第三章整地机械

轻工与农业工程学院2019/8/91耿端阳博士联系方式：0533-276031413668641238EMAIL：[e-mail]:530671341第三章整地机械Scarificationmachine轻工与农业工程学院2019/8/92第一节、引言（introduction）第二节、圆盘耙(discharrow)第三节、旋耕机(RotaryTiller/rotarycultivator)第二章土壤耕作机械Soiltillagemachine轻工与农业工程学院2019/8/93第一节、引言（introduction）1、整地机械概述2、整地的农艺要求3、整地机械类型轻工与农业工程学院2019/8/941、整地机械概述整地作业包括耙地、平地和镇压。有的地区还包括起垄和作畦。耕地后土垡间存在着很多大孔隙。土壤的松碎程度与地面的平整度还不能满足播种和栽植的要求，所以必须进行整地，为作物的发芽和生长创造良好的种床。在干旱地区用镇压器压地是抗旱保墒，保证作物丰产的重要农业技术措施之一。有的地区应用钉齿耙进行播前、播后和苗期耙地除草。整地机械包括耙（圆盘耙、水田耙和钉齿耙）、耢???、镇压器、起垄犁和作畦机等。轻工与农业工程学院2019/8/952、整地的农艺要求旱田整地的农艺要求：1.地表平整，无沟垄起伏；2.表层松软，下层密实；3.作业深度符合要求，均匀一致；4.不漏耙、不漏压。水田整地的农艺要求：1.耙后土壤松碎，起浆好；2.能覆盖绿肥；3.田面平坦而无沟垄。整地机械根据作业特点和使用范围的不同，有许多不同的结构形式，最常用的整地机具有圆盘耙、水田耙、钉齿耙和镇压器。轻工与农业工程学院2019/8/96整地机械的种类很多，根据不同作业的需要有以下几种类型：钉齿耙、圆盘耙、悬耕机、滚轧耙、镇压器等。其中，钉齿耙目前多用于畜力作业，圆盘耙和悬耕机用于机械化作业较多。3、整地机械类型轻工与农业工程学院2019/8/97悬挂圆盘耙3、整地机械类型牵引圆盘耙按照挂接形式分：重型\宽幅3m以上\大圆盘\100马力以上.轻型/中型/耕幅2m以下/小圆盘/70马力以下轻工与农业工程学院2019/8/98弹齿耙3、整地机械类型按耙齿结构分：钉齿耙用于犁耕后平整地面，破碎地表的土块或板结层，以减少水分蒸发；也可用于覆盖撒播的种子和肥料，以及苗期除草、疏苗等。耙深5～6厘米。耙齿断面有方形、圆形、椭圆形、菱形和刀形。适用于草原和牧场更新，可将杂草根系刨出地表。轻工与农业工程学院2019/8/993、整地机械类型镇压器轻工与农业工程学院2019/8/910旋耕、镇压、耙地联合作业机在工作3、整地机械类型轻工与农业工程学院2019/8/911水田耙1.轧辊2.悬挂架3.耙架4.缺口圆盘耙组网状耙1.前耙组2.中间耙组3.后耙组4.牵引架5.连接链条3、整地机械类型轻工与农业工程学院2019/8/912镇压器配合联合播种机在工作3、整地机械类型轻工与农业工程学院2019/8/913旋耕机系列——卧式旋耕机和立式旋耕机3、整地机械类型轻工与农业工程学院2019/8/9141、圆盘耙简介2、圆盘耙类型3、圆盘耙型号的表达方式第二节圆盘耙4、圆盘耙的作用与构造5、圆盘耙片工作分析和参数确定6、圆盘耙的受力分析轻工与农业工程学院2019/8/9151、圆盘耙简介圆盘耙始于40年代，是替代钉齿耙的主要机具之一，目前国内外广泛采用，其主要特点：被动旋转，断草能力较强，具有一定切土、碎土和翻土功能，功率消耗少，作业效率高，既可在已耕地作业又可在未耕地作业，工作适应性较强。轻工与农业工程学院2019/8/916①牵引式主要是重型耙，因机体结构庞大而笨重，悬挂困难。有利于发挥拖拉机的牵引功率，适于大地块。2、圆盘耙的类型1）按与动力的连接方式分：轻工与农业工程学院2019/8/917②悬挂式多为中、轻型，机组配置紧凑，操作方便，运输灵活，适于各种地块。③半悬挂式兼有牵引式和悬挂式的优点。