農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)課件

第一章耕地機(jī)械引言第一節(jié)鏵式犁的基本構(gòu)造和類型第二節(jié)犁體曲面的工作原理第三節(jié)犁體曲面的形成原理第四節(jié)犁體外載及犁耕牽引阻力第五節(jié)懸掛犁懸掛參數(shù)的選擇引言

耕地是大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本也是最重要的工作環(huán)節(jié)之一。其目的就是在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作栽培制度中通過(guò)深耕和翻扣土壤，把作物殘茬、病蟲害以及遭到破壞的表土層深翻，而使得到長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)的低層土壤翻到地表，以利於消滅雜草和病蟲害，改善作物的生長(zhǎng)環(huán)境。

目前所使用的耕地機(jī)械，由於其作業(yè)的工作原理不同類型主要分為三大類：鏵式犁圓盤犁鑿形犁

鏵式犁應(yīng)用歷史最長(zhǎng)，技術(shù)最為成熟，作業(yè)範(fàn)圍最廣，鏵式犁是通過(guò)犁體曲面對(duì)土壤的切削、碎土和翻扣實(shí)現(xiàn)耕地作業(yè)的。視頻

圓盤犁是以球面圓盤作為工作部件的耕作機(jī)械，它依靠其重量強(qiáng)制入土，入土性能比鏵式犁差，土壤摩擦力小，切斷雜草能力強(qiáng)，可適用於開荒、粘重土壤作業(yè)，但翻垡及覆蓋能力較弱，價(jià)格較高。視頻鑿形犁，又稱深松犁。工作部件為一鑿齒形深松鏟，安裝在機(jī)架後橫樑上，鑿形齒在土壤中利用擠壓力破碎土壤，深松犁低層，沒有翻垡能力。

根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不同要求、自然條件變化、動(dòng)力配備情況等，鏵式犁在形式上又派生出一些具有現(xiàn)代特徵的新型犁：雙向犁、柵條犁、調(diào)幅犁、滾子犁、高速犁等。

視頻

圓盤犁和鑿形犁在歐洲國(guó)家應(yīng)用較多，在中國(guó)雖有應(yīng)用，但量較少，本章重點(diǎn)介紹鏵式犁的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計(jì)方法和理論分析等。本章除課堂教學(xué)外，尚有二個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)——類型和結(jié)構(gòu)；懸掛犁的調(diào)整。一個(gè)課程設(shè)計(jì)——犁體曲面測(cè)繪。第一節(jié)鏵式犁的基本構(gòu)造和類型一、鏵式犁的基本組成二、鏵式犁的基本類型三、鏵式犁的型號(hào)表達(dá)四、主犁體的結(jié)構(gòu)及功用第一節(jié)鏵式犁的基本構(gòu)造和類型一、鏵式犁的類型牽引式——運(yùn)輸狀態(tài)下，機(jī)具的重量全部由機(jī)具本身來(lái)承擔(dān)。懸掛式——運(yùn)輸狀態(tài)下，機(jī)具的重量全部由拖拉機(jī)來(lái)承擔(dān)。半懸掛犁——運(yùn)輸狀態(tài)下，機(jī)具的重量前部分由拖拉機(jī)承擔(dān)，後半部分由機(jī)具承擔(dān)。鏵式犁的工作特點(diǎn)鏵式犁的類型與特點(diǎn)—視頻二、鏵式犁的基本構(gòu)成機(jī)架牽引懸掛裝置主犁體行走限深裝置組成：犁架、主犁體、耕深調(diào)節(jié)裝置、支撐行走裝置、牽引懸掛裝置等。主犁體為鏵式犁的核心工作部件。三、鏵式犁的型號(hào)表達(dá)方式部頒農(nóng)機(jī)序列標(biāo)準(zhǔn)：

1—耕整機(jī)械

2—種植施肥機(jī)械

3—田間管理和植保機(jī)械

4—收穫機(jī)械

5—種子加工機(jī)械

6—農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械

7—裝卸運(yùn)輸機(jī)械

8—排灌機(jī)械

9—畜牧機(jī)械舉例說(shuō)明：機(jī)具類別名稱分類號(hào)組別號(hào)耕整機(jī)械1L-犁,B-耙，G-懸耕機(jī)，K-開溝機(jī)，Z-築埂機(jī)，P-平地機(jī)種植施肥機(jī)械2B-播種機(jī)，Z-栽植機(jī)，F(xiàn)-施肥機(jī)田間管理和植保機(jī)械3Z-中耕機(jī)，W-噴霧機(jī)，F(xiàn)-噴粉機(jī)，M-彌霧機(jī)，Y-噴煙機(jī)收穫機(jī)械4G-收割機(jī)，S-割曬機(jī)，L-穀物聯(lián)合收穫機(jī)，Y-玉米收穫機(jī)，M-棉花收穫機(jī)，H-花生收穫機(jī)1

L

——

3

20單鏵犁設(shè)計(jì)耕寬（cm）鏵式犁犁鏵數(shù)量組別號(hào)分類號(hào)

目前，國(guó)內(nèi)耕作機(jī)械中鏵式犁一般單犁體耕寬b=20-30cm，a=18-25cm，最大耕寬為40cm，最大耕深為50cm。

四、主犁體的結(jié)構(gòu)及用途

主犁體的構(gòu)成及作用主犁體各部分的功用：犁鏵——切開土垡、引導(dǎo)土垡上升至犁壁。犁壁——破碎和翻扣土垡。犁側(cè)板——平衡側(cè)向力。犁柱——聯(lián)結(jié)犁架與犁體曲面。犁托——聯(lián)結(jié)犁體曲面與犁柱。犁踵——耐磨件，防止犁側(cè)板尾部磨損，可更換。

思考題1、鏵式犁的基本構(gòu)造和類型？2、主犁體的結(jié)構(gòu)及各部件的功用？第二節(jié)犁體曲面的工作原理

一、犁體曲面的類型二、犁體曲面的的工作原理第二節(jié)犁體曲面的工作原理

一、曲面類型

前面我們已經(jīng)介紹過(guò)，犁鏵與犁壁共同組成了犁體曲面，由於曲面的參數(shù)不同、性能不同，曲面可分為：翻土型、碎土型和通用型（教材稱：螺旋型、熟地型、半螺旋型）。

翻土型——犁鏵起土角較小，犁胸部平緩，易於引導(dǎo)土垡上升，但翼部扭曲較為明顯，目的在於將上升至曲面頂部的土垡實(shí)現(xiàn)翻扣。這種形式的曲面，土垡的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條螺旋線，故又稱螺旋犁。他主要用於開荒、深翻、消滅雜草和病蟲害。碎土型——犁胸部較陡，翼部幾乎為直立狀，土垡沿曲面上升過(guò)程中表現(xiàn)為上壓下擠，從而使土垡破碎。一般用於土壤狀況較好、雜草較少且以松土為主的耕地作業(yè)，故又稱熟地型犁。通用型——形狀和性能基本界於翻土型和碎土型之間，故又稱半螺旋型，目前包括山東在內(nèi)的華東、華中地區(qū)應(yīng)用較多。

二、犁體曲面的工作原理犁體曲面由鏵刃線、脛刃線、接縫線、頂邊線和翼邊線組成。鏵刃線在水平面開出溝底，脛刃線在沿前進(jìn)方向上鉛垂面內(nèi)開出溝牆，形成一耕寬為b，耕深為a的矩形斷面土垡條。很顯然，犁體曲面的功能就是起土、碎土和翻土。理想土垡的翻轉(zhuǎn)過(guò)程：

ba

因?yàn)橥鳞以诜D(zhuǎn)過(guò)程中是要變形的，為了研究的方便，我們作了如下假設(shè)：

1、土垡塊在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中始終保持矩形斷面；

2、始終有一個(gè)棱角與溝底相接觸，既只有滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)?！硐胪鳞业姆D(zhuǎn)

ab

土垡翻轉(zhuǎn)的目的是為了徹底的翻扣地表雜草和病蟲害，實(shí)現(xiàn)土垡的穩(wěn)定鋪放既徹底翻扣（不要出現(xiàn)回垡現(xiàn)象）是犁體曲面工作和設(shè)計(jì)時(shí)的關(guān)鍵所在。是否回垡主要取決於曲面的形狀，或者說(shuō)是取決於曲面的設(shè)計(jì)參數(shù)。

