整地机械的应用与分析

1新疆农业大学机械交通学院森保机械课程论文题目：整地机械的应用与分析姓名与学号：库尔班·艾麦提（083232133）指导教师：雪合拉提年级与专业：09级林学（091）班所在学院：林学与园艺学院课程评分：2013年3月13日2整地机械的应用与分析林园学院－库尔班·艾麦提（林学091，083232133）【摘要】本文介绍和分析了目前我去广泛使用的整地机械的作业方式，本地区的几种整地机具的使用特点，操作要点以及使用注意事项。关键词整地，悬挂式，圆盘耙，牵引式，齿耙前言我国是一个农业为主的大国家，我国的土地辽阔，耕作方式比较复杂，整地耕地后土垡间有很大空隙，土块较大，地面不平，所以还必须进一步进行整地。整地的主要作用是松碎土壤，平整地表，压实表土，混合化肥、除草剂，以及机械除草等，为播种、插秧及作物生长创造良好的土壤条件。1、整地机械的种类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，主要包括的机具如下：2、整地机械的碎土方法(1)切碎是利用刀刃的切-断力把土块切断破碎，所以破碎作用大，特别适合于含水量在塑性界限左右的粘性土壤和施厩肥土壤的碎土，但平土效果差。主要利用这种碎土方法的机具有圆盘耙、水田耙等。(2)压碎是利用上下方向的压力，使碎土部件的工作面压碎土块。要使土块能被压碎，土壤应很干燥。当土壤含水量较高时，土壤不易被压碎，而被压到下方变为压实状态。一般来说，这种碎土方法的碎土作用较小，但有镇压平土作用，主要利用这种碎土方法的机具有各种旱地滚耙、镇压器及拖板。3(3)碾碎是利用水平前进的碎土部件推撞土块使其破碎，同时土块相互碰撞使本身破碎，这种推撞作用不大，但能有较好的搅拌和平整土壤的作用，这种碎土机具主要有钉齿耙和弹齿耙。(4)刺碎是利用锋利的齿杆，对土壤刺碎而使土壤破碎。破碎阻力小，适于破碎干燥的粘质土壤，对应的机具有旋转锄。(5)打碎利用冲击力破碎土壤，土块受钉齿和撞击板等碎土部件的打击而破碎，利用这种方法的机具有滚耙、搂耙等。3.圆盘耙圆盘耙主要用于犁耕后的碎土和平地，也可用于搅土、除草、混肥、浅耕以及播种前或果园的松土、除草和飞机撒播后盖种等作业，是牵引型表土耕作机具中应用最广泛的一种机具。3.1、圆盘耙的种类圆盘耙的种类很多，可按机重、直径、配置和挂结形式等进行分类。1．按耙片的机重和直径分有重型、中型和轻型三种，其外形结构如图3—1所示，各种结构参数及适用范围参见表3—1。表3一l圆盘耙的分类类型轻型圆盘耙中型圆盘耙重型圆盘耙单片机重(kg)耙片直径(mm)耙深(cm)每米幅宽的牵引阻力(kN／m)适应范围15~25460102～3适应于壤土的耕后耙地，播前松土，也可用于轻壤土的灭茬20~45560143～5适应于粘壤土的耕后耙地，也可用于壤土以耙代耕50~65660185～8适应于开荒地、沼泽地和粘重土壤的耕后耙地，也可用于粘壤土的以耙代耕4注：单片耙重一机重／耙片数图3—1圆盘耙的类型(a)轻型b)重型(c)中型2、按耙组的配置方式可将圆盘耙分为四大类和五种变型，如图3-2所示。（1）第1类圆盘盘耙特点为单列、单组、不对称。主要用于大田和果园整地。为了保证机组的直线行驶，配有特殊的耙架，以平衡作业时耙片的侧向力。(2)第Ⅱ类圆盘耙特点是单列、两组、对称。主要用于灭茬和大田作业。这种耙组偏角调节范围大，耙幅宽，作业效率高，杂草、残茬较多时亦不易堵塞，尤适于推广少、免耕技术的地区。(3)第Ⅲ类圆盘耙特点是双列、四组、对置，又统称为“对置耙”。使用最广，销售量最大。作业时合阻力线在耙的纵向对称平面内，不存在偏牵引现象是突出的优点。主要用于大田和土壤改良。缺点是作业后中间漏耙留埂、两侧起沟、地表不平。变型Ⅲa交错对置型和Ⅲb不全对称对置耙，可克服此现象。变型Ⅲc为平沟起垄圆盘耙，耙片顺装起垄，反装平沟，这种耙的起垄平沟所需的牵引力小，土壤移动范围大，作业效果好。5(4)第Ⅳ类圆盘耙特点是双列、两组、不对称。