2、圆盘耙的类型轻工与农业工程学院2019/8/9182）按耙片的直径分：2、圆盘耙的类型类型轻型圆盘耙中型圆盘耙重型圆盘耙单片机重（kg）15~2520~4550~65耙片直径（mm）460560660耙深(cm)101418每米幅宽的牵引阻力（kN/m）2~33~55~8适应范围适应于壤土的耕后耙地，播前松土，也可用于轻壤土的灭茬适应于粘壤土的耕后耙地，也可用于壤土以耙代耕适应于开荒地、沼泽地和粘重土壤的耕后耙地，也可用于粘壤土以耙代耕轻工与农业工程学院2019/8/9193）按耙片的外缘形状分：全缘耙缺口耙全缘耙片易于加工制造；缺口耙片入土能力强，易于切断杂草、作物残茬等，但成本高。2、圆盘耙的类型轻工与农业工程学院2019/8/920①对置耙优点：左右耙组的侧向力互相平衡，机组配制紧凑，偏角调节方便，在地头可左右转弯。缺点：耙后地表不够平整，有漏耙现象，两侧留有耙沟。②偏置耙具有一组左翻耙片和一组右翻耙片。前后串列进行工作，牵引线偏离耙组的中心线适于在树枝低悬的果园中作业。结构简单，作业中没有漏耙现象，两侧不留耙沟。作业中只宜单向转弯。abcd4）按耙组的配置方式返回2、圆盘耙的类型轻工与农业工程学院2019/8/9213、圆盘耙型号的表达方式型号的组成：1B字母——数字农机具组别号农机序列好号圆盘耙的特性耙的工作幅宽(m)轻工与农业工程学院2019/8/922型号全称：QX——轻型悬挂耙JX——中型悬挂耙J——中型耙Z——重型耙3、圆盘耙型号的表达方式轻工与农业工程学院2019/8/9234、圆盘耙的作用与构造犁耕后的碎土和平地；也可用于搅土、除草、混肥；收获后的浅耕、灭茬；播种前的松土；播种后的盖种等。1）作用轻工与农业工程学院2019/8/9242）组成耙组、耙架、牵引架、偏角调节装置等。耙组耙架牵引架偏角调节装置4、圆盘耙的作用与构造轻工与农业工程学院2019/8/9254、圆盘耙的作用与构造轻工与农业工程学院2019/8/926（1）耙组耙组是圆盘耙的主要工作部件，由5～10片圆盘耙片穿在一根方轴上，耙片之间用间管隔开，保持一定间距，最后用螺母拧紧、锁住而成。如图2-47，耙组通过轴承及其支座与梁架相连接，工作时所有耙片随耙组一起转动。每个耙片的凹面都一个刮土板，安装在刮土器横梁上。耙片分全缘耙片和缺口耙片两种，缺口耙片在耙片外缘有6－12个三角形、梯形或半圆形缺口。4、圆盘耙的作用与构造轻工与农业工程学院2019/8/9272．耙架用来安装圆盘耙组、调节机构和牵引架（或悬挂架）等部件。有铰接耙架和刚性耙架两种。有的耙架上还装有载重箱，以便必要时加配重，以增加和保持耙的深度。推移。4、圆盘耙的作用与构造轻工与农业工程学院2019/8/9283．角度调节器用于调节圆盘耙的偏角，以适应不同耙深的需要。角度调节器的型式有丝杠式、齿板式、液压式、插销式等。丝杠式用于部分重耙上。结构复杂，但工作可靠。齿板式在轻耙上使用，调节比较方便，但杆体容易变形，影响角度调节。插销式结构简单，工作可靠。调整时，将耙升起，拨出锁定销，推动耕组横梁使其绕转轴旋转，到合适位置时，把锁定销插入定位孔定位，一般在中耙与轻耙上采用。液压式用于系列重耙上，虽然结构复杂，但工作可靠，操作容易。4、圆盘耙的作用与构造轻工与农业工程学院2019/8/9294．牵引或挂接装置对于悬挂式圆盘耙，其悬挂架上有不同的孔位，以改变挂接高度。对于牵引式圆盘耙，其工作位置和运输位置的转换是通过起落机构实现的。起落过程由液压油缸升降地轮来完成，耙架调平机构与起落机构连动，在起落过程同时改变挂接点的位置，保持耙架的水平。在工作状态，可以转动手柄，改变挂接点的位置，使前后列耙组的耕深一致。4、圆盘耙的作用与构造轻工与农业工程学院2019/8/9305、圆盘耙片工作分析和参数确定①耙片偏角1）耙片偏角及工作过程圆盘耙的工作圆盘通常是球面的一部分。作业时，其回转平面（刃口平面）垂直于地面，并与机器前进方向成α角，即：偏角为α。