我們觀察這樣一種現(xiàn)象：設(shè)土垡斷面深度為a，寬度為b1、b2、b3，在翻轉(zhuǎn)到某個(gè)時(shí)刻為土垡的臨界狀態(tài)。

回垡臨界穩(wěn)定鋪放ab1ab2ab3

當(dāng)土垡翻轉(zhuǎn)至最終位置時(shí)，如果支撐點(diǎn)在右側(cè)，則可保證為穩(wěn)定鋪放，在正上方則為臨界狀態(tài)（不穩(wěn)定狀態(tài)），在左側(cè)可產(chǎn)生回垡現(xiàn)象。很顯然，在耕深不變的情況下，耕寬的改變可對(duì)土垡的穩(wěn)定鋪放產(chǎn)生重要的影響。通過(guò)正確的確定土垡的尺寸，決定犁體曲面的大小和形狀，以保證土垡的穩(wěn)定鋪放。

我們以臨界狀態(tài)為研究對(duì)象，確定土垡翻轉(zhuǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生回垡的基本條件，為犁體曲面的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。baABCDEb∵△ABC∽△ADE故有對(duì)應(yīng)邊成比例，並設(shè)b/a=k，則導(dǎo)出：

AB/AC=AE/DEAC=b，AE=b，ED=ak4-k2-1=0

k≈1.27

我們稱b/a=k為理想土垡的寬深比。實(shí)際上土壤是不均質(zhì)的，土垡在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中是要變形的，有的變形很嚴(yán)重，含水率高的粘重土壤變形較小，k≥1、27，對(duì)沙質(zhì)土，土壤很難成形，犁體通過(guò)後立刻堆積，k≤1、27，一般k=1。思考題1、犁體曲面的主要類型？2、理想土垡翻轉(zhuǎn)的假設(shè)條件？3、土垡寬深比的概念？它對(duì)工作品質(zhì)有何影響？第三節(jié)犁體曲面的形成原理及設(shè)計(jì)方法

一、犁體曲面的形成原理二、犁體曲面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)第三節(jié)犁體曲面的形成原理及設(shè)計(jì)方法一、曲面的形成原理犁體曲面的形狀對(duì)加工土壤的品質(zhì)有至關(guān)重要的影響，目前曲面的形狀是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間積累、不斷修改、不斷完善的，是一個(gè)空間任意曲面，不可能用數(shù)學(xué)的方法來(lái)真實(shí)的描述，只能是用近似的方法，用做圖原理來(lái)形成犁體曲面。

可近似的認(rèn)為：

犁體曲面的形成原理是由動(dòng)線在空間按照一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)而成。

目前在設(shè)計(jì)犁體曲面時(shí)所用的方法有三種：水準(zhǔn)直元線法、傾斜直元線法、翻土曲線法。其中，水準(zhǔn)直元線法技術(shù)最為成熟，應(yīng)用最廣。

水準(zhǔn)直元線法的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：

WHNθ導(dǎo)曲線水準(zhǔn)元線Θ=f（z）

N⊥HXZY

動(dòng)線為水準(zhǔn)直元線，始終平行於水平面，在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終與鉛垂面N內(nèi)導(dǎo)曲線相靠貼，且與溝底的水準(zhǔn)夾角θ是隨著元線的高度變化的，其元線角的變化規(guī)律為θ=f（z）

在水準(zhǔn)直元線形成曲面的過(guò)程中，有三個(gè)因素控制了動(dòng)線在空間的姿態(tài)，從而決定了曲面的形狀——始終平行於水平面的水準(zhǔn)直元線，導(dǎo)曲線、元線角的變化規(guī)律θ=f（z）。

水準(zhǔn)直元線形成犁體曲面的三大要素——水準(zhǔn)直元線導(dǎo)曲線元線角的變化規(guī)律θ=f（z）

需要特別指出的是，導(dǎo)曲線所在的位置對(duì)犁體曲面的性能有較大的影響，當(dāng)導(dǎo)曲線在鏵尾處時(shí)，所形成的犁體曲面為翻土型的，在距鏵尖2/3處時(shí)為碎土型，界於二者之間的為通用型。我們將在犁體曲面測(cè)繪課程設(shè)計(jì)時(shí)聯(lián)合講解具體的設(shè)計(jì)方法和測(cè)繪方法。二、犁體曲面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、主視圖的繪製2、俯視圖及其它視圖的繪製思考題1、犁體曲面形成的基本原理？2、水準(zhǔn)直元線形成犁體曲面的三大要素？3、導(dǎo)曲線的位置對(duì)曲面工作性質(zhì)的影響？第四節(jié)犁體外載及犁耕牽引阻力

一、犁體外載特性二、犁耕牽引阻力及高略契金有理公式三、犁耕土壤比阻的概念四、影響牽引阻力的因素和減少阻力的措施五、犁耕機(jī)組的配套計(jì)算第四節(jié)犁體外載及犁耕牽引阻力

一、外載特性——受力特徵由於犁體曲面是一個(gè)既不規(guī)則又不對(duì)稱的空間任意曲面，犁耕過(guò)程中，土壤對(duì)曲面的作用力成為一空間任意力系，在一般情況下，他們不可能簡(jiǎn)化成為一個(gè)合力。這樣一個(gè)外載測(cè)量是十分困難的，只能用近似的方法來(lái)解決，目前，國(guó)內(nèi)最常用的方法是六分力法。

原理：利用物體在空間受外力作用時(shí)，他將有六個(gè)自由度的結(jié)論，如果將這六個(gè)自由度全部給以約束，則該物體將處?kù)鹅o止?fàn)顟B(tài)，這說(shuō)明六個(gè)約束力與可使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的外力是等價(jià)的，若能測(cè)得這六個(gè)約束力，我們就可獲得物體所受到的外力。

例如：一個(gè)空間物體受到重力作用時(shí)他將下落，這個(gè)外力的大小我們不得而之，但如果給該物體一個(gè)約束力使該物體處?kù)断鄬?duì)靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)量這個(gè)約束力的大小，我們就可獲得外力的大小，如圖所示：P為約束力。

MmgPPR採(cǎi)取同樣的方法，將犁體和犁架置於測(cè)量空間，由於土壤空間力系的作用，機(jī)組可能產(chǎn)生上下前後左右的運(yùn)動(dòng)，如果在可能運(yùn)動(dòng)的方向上施加等價(jià)約束，那麼機(jī)架將處?kù)断鄬?duì)靜止的狀態(tài)，測(cè)量這些約束力，即可獲得犁體所受到的外力?！罾珞w外載根據(jù)不同的測(cè)量方法或分析的要求不同，所表達(dá)的方法也不同，主要有三種方法：1、六分力法：將X、Y、Z三個(gè)方向的力向鏵尖簡(jiǎn)化，可得主向量的3個(gè)分量Rx、Ry、Rz和主矩的3個(gè)分量Mx、My、Mz。

☆犁體外載根據(jù)不同的測(cè)量方法或分析的要求不同，所表達(dá)的方法也不同，主要有三種方法：2、座標(biāo)平面法：將測(cè)得的外力分別向三個(gè)座標(biāo)平面投影（簡(jiǎn)化）得3個(gè)平面力系：Rxy、Rxz、Ryz。

☆犁體外載根據(jù)不同的測(cè)量方法或分析的要求不同，所表達(dá)的方法也不同，主要有三種方法：3、力螺旋法：將測(cè)得的所有外力向犁體曲面某一點(diǎn)簡(jiǎn)化，將3個(gè)分力和3個(gè)分力矩合成一個(gè)主矢力R和一個(gè)主力矩M。，Rx可作為決定牽引力大小的重要依據(jù)。二、犁耕牽引阻力

