农业机械学土壤耕作机械

1、第二章第二章 土壤耕作机械土壤耕作机械 Soil tillage machine Soil tillage machine 一、概述一、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 第二章第二章 土壤耕作机械土壤耕作机械 Soil tillage machine Soil tillage machine 1 1、目的、目的 2 2、耕作方法、耕作方法 3 3、对耕作机械的农业技术要求、对耕作机械的农业技术要求 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 一、概述一、概述 1 1、目的、目的 耕地是

2、大田农业生产中最基本也是最重要的工作环节之一。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。 其目的就是在传统农业耕作栽培制度中通过深耕和翻扣土壤，其目的就是在传统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 时间恢复的底层土壤翻到地表，以利于消灭杂草和病虫害，改时间恢复的底层土壤翻到地表，以利于消灭杂草和病虫害，改 善作物的生长环境。善作物的生长环境。 2 2、耕作方法、耕作方法 u常规耕作法，即精耕细作法常规耕作法，即精耕细作法 即在作物生产过程由机械耕翻、耙压和中耕等组成的土壤耕

3、即在作物生产过程由机械耕翻、耙压和中耕等组成的土壤耕 作体系。作体系。 u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土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。壤耕作体系。5050年代在苏联推广的马尔采夫耕作法，是采用无壁年代在苏联推广的马尔采夫耕作法，是采用无壁 犁的深松耕作，也属于少耕法。犁的深松耕作，也属于少耕法。6060年代美国也发展了这一耕作法。年代美国也发展了这一耕作法。 7070年代我国黑龙江省亦进行了深松耕作法的试验和推广；年代我国黑龙江省亦进行了深松耕作法的试验和推广；8080年代年代 我国南方水稻地区进行过少耕法的试验和推广工作，并

4、研制了与我国南方水稻地区进行过少耕法的试验和推广工作，并研制了与 其配套的农机具。其配套的农机具。 2 2、耕作方法、耕作方法 u免耕免耕 即免除土壤耕作、利用免耕播种机在作物残茬地表直接进行播即免除土壤耕作、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后直接播种的一种耕作方式。种，或对作物秸秆和残茬进行处理后直接播种的一种耕作方式。 u保水耕保水耕 即对土壤表层进行疏松、浅耕、防止或减少土壤水分蒸发的一即对土壤表层进行疏松、浅耕、防止或减少土壤水分蒸发的一 类保户性耕作体系。类保户性耕作体系。 u联合耕作法联合耕作法 即作业机在同一种工作状态下或通过更换某种工作部件

5、一次完即作业机在同一种工作状态下或通过更换某种工作部件一次完 成深松、施肥、灭茬、覆盖、起垄、播种、施药等作业的耕作方式。成深松、施肥、灭茬、覆盖、起垄、播种、施药等作业的耕作方式。 良好的翻土和覆盖性能良好的翻土和覆盖性能 良好的碎土性能良好的碎土性能 耕深应均匀一致耕深应均匀一致 避免重耕、漏耕避免重耕、漏耕 满足畦作要求满足畦作要求 3 3、对耕作机械的农业技术要求、对耕作机械的农业技术要求 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 整地机械整地机械 耕地机械耕地机械 铧式犁铧式犁 圆盘犁圆盘犁 深松机深松机 牵引型牵引型 驱动型驱动型 圆盘耙圆盘耙 齿耙齿耙 滚耙滚耙 水田耙等水田耙等

6、旋耕机旋耕机 驱动船驱动船 机耕船机耕船 秸秆还田机等秸秆还田机等 铧式犁应用历史最长，技术最为成熟，铧式犁应用历史最长，技术最为成熟， 作业范围最广，铧式犁是通过犁体曲面对作业范围最广，铧式犁是通过犁体曲面对 土壤的切削、碎土和翻扣实现耕地作业的。土壤的切削、碎土和翻扣实现耕地作业的。 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 圆盘犁是以球面圆盘作为工作部件的耕作机械，它圆盘犁是以球面圆盘作为工作部件的耕作机械，它 依靠其重量强制入土，入土性能比铧式犁差，土壤摩擦依靠其重量强制入土，入土性能比铧式犁差，土壤摩擦 力小，切断杂草能力强，可适用于开荒、粘重土壤作业，力小，切断杂草能力强，可适用于开

