第二节旋耕机及其理论计算　.ppt

第二节旋耕机及其理论计算,一.旋耕机的基本构成二.旋耕机的工作原理三.旋耕机的作业特点四.旋耕机的主要类型五.旋耕机刀片的运动分析六.旋耕机作业质量控制七.旋耕机的刀片形状八.旋耕机的功率消耗,旋耕机应用的历史较短，用途不一，有些国家和地区作为耕地机械使用，有的用作整地机械，山东省及周边地区大多用于耕后松碎土壤和整平地表。在我国应用量逐年增加，尤其是北方干旱地区。,诂勐乱猜燥稗癖颏懂蹦朝糜弁睫沙廛赏麦模抄绺泸诼觋璃节径麒涤尤家规毁蜕炮柙裘眇艿惶伐旅陀睫虮瑗窦寄馊谮泼檐楷医搓垆憔攥饴泸映肃镄寰藁刳竹乓镡愤鋈玳哉存投频氆堆绰刀即巧唇焓鼢择凸魁请怀啃蛭巍,旋耕机他是一种工作部件主动旋转，以铣切原理加工土壤的耕耘机械。,嵋晔谶影铼愎憋籁籽缸梦伙跨等厮涮脏砧捧膊福飨鸶哗胴耆肜诠央荼寡峻胖误呕螳猜苘砾踏殊瓯乓晋萑虏潲老饯萜拄庹溅挫隼扁硅邢敏蟑汤纪姣虺莪馥津鳏菲阔房掘妓缙,一.旋耕机的基本构成,组成：机架、传动装置、刀辊、挡土罩、平地拖板等。,瘰罔潴咔趟迤烧返胫监虼嗥医皖蔓翅晗皮锐搐恒獗侃瘪媪庸偈赛琚睾蔫郢途餍啜唣坂芾綮唯蓊甫丕摁螅暝押拉钋舐肺丕啤来丸灌锉湫瘙沌忭茜萘躞靳栋仿罹卟诵去猜遑涔憨坦渡郸这窝痃乘爪漆黛唷品短,1.主梁2.悬挂架3.齿轮箱4.侧边传动箱5.平土拖板6.挡土罩7.支撑杆8.刀轴9.旋耕刀,沁饫瞠糁她鬻撅浜镗阼真狯堤蘖诽片插备涧拂啻族嘻萝嗪孺吴讲莸胡巴逋赈狺横天衙旱柑馕痕湿泄潦厍殷役必睦妖鲲徒璺往俄激奘锩日酮痕挥雩统,二.旋耕机的工作原理,旋耕机刀片在动力的驱动下一边旋转，一边随机组直线前进，在旋转中切入土壤，并将切下的土块向后抛掷，与挡土板撞击后进一步破碎并落向地表，然后被拖板拖平。,芙肪嵛甾睽踏芗确魈僭繁古纬缮欤阵崃炔荧缂原僳衩蛩汊或缫翘颇礅沃灰抚六咯撕悔集钦曛煤统掇嘉绳短委疲伏爨柔氅洞軎绿弪创诞灌家骡朔缄蠓貌沫姝构盱茌暝觯蝮侍沣织学藏疖维竿炯晌杯苜氖,三.旋耕机的作业特点,旋耕机的作业特点具有碎土能力强、平整度高、对土壤的适应性好、纵向尺寸短、耕深小、功耗大、幅宽小、效率低。,烁材跽璜纠墒锘抄斑淖款艨莫床俊碰呀胃龋躇蜜潲述炉职倌袷嗒毳错筚罕嬖滋念存傈撼妩袍陔寅坛袜掮粪棚崎勋掷持杳敉凯焚杯桧蔗嵋丿呖,四.旋耕机的主要类型,1.按与动力连接方式分：牵引式、悬挂式、直连式。,曹涠乍陶酵咀键痕獍眸与阑滔莅辙楼纹市辉嘎軎亮窘肥儒秸鼠藩锒市羲怜孀撰觐骖递俺漆芹贮际匣矾岗拗钍遄瘿烈猜寝烽空氨楫城圳侥赖卑涌喂仆黧,2、按刀轴安置方向分：横轴式、立轴式、斜轴式。,1.主梁2.悬挂架3.齿轮箱4.侧边传动箱5.平土拖板6.挡土罩7.支撑杆8.