研究力的特性及大小的目的有2個(gè)，一是給機(jī)組設(shè)計(jì)提供依據(jù)，二是為使用提供依據(jù)。例如Rx就可作為犁耕牽引阻力。

☆犁耕牽引阻力——耕作時(shí)，作用在犁上的總阻力的縱向水準(zhǔn)分力，該力與拖拉機(jī)前進(jìn)方向相反，可由拖拉機(jī)的牽引力來(lái)平衡。

農(nóng)機(jī)機(jī)組在工作時(shí)，作用於工作部件上的土壤阻力的縱向水準(zhǔn)分力與拖拉機(jī)的動(dòng)力中心線共線，且牽引阻力與拖拉機(jī)牽引力大小相等，方向相反。RxyRyRxRxyP

由於到目前為止，我們對(duì)土壤的物理機(jī)械性質(zhì)瞭解不夠，無(wú)法得到犁耕牽引阻力的數(shù)學(xué)力學(xué)模型，只能用測(cè)量結(jié)果處理後的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)描述。目前，最經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)運(yùn)算式是：

高略契金有理公式Rx=fG+koab+εabv2

（kg）

動(dòng)態(tài)阻力項(xiàng)靜態(tài)阻力項(xiàng)綜合摩擦項(xiàng)Rx=fG+koab+εabv2式中：f—綜合摩擦係數(shù)，0、3—0、5G—犁體重量（公斤）

fG—摩擦項(xiàng)

Koab—靜態(tài)阻力項(xiàng)

Ko—靜態(tài)阻力係數(shù)，一般為0、2—0、7a—單犁體耕深（cm）

b—單犁體耕寬（cm）

εabv2—?jiǎng)討B(tài)阻力項(xiàng)

ε—?jiǎng)討B(tài)阻力係數(shù)，250—400v—機(jī)組速度（m/s）該公式經(jīng)常用作理論分析，實(shí)用價(jià)值不大，一般犁耕土壤比阻法來(lái)表示犁耕牽引阻力的大小。

三、犁耕土壤比阻——單位耕作橫斷面上的縱向水準(zhǔn)分力。（kg/cm2，或N/cm2）。baRxK=Rx/a.b.nRx——土壤阻力kga——單犁體耕深cmb——單犁體耕寬cmn——犁鏵數(shù)量四、影響牽引阻力的因素和減少阻力的措施1、影響牽引阻力的因素：犁體曲面形狀、表面光滑程度、鏵刃鋒銳程度、耕深、耕寬、前進(jìn)速度、土壤狀況等。2、減少阻力的措施：

⑴降低無(wú)效阻力：減輕犁的重量，增強(qiáng)曲面光滑程度，提高鏵刃的鋒銳程度（自磨刃）等。軟質(zhì)材料硬質(zhì)材料仿生學(xué)應(yīng)用——脫土減阻pronotumlabrum臭蜣螂（雄）表面形態(tài)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)達(dá)烏爾黃鼠毛(e)穿山甲鱗片bcdecorrugateddimpledscalyscaly根據(jù)蜣螂體表特性設(shè)計(jì)的仿生犁Convexdomea⑵設(shè)計(jì)合理的犁體曲面：犁翼後撇，可減少土垡運(yùn)動(dòng)的側(cè)向速度vy，避免側(cè)向過(guò)分拋扔土垡，減少拋扔的能量消耗，vy≤1m/s；

VVyVx普通犁高速犁⑶改變犁體曲面的結(jié)構(gòu)形式：柵條犁、滾子犁、氣（水）隔犁、電極犁、自激振盪犁等；

滾子犁土垡的運(yùn)動(dòng)由滑動(dòng)摩擦改為滾動(dòng)摩擦水隔犁（氣隔犁）噴液體或氣體電極犁自激振盪犁振動(dòng)子

通過(guò)高頻振盪，減少犁體曲面與土壤的接觸時(shí)間，從而達(dá)到降低摩擦阻力的目的，這種方式在農(nóng)村所使用的畜力犁上由人工操作，非常普遍。⑷正確的掛結(jié)和調(diào)整。

五、犁耕機(jī)組的配套計(jì)算配套計(jì)算是指動(dòng)力與機(jī)具之間的合理利用，為設(shè)計(jì)犁耕機(jī)組和正確地使用機(jī)組提供理論依據(jù)。依據(jù)可能與需要等價(jià)的基本原則，我們來(lái)確定犁耕機(jī)組的配套計(jì)算公式。設(shè)：a、b——單犁體耕深和耕寬（cm）；n——犁鏵個(gè)數(shù)；λ——牽引力利用係數(shù)，0.8-0.9；Pt——拖拉機(jī)額定牽引力（kg）；K——土壤犁耕比阻（kg/cm2）；一般K=0.3-0.4kg/cm2?！赡墚a(chǎn)生的牽引阻力：

Rx=kabn（kg）

※為平衡牽引阻力所必須的拖拉機(jī)牽引能力Pt（kg）

可能=需要?jiǎng)t有：λPt=kabn[n]=λPt/kab注意：取整時(shí)只能舍不能入！參考資料拖拉機(jī)型號(hào)額定牽引力Pt單位泰山—12/15/18300/350/400kg泰山—25/30A600/900kg上?！?01176kg鐵?！?51372kg東方紅—804000kg舉例：某研究所欲設(shè)計(jì)與泰山—30A輪式拖拉機(jī)相配套的鏵式犁機(jī)組，已知配套動(dòng)力為900kg，牽引力利用係數(shù)λ=0.9，農(nóng)業(yè)要求的耕深為a=20cm，設(shè)計(jì)耕寬為b=30cm，土壤比阻K=0.4kg/cm2，試確定機(jī)組的犁鏵數(shù)量n？解：∵n=λPt/kab=0.9×900/0.4×20×30=3.375 ∴[n]=3

注意：即便是n=3.99，[n]=3

思考題1、犁體外載的特性及表達(dá)方法？2、犁耕牽引阻力及高略契金有理公式？該公式主要說(shuō)明了什麼？3、犁耕土壤比阻？影響犁耕牽引阻力的因素及減少阻力的主要措施？4、犁耕機(jī)組的配套計(jì)算？5、某研究所欲設(shè)計(jì)與上海—50輪式拖拉機(jī)相配套的鏵式犁機(jī)組，已知配套動(dòng)力為1176kg，牽引力利用係數(shù)λ=0.8，農(nóng)業(yè)要求的耕深為a=20cm，設(shè)計(jì)耕寬為b=30cm，土壤比阻K=0.4kg/cm2，試確定機(jī)組的犁鏵數(shù)量n？第五節(jié)懸掛犁懸掛參數(shù)的選擇一、耕深調(diào)節(jié)與耕寬調(diào)節(jié)二、懸掛參數(shù)的選擇第五節(jié)懸掛犁懸掛參數(shù)的選擇一、耕深調(diào)節(jié)與耕寬調(diào)節(jié)1、耕深調(diào)節(jié)——是根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)的作業(yè)要求的不同及土壤狀況的變化而進(jìn)行的犁的入土深度的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的方法可依據(jù)土壤的實(shí)際狀況和拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)的形式不同有三種：位調(diào)節(jié)、力調(diào)節(jié)、高度調(diào)節(jié)。位調(diào)節(jié)——液壓懸掛裝置與農(nóng)機(jī)具為相對(duì)剛性連接，犁的升降完全由液壓系統(tǒng)來(lái)控制。力調(diào)節(jié)——液壓懸掛裝置與農(nóng)機(jī)具為相對(duì)剛性連接，犁的升降完全由液壓系統(tǒng)來(lái)控制。但力感測(cè)器可根據(jù)土壤的堅(jiān)硬程度自動(dòng)調(diào)節(jié)耕深，但需限深輪配合使用。

高度調(diào)節(jié)——液壓懸掛裝置與農(nóng)機(jī)具為鉸連接，液壓系統(tǒng)處?kù)陡?dòng)狀態(tài)（液壓油缸的進(jìn)出油閥全部打開），通過(guò)改變限深輪相對(duì)機(jī)架的高度來(lái)調(diào)節(jié)耕深。2、耕寬調(diào)節(jié)——不是調(diào)節(jié)機(jī)組的工作幅寬，而是為防止漏耕和重耕進(jìn)行的懸掛犁掛接調(diào)節(jié)。

