不同工作状态时，悬挂机构的受力情况，从而确定获得稳定作业质量的方法。2、运输状态悬挂机构所受外力为作业机的重量W，此力作用于作业机的重心上。重心的位置、此力的大小都会影响拖拉机的纵向稳定性，可能引起拖拉机“抬头”或前轮导向性变差。,GreenLeaf,3、工作状态（1）“浮动”状态“Floating”油缸内无压力，作业机由地面支承，随地形起伏而浮动。比如牵引犁，其重量由支承轮承担，耕深随地形起伏而变深或变浅。（2）“力调节”状态“Draftcontrol”作业机重量和工作阻力主要由悬挂机构承担，其位置以及耕深由液压系统控制。液压系统根据工作阻力大小改变作业机位置的高低，从而使作业机和拖拉机始终保持较为稳定的负荷，发动机可一直在效率较高的情况下工作。但作业机和拖拉机的相对位置时有变化（即耕深不稳）。,GreenLeaf,（3）“位调节”状态“Positioncontrol”作业机重量和工作阻力主要由悬挂机构承担,液压系统将作业机与拖拉机锁定结成一个整体，相互间在纵向不能产生相对运动。此时，若地面平坦，即使土质软硬不一，仍然能保持耕深较为一致。但地面不平时，耕深将随地形而变化。另外，工作阻力也随土质和地形的变化而变化。4、侧向力当工作部件左右不对称时（如铧式梨），还存在侧向力。该力有使拖拉机偏离正常行驶方向的“趋势”，应在设计作业机时尽量克服。,GreenLeaf,五、悬挂机构的增重作用Weighttransfer,也称为重量转移,力矩=Pxx*a2,GreenLeaf,对后悬挂机组1、力调节状态：后轮增载多，前轮减载明显；2、浮动状态：后轮增载较少，前轮减载较少；3、位调节状态（1）作业机对地面压力小时，对后轮起增载作用；（2）作业机对地面压力很大时，对后轮起减载作用。对后轮（驱动轮）增载，则驱动轮附着重量增加，牵引性能提高。但同时前轮（导向轮）却减载，可能使拖拉机翘头，发生危险。也使前轮转向操纵性变差。一般前轮负载不小于整机使用重量的1520%。,Gre