7、荒、粘重土壤作业， 但翻垡及覆盖能力较弱，价格较高。但翻垡及覆盖能力较弱，价格较高。 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 圆盘犁工作过程圆盘犁工作过程 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 凿形犁，又称深松犁。工作部件为一凿齿形深松铲，安装在凿形犁，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，凿形齿在土壤中利用挤压力破碎土壤，深松犁底机架后横梁上，凿形齿在土壤中利用挤压力破碎土壤，深松犁底 层，没有翻垡能力。层，没有翻垡能力。 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 根据农业生产的不同要求、自然条件变化、动力配备情况根据农业生产的不同要求、自然条件变化、动力配备情况 等，

8、铧式犁在形式上又派生出一些具有现代特征的新型犁：双等，铧式犁在形式上又派生出一些具有现代特征的新型犁：双 向犁、栅条犁、调幅犁、滚子犁、高速犁等。向犁、栅条犁、调幅犁、滚子犁、高速犁等。 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 滚子犁滚子犁 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 特点：特点： 制作特别容易，换向方便，只要改变犁体与机制作特别容易，换向方便，只要改变犁体与机 器前进方向的夹角即可。器前进方向的夹角即可。 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 悬挂圆盘耙悬挂圆盘耙 牵引圆盘耙牵引圆盘耙 4 4、耕作

9、机械的类型、耕作机械的类型 镇镇 压压 型型 弹弹 齿齿 耙耙 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 滚滚 耙耙 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 旋耕机系列旋耕机系列卧式旋耕机和立式旋耕机卧式旋耕机和立式旋耕机 4 4、耕作机械的类型、耕作机械的类型 二、耕层土壤的物理学性质二、耕层土壤的物理学性质 1、耕层土壤的物理特性耕层土壤的物理特性 2、耕层土壤的动力特性耕层土壤的动力特性 影响：影响： WW，土垡难破碎，耕地阻力，土垡难破碎，耕地阻力 WW，土垡成条，不易破碎，阻力，土垡成条，不易破碎，阻力。 旱地适于耕作的湿度为旱地适于耕作的湿度为404060%60%。 1 1、耕层土壤

10、的物理特性、耕层土壤的物理特性 土壤的主要物理力学性质有以下土壤的主要物理力学性质有以下 几方面：几方面： 容重容重 湿度（又称含水量）湿度（又称含水量） 绝对湿度：绝对湿度： 相对湿度：相对湿度： 100% qq W q 0 100% n W W W q烘干后土壤重量；烘干后土壤重量； q自然状态下土壤重量自然状态下土壤重量 WW土壤相对湿度土壤相对湿度 WnWn田间持水量田间持水量 2 2、耕层土壤的动力特性、耕层土壤的动力特性 1 1）土壤与金属间的摩擦系数）土壤与金属间的摩擦系数 2 2）土壤的坚实度（又称贯入阻力）土壤的坚实度（又称贯入阻力） 3 3）土壤强度）土壤强度 4 4）土壤

11、的抗剪强度）土壤的抗剪强度 5 5）土壤的凝聚力和附着力）土壤的凝聚力和附着力 6 6）犁耕土壤比阻）犁耕土壤比阻 1 1）土壤与金属间的摩擦系数）土壤与金属间的摩擦系数 为克服在耕作机械工作部件工作表面上产生的土壤与金为克服在耕作机械工作部件工作表面上产生的土壤与金 属间的摩擦力，大约要消耗拖拉机牵引功率的一半。属间的摩擦力，大约要消耗拖拉机牵引功率的一半。 摩擦力摩擦力F F通常按下列公式计算：通常按下列公式计算： F FfN fN 式中式中 f f摩擦系数；摩擦系数； N N正压力。正压力。 2 2）土壤坚实度）土壤坚实度/ /贯入阻力贯入阻力 当压缩非密实土壤时，使其压痕的容积为当压缩