BBB重耕BB漏耕二、懸掛參數(shù)的選擇

ABC拖拉機(jī)三點(diǎn)懸掛裝置cba農(nóng)具的三個(gè)懸掛點(diǎn)縱垂面水平面

拖拉機(jī)與懸掛犁之間多為三點(diǎn)式後懸掛，即由農(nóng)機(jī)具的2個(gè)下懸掛軸，1個(gè)上懸掛銷分別與拖拉機(jī)的2個(gè)下拉桿和1個(gè)上拉桿進(jìn)行鉸連接，在連接的過(guò)程中，三個(gè)掛接點(diǎn)在空間的位置和安裝尺寸的確定非常關(guān)鍵，此處我們稱之為懸掛參數(shù)，設(shè)計(jì)不當(dāng)、使用不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的錯(cuò)誤。不能正常工作甚至根本就不能工作，如：不能入土、入土後耕深不穩(wěn)、耕寬不穩(wěn)等。1、縱垂面內(nèi)懸掛參數(shù)的確定

縱垂面內(nèi)懸掛參數(shù)的合理選擇是決定鏵式犁能否正常入土和耕深穩(wěn)定的關(guān)鍵?？v垂面內(nèi)的懸掛參數(shù)主要是指上懸掛點(diǎn)與2個(gè)下懸掛點(diǎn)連線的垂直距離的大小。h我們觀察一下懸掛犁正常入土的情況：a——預(yù)定耕深，γ——初始入土角，γ0——最終工作隙角，S——入土行程。

入土行程——指機(jī)組的最後一個(gè)犁體從鏵尖觸地始至達(dá)到規(guī)定耕深時(shí)止所經(jīng)過(guò)的水準(zhǔn)距離。

一般說(shuō)來(lái)，入土行程越小，入土性能越好，而入土行程的大小主要取決於兩個(gè)基本條件：入土隙角和入土壓力。入土壓力我們可以增減犁的重量來(lái)控制，入土隙角則靠懸掛參數(shù)來(lái)決定，正常的入土角前傾，設(shè)為正值，γ=5-80，入土後，γ→γ0→0~1o，入土角的正負(fù)與懸掛參數(shù)的大小有關(guān)。γmg三點(diǎn)懸掛機(jī)組的懸掛參數(shù)有3種狀態(tài)：

瞬心在前方瞬心在後方瞬心在無(wú)窮遠(yuǎn)處

哪一種符合懸掛犁正常入土的條件？各有什麼特點(diǎn)？我們通過(guò)對(duì)3種情況分別進(jìn)行做機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的方式來(lái)確定懸掛參數(shù)的大小。

⑴瞬心在無(wú)窮遠(yuǎn)處a結(jié)論：入土角沒有變化，耕深不穩(wěn)定。⑵瞬心在後方：

結(jié)論：入土角為負(fù)值，不能正常入土。⑶瞬心在前方：

結(jié)論：入土角為正值，犁體能正常工作。

1、水平面內(nèi)懸掛參數(shù)的確定

b

水平面內(nèi)的懸掛參數(shù)是指拖拉機(jī)2個(gè)下拉桿與農(nóng)機(jī)具2個(gè)下懸掛點(diǎn)連接時(shí)，2個(gè)懸掛點(diǎn)在水平面內(nèi)的投影。四邊形機(jī)構(gòu)的瞬心位置對(duì)犁耕機(jī)組的工作品質(zhì)也有較大的影響。

一般說(shuō)來(lái)，水平面內(nèi)懸掛參數(shù)的選擇結(jié)果不同可使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)瞬心π2有3個(gè)位置：在機(jī)構(gòu)的前方、後方、無(wú)窮遠(yuǎn)處，對(duì)工作品質(zhì)的影響結(jié)果分別如下：

瞬心在前方瞬心在後方瞬心在無(wú)窮遠(yuǎn)處⑴瞬心在前方

FnmRx

π2

設(shè)某一時(shí)刻，土壤阻力Rxy和犁側(cè)板溝壁反力F正好使懸掛機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)處?kù)镀胶鉅顟B(tài)，則有：∑Mπ2=0，Rxy與F的合力Rx通過(guò)瞬心π2才能使機(jī)構(gòu)平衡穩(wěn)定。則有：Rxy.m－F.n=0RxyRxmnFRxyπ2+△Rxy

+△F

當(dāng)某一時(shí)刻土壤質(zhì)地發(fā)生了變化，引起了Rxy有增量（+ΔRxy或-ΔRxy）時(shí)，如+ΔRxy，則將使機(jī)構(gòu)繞瞬心π2做順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，通過(guò)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖做圖法知，犁側(cè)板尾部將壓向溝牆，從而也使F產(chǎn)生新的增量+ΔF，因此有：

同樣，當(dāng)Rxy有一負(fù)增量-ΔRxy時(shí)，在F的作用下，機(jī)構(gòu)將繞瞬心做反時(shí)針運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)將產(chǎn)生一減量（-ΔF），∑Mπ2=0。（Rxy+ΔRxy）.m-（F+ΔF）.n=0。⑵瞬心在後方

nmπ2RxyF

設(shè)某一時(shí)刻，土壤阻力Rxy和犁側(cè)板溝壁反力F正好使懸掛機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)處?kù)镀胶鉅顟B(tài)，則有：∑Mπ2=0，Rxy與F的合力Rx通過(guò)瞬心π2才能使機(jī)構(gòu)平衡穩(wěn)定。則有：Rxy.m－F.n=0nmπ2RxyF+△Rxy－△F

當(dāng)某一時(shí)刻，Rxy有一增量Δ+Rxy，其結(jié)果將迫使機(jī)構(gòu)繞瞬心做反時(shí)針運(yùn)動(dòng)，通過(guò)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖不難看出，犁側(cè)板將離開溝牆，F(xiàn)將有一負(fù)增量－ΔF，此時(shí)∑Mπ2≠0，而且將造成機(jī)構(gòu)繞瞬心做進(jìn)一步的反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，形成惡性循環(huán)，犁將處?kù)缎毙袪顟B(tài)，機(jī)構(gòu)的扭曲變形將隨時(shí)發(fā)生，無(wú)法正常工作。

⑶瞬心在無(wú)窮遠(yuǎn)處

RxyF

此時(shí)，機(jī)構(gòu)為一平行四邊形機(jī)構(gòu)，外力稍有變化即可造成機(jī)構(gòu)的左右擺動(dòng)，是一種極不穩(wěn)定的機(jī)構(gòu)。當(dāng)某一時(shí)刻Rxy有一正增量時(shí)，F(xiàn)也將有一增量，但由於機(jī)構(gòu)做平行四邊形運(yùn)動(dòng)，犁側(cè)板的土壤反力增量不大，與Rxy的增量不相適應(yīng)，

∑Mπ2≠0。

結(jié)論為了調(diào)整的方便及機(jī)構(gòu)自身平衡的需要，在縱垂面內(nèi)的四連桿機(jī)構(gòu)和在水平面內(nèi)的四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)瞬心都必須在機(jī)構(gòu)的前方。

引言

耕地後土垡間有很大的空間，土塊較大、地表不平，尚不能進(jìn)行播種作業(yè)，須進(jìn)行松碎平整作業(yè)，以達(dá)到地表平整、上松下實(shí)的農(nóng)作物栽培要求。這項(xiàng)工作一般由整地機(jī)械來(lái)完成。整地機(jī)械簡(jiǎn)介—視頻資料，點(diǎn)擊畫面

整地機(jī)械的種類很多，根據(jù)不同作業(yè)的需要有以下幾種類型：釘齒耙、圓盤耙、懸耕機(jī)、滾軋耙、鎮(zhèn)壓器等。其中，釘齒耙目前多用於蓄力作業(yè)，圓盤耙和懸耕機(jī)機(jī)械化應(yīng)用較多。

本章的重點(diǎn)是圓盤耙和懸耕機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理、理論分析和基本計(jì)算。

