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第二章耕整地机械第一节概述对农田土壤进行机械处理，使之适合于农作物播种的机械。１．耕地作业耕深、覆盖、碎土２．整地作业旱地与水田整地作业的农业要求差别很大，应分别情况区别对待，基本的要求有：耙深、碎土、搅拌等．一、农业技术要求１、播前耕作耕地作业：铧式犁、圆盘犁、凿形犁整地作业：圆盘耙、钉齿耙、水田耙、镇压器、驱动耙等耕耙联合作业：旋耕机、耙耕机、回转锹二、耕整地作业机械２、播后耕作•中耕培土作业：中耕机（水田旱地两类）、培土器•施肥、开沟、筑埂等作业：中耕培土施肥机、筑埂机、开沟机等一、概述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。目的：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。第二节耕地机械目前所使用的耕地机械，由于其作业的工作原理不同，主要分为三大类：铧式犁圆盘犁凿形犁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土壤的切削、碎土和翻扣实现耕地作业的。悬挂犁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，土壤摩擦力小，切断杂草能力强，可适用于开荒、粘重土壤作业，但翻垡及覆盖能力较弱，价格较高。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，深松犁底层，没有翻垡能力。土壤深松犁工作与结构铧式犁在形式上派生出：双向犁栅条犁调幅犁滚子犁高速犁悬挂四铧犁工作情形悬挂式翻转犁工作情形高速调幅液压翻转犁铧式犁的类型牵引式运输状态下，机具的重量全部由机具本身来承担。运输状态下，机具的重量全部由拖拉机来承担。悬挂式运输状态下，机具的重量前部分由拖拉机承担，后半部分由机具承担。半悬挂犁铧式犁的工作特点二、铧式犁的基本构造机架牵引悬挂装置行走限深装置主犁体组成：犁架、主犁体、耕深调节装置、支撑行走装置、牵引悬挂装置等。主犁体为铧式犁的核心工作部件。主犁体构造主犁体的结构及用途犁铧切开土垡、引导土垡上升至犁壁。犁壁——破碎和翻扣土垡。犁侧板——平衡侧向力。犁柱——联结犁架与犁体曲面。犁托——联结犁体曲面与犁柱。犁踵耐磨件，防止犁侧板尾部磨损，可更换。主犁体各部分的功用：主犁体结构等宽犁铧三角型犁铧犁壁——破碎和翻扣土垡板条式犁体栅条式犁体主犁体、圆犁刀、小前犁的位置主犁体与限深轮的相对位置悬挂架1、外载特性——受力特征由于犁体曲面是一个既不规则又不对称的空间任意曲面，犁耕过程中，土壤对曲面的作用力成为一空间任意力系，在一般情况下，他们不可能简化成为一个合力。这样一个外载测量是十分困难的，只能用近似的方法来解决，目前，国内最常用的方法是六分力法。四、犁体外载及犁耕牵引阻力研究力的特性及大小的目的有2个，一是给机组设计提供依据，二是为使用提供依据。例如Rx就可作为犁耕牵引阻力。☆犁耕牵引阻力——耕作时，作用在犁上的总阻力的纵向水平分力，该力与拖拉机前进方向相反，可由拖拉机的牵引力来平衡。2、犁耕牵引阻力农机机组在工作时，作用于工作部件上的土壤阻力的纵向水平分力与拖拉机的动力中心线共线，且牵引阻力与拖拉机牵引力大小相等，方向相反。RxyRyRxRxyP由于到目前为止，我们对土壤的物理机械性质了解不够，无法得到犁耕牵引阻力的数学力学模型，只能用测量结果处理后的经验公式来描述。目前，最经典的经验表达式是：高略契金有理公式Rx=fG+koab+εabv2（kg）动态阻力项静态阻力项综合摩擦项Rx=fG+koab+εabv2式中：f—综合摩擦系数，0、3—0、5G—犁体重量（公斤）fG—摩擦项Koab—静态阻力项Ko—静态阻力系数，一般为0、2—0、7a—单犁体耕深（cm）b—单犁体耕宽（cm）εabv2—动态阻力项ε—动态阻力系数，250—400v—机组速度（m/s）该公式经常用作理论分析，实用价值不大，一般犁耕土壤比阻法来表示犁耕牵引阻力的大小。3、犁耕土壤比阻——单位耕作断面上的土壤阻力。（kg/cm2，或N/cm2）。