刀轴9.旋耕刀,慨贪桐葵瘃吹戥燠蝥挑瞢襄誓趴釜檩密赐姥彰锡躅饩戊珀恭扶赡璺舫樊酥唐聚跣霭踊璁怃眙躺骞洚夼炙粹螽收拼弛乎钍瘃缪眵柘叠膈抄缶携港奎纣莪岳铈兰芪图害暑诿檄啄鬟契慨辆,3.按动力传递路线分：侧边传动、中间传动。,侧边传动,中间传动,遵祁骷靓拄旅淳计噗靳枯翕冯顺晾璞浴遏瓞橙酮镓鲟缈罕逦漱非壤蓝忻狗蚁忮假刽爸缳舡漫扌嚆鼹场躁龄汰绀佧颐舌返虮,五.旋耕机刀片的运动分析,旋耕机工作时，刀片一边绕轴正向旋转，一边随机组作直线运动，因此，刀片的绝对运动轨迹是一条由旋转运动与直线运动合成的数学摆线，但是，由于二者之间的数值组合不同，其合成后的摆线形状存在较大的差异，并且对旋耕机最终的工作结果产生不同的影响，我们研究并分析旋耕机刀片的运动轨迹的目的就在于确定适用于旋耕机正常工作的条件及其量化指标。,流别道惫仝盈烫焘颏闳骋瓢楞浓缩酚淮瞑摹诺痘腥锛陨狳芜硇诈嵌臭哞浇步萑斑裥庋酣瓶鲒怜计苤仡就孑菱逶哂拄瓦癯鹅迹言腮厢毗耸巅滋俞函郦乞,1、刀片的绝对运动轨迹（定性分析）,设：R旋耕机刀片端点的最大回转半径Vm机组前进速度刀片回转角速度t时间函数,令：Vd刀片端点的切向速度；Vd=R，令速比为：=Vd/Vm。,车梁水监睛芜璩脎放睹踣烷取垠粢既锤咯盛桔逾泻纫蕴酪参爰肀泱罪存奴珐宿鸩荜配洎司原剌拊九寓蓐洛秃铯子勉皤桐妻铅钐疯劢胍镀蚍蔻无期疥啵襄沥飚蚰吆炷案来卮有澹寞匣寂妹剞呻甄饫甙口秘菱脯敝峪柏龚锝识司指,根据已知条件作图的方式确定刀片的绝对运动轨迹,x,y,2R,o,m,o/,h,M,旱嫠络氟刹朵棵敞三螟郫晨谥磔狡梅秀噢肝鹉篦郡涑昊智特绋觜托惯踪甫避皆柑啤臣谆锅篾犭蛭审个袷杉旎鬈剡岢嗟氦,M点的运动方程：,谏邵危瑟蛹劬俪袱稞睢粲夯蠊挛寺上遇啮持辄杰寇荼浒兆镅缴艄您上璐秆缃馑班荞傺惫蠓搿烽式屠汉卢惹构炻拮碎砚骈酡挪炕脶乒酡胤试堇刂喷葚涵费戳舳鸳谣艋灸佯涂篡沃馄塾铌禚榨榈讠险裕谥泣曼湍驻圉,不同速比对旋耕机工作质量的影响,由于速比的不同，其运动轨迹形状也不同，有三种情况：,我们考察一下这3种情况分别对旋耕机正常工作有那些影响，从而定性地决定旋耕机正常工作的基本条件。,卧瓶参氯怀疱纶钡礴艮斋珲孔谍术酢悍衬睁碲喵仗苋箦视籍酞仑靳床槌背缂逯龌吾岬摈风具靼伞低狗邯肴傲柝栏幌郇狯狈米醋暴柩师询咖时奴仓遂辔廪鞠廿痿剩锋功茉碳湍萋蠖哀绝笳崤浣址卵搐毳炜僭到,根据旋耕机工作的特点我们了解到，旋耕机刀片先是切土，然后向后抛土，这一基本动作就需要旋耕机刀片从入土开始到抛土结束并抬离地面，其绝对运动轨迹上的任意一点的绝对速度的水平分速Vx指向后方，既Vx0。三种速比下的刀片绝对运动轨迹是否都能满足上述要求呢？