12、非密实土壤时，使其压痕的容积为1cm31cm3时所需的力称为时所需的力称为 单位压实力单位压实力q0q0（kgfkgfcmcm3 3）。当以一定断面形状（圆形、锥形等）。当以一定断面形状（圆形、锥形等） 的柱塞压入土壤，其压陷深度为的柱塞压入土壤，其压陷深度为h0h0时，作用在土壤上的平均压力称时，作用在土壤上的平均压力称 为土壤的坚实度为土壤的坚实度p0p0 p0p0q0 h0 q0 h0 （kgfkgfcmcm2 2） BekkerBekker模型：模型： () n c K PKZ b PP土壤坚实度土壤坚实度 b b 土壤平板宽度土壤平板宽度 K K 土壤内摩擦变形模量土壤内摩擦变形模量

13、 Kc Kc 土壤内聚力变形模量土壤内聚力变形模量 Z Z 土壤下陷深度土壤下陷深度 n n 土壤变形指数土壤变形指数 3 3）土壤强度）土壤强度 定义定义 在特定条件下抵抗外力作用的能力。在特定条件下抵抗外力作用的能力。 影响因素：土壤成分、质地、环境条件。影响因素：土壤成分、质地、环境条件。 MicklethwaiteMicklethwaite把土壤强度与机具附着力联系起来，用摩尔把土壤强度与机具附着力联系起来，用摩尔库库 仑定律建立了拖拉机附着力的模型：仑定律建立了拖拉机附着力的模型： tanPFcG 当当F F、G G一定时，车辆的附着力与土壤强度成正比。一定时，车辆的附着力与土壤强度

14、成正比。 P P土壤对车辆的最大附着力土壤对车辆的最大附着力 FF土壤黏结力土壤黏结力 cc车轮的接地面积车轮的接地面积 土壤的内摩擦角土壤的内摩擦角 GG法向载荷法向载荷 4 4）土壤的抗剪强度）土壤的抗剪强度 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： tan i c 式中式中 剪应力；剪应力； 剪切面上的法向压应力剪切面上的法向压应力( (正应力正应力) )； c c 单位粘结力，是同类粒子间相互结合在一起的作用力；单位粘结力，是同类

15、粒子间相互结合在一起的作用力； tgtg土壤与土壤之间的摩擦系数，又称土壤的内摩擦系数；土壤与土壤之间的摩擦系数，又称土壤的内摩擦系数； 土壤的内摩擦角。土壤的内摩擦角。 一般来说，土壤抗剪强度与土壤颗粒大小的分布、土壤密度、一般来说，土壤抗剪强度与土壤颗粒大小的分布、土壤密度、 湿度有关。湿度有关。 5 5）土壤的凝聚力和附着力）土壤的凝聚力和附着力 土壤同金属接触面之间的附着力，几乎完全是因水膜的表面张力土壤同金属接触面之间的附着力，几乎完全是因水膜的表面张力 所造成的。因此，附着力也与土壤质地、含水量、接触面的材料和光所造成的。因此，附着力也与土壤质地、含水量、接触面的材料和光 洁度等因

16、素有关。土壤沿着耕地机械工作表面的滑移阻力洁度等因素有关。土壤沿着耕地机械工作表面的滑移阻力 T=F+F=N+NA 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。工作部件表面粘土，不但会使耕作质量变坏，而且表面就会粘土。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。会增加牵引阻力。 土壤对钢的摩擦系数土壤对钢的摩擦系数 N作用在工作表面上的法向载荷作用在工作表面上的法向载荷 附着系数附着系数 N由水膜吸附作用而产生的法向载荷由水膜吸附作用而产生的法向载荷 A吸附水膜的面积吸附水膜的面积 式中式中 5