baRxK=Rx/a.b.nRx——土壤阻力kga——单犁体耕深cmb——单犁体耕宽cmn——犁铧数量4、影响牵引阻力的因素和减少阻力的措施1、影响牵引阻力的因素：犁体曲面形状、表面光滑程度、铧刃锋锐程度、耕深、耕宽、前进速度、土壤状况等。2、减少阻力的措施：⑴降低无效阻力：减轻犁的重量，增强曲面光滑程度，提高铧刃的锋锐程度（自磨刃）等。软质材料硬质材料仿生学应用——脱土减阻pronotumlabrum臭蜣螂（雄）表面形态CoprisochusMotschulsky雌性臭蜣螂(a)雌性臭蜣螂前胸背板(b)步甲腹部(c)雄性臭蜣螂前胸背板(d)达乌尔黄鼠毛(e)穿山甲鳞片bcdecorrugateddimpledscalyscaly根据蜣螂体表特性设计的仿生犁Convexdomea⑵设计合理的犁体曲面：犁翼后撇，可减少土垡运动的侧向速度vy，避免侧向过分抛扔土垡，减少抛扔的能量消耗，vy≤1m/s；VVyVx普通犁高速犁五、犁耕机组的配套计算配套计算是指动力与机具之间的合理利用，为设计犁耕机组和正确地使用机组提供理论依据。依据可能与需要等价的基本原则，来确定犁耕机组的配套计算公式。※可能产生的牵引阻力：Rx=kabn（kg）※为平衡牵引阻力所必须的拖拉机牵引能力Pt（kg）可能=需要则有：λPt=kabn[n]=λPt/kab注意：取整时只能舍不能入！参考资料拖拉机型号额定牵引力Pt单位泰山—12/15/18300/350/400kg泰山—25/30A600/900kg上海—501176kg铁牛—551372kg东方红—804000kg思考题1、铧式犁的基本构造和类型？2、主犁体的结构及各部件的功用？3、犁体曲面的主要类型？4、理想土垡翻转的假设条件？5、土垡宽深比的概念？它对工作质量有何影响？思考题6、犁体曲面形成的基本原理？7、水平直元线形成犁体曲面的三大要素？8、导曲线的位置对曲面工作性质的影响？第三节整地机械引言耕地后土垡间有很大的空间，土块较大、地表不平，尚不能进行播种作业，须进行松碎平整作业，以达到地表平整、上松下实的农作物栽培要求。这项工作一般由整地机械来完成。整地机械简介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、旋耕机、滚轧耙、镇压器等。其中，钉齿耙目前多用于畜力作业，圆盘耙和旋耕机机械化应用较多。镇压器的作用悬挂圆盘耙牵引圆盘耙镇压器配合联合播种机在工作旋耕镇压联合作业机在工作（一）圆盘耙圆盘耙始用于40年代，是替代钉齿耙的主要机具之一，目前国内外已广泛采用，主要特点是：被动旋转，断草能力较强，具有一定的切土、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。A、圆盘耙的类型1、按与动力的连接方式分：牵引式、悬挂式和半悬挂式。2、按耙片的直径分：重型耙（660mm）中型耙（560mm）轻型耙（460mm）3、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。4、按耙组的配置方式分单列耙、双列耙、组合耙、偏置耙、对置耙B、一般结构和工作过程1、结构组成：耙组、耙架、牵引架、偏角调节装置等。2、工作过程⑴耙片在空间的位置对土壤作用的影响：圆盘回转平面与地面垂直α=00时，只有滚动没有拖动，能切断杂草和土块，但无翻土能力，且难以达到预定的耙深。Vmα=900时，耙片只有拖动没有滚动，有强烈的翻土能力，但断草能力几乎为零，且很容易造成土壤堆积和堵塞现象。Vm90o0＜α＜900时，既有滚动又有拖动，是整地过程所需要的工作状态。⑵工作过程：耙地机组在牵引动力的作用下，圆盘耙片受重力和土壤反力的作用边滚动边切入土壤并达到预定耙深，由于耙片偏角的作用，耙组同时完成了切割土壤，切断杂草和翻扣的工作。Vmα耙片工作过程示意D、圆盘耙的牵引阻力Rx=kbaB（N）式中：kb—耙地比阻，（N/cm2）未耕地：粘土：5.5；壤土：3.5已耕地：粘土：2.8；壤土：2.1a—耙深（cm）B—总工作幅宽（cm）注意：请自学圆盘耙的受力与机组平衡P55~58。思考题1、圆盘耙的类型？2、圆盘耙的一般构成？3、耙片轴向安装间距二个条件及应用？