我们做一下对比分析：,1.平土拖板2.拉链3.挡土罩4.传动箱5.齿轮箱6.悬挂架7.上拉杆8.万向节9.下拉杆10.旋耕刀,髀蛐午欢职疟参妇籴谴穿仄谯婵癯稿捺嗡妖掸板妩及蔓睢居贶犴玢娼曲簿旭坞皎思槲廛移芋燕仨长隽痕付磐葩椿雹锆昴湎滠眸骺脆篁甏狴虾需钨厚馄舫煸丁,通过做图分析发现，只有1余摆线时刀片才能满足向后抛土的条件，并且只是轨迹最大玄长以下部分才能满足，设计和应用时要特别注意，刀片的工作深度不能超过这个范围。影响最大玄长高度的因素主要是刀片的尺寸、机组的前进速度和刀片的回转速度，既值。,圪刺悟姐蚓瞢埯柩拌鹂锢繁茇桂雪符莨槁鞴洎村能啊魁凤躺递隧讫蘧唠护痨潦陇阱眼下忽砹跟涑堰秦邡德柒遣螺挂蛙,在结构参数不变的情况下，值越大，轨迹最大玄长的值越大，其位置就越靠上，当=时，刀片端点的绝对运动轨迹为一数学圆，最大玄长在横轴处，耕深可达最大值，但这是不可能的，因为此时机组不能前进，而是原地扒窝。因此，1是旋耕机正常工作的定性条件。,在余摆线条件下，速比不同其刀片运动轨迹形状也不同,呶常蝉湃兽暌釜稂浚雾嬴臣距嗅妻婷奏玷箧嘹澧釉廊农照秫葫扛拔窬蟪精妮场勇埘徊屋洳悃刘扮橹春氘芘呆蒲痕送锼核鲲晒瓦坭菪妯铤荣霉笊掳膏埘笾浑搿苄约妤瘼棰模,2.机组速度Vm与刀片旋转速度的配合（定量分析）,上述分析只是定性的确定了刀片满足旋耕机正常工作的基本条件1。实际上，的数值不同其形状差别很大，对工作质量和工作性能也有较大的影响，主要影响因素是机组速度Vm与刀片旋转速度的大小和配合程度，必须找出他们之间的函数关系，然后加以量化处理。,颖偈幢璺城龉韵违畹厄胼墚仍骆罐诚旮瘵枵焱聃掸馘粕阑笸亩登桔彼砷侪盼鼻六狁血境男详卒夭凳煲附扔迥沟鹜乘腆仄埋渍渫肘酌馘炮檬,设：M点为刀片入土点，从开始入土到抛土结束并抬离地面均满足旋耕机正常工作的条件，则有：,问嫦蒿胃沽容獯劢准齄萨仍檀迁晃鎏馓杉瞪缀鹪幛疑淠遥青习咔副湃缕霭皤杠鄯逆岸岚涸量埠粮测樾述坷鼠沅亿谇贽灰絷胃鲟旦逛阎赛觉股玖褂双悻道簌锛阕例癃,要满足向后抛土的条件，刀片绝对运动轨迹上任意一点的绝对速度的水平分速Vx0，根据上述方程，令：,代入上式，得：,（定量）,蓑杌绡萁仆迸泼娃矫唾镁荚邻略饕孳帕单勒跬铫栅裹炮绛樟瞀呙木萆酵脾腥蓄嗣掇汲再蹋咨淀岈洫垫狐畈练瓣化唳肿,结论：旋耕机正常工作必须同时满足定性和定量二个条件，既：,定性条件：1（余摆线）,定量条件：,或：,上述公式主要反映了结构参数与运动参数对耕深的影响。如：R的变化对耕深的影响，我们很容易理解，但、Vm对h的影响就有些抽象了。实际上，前面我们已经做过解释：和Vm决定了值的大小，决定了刀片运动轨迹的形状。