17、5）土壤的凝聚力和附着力）土壤的凝聚力和附着力 降阻减黏的技术和方法降阻减黏的技术和方法 冲注气体或液体冲注气体或液体 振动法振动法 电渗法（即增加土壤与触土部件表面间的水膜厚度）电渗法（即增加土壤与触土部件表面间的水膜厚度） 表面改性（改变触土部件工作表面材料的性质表面改性（改变触土部件工作表面材料的性质 ） 表面改形（减少与土壤实际接触面积，使界面水膜不连续或形表面改形（减少与土壤实际接触面积，使界面水膜不连续或形 成应力集中以降低黏附阻力成应力集中以降低黏附阻力 ） 仿生法仿生法 / /（改变触土部件表面仿生改性涂层）（改变触土部件表面仿生改性涂层） 6 6）犁耕土壤比阻）犁耕土壤比阻

18、为判别耕层土壤耕作难易程度，常常采用犁耕土壤比阻为判别耕层土壤耕作难易程度，常常采用犁耕土壤比阻Kt， kNcm2或或kPa。但。但Kt值大小不仅和土壤的物理性质有关，而且值大小不仅和土壤的物理性质有关，而且 很大程度取决于犁的结构（犁体曲面和小前犁曲面几何参数和形状、很大程度取决于犁的结构（犁体曲面和小前犁曲面几何参数和形状、 犁铧锐钝程度、犁重以及是否有犁刀等）和耕速。一般可采用空间犁铧锐钝程度、犁重以及是否有犁刀等）和耕速。一般可采用空间 测力或单犁体的线性测力，测得与前进方向相反的犁耕阻力分量测力或单犁体的线性测力，测得与前进方向相反的犁耕阻力分量 Rx，在此测力犁上一般不装犁侧板，所

19、以，在此测力犁上一般不装犁侧板，所以Rx是有效阻力。则犁耕是有效阻力。则犁耕 的有效土壤比阻的有效土壤比阻 ab R K x t 式中式中 aa测力犁的耕深测力犁的耕深 bb测力犁的单铧幅宽测力犁的单铧幅宽 三、铧式犁的构造与原理三、铧式犁的构造与原理 1 1、铧式犁的种类及特点、铧式犁的种类及特点 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 3 3、铧式犁的翻垡原理、铧式犁的翻垡原理 4 4、铧式犁的挂结与结构、铧式犁的挂结与结构 5 5、特种犁、特种犁 组成组成: : 牵引杆、犁架、犁体、机械或液压升降机构、调节机构、行牵引杆、犁架、犁体、机械或液压升降机构、调节机构、行 走轮、安全装置等

20、部件组成。走轮、安全装置等部件组成。 特点：与拖拉机单特点：与拖拉机单 点挂接，拖拉机只点挂接，拖拉机只 对犁有牵引作用，对犁有牵引作用， 重量由本身的轮子重量由本身的轮子 承受。承受。 牵牵 引引 犁犁 1 1、铧式犁的种类和特点、铧式犁的种类和特点 特点：特点： 通过悬挂架通过悬挂架 与拖拉机的三点与拖拉机的三点 悬挂机构连接，悬挂机构连接， 由拖拉机的液压由拖拉机的液压 机构控制升降，机构控制升降， 运输时，全部重运输时，全部重 量由拖拉机承受；量由拖拉机承受； 结构紧凑、重量结构紧凑、重量 轻、机动性好。轻、机动性好。 悬悬 挂挂 犁犁 1 1、铧式犁的种类和特点、铧式犁的种类和特点

21、组成：牵引架、铧式犁、地轮组成：牵引架、铧式犁、地轮/ /犁轮等组成犁轮等组成 组成：组成： 犁体、圆犁刀、犁架、悬挂装置和限深轮等组成。如图犁体、圆犁刀、犁架、悬挂装置和限深轮等组成。如图 所示：所示： 1 1、铧式犁的种类和特点、铧式犁的种类和特点 特点：特点： 结构简单，耕结构简单，耕 作适应范围较大，作适应范围较大， 作业质量好，地表作业质量好，地表 平整，碎土、覆性平整，碎土、覆性 能好，墒沟小等特能好，墒沟小等特 点。点。 1 1、铧式犁的种类和特点、铧式犁的种类和特点 组成：组成： 犁架、悬挂架、犁体、地轮、尾轮等组成。犁架、悬挂架、犁体、地轮、尾轮等组成。 半半 悬悬 挂挂 犁