鎮(zhèn)壓器的作用—視頻懸掛圓盤耙牽引圓盤耙

鎮(zhèn)壓器配合聯(lián)合播種機(jī)在工作旋耕鎮(zhèn)壓聯(lián)合作業(yè)機(jī)在工作

旋耕機(jī)系列——臥式旋耕機(jī)和立式旋耕機(jī)第一節(jié)圓盤耙及其理論計(jì)算一、圓盤耙的類型和表達(dá)方式二、一般結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程三、圓盤耙片的結(jié)構(gòu)參數(shù)和基本計(jì)算四、圓盤耙的牽引阻力第一節(jié)圓盤耙及其理論計(jì)算

圓盤耙始用於40年代，是替代釘齒耙的主要機(jī)具之一，目前國(guó)內(nèi)外已廣泛採(cǎi)用，他的主要特點(diǎn)是：被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，斷草能力較強(qiáng)，具有一定的切土、碎土和翻土功能，功率消耗少，作業(yè)效率高，既可在已耕地作業(yè)又可在未耕地作業(yè)，工作適應(yīng)性較強(qiáng)。

圓盤耙的用途和類型——視頻（點(diǎn)擊畫面）一、圓盤耙的類型和表達(dá)方式1、按與動(dòng)力的連接方式分：牽引式、懸掛式和半懸掛式。

2、按耙片的直徑分：重型耙（660mm）中型耙（560mm）輕型耙（460mm）3、按耙片的外緣形狀分全緣耙缺口耙

全緣耙片易於加工製造，缺口耙片入土能力強(qiáng)，易於切斷雜草、作物殘茬等，但成本高。4、按耙組的配置方式分單列耙、雙列耙、組合耙、偏置耙、對(duì)置耙圓盤耙型號(hào)的表達(dá)方式1、型號(hào)的組成：1B字母——數(shù)字農(nóng)機(jī)序列好號(hào)

農(nóng)機(jī)具組別號(hào)

圓盤耙的特性

耙的工作幅寬（m）2、型號(hào)全稱：QX——輕型懸掛耙JX——中型懸掛耙J——

中型耙Z——

重型耙

例如：1BZQ——4.5重型牽引圓盤耙

二、一般結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程1、結(jié)構(gòu)組成：耙組、耙架、牽引架、偏角調(diào)節(jié)裝置等。2、工作過(guò)程⑴耙片在空間的位置對(duì)土壤作用的影響：

以地面為作業(yè)面，圓盤回轉(zhuǎn)平面與地面垂直為基本工作條件，則有下列幾種作用效果：

α=00時(shí)，只有滾動(dòng)沒有拖動(dòng)，能切斷雜草和土塊，但無(wú)翻土能力，且難以達(dá)到預(yù)定的耙深。Vmα=900時(shí)，耙片只有拖動(dòng)沒有滾動(dòng)，有強(qiáng)烈的翻土能力，但斷草能力幾乎為零，且很容易造成土壤堆積和堵塞現(xiàn)象。

Vm90o0＜α＜900時(shí)，既有滾動(dòng)又有拖動(dòng)，是整地過(guò)程所需要的工作狀態(tài)。⑵工作過(guò)程：耙地機(jī)組在牽引動(dòng)力的作用下，圓盤耙片受重力和土壤反力的作用邊滾動(dòng)邊切入土壤並達(dá)到預(yù)定耙深，由於耙片偏角的作用，耙組同時(shí)完成了切割土壤，切斷雜草和翻扣的工作。Vmα三、圓盤耙片的結(jié)構(gòu)參數(shù)和基本計(jì)算

1、耙片直徑：D=kamax

式中：k—經(jīng)驗(yàn)係數(shù)，4~6amax—最大設(shè)計(jì)耙深cm

2、圓盤球面半徑：R=D/2sinψ式中：ψ—扇形半角，21~2703、耙片厚度：選擇時(shí)要充分考慮直徑的大小、工作負(fù)荷等因素，一般用下式來(lái)確定圓盤厚度的大小。δ=（0.008~

0.012）D

重耙：δ=5mm中耙：δ=4mm輕耙：δ=3.5mm4、耙片軸向安裝間距b的確定

耙片間距對(duì)圓盤耙設(shè)計(jì)安裝和使用耙組、保證其正常工作是非常重要的。軸向間距的大小直接影響耙組在耕作橫斷面內(nèi)的對(duì)土壤加工和處理的程度、碎土質(zhì)量。間距太小易造成土壤堵塞，太大易產(chǎn)生漏耙。要解決好這一矛盾，耙片軸向安裝間距的合理選擇是至關(guān)重要的。

4、耙片軸向安裝間距b的確定在橫斷面內(nèi)的耙片對(duì)土壤的影響區(qū)域形狀如下：

圓盤耙片在工作時(shí)，從其橫斷面看上去為一橢圓形，由於b的存在，相鄰兩圓盤加工後的土壤橫斷面中間有一凸起高度h，當(dāng)h=a時(shí)表示有嚴(yán)重的漏耙現(xiàn)象發(fā)生，而h=0又是不可能的，所以，要求h≤a。因此，b的確定對(duì)凸起高度h的大小有直接的影響，必須找出b與h的函數(shù)關(guān)係，以便保證既不漏耙又不堵塞正確合理的耙片軸向安裝間距。

4、耙片軸向安裝間距b的確定由圖所知：b=DhtgαDh——耙片盤面在凸起高度處的耙片玄長(zhǎng)，Dh=？，其大小可通過(guò)沿耙片軸向的投影輔助圖獲得。4、耙片軸向安裝間距b的確定∵△ABC∽△ACF

∴

=hAFBCDhD∴h（D－h(huán)）=Dh2/4，

∴Dh=2√h（D－h(huán)）∴b=2√h（D－h(huán)）tgα

又∵

b=Dhtgα4、耙片軸向安裝間距b的確定∴b=2√h（D－h(huán)）tgα注意：該公式只是一定性分析式，它只是說(shuō)明了b與h函數(shù)關(guān)係，並沒有進(jìn)行量化處理，我們做如下處理：

設(shè)：hmax≤a/2，D=kamax=（4~6）amax，取平均值k=5，α=140~230，取α=200，a=180mm，D=460mm，h=a/2=180/2=90mm，則有：b=132mm。

b=132mm可以嗎？4、耙片軸向安裝間距b的確定

該值從理論上滿足了圓盤耙不產(chǎn)生漏耙的要求，按照這樣一個(gè)參數(shù)進(jìn)行耙片安裝在實(shí)踐中如何呢？通過(guò)田間試驗(yàn)表明，由不產(chǎn)生漏耙所確定的b值過(guò)小，極易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

通過(guò)田間試驗(yàn)表明，由不產(chǎn)生漏耙所確定的b值過(guò)小，極易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。在同樣結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下，不產(chǎn)生泥土和雜草堵塞的經(jīng)驗(yàn)b值為：

b≥（1.5~2）a

b≥（1.5~2）a

如果該經(jīng)驗(yàn)公式與前面我們已經(jīng)求得的不產(chǎn)生漏耙現(xiàn)象的耙片最大軸項(xiàng)安裝間距：b=2√h（D－h(huán)）tgα等價(jià)的話，這是我們最希望出現(xiàn)的結(jié)果，這使得理論與實(shí)踐獲得了統(tǒng)一。事實(shí)並非如此，將已知量a=180mm經(jīng)驗(yàn)公式，取係數(shù)為1.5得：b≥1.5×180≥270mm。

驗(yàn)證結(jié)果表明，不產(chǎn)生漏耙的條件與不產(chǎn)生堵塞的條件不能同時(shí)滿足，既出現(xiàn)了二種結(jié)果：

b≤2tgα

不漏耙

ab≥（1.5~2）a

不堵塞這是農(nóng)機(jī)具設(shè)計(jì)和使用中常出現(xiàn)的矛盾！問題：1、如何解決這一矛盾？2、用取中間值的辦法？措施：1、首先以不產(chǎn)生堵塞的條件b≥（1.5~2）a確定圓盤耙片的軸向安裝間距，保證耙組能入土工作。2、然後採(cǎi)取配置相互交錯(cuò)排列的前後2列耙組，前耙組產(chǎn)生的漏耙由後列耙組進(jìn)行處理，保證整臺(tái)機(jī)組既不漏耙又不堵塞。

