山东理工大学轻工与农业工程学院

2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院第二章耕地机械耕地机械主要有：铧式犁、圆盘犁、全方位深耕机等。铧式犁圆盘犁2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院对耕作机械的农业技术要求:良好的翻土和覆盖性能良好的碎土性能耕深应均匀一致避免重耕、漏耕满足畦作要求第二章耕地机械2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院第一节铧式犁的构造与原理一、铧式犁的种类及特点二、铧式犁的主要部件三、铧式犁的翻垡原理四、铧式犁的挂结与结构五、特种犁2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院一、铧式犁的种类及特点分类：按动力畜力犁机力犁按与拖拉机的挂接形式牵引犁悬挂犁半悬挂犁按重量轻型犁重型犁按用途旱田犁果园犁水田犁灌木—沼泽地犁2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院组成：牵引杆、犁架、犁体、机械或液压升降机构、调节机构、行走轮、安全装置等部件组成。特点：与拖拉机单点挂接，拖拉机只对犁有牵引作用，重量由本身的轮子承受。牵引犁2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院特点：通过悬挂架与拖拉机的三点悬挂机械连接，由拖拉机的液压机构控制升降，运输时，全部重量由拖拉机承受；机构紧凑、重量轻、机动性好。悬挂犁2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院组成：犁体、圆犁刀、犁架、悬挂装置和限深轮等组成。如图２－５所示：2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院组成：犁架、悬挂架、犁体、地轮、尾轮等组成。半悬挂犁特点：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。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院二、铧式犁的主要部件1.犁体组成：犁铧、犁壁、犁侧板、犁柱、犁托、滑草板、延长板等。功用：切土破碎翻转土壤，从而达到覆盖杂草残茬和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。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院（1）犁铧作用：入土、切土常见形式：凿形铧、梯形铧、三角形犁铧；2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院不同犁铧的特点形式特点凿形犁铧分为铧尖、铧翼、铧刃、铧面等部分。铧尖呈凿形，向下延伸5-10mm，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。凿形铧入土容易，工作稳定，可用于较黏重土壤。梯形犁铧铧刃为一直线，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。三角形犁铧一般呈等腰三角形，有两个对称的铧刀，主要用在蓄力犁上，缺点：耕后沟底面成波浪状、沟底不平。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院犁铧材料：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，如65Mn钢或65SiMn稀土钢，刃口部分必须经过热处理。（2）犁壁作用：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、栅条式工作原理：犁壁和犁铧前缘构成犁胫，使切出侧面犁沟墙的处置切土刃；胫刃线呈曲线或外凸曲线（利于积压），犁壁的不同形状可达到滚、翻、碎、窜等不同的翻土效果。工艺及材料：冲压工艺，常用65Mn钢或低碳钢经渗氮处理。为便于更换，常用组合式犁壁。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院（3）犁侧板位于犁铧后上方，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，受力较大，易磨损，用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平间隙和垂直间隙来保证。材料及工艺：犁侧板要求耐磨、强度高，一般采用锰钢或45钢经热处理而成。犁踵也可用白口铸铁制造。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院（4）犁托犁托为一联结件，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。（5）犁柱用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，重量较轻、强度较好，安装简便。2.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，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。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院3.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；圆犁刀切土阻力小，不易挂草或堵塞，应用较广。4.犁架用来直接或间接的安装犁其它零部件，强度大；常用空心矩形管焊接而成。5.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。（1）摩擦销式安全装置（2）单体式犁体安全装置。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院三、铧式犁犁体工作过程和土垡宽深比的翻垡原理1.三面楔原理: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两面楔，如图2-17d，楔角为β，楔刃与前进方向偏一斜角θ，形成三面楔，同时起到起土、侧向推土和翻土作用。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院从工作过程来看，可以认为α为载荷角，γ为切土角，θ为犁铧安装角，由于tan,tanOCOBOAOC所以tantantan因此tansinsintan,tan,sinOBOBODOAODOA将三面楔ABC放入坐标系Oxyz中，平面BDO垂直于楔刃AC，由图可知三个楔角的关系2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院2.翻筏原理:（1）滚垡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。如图2-18所示，可分为三个阶段：（a）切土：铧刃于胫刃分别沿水平面和垂直面切出土垡的地面和左侧面，其耕宽为b,耕深为a。（b）抬垡：被切出的土垡ABCD在铧面和犁胸的作用下，左边被抬升，绕右下角D点回转。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院（c）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点C’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k=b/a有关。如图2-19所示，土垡被翻转后的重心应落在支撑点的右方才得到稳定（图2-19a），如果落在左边，则土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。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院移项整理，并令akb则有4210kk解此方程得1.27karcsin(/)52ab22abbab图2-19b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a/b或δ，从图2-19b中可以看出△DA’D’与△BCD为相似形，故有22abbab图2-19b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a/b或δ，从图2-19b中可以看出△DA’D’与△BCD为相似形，故有2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院(2)窜垡：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，其过程也可以分为三个阶段（图2-20）（a）切土：与滚垡过程相同。（b）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翻转。（c）扣垡：由于土垡在悬空状态下被翻转，在重力作用下，土垡沿背面不断撕裂成断条落下，扣翻在前一行程的土垡。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院四、铧式犁的挂结与结构1.铧式犁的挂结原则（1）牵引犁：挂结原则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。(2)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：（a）正牵引（b）斜牵引（c）偏牵引（d）偏斜牵引2.铧式犁的调整（1）耕深调整（2）耕宽调整（3）偏牵引调整（4）纵向水平调整（5）横向水平调整3.犁耕作业方法（1）内翻法（闭垄法）（2）外翻法（开垄法）（3）套垄法2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院五、特种犁2.圆盘犁利用球面圆盘进行翻土碎土的耕地机具，前进阻力小，不易缠草，圆盘刃口长，耐磨性好；但重量大，耕深稳定性和覆盖性较差，造价高。1.高速犁与大功率拖拉机配套使用，耕速能超过7km/h。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院3.耕耙犁按碎土器的配置方式不同，可分为分组立式，分组卧式和整组卧式。犁体翼部短，在犁体侧上方加旋转碎土装置，在土筏未落地之前，被旋耕刀打碎。具有耕得深、盖的严、碎得透、效率高的优点（如图2-27）。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院4.翻转犁可实现双向翻土，也称双向犁，国内目前使用较多的是在犁架上下装两组不同方向的犁体，通过翻转机构在往返行程中分别使用，达到相同一侧翻土的目的。这种犁在国内主要用在中型拖拉机上，犁体数为2到4对。主要优点：耕后地表平整，没有沟壑；在斜坡耕作时，沿等高线向下翻土，还可以减少坡度。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院5.调幅犁调幅犁能改变犁体组本身的总幅宽，以适应土壤条件及耕作要求改变时对拖拉机牵引力要求的变化；具有提高拖拉机的工作效率降低油耗的优点。2019/8/11山东理工大学轻工与农业工程学院调幅犁的基本原理如图2-29所示：通过调节机构改变犁的主梁与前进方向的夹角α就能改变犁间的重叠量。α减小，重叠量增加，耕宽减少；α增大，重叠量减少，耕宽增加；当主梁夹角α变化时，安装在主梁上的犁体与主梁夹角也作相应的同步变化，以保持犁的设计工作状态。