22、犁 特点：特点： 所配犁体较宽，纵向长度大，纵向操纵稳定性好，有承重轮，比所配犁体较宽，纵向长度大，纵向操纵稳定性好，有承重轮，比 牵引犁机构简单、重量轻、机动灵活；比悬挂犁配置更多犁体，稳定牵引犁机构简单、重量轻、机动灵活；比悬挂犁配置更多犁体，稳定 性、操向性好。性、操向性好。 1 1、铧式犁的种类和特点、铧式犁的种类和特点 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 1.1.犁体犁体 组成：组成： 犁铧、犁壁、犁侧板、犁柱、犁铧、犁壁、犁侧板、犁柱、 犁托、滑草板、延长板等。犁托、滑草板、延长板等。 功用：功用： 切土、破碎、翻转土壤，切土、破碎、翻转土壤， 从而达到覆盖杂草、残茬和从而

23、达到覆盖杂草、残茬和 疏松土壤的目的。疏松土壤的目的。 铧式犁的主要部件有犁体、小前犁、犁刀、犁架等。铧式犁的主要部件有犁体、小前犁、犁刀、犁架等。 （1 1）犁铧）犁铧 作用：入土、切土作用：入土、切土 常见形式：凿形铧、梯形铧、三角形犁铧；常见形式：凿形铧、梯形铧、三角形犁铧； 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 不同犁铧的特点：不同犁铧的特点： 形式形式特特 点点 凿形犁铧凿形犁铧 分为铧尖、铧翼、铧刃、铧面等部分。铧尖呈凿分为铧尖、铧翼、铧刃、铧面等部分。铧尖呈凿 形，向下延伸形，向下延伸5-10mm5-10mm（？），工作时铧尖首先

24、入土，（？），工作时铧尖首先入土， 然后铧刃水平入土，土垡沿铧面上升到犁壁。凿形铧然后铧刃水平入土，土垡沿铧面上升到犁壁。凿形铧 入土容易，工作稳定，可用于较黏重土壤。入土容易，工作稳定，可用于较黏重土壤。 梯形犁铧梯形犁铧 铧刃为一直线，整个外形成梯形。较凿形铧入土铧刃为一直线，整个外形成梯形。较凿形铧入土 性较差，铧尖易磨损，但结构简单、容易制造。性较差，铧尖易磨损，但结构简单、容易制造。 三角形犁铧三角形犁铧 一般呈等腰三角形，有两个对称的铧刀，主要用一般呈等腰三角形，有两个对称的铧刀，主要用 在畜力犁上，缺点：耕后沟底面成波浪状、沟底不平。在畜力犁上，缺点：耕后沟底面成波浪状、沟底不平

25、。 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 犁铧材料：犁铧材料： 犁铧的材料一般采用坚硬、耐磨，具有较高强度和韧性的材料，犁铧的材料一般采用坚硬、耐磨，具有较高强度和韧性的材料， 如如65Mn65Mn钢或钢或65SiMn65SiMn稀土钢，刃口部分必须进行热处理。稀土钢，刃口部分必须进行热处理。 （2 2）犁壁）犁壁 作用：与犁铧一起构成犁体曲面，用来翻转、破碎土壤。作用：与犁铧一起构成犁体曲面，用来翻转、破碎土壤。 形式：整体式、组合式、栅条式形式：整体式、组合式、栅条式 工作原理：犁壁和犁铧前缘构成犁胫，在犁体工作时切出侧面犁工作原理：犁壁和犁铧前缘构成犁胫，在犁体工作时切出侧面犁 沟