結(jié)論：通常在生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程中所應(yīng)用的圓盤耙均為雙列耙。

措施：四、圓盤耙的牽引阻力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—總工作幅寬（cm）注意：請(qǐng)自學(xué)圓盤耙的受力與機(jī)組平衡P55~58。

思考題1、圓盤耙的類型和表達(dá)方式？2、圓盤耙的一般構(gòu)成？3、耙片軸向安裝間距二個(gè)條件及應(yīng)用？第二節(jié)旋耕機(jī)及其理論分析

一、基本構(gòu)成二、主要類型三、作業(yè)特點(diǎn)四、工作原理五、旋耕機(jī)刀片的運(yùn)動(dòng)分析六、旋耕機(jī)作業(yè)品質(zhì)控制七、旋耕機(jī)的功率消耗第二節(jié)旋耕機(jī)及其理論分析

旋耕機(jī)應(yīng)用的歷史較短，用途不一，有些國(guó)家和地區(qū)作為耕地機(jī)械使用，有的用作整地機(jī)械，山東省及周邊地區(qū)大多用於耕後松碎土壤和整平地表。在我國(guó)應(yīng)用量逐年增加，尤其是北方乾旱地區(qū)。旋耕機(jī)——他是一種工作部件主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以銑切原理加工土壤的耕耘機(jī)械。一、基本構(gòu)成：機(jī)架、傳動(dòng)裝置、刀輥、擋土罩、平地拖板等。

二、工作過(guò)程：旋耕機(jī)刀片在動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下一邊旋轉(zhuǎn)，一邊隨機(jī)組直線前進(jìn)，在旋轉(zhuǎn)中切入土壤，並將切下的土塊向後拋擲，與擋土板撞擊後進(jìn)一步破碎並落向地表，然後被拖板拖平。三、作業(yè)特點(diǎn)碎土能力強(qiáng)、平整度高、對(duì)土壤的適應(yīng)性好、縱向尺寸短、耕深小、功耗大、幅寬小、效率低。

四、主要類型

1、按與動(dòng)力連接方式分：牽引式、懸掛式、直連式。2、按刀軸安置方向分：橫軸式、立軸式、斜軸式。

3、按動(dòng)力傳遞路線分：側(cè)邊傳動(dòng)、中間傳動(dòng)。

側(cè)邊傳動(dòng)中間傳動(dòng)五、旋耕機(jī)刀片的運(yùn)動(dòng)分析

旋耕機(jī)工作時(shí)，刀片一邊繞軸正向旋轉(zhuǎn)，一邊隨機(jī)組作直線運(yùn)動(dòng)，因此，刀片的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡是一條由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)合成的數(shù)學(xué)擺線，但是，由於二者之間的數(shù)值組合不同，其合成後的擺線形狀存在較大的差異，並且對(duì)旋耕機(jī)最終的工作結(jié)果產(chǎn)生不同的影響，我們研究並分析旋耕機(jī)刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡的目的就在於確定適用於旋耕機(jī)正常工作的條件及其量化指標(biāo)。1、刀片的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡（定性分析）設(shè)：R—旋耕機(jī)刀片端點(diǎn)的最大回轉(zhuǎn)半徑

Vm—機(jī)組前進(jìn)速度

ω—刀片回轉(zhuǎn)角速度

t—時(shí)間函數(shù)則有：Vd—刀片端點(diǎn)的切向速度，Vd=Rω，令速比為：λ=Vd/Vm

。

我們通過(guò)作圖的方式確定刀片的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡

xy2RωVmtωtVmomo/hMVmtxy2RωωtVmomo/hMX=Rcosωt＋Vmty=Rsinωt

M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程：不同速比λ對(duì)旋耕機(jī)工作品質(zhì)的影響已知：λ=Vd/Vm，由於速比λ的不同，其運(yùn)動(dòng)軌跡形狀也不同，有三種情況：

λ＜1λ＞1λ＝1

我們考察一下這3種情況分別對(duì)旋耕機(jī)正常工作有那些影響，從而定性地決定旋耕機(jī)正常工作的基本條件。

根據(jù)旋耕機(jī)工作的特點(diǎn)我們瞭解到，旋耕機(jī)刀片先是切土，然後向後拋土，這一基本動(dòng)作就需要旋耕機(jī)刀片從入土開始到拋土結(jié)束並抬離地面，其絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡上的任意一點(diǎn)的絕對(duì)速度的水準(zhǔn)分速Vx指向後方，既Vx＜0，3種速比下的刀片絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡是否都能滿足上述要求呢？我們做一下對(duì)比分析：λ＜1，短擺線VmVVx結(jié)論：Vx＞0,不能向後拋土VxV=VxVMNλ＝1，滾擺線Vx＞0，不能用

VmVmΛ＞1，餘擺線在MN線下，Vx＞0，滿足

通過(guò)做圖分析發(fā)現(xiàn)，只有λ＞1餘擺線時(shí)刀片才能滿足向後拋土的條件，並且只是軌跡最大玄長(zhǎng)以下部分才能滿足，設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí)要特別注意，刀片的工作深度不能超過(guò)這個(gè)範(fàn)圍。影響最大玄長(zhǎng)高度的因素主要是刀片的尺寸、機(jī)組的前進(jìn)速度和刀片的回轉(zhuǎn)速度，既λ值。

在結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下，λ值越大，軌跡最大玄長(zhǎng)的值越大，其位置就越靠上，當(dāng)λ=∞時(shí)，刀片端點(diǎn)的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為一數(shù)學(xué)圓，最大玄長(zhǎng)在橫軸處，耕深可達(dá)最大值，但這是不可能的，因?yàn)榇藭r(shí)機(jī)組不在前進(jìn)。而是原地扒窩。因此，λ＞1是旋耕機(jī)正常工作的定性條件。

RVm=0，λ=∞2、機(jī)組速度Vm與刀片旋轉(zhuǎn)速度ω的配合（定量分析）

上述分析只是定性的確定了刀片滿足旋耕機(jī)正常工作的基本條件——λ＞1。實(shí)際上，λ的數(shù)值不同其形狀差別很大，對(duì)工作品質(zhì)和工作性能也有較大的影響，主要影響因素是機(jī)組速度Vm與刀片旋轉(zhuǎn)速度ω的大小和配合程度，必須找出他們之間的函數(shù)關(guān)係，然後加以量化處理。Vmtxy2RωωtVmomo/hM設(shè)：m點(diǎn)為刀片入土點(diǎn)，從開始入土到拋土結(jié)束並抬離地面均滿足旋耕機(jī)正常工作的條件，則有：

x=Rcosωt+Vmt，y=Rsinωt=R－h(huán)

x=Rcosωt+Vmt①y=Rsinωt=R－h(huán)②

要滿足向後拋土的條件，刀片絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡上任意一點(diǎn)的絕對(duì)速度的水準(zhǔn)分速Vx＜0，根據(jù)上述方程，我們不難得出：Vx=x/=Vm+Rωsinωt＜0sinωt=（R－h(huán)）/R，代入上式得：

Vm－Rω（R－h(huán)）/R＜0∴Vm

＜（R－h(huán)）ω（定量）結(jié)論：旋耕機(jī)正常工作必須同時(shí)滿足定性和定量二個(gè)條件，既：①定性條件：λ＞1（餘擺線）②定量條件：Vm

＜（R－h(huán)）ω該公式也可用下列公式表述：

h＜R—Vm/ω，或h＜R（1—1/λ）

Vm

＜

（R—h）ω

h＜R—Vm/ωh＜R（1—1/λ）

——λ↑→h↑？

上述公式主要反映了結(jié)構(gòu)參數(shù)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)耕深的影響。如：R的變化對(duì)耕深的影響，我們很容易理解，但ω、Vm對(duì)h的影響就有些抽象了。實(shí)際上，前面我們已經(jīng)做過(guò)解釋：ω和Vm決定了λ值的大小，決定了刀片運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀。