作业时耙的中心线可偏离拖拉机中心线一定距离，故称“偏置耙”。偏置耙首先是在果园中得到使用，这是因为偏置耙作业时的偏置量可使耙在树冠下作业，而使拖拉机不碰撞树冠。当人们发现偏置耙具有耙地平整、不留埂、不起沟的优点时，大田作业中很快获得推广。变型Ⅳa是双列三组(或多组)前列错开式偏置耙，缩短了耙组前后列之间的纵向尺寸，结构更为紧凑，可提高机组的纵向稳定性。变型Ⅳb，c是单列开闭垄圆盘耙，主要用于大田和果园行间的整地和覆盖。这类耙与Ⅲc型的区别在于耙片的方向不能反装.图3—2耙组的配置方式3．按与拖拉机的挂结方式分可将圆盘耙分为牵引、悬挂和半悬挂三种型式。重型耙一般多是牵引式或半悬挂式，轻型耙和中型耙则三种型式都有。3.2、圆盘耙的构造及工作过程1．圆盘耙的构造圆盘耙一般由耙组、耙架、悬挂架和偏角调节机构等组成(图3—3)。对于牵引式圆盘耙，还有液压式(或机械式)运输轮、牵引架和牵引器限位机构等，有的耙上还设有配重箱。图3—3圆盘耙的结构示意图(a)牵引式(b)悬挂式1．牵引器2．牵引器限位机构3．耙架4．运输轮5．耙组6．悬挂架(1)耙组耙组是圆盘耙的主要工作部件，各种圆盘耙的结构大体相同。但各种耙的耙组数量、配置方案、单列耙组的耙片直径和数量、以及某些具体结构有6所不同。耙组由若干个固装在一根方轴上的耙片构成一个整体部件(图3—4)，耙片由间管按等距离隔开。耙组通过轴承及其支座与梁架相连接，工作时，所有耙片都随耙组整体转动。为了清除耙片上粘附的泥土，每个耙片的凹面一侧都有一个刮土板，为了保证刮土板的正常工作，刮土板与耙片之间的间隙一般可以调整，调整范围为3～8mm。图3—4耙组的构造(1：耙片2．横粱3．刮土器4．间管5．轴承)图3—6是牵引耙齿板式偏角调节机构的示意图，它由上下滑板、齿板、托架等零件组成。托架固定在牵引主梁上，上、下滑板与牵引架固定在一起，并能沿主梁移动，移动范围受齿板末端的托架限制。利用手杆可把齿板上任一缺口卡在托架上，通过一系列连杆机构使耙组绕绞结点摆动，从而得到不同的偏角。图3—7表示偏角调节过程，偏角增大则耙深相应加深；反之则耙深变浅。图3—6齿板式偏角调节机构1．托板2．上滑板3．齿板4．托架5．手杆6．牵引架7．主梁8．下滑板9．后拉杆10．前拉杆图3—7偏角调节过程示意图72．圆盘耙的工作过程同圆盘犁相比，它们的共同特点是圆盘的刃口平面与机器前进方向有一偏角。不同的是圆盘耙刃口不像圆盘犁那样有一向后倾斜的角度，而是垂直于地面。图3—9耙片的型式(a)方孔球面圆盘耙片(6)圆孔球面圆盘耙片(c)方孔球面平底圆盘耙片耙片滚动时，在耙片刃口和曲面的综合作用下，进行推土、铲土(草)，并使土壤沿耙片凹面上升和跌落，从而又起到碎土、翻土和覆盖等作用。从图中看出，在一定范围内，若偏角a增加，则BC变大，滑移作用就强，于是推土、碎土和翻土作用变强，入土性能也强(耙深变深)。反之，若偏角a变小，则推土、铲土、碎土和翻土变差，耙深变浅。4、圆盘耙的使用圆盘耙耙地时，相对于犁耕土垡方向而言，有顺耙、斜耙和横耙三种耙地方法。顺耙时，耙地方向与犁耕方向平行．工作阻力小，但碎土与平地作用差，适于轻松土壤。横耙时，耙地方向与犁耕方向垂直，碎土和平地效果好，但机具振动大，转弯多，工效低。斜耙时，耙地方向与犁耕方向约为45。，碎土和平地作用介于顺耙和横耙之问，但行走路线复杂。5.齿耙齿耙主要用于旱地犁耕后进一步松碎土壤，平整地面，为播种准备良好条件。齿耙也可用于覆盖撒播的种子、肥料以及进行苗前、苗期的耙地除草作业。齿耙通常分为钉齿耙和弹齿耙两大类。5.1、钉齿耙5.1.2．钉齿耙的类型及一般构造钉齿耙的类型很多，按其结构特点可分为固定式钉齿耙、振动式钉齿耙、可调式钉齿耙、网状钉齿耙等(图3—17)。(1)固定式钉齿耙(3—17a)由钉齿、耙架、牵引机构(或悬挂机构)等组成。固定式钉齿耙是将钉齿固定在耙架的齿杆上，其相对位置不变，耙的入土深度取决于耙的重量。按钉齿适应土质的性质和耙深大小分为轻型、中型和重型三种。