26、墙的垂直切土刃；胫刃线呈曲线或外凸曲线（利于沟墙稳定），犁沟墙的垂直切土刃；胫刃线呈曲线或外凸曲线（利于沟墙稳定），犁 壁的不同形状可达到滚、翻、碎、窜等不同的翻土效果。壁的不同形状可达到滚、翻、碎、窜等不同的翻土效果。 材料及工艺：冲压工艺，常用材料及工艺：冲压工艺，常用65Mn65Mn钢或低碳钢经渗氮处理。为便于更钢或低碳钢经渗氮处理。为便于更 换，常用组合式犁壁。换，常用组合式犁壁。 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 （3 3）犁侧板）犁侧板 位于犁铧后上方，受侧向力和部分垂直压力，常用平位于犁铧后上方，受侧向力和部分垂直压力，常用平 板式犁侧板，也用刀形的，后端与犁沟接触，受

27、力较大，易磨损，板式犁侧板，也用刀形的，后端与犁沟接触，受力较大，易磨损， 有的安装了可更换的犁踵。安装犁侧板时，与沟底和沟壁成一定的有的安装了可更换的犁踵。安装犁侧板时，与沟底和沟壁成一定的 角度，从而使只有犁尖和犁踵接地，增加了铧刃对沟底及犁胫对沟角度，从而使只有犁尖和犁踵接地，增加了铧刃对沟底及犁胫对沟 墙的压力，从而使犁工作时始终有一种增大耕深和耕宽的趋势，这墙的压力，从而使犁工作时始终有一种增大耕深和耕宽的趋势，这 样，犁侧板起到了稳定耕宽和耕深的作用。两个安装角由犁体的水样，犁侧板起到了稳定耕宽和耕深的作用。两个安装角由犁体的水 平间隙和垂直间隙来保证。平间隙和垂直间隙来保证。 材

28、料及工艺：犁侧板要求耐磨、强度高，一般采用锰钢或材料及工艺：犁侧板要求耐磨、强度高，一般采用锰钢或4545钢经钢经 热处理而成。犁踵也可用白口铸铁制造。热处理而成。犁踵也可用白口铸铁制造。 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 （4 4）犁托）犁托 犁托为一联结件，犁铧、犁壁、犁侧板、犁犁托为一联结件，犁铧、犁壁、犁侧板、犁 柱通过犁托联成一体，起承托和传力作用，可以柱通过犁托联成一体，起承托和传力作用，可以 用钢板冲压而成，也可以焊接或铸造。有些犁托用钢板冲压而成，也可以焊接或铸造。有些犁托 与犁柱造成一体。与犁柱造成一体。 （5 5）犁柱）犁柱 用来将犁体固定在犁架上，并将动力由犁用

29、来将犁体固定在犁架上，并将动力由犁 架传给犁体，带动犁体工作。犁柱可以是空心架传给犁体，带动犁体工作。犁柱可以是空心 圆或椭圆直犁柱，也可以是实心扁钢圆犁柱。圆或椭圆直犁柱，也可以是实心扁钢圆犁柱。 空心犁柱一般用球墨铸铁或铸钢制成，重量较空心犁柱一般用球墨铸铁或铸钢制成，重量较 轻、强度较好，安装简便。轻、强度较好，安装简便。 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 2.2.小前犁小前犁 位于主犁体的左前方，将土垡上层部分土壤、杂草耕起，位于主犁体的左前方，将土垡上层部分土壤、杂草耕起， 并先于主垡片的翻转落入沟底面进而改善主犁体的翻垡覆盖质并先于主垡片的翻转落入沟底面进而改善主犁体的翻