②偏置量耙组中心偏离拖拉机中心的横向距离。耙片偏角指耙片回转平面和机组前进方向之间的夹角。③工作过程耙片滚动前进时，在重力和土壤阻力作用下切入土中，并达到一定的耙深。轻工与农业工程学院2019/8/931当α↓，推土、铲草、碎土和翻土等作用↓，入土性能↓，在一定的范围内，α↑，上述作用↑。故在设计圆盘耙时，应根据圆盘耙的类型选择不同的偏角，并应有一定的调节范围，以适应不同的土壤情况和作业要求。如图，耙片从A点运动到C点回转一周的复合运动可分解为：由A→B的滚动和由B→C的移动。在滚动中耙片刃口切碎土块、草根及作物残茬。在移动中，由于耙片刃口和曲面的综合作用，进行推土、铲草、碎土、翻土和覆盖。从而完成整地要求。5、圆盘耙片工作分析和参数确定轻工与农业工程学院2019/8/9325、圆盘耙片工作分析和参数确定耙片参数主要表现在两个水平截面内，即通过球心的水平截面AA和距离沟底的高度等于设计耙深a的水平截面BB。2）圆盘耙片的参数确定轻工与农业工程学院2019/8/933在截面A—A上：D—耙片直径α——耙片偏角R—球面曲率半径φ——扇形半角ε——隙角i——刃角ω——刃面角δ——耙片厚度在截面B—B上：Da——截面B—B上的耙片弦长ia——工作刃角ωa——工作刃面角εa——工作隙角轻工与农业工程学院2019/8/934（2）圆盘耙片的结构参数和基本计算a）耙片直径：D=kamax式中：k——经验系数，4～6；amax——最大设计耙深，cm；b）圆盘球面半径：R=D/2sinΦ式中：Φ—耙片球面的球心角，21～27°5、圆盘耙片工作分析和参数确定c)耙片上各角度的确定及相互关系①刃角i：在保证耙片刃口强度和制造工艺允许的条件下，刃角应应尽量取小值，以减少切土阻力。i角常取范围：14°30'～22°。轻工与农业工程学院2019/8/935②耙片的工作隙角εa工作隙角εa是在地表平面与圆盘的截面上，刃面线与前进方向所成之角。εa较大时，圆盘易于入土。εa取正值时，耙片刃口和沟墙形成线接触，便于切土、入土和切断草根，而且阻力小。对于干硬土壤，εa宜取正值。εa取负值时，耙片刃面与沟底和沟墙接触，能增加承压面，有利于压碎土块；在松软地面上工作，有控制耕深不致过大的作用，且可平衡部分侧向力。5、圆盘耙片工作分析和参数确定轻工与农业工程学院2019/8/936aaaatgkktgaDaDtgi12)(2各角度间的关系,由图知：α、i、和εa可在一定范围内选取，由②式求得ωa，并代入③式求得ω，再代入①求出φ角，将φ代入即可求出曲率半径R。①②③sin2DR5、圆盘耙片工作分析和参数确定轻工与农业工程学院2019/8/9375、圆盘耙片工作分析和参数确定d）耙片的厚度δ和耙片形状在保证强度的条件下，耙片厚度δ应尽量取小值，以减轻重量。一般δ=(0.008～0.012)D，对重、中、轻型圆盘耙，其厚度分别为5mm、4mm、3mm。耙片形状有普通圆盘和缺口圆盘两种。缺口耙片的外缘有6～12个三角形、梯形或半圆形缺口，其切碎土块和残茬的能力较强，入土性能较好。轻工与农业工程学院2019/8/938e）耙片轴向安装间距b的确定耙片间距对圆盘耙设计、安装和使用耙组、保证其正常工作是非常重要的。轴向间距的大小直接影响耙组在耕作横断面内的对土壤加工和处理的程度、碎土质量。间距太小易造成土壤堵塞，太大易产生漏耙。要解决好这一矛盾，耙片轴向安装间距的合理选择是至关重要的。4、圆盘耙片工作分析和参数确定轻工与农业工程学院2019/8/939在横断面内的耙片对土壤的影响区域形状如下：工作时，从横断面看为一椭圆形，由于b存在，相邻两圆盘加工后土壤横断面中间有一凸起高度h。当h=a时表示有严重的漏耙现象发生，而h=0又是不可能的，所以，要求h≤a。因此，b的确定对凸起高度h有很大影响，必须找到既不漏耙又不堵塞的耙片轴向安装间距。4、圆盘耙片工作分析和参数确定轻工与农业工程学院2019/8/94