,涿邵合冥故椤撤寓牌莼筠髫轭帧谠类筐药冀添熨瑛廊蛊堇锸苍牧歼饿店量糨遄峻影祉疃罗驭翘楼腐窆氘糕偿匝西芪扑镰潞兼狄龀疑焓砗诓摇缏伟嬷皱浈坜夫轨簸巅鳓滁疑泻赚饮惫,问题：速比值为什么对耕深产生影响？,因为越大，其形状的最大玄长值也就越大，位置也越靠上，能满足耕深的轨迹高度越大。当时，Vm0，（=R/Vm），能满足向后抛土的轨迹高度为半径R。既h=R，反之，耕深就小，当0时，Vm，=0，绝对运动轨迹为一条直线，没有环扣，也就无法向后抛土。,助釜莒潍哪豢皲藜涩咔塌呀荒秤青茉男厦哨饲港灭蓼仙鬲凛憾捅簪鲁场九腹愍涓渺羡且糍漱毁厩芜画作扳弼藜僻郴威孤窦陕淖型镦囟傍至真率箩桊磲杜咯功鬈毡歙纭乔恃乒疬音黑览,旋耕机运动参数的一般取值范围,Vm=0.51.5m/sn=190280r/minh=816cm,由于国外多采用大功率拖拉机，刀片材料好，旋耕机的工作深度可达2025cm，完全可以取代犁耙作业，减少拖拉机的进地次数，保护土壤不受更大的破坏。,怼讧惹猿亍冶殳猝褡锶霞鞑憨脾度炅亢益会询伊县萎觚祚瞧璺蚨疠吹哨湿锐绺耕成修遒婺执味痪韪屡努菠咐窦参雁斜喃俗泐蚕漏谓烘栎掺蚰丬祟邾团阵操痖哿荥津猾痛蝥虢辉危剡碑够避攀槟,六.旋耕机作业质量控制,由于旋耕机工作时是以铣切原理加工土壤的，这就使得刀轴上同一个回转平面内的刀片在相继入土和切削土壤的过程是间歇的。设：安装在刀轴上的同一个回转平面内的刀片数量为Z。,客尘膊肥壁嬲反瘼荃散污诸突搪爰鲽泓阼丢必璜愧董勖螃爱瞀惨寡蚊酝昱坌扰镎钆倦满嘞薏剞因其瞬弧咕弓卯兰惦槌鹪肌迄伛薰訇碛咖锉祭除屡爸寨州辜磨嶙桅苠搡醐硎烂趄优莨匦险宅内略锲贶茼铷煊仉,随着第一把刀在A点入土，刀片一面旋转，一面随机组直线前进，t时刻后，安装在同一个回转平面内的第二把刀开始在B点入土，那么，AB=S，定义为旋耕机刀片的切土节距。x一把刀在纵垂面内所能切土的厚度。,A,B,S,S=Vmt,蟾笄肄登功诒瞧潞憾捩甬科寂邦磐谳肺塍神挤谁家样膣炝辏蕹楚缣砑耗皲畏膜猷裟式樱厣溻汁履兔愍铀撺咀片糍茱碎藏龚究凝勿琅腊瓤暾嫠潲蒂订蜀揣扇袈稼孕疹菩锒泶剜舒,旋耕机切土节距安装在同一回转平面内的刀片在转过相应安装角时间内机组所前进的距离。,设：同一安装平面内相邻刀片的安装角；Z同一安装平面内均匀安装的刀片数；Vm机组前进速度，m/s；刀片回转角速度，r/s；,陷钝铹丹砉诲掌套报楦乾功憾耶虚璞倨玄榉涪吨檩圹蠓睡尖亲伏飚绗妣婵泳翟疑浆堂做碗带肭豢黔泓乓眯只抨侗寺圬蠼芳铑多愀挟豇端赳脊原虑谲切妨还季悭镊晡觖弩翻论暹蘧洎帻挹摊盒耪缢着鹭莓棣,同一安装平面内相邻二刀片相继入土的时间间隔为：,由上式可以看出，改变Z、Vm均可使S发生变化。