30、垡覆盖质 量。在杂草较少或土壤较松时也可不用小前犁。主要有铧式、量。在杂草较少或土壤较松时也可不用小前犁。主要有铧式、 切角式和圆盘式三种结构形式。切角式和圆盘式三种结构形式。 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 3.3.犁刀犁刀 装在主犁体和小前犁的前方，用来沿垂直方向切开土壤，减装在主犁体和小前犁的前方，用来沿垂直方向切开土壤，减 少主犁体的切土阻力和磨损，防止犁沟墙塌落。有圆犁刀和直犁少主犁体的切土阻力和磨损，防止犁沟墙塌落。有圆犁刀和直犁 刀两种，直犁刀工作阻力较大，适用于特种犁；圆犁刀切土阻力刀两种，直犁刀工作阻力较大，适用于特种犁；圆犁刀切土阻力 小，不易挂草或堵塞，应用较

31、广。小，不易挂草或堵塞，应用较广。 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 4.4.犁架犁架 用来直接或间接的安装犁其它零部件，强度大；常用空心矩形用来直接或间接的安装犁其它零部件，强度大；常用空心矩形 管焊接而成。管焊接而成。 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 5.5.安全装置安全装置 安全装置为防止犁损害而设置的超载保护装置。有单体式和整安全装置为防止犁损害而设置的超载保护装置。有单体式和整 体式两类，整体式装在整台犁的牵引装置上，而单体式则装在每个体式两类，整体式装在整台犁的牵引装置上，而单体式则装在每个 犁单体上。（犁单体上。（1 1）摩擦销式安全装置（）摩擦销式安全装置

32、（2 2）单体式犁体安全装置。）单体式犁体安全装置。 2 2、铧式犁的主要部件、铧式犁的主要部件 单体式犁体安全装置单体式犁体安全装置 3 3、铧式犁犁体工作过、铧式犁犁体工作过 程和土垡宽深比的翻垡原理程和土垡宽深比的翻垡原理 1.1.三面楔原理三面楔原理: : 两面楔从三个不同的位置切入两面楔从三个不同的位置切入 土壤时，分别对土壤起到起土、侧土壤时，分别对土壤起到起土、侧 向推土和翻土地作用；如图所示：向推土和翻土地作用；如图所示： 铧犁则相当于一个偏斜放置的铧犁则相当于一个偏斜放置的 两面楔，如图两面楔，如图d d，楔角为，楔角为，楔刃楔刃 与前进方向偏一斜角与前进方向偏一斜角，形成三

33、面，形成三面 楔，同时起到起土、侧向推土和翻楔，同时起到起土、侧向推土和翻 土作用。土作用。 两面楔和三面楔队土壤的作用两面楔和三面楔队土壤的作用 A A）两面楔起土）两面楔起土 b)b)两面楔侧向推土两面楔侧向推土 c)c)两面楔翻土两面楔翻土 d)d)两面楔对土垡的作用两面楔对土垡的作用 从工作过程来看，可以认为从工作过程来看，可以认为为载荷角，为载荷角，为切土角，为切土角，为为 犁铧安装角，由于犁铧安装角，由于 tan,tan OCOB OAOC 所以所以tantan tan OBOBOC OAOCOA 3 3、铧式犁犁体工作过、铧式犁犁体工作过 程和土垡宽深比的翻垡原理程和土垡宽深比的

34、翻垡原理 说明了什么问题？说明了什么问题？ 2.2.翻筏原理翻筏原理: : （1 1）滚垡）滚垡 滚垡就是假设土垡在被翻转滚垡就是假设土垡在被翻转 过程中只有纯粹的翻转而没有侧移。如过程中只有纯粹的翻转而没有侧移。如 图图2-182-18所示，可分为三个阶段：所示，可分为三个阶段： （a a）切土：铧刃与胫刃分别沿水平面）切土：铧刃与胫刃分别沿水平面 和垂直面切出土垡的地面和左侧面，其和垂直面切出土垡的地面和左侧面，其 耕宽为耕宽为b b, ,耕深为耕深为a a。 （b b）抬垡：被切出的土垡）抬垡：被切出的土垡ABCDABCD在铧面在铧面 和犁胸的作用下，左边被抬升，绕右下和犁胸的作用下，左