Vm

＜

（R—h）ω

h＜R—Vm/ωh＜R（1—1/λ）

λ越大，其形狀的最大玄長(zhǎng)值也就越大，位置也越靠上，能滿足耕深的軌跡高度越大。當(dāng)λ→∞時(shí)，Vm→0，（λ=Rω/Vm），能滿足向後拋土的軌跡高度為半徑R。既h=R，反之，耕深就小，當(dāng)λ→0時(shí)，Vm→∞，ω=0，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為一條直線，沒有環(huán)扣，也就無(wú)法向後拋土。

旋耕機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)一般的取值範(fàn)圍：Vm=0.5~1.5m/s，n=190~280r/min，或λ=4~10，h=8~16cm。由於國(guó)外多採(cǎi)用大功率拖拉機(jī)，刀片材料好，旋耕機(jī)的工作深度可達(dá)20~25cm，完全可以取代犁耙作業(yè)，減少拖拉機(jī)的進(jìn)地次數(shù)，保護(hù)土壤不受更大的破壞。六、旋耕機(jī)作業(yè)品質(zhì)控制

由於旋耕機(jī)工作時(shí)是以銑切原理加工土壤的，這就使得刀軸上同一個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的刀片在相繼入土和切削土壤的過(guò)程是間歇的。設(shè)：安裝在刀軸上的同一個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的刀片數(shù)量為Z。

hS△xABVm

隨著第一把刀在A點(diǎn)入土，刀片一面旋轉(zhuǎn)，一面隨機(jī)組直線前進(jìn)，t時(shí)刻後，安裝在同一個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的第二把刀開始在B點(diǎn)入土，那麼，AB=S，定義為旋耕機(jī)刀片的切土節(jié)距?！鱴—一把刀在縱垂面內(nèi)所能切土的厚度。

ABSS=Vm.t旋耕機(jī)切土節(jié)距——安裝在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的刀片在轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)安裝角時(shí)間內(nèi)機(jī)組所前進(jìn)的距離。設(shè)：θ—同一安裝平面內(nèi)相鄰刀片的安裝角；Z—同一安裝平面內(nèi)均勻安裝的刀片數(shù)；

則有：θZ=2π，θ=ωt；

同一安裝平面內(nèi)相鄰二刀片相繼入土的時(shí)間間隔為：t=θ/ω=2π/Zω；

Vm—機(jī)組前進(jìn)速度，m/sω—刀片回轉(zhuǎn)角速度，r/s；

S=Vmt=Vm2π/Zω=60Vm/Zn（m）

S=Vm2π/Zω

=60Vm/Zn（m）

由上式可以看出，改變Z、ω、Vm

均可使S發(fā)生變化。一般來(lái)說(shuō)，S越小越好，若使S小，可通過(guò)增加Z、n或減少Vm的方法獲得，但是，Z的過(guò)分增加易造成土壤雜草的堵塞，n的增加也將造成功率的消耗，Vm的減少使生產(chǎn)效率下降，所以，在確定各個(gè)參數(shù)時(shí)要通盤考慮，一般情況下，通過(guò)適當(dāng)?shù)母淖僴和Vm來(lái)達(dá)到不同整地要求的作業(yè)。

目前，國(guó)產(chǎn)旋耕機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)均有一定的確定範(fàn)圍，以免在使用過(guò)程中出現(xiàn)不必要的失誤。具體如下：

Z=2~4S=10~12cm旱地作業(yè)

S=4~6cm粘重土壤和雜草地

S=8~9cm水田地七、旋耕機(jī)刀片

旋耕刀是旋耕機(jī)的主要工作部件，刀片的形狀和參數(shù)對(duì)旋耕機(jī)的工作品質(zhì)、功率消耗影響很大。為適應(yīng)不同土壤旋耕作業(yè)的需要，人們對(duì)旋耕刀的形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究。目前，臥式旋耕機(jī)上使用的旋耕刀主要有三大類：1、旋耕刀的類型鑿形刀、直角刀、彎形刀工作特點(diǎn)：鑿形刀：只有正面刃口，工作時(shí)鑿尖首先從外部刺入土讓壤，然後在刀身的作用下使土壤破碎。入土能力強(qiáng)，松碎效果好，但容易纏草。ωS

直角刀：直角刀刀刃口由正切刃和側(cè)切刃組成，兩刃口相交成900左右，工作時(shí)先由正切刃從橫向切開土壤，再由側(cè)切刃由外向裏逐漸切出土垡的側(cè)面。刀身寬，剛性好，有一定的工作寬度，容易加工製造，但易纏草。Sω側(cè)切刃正切刃彎形刀：彎形刀刃口由正切刃和側(cè)切刃組成，但刃口不是直線而是曲線，其中，側(cè)切刃口曲線為阿基米德螺線。工作時(shí)先由側(cè)切刃沿縱向切開土壤，並先由刀片根部向外滑切，然後再由正切刃從橫向切開土垡。切削阻力小，不易纏草，生產(chǎn)成本高。Sω側(cè)切忍正切刃2、刀片在刀軸上的安裝：螺旋線排列八、旋耕機(jī)的功率消耗旋耕機(jī)的功率消耗主要包括刀片的土壤切削、土塊拋擲、傳動(dòng)等，其中，切土和拋土所消耗的功率占總功率消耗的80%以上，功率消耗運(yùn)算式如下：

設(shè)：kr—旋耕土壤比阻（kg/cm），1.2~1.6，與耕深有關(guān)，耕深大選大值。

B—工作幅寬，m；h—工作深度，cm；Vm—機(jī)組速度，m/s；則有：N=FVm=krBhVm

（注意統(tǒng)一單位）

=100krBhVm

（kgm/s）=100krBhVm/75

（PS），

1PS=75kgm/s

=100krBhVm/102

（kw），1kw=102kgm/s

≈krBhVm

（kw）

N=krBhVm第一節(jié)概述一、經(jīng)典播種方法二、播種機(jī)的類型及一般構(gòu)造第一節(jié)概述

播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中六大環(huán)節(jié)之一，播種機(jī)械化是農(nóng)業(yè)機(jī)械化過(guò)程中最為複雜，也是最為艱巨的工作。播種機(jī)械所面對(duì)的播種方式、作物種類、品種等變化繁多，這就需要播種機(jī)械有較強(qiáng)的適應(yīng)性和能滿足不同種植要求的工作性能。一、播種方法

我國(guó)地域遼闊，作物生產(chǎn)的環(huán)境、條件、種植方式等多種多樣，南北方有著明顯的差異。北方表現(xiàn)為旱地作業(yè)，以向土壤中播入規(guī)定量的種子為主要種植手段，所用機(jī)具為播種機(jī)械，這樣可充分利用土壤中的水分和溫度使之出苗、生長(zhǎng)，適時(shí)播種成為關(guān)鍵。而南方則表現(xiàn)為水田作業(yè)，種植方式主要是幼苗移栽，所用機(jī)械為栽植機(jī)械或插秧機(jī)械。

但是，近幾年來(lái)有些作物的種植方式發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，如玉米、棉花出現(xiàn)了工廠化育苗然後進(jìn)行移栽，且已證明在乾旱缺水地區(qū)大有取代播種機(jī)的趨勢(shì)。而世代以栽植為主要種植手段的水稻、地瓜等作物，由於種植技術(shù)的革新現(xiàn)在出現(xiàn)了直播（水稻須進(jìn)行種子催芽處理，地瓜須進(jìn)行防腐處理），可大大簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程，降低作業(yè)週期和生產(chǎn)成本。