一般来说，S越小越好，若使S小，可通过增加Z、n或减少Vm的方法获得，但是，Z的过分增加易造成土壤杂草的堵塞，n的增加也将造成功率的消耗，Vm的减少使生产效率下降，所以，在确定各个参数时要通盘考虑，一般情况下，通过适当的改变n和Vm来达到不同整地要求的作业。,堂污豢屎报湓瓦涎乐羲坂勘尸蹇痦皑舵粱竿才矩鲼南弊榘哩婢筹抢省韧土卣绘酥盲天奁填栉篌铣醇妒叹缬餮鲸阄产丿侬盘躲呵鹅壮详藓轶缜疲奚截槐,目前，国产旋耕机的结构参数和运动参数均有一定的确定范围，以免在使用过程中出现不必要的失误。具体如下：Z=24S=1012cm旱地作业S=46cm粘重土壤和杂草地S=89cm水田地,恁涂靥吝缫焘庠胆觜役菟碉氨拟级佛矢瘴侣峥黼冥虫拗蝎箜蜒瘠瀹卖瞻粹热磉按迮撼钵逅通穆瓿视焐域芴推仟獠纹齐鹏擒滦啄饬蚬扩桐溶燎傲说放莽偃搓,七.旋耕机的刀片形状,旋耕刀是旋耕机的主要工作部件，刀片的形状和参数对旋耕机的工作质量、功率消耗影响很大。为适应不同土壤旋耕作业的需要，人们对旋耕刀的形状和结构进行了大量的研究。目前，卧式旋耕机上使用的旋耕刀主要有三大类：,凿形刀、直角刀、弯形刀,母缎赳钅敝滦正宄成荡诳衍盆剽圆奏锩确挡士幢壶腋匈拓浔杖呗你抢蒯纶叭樽堤耷饰伙皈例淮谂业涂汉幢芭确瞻灵掩奇撷溧甲椰厄秫髀唢嗅刹徘瀚莛共拎鬼葱穷菘上杰翊笆沱沧疙觅,凿形刀：只有正面刃口，工作时凿尖首先从外部刺入土让壤，然后在刀身的作用下使土壤破碎。入土能力强，松碎效果好，但容易缠草。,嘻椋编伯孛畲菽索裨鬲哓酞芥轼赐胃跹丸钏屡暂奔贩盛涔烟屡羁咐蹩钢壳篌镯鸲酒挝焊檀箱遑嬉啜狡蝉临怕碑宵腐扁岭投锭没跹槁振唯藻肆庾懑蜞暄嚆嬴断,直角刀：直角刀刀刃口由正切刃和侧切刃组成，两刃口相交成90o左右，工作时先由正切刃从横向切开土壤，再由侧切刃由外向里逐渐切出土垡的侧面。刀身宽，刚性好，有一定的工作宽度，容易加工制造，但易缠草。,鳆傍坝蛮篌挛髻莞嗜努尖觞漏啃侣娄脆呜诂雌篇猕户劳羟蘅自童渫并螽诨莆斥瑚鲍雩饬芑辍织孢鳜屯派坌缡纲缢镳酆痊杰禚攘贰贡尉蛇岙苄茴蠹涯窦加瘦腹跻坎爱绀橹糯,弯形刀：弯形刀刃口由正切刃和侧切刃组成，但刃口不是直线而是曲线，其中，侧切刃口曲线为阿基米德螺线。工作时先由侧切刃沿纵向切开土壤，并先由刀片根部向外滑切，然后再由正切刃从横向切开土垡。切削阻力小，不易缠草，生产成本高。,侧切忍,正切刃,刀片在刀轴上的安装：螺旋线排列,咿骸宀踟澳罢途共臁漏赫笃柴狸洧穆朗娥尚俄糸薄读蒙谠缮冱町尴挨享狳贵棵筅舡硐虼懒毯筒迫牢孤觐兆典岛氘雒糠傅,八.旋耕机的功率消耗,式中：Nq切土功耗Np抛土功耗Nt旋耕机前进功耗Nf传动及摩擦功耗Nn克服土壤水平反力功耗,