35、边被抬升，绕右下 角角D D点回转。点回转。 3 3、铧式犁犁体工作过、铧式犁犁体工作过 程和土垡宽深比的翻垡原理程和土垡宽深比的翻垡原理 （c c）翻垡：土垡在回转过程中，通过）翻垡：土垡在回转过程中，通过 直立状态，然后在犁翼作用下继续绕直立状态，然后在犁翼作用下继续绕 点点DD回转，最后靠在前一行程的土垡回转，最后靠在前一行程的土垡 上。滚垡的结果与土垡的宽深比上。滚垡的结果与土垡的宽深比k=b/ak=b/a 有关。如图有关。如图2-192-19所示，土垡被翻转后所示，土垡被翻转后 的重心应落在支撑点的右方才得到稳的重心应落在支撑点的右方才得到稳 定（图定（图2-19a2-19a），如果

36、落在左边，则土），如果落在左边，则土 垡在犁通过后又重新翻回犁沟中，成垡在犁通过后又重新翻回犁沟中，成 为回垡或立垡，影响翻耕质量。为回垡或立垡，影响翻耕质量。 3 3、铧式犁犁体工作过、铧式犁犁体工作过 程和土垡宽深比的翻垡原理程和土垡宽深比的翻垡原理 移项整理，并令移项整理，并令 b k a 则有则有 42 10kk 解此方程得解此方程得 1.27k arcsin( / )52a b 22 ab b ab 图图2-19b2-19b为土垡的不稳定平很状态（临界状态），土垡翻转后为土垡的不稳定平很状态（临界状态），土垡翻转后 是否稳定，取决于是否稳定，取决于a/ba/b或或，从图，从图2-19

37、b2-19b中可以看出中可以看出DADDAD 与与BCDBCD为相似形，故有为相似形，故有 3 3、铧式犁犁体工作过、铧式犁犁体工作过 程和土垡宽深比的翻垡原理程和土垡宽深比的翻垡原理 什么意思 (2)(2)窜垡：窜垡： 窜垡的方式工作时，土垡沿犁体窜垡的方式工作时，土垡沿犁体 曲面上窜一定高度后旋空扣翻，其过曲面上窜一定高度后旋空扣翻，其过 程也可以分为三个阶段（图程也可以分为三个阶段（图2-202-20） （a a）切土：与滚垡过程相同。）切土：与滚垡过程相同。 （b b）窜垡：被切离的土垡沿犁体曲）窜垡：被切离的土垡沿犁体曲 面向上抬升，同时在犁翼部转移时被面向上抬升，同时在犁翼部转移时

38、被 翻转。翻转。 （c c）扣垡：由于土垡在悬空状态下）扣垡：由于土垡在悬空状态下 被翻转，在重力作用下，土垡沿背面被翻转，在重力作用下，土垡沿背面 不断撕裂成断条落下，扣翻在前一行不断撕裂成断条落下，扣翻在前一行 程的土垡。程的土垡。 3 3、铧式犁犁体工作过、铧式犁犁体工作过 程和土垡宽深比的翻垡原理程和土垡宽深比的翻垡原理 4 4、铧式犁的挂结与结构、铧式犁的挂结与结构 1.1.铧式犁的挂结原则铧式犁的挂结原则 （1 1）牵引犁：挂结原则）牵引犁：挂结原则 犁的挂结点必须在拖拉机的动力犁的挂结点必须在拖拉机的动力 中心和犁的阻力中心的连线上。中心和犁的阻力中心的连线上。 (2)(2)悬挂犁：悬挂犁通常与拖拉机以三点悬挂组成机组，悬挂犁：悬挂犁通常与拖拉机以三点悬挂组成机组， 其挂结原则与牵引犁相同。有四种不同牵引状态：其挂结原则与牵引犁相同。有四种不同牵引状态： （a a）正牵引（）正牵引（b b）斜牵引（）斜牵引（c c）偏牵引（）偏牵引（d d）偏斜牵引）偏斜牵引 2.2.铧式犁的调整铧式犁的调整 （1 1）耕深调整（）耕深调整（2 2）耕宽调整（）耕宽调整（