8(2)可调式钉齿耙(3—17b)由钉齿、耙架、钉齿角调节机构及悬挂架(或牵引架)组成。通常在长度为1．2～1．5m的横梁上安装5～7根钉齿，用5根横梁连接成齿架组成一个框架，即耙架。每个耙组的钉齿数为25～35根，再用悬挂架(或牵引架)把2～4组耙组连接起来。在运输状态，左右耙组可以折叠，钉齿的倾角可以通过齿角操纵杆调节。图3—17钉齿耙的类型(a)固定式(b)可调式(c)网状式图3—18钉齿的类型(3)网状钉齿耙(3～17c)其特点是耙架为柔性，像网状一样适应不平地形，以增强平土性能并保证耙深一致。9图3—19钉齿的排列5.1.2钉齿钉齿是钉齿耙的工作部件，钉齿有菱形、方形、圆形、刀形等多种形式(图3—18)。其中菱形断面的钉齿应用最广，其最窄的刃边穿过土壤向前移动，钉齿的尖端锋利。钉齿磨损磨钝后，可把钉齿转半周，重新使用。圆形断面钉齿的松土和碎土能力较差，多用于轻型钉齿耙上。箭形钉齿的横向破土性能好，L型刀齿是一种特殊结构形式，它的水平刀刃形成一个平面，使耕作层不生硬。钉齿在耙架上的安装位置应满足齿迹不重复，齿迹间距相等，每个钉齿对土壤的作用范围不重叠，不漏耙，相邻钉齿在纵向和横向都应有适当的距离以免堵塞，各钉齿所受的土壤阻力基本一致，以使耙的工作平稳，如图3一19是钉齿常用的配置方式。钉齿耙的钉齿通常在垂直状态下使用，但有的钉齿与地面的夹角可以调节(图3—20)。钉齿前倾，能把割茬搂出地面，其入土深度变大；钉齿后倾能把割茬压入地面的作用加强，入土深度变浅，并有把下层土壤压实的倾向。图3—20钉齿的作用角5.2、弹齿耙弹齿耙一般由弹齿、耙架、滑板、耙齿升降机构及牵引架或悬挂架等组成，如图3—21所示。10弹齿是用经锻造或轧制成形并油淬回火的弹簧钢制成。弹齿用螺栓通过钢卡固定在2～4根横梁上，3～4根横梁与纵梁组合成一节，再把2～3节连接起来使用。弹齿耙入土深度大大深于钉齿耙。由于其弹力作用和齿的“可弯性”，弹齿耙适合于不平的或多石的地面作业，它能有效地松土．和把土块带到便于粉碎的地面上，同时也适于牧草地、果园等整地和中耕。图3—2l弹齿耙6、镇压器镇压器是用来镇压耕翻、碎土后过于松软的土壤，或者把碎土时残留的土块进一步粉碎同时进行平整。镇压器专为旱地整地用，在特别干燥的土壤上，有保持土壤水分的效果。图3—27旱地滚动耙的工作部件[(a)钢丝滚子耙(b)齿板滚动耙(c)扭板滚动耙]镇压器是通过辊子镇压土壤的表层起镇压作用。辊子的直径越小碎土效果越好，牵引力变大。辊子的镇压效果随土壤的含水率而有所不同。土壤过湿时，会过度压紧土壤，使土壤中的空气流通变坏，所以必须在适当的含水率下使用镇压器。11常用的镇压器多为牵引式，根据形状不同一般分为V型、网环形、圆筒形等。6.1．V型镇压器(图3-28)是由象算盘珠状的空心铸铁轮体，紧密的排列在轴上组成镇压辊，每组又由前后两列直径不同的镇压辊构成，通常把2～3组连接一体。V型镇压器滚动时，A点压人土中处于波谷处，B点处于压在地表的波峰处。由于A点处压力较大，故当滚轮滚动一周时，B点处会产生较大的滑移，这种滑移现象，使地表波峰处出现鱼鳞状碎土片覆盖层，在一定程度上有减少水分蒸发作用。而在波谷A点处则土壤被压实，有利于下层毛细管水的上升。6.2．网环状镇压器(图3—29)网环状镇压器的构造与V型镇压器相似，但工作部件(网环)的外缘为网形，而且直径也较V型环大，重量也重，故以压实下层土壤为主，并能保持表土疏松，使土壤有较好的保墒性能，因此它又名心土镇压器。图3-28V型镇压器6.3．光面辊镇压器(图3—30)光面辊镇压器是由钢板或铸铁制成表面光滑的圆柱形滚筒，内部装填砂、碎石及泥土等方法构成。光面辊因作用面光滑，使土壤表面的风势强，保持土壤水分的能力差，破碎力也不足，主要用于表土的镇压。12图3-29网环形镇压器图3-30光面辊镇压器6.4管状镇压器(图3—31)管状辊镇压器是把管子或型钢作成圆筒形，平行排列起来，在一根轴上连接许多个，这种镇压器重量