上述一些先進(jìn)的種植手段由於技術(shù)、設(shè)備、條件、環(huán)境等因素的限制，目前尚處?kù)缎」?fàn)圍試用階段，真正用於現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的種植方式仍然是經(jīng)典的和傳統(tǒng)的，總結(jié)起來(lái)大致有以下幾種方式：撒播、條播、穴播和精密播種等。1、撒播：將種子按要求的播量撒布於地表的方式。一般作物播種很少使用這種方法，多用於大面積種草、植樹造林的飛機(jī)撒播。2、條播：將種子按要求的行距、播量和播深成條的播入土壤中，然後進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓的方式。種子排出的形式為均勻的種子流，主要應(yīng)用於穀物播種：小麥、穀子、高粱、油菜等。

b3、穴播：（點(diǎn)播）：按照要求的行距、穴距、穴粒數(shù)和播深，將種子定點(diǎn)投入種穴內(nèi)的方式。主要應(yīng)用於中耕作物播種：玉米、棉花、花生等。與條播相比，節(jié)省種子、減少出苗後的間苗管理環(huán)節(jié)，充分利用水肥條件，提高種子的出苗率和作業(yè)效率。t4、精密播種：按精確的粒數(shù)、間距、行距、播深將種子播入土壤的方式。是穴播的高級(jí)形式。t4×t①②方形播種二、播種機(jī)械的類型及一般構(gòu)造1、基本類型：播種機(jī)械主要是根據(jù)播種方法進(jìn)行分類的，也有按照排種器形式進(jìn)行分類的，但不常見。穀物條播機(jī)，中耕作物穴播機(jī)、精密播種機(jī)

三種機(jī)型的輔助部件基本相同，只是其核心工作部件——排種器有較大差異。

2、基本結(jié)構(gòu)條播機(jī)的工作過(guò)程2、基本結(jié)構(gòu)中耕作物播種機(jī)2、基本構(gòu)成播種機(jī)類型很多，結(jié)構(gòu)形式不盡相同，但其基本構(gòu)成是相同的。如圖所示：種肥箱排種器機(jī)架行走輪傳動(dòng)裝置開溝器覆土器鎮(zhèn)壓輪基本構(gòu)成：機(jī)架、傳動(dòng)裝置、種肥箱、排種器、排肥器、行走裝置、開溝器、覆土器、鎮(zhèn)壓器等。其中，排種器是播種機(jī)的核心工作部件，開溝器則是播種機(jī)的重要輔助部件。因此，本章的重點(diǎn)講述排種器的結(jié)構(gòu)、類型、基本理論和開溝器等。

思考題1、常用的播種方法及播種機(jī)的類型？2、播種機(jī)的一般組成有哪些？第二節(jié)排種器一、對(duì)排種器的技術(shù)要求

二、排種器的類型三、外槽輪式排種器四、水準(zhǔn)圓盤式排種器第二節(jié)排種器

對(duì)於任何一種播種機(jī)來(lái)說(shuō)，核心就是排種器，他是決定播種機(jī)工作品質(zhì)和工作性能優(yōu)劣的重要因素，播種機(jī)能否滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求或滿足程度如何，在很大程度上主要取決於排種器的工作狀況。

☆排種器的工藝實(shí)質(zhì)是：通過(guò)排種器對(duì)種子的作用，將種子由群體化為個(gè)體、化為均勻的種子流或連續(xù)的單粒種子。

一、對(duì)排種器的技術(shù)要求：

1、播種量穩(wěn)定；

2、排種均勻；3、不損傷種子；4、通用性好且使用範(fàn)圍大；5、調(diào)整方便、工作可靠；二、排種器的類型

由於播種要求、作物種類、作物品種、作業(yè)區(qū)經(jīng)濟(jì)水準(zhǔn)和技術(shù)水準(zhǔn)等存在較大的差異，目前使用的排種器種類繁多，主要是按照播種方法進(jìn)行分類的。目前，常用的排種器總共分為二大類：條播排種器：槽輪式、

磨盤式、離心式、

氣力式；

穴播排種器：

型孔盤式、

氣力式。

型孔輪式、

在上述這些類型的排種器中，以外槽輪式排種器和水準(zhǔn)圓盤式排種器最具有代表性，其他類型的排種器大多是在上述排種器的基礎(chǔ)上的演進(jìn)產(chǎn)物，我們授課的重點(diǎn)將放在外槽輪式排種器和水準(zhǔn)圓盤式排種器上。三、外槽輪式排種器1、基本構(gòu)成：外槽輪、排種盒、排種舌、阻種套、排種軸等。

2、工作特點(diǎn)：

⑴通用性好；⑵播量穩(wěn)定；⑶播量調(diào)節(jié)方便；⑷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；⑸有脈動(dòng)現(xiàn)象。3、工作原理：外槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，種子逐次充滿於凹槽內(nèi)，隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，種子在排種輪槽齒的強(qiáng)制推動(dòng)下經(jīng)排種口排出（強(qiáng)制層）。同時(shí)處?kù)恫圯喭饩壍暮穸葹镃的一層種子利用種子之間的摩擦力和槽齒凸尖對(duì)種子的間斷性衝擊，以較低的速度被帶出，該層種子被稱為帶動(dòng)層。ωC帶動(dòng)層以外的種子被稱為靜止層。所以，外槽輪排種器每轉(zhuǎn)排量是強(qiáng)制層和帶動(dòng)層的迭加。

設(shè)：d——外槽輪直徑，d=40.4Z——外槽輪齒數(shù)，Z=8，10，12L——外槽輪有效工作長(zhǎng)度

C——帶動(dòng)層厚度，小麥：0.3~0.4cmγ——種子容重，小麥：0.75~0.79g/cm3

α——種子充滿係數(shù)，0.6~0.8f——凹槽斷面積t——槽齒間距

⑴強(qiáng)制層每轉(zhuǎn)排量q1

q1=f.L.Z.γ.α,（∵tZ=πd）

=πdLγαf/tdC⑵帶動(dòng)層每轉(zhuǎn)排量q2

q2=π（d/2+C）2

－π（d/2）2

[]L=πγL（dC+C2）

=πdLγC（C2太小忽略）γ☆排種輪每轉(zhuǎn)排量q=q1+q2

q=πdLγ（C+αf/t）（克/轉(zhuǎn)）

從公式中不難看出，影響外槽輪排種器工作性能的因素很多，但主要是他的有效工作長(zhǎng)度L，所以，目前所使用的穀物條播機(jī)的播種量大多是通過(guò)改變外槽輪的有效工作長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整的。

☆需要特別注意的是：Lmin

≥（1.5~2）種子長(zhǎng)度Lmin

≥（1.5~2）種子長(zhǎng)度

我們?cè)儆^察一遍外槽輪排種器的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)排種輪有效工作長(zhǎng)度小於（1.5~2)種子長(zhǎng)度時(shí)，種子破碎率急劇增加。？4、提高排種器均勻性的主要措施

排種器工作時(shí)，由於本身外槽輪結(jié)構(gòu)的原因，其排種過(guò)程不是連續(xù)的，而是有脈動(dòng)現(xiàn)象，不符合穀物種子在行內(nèi)連續(xù)播種的要求，為此，在排種器設(shè)計(jì)時(shí)採(cǎi)取了如下措施：⑴將排種器排種舌做成斜線狀；⑵將排種器由直槽改為螺旋槽。

種子四、圓盤式排種器

圓盤式排種器主要用於中耕作物穴播和單粒精密播種，按照?qǐng)A盤的旋轉(zhuǎn)方向可分為：水準(zhǔn)圓盤排種器、垂直圓盤排種器和傾斜圓盤排種器等三種類型。

水準(zhǔn)圓盤排種器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低速工作時(shí)比較可靠（Vm=6~7km/h），但由於圓盤一般安裝在地輪軸上，從下種口到種溝距離較大（投種高度H），易造成種子在溝內(nèi)發(fā)生彈跳現(xiàn)象，致使株距合格率降低。

H種子箱排種器地輪傳動(dòng)裝置開溝器垂直圓盤排種器:圓盤一般與地輪同軸安裝，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，投種高度低。但充種面積小，種子填充性能差，因此其轉(zhuǎn)速不可過(guò)快，機(jī)組前進(jìn)速度較低。

H種子箱排種器地輪開溝器傾斜圓盤排種器：圓盤相對(duì)地面傾斜安裝，排種口在圓盤的最低點(diǎn)

，充種區(qū)大，投種高度低，但傳動(dòng)裝置較為複雜。

種子箱傾斜圓盤H傳動(dòng)裝置開溝器地輪

上述幾種排種器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中均有應(yīng)用，但水準(zhǔn)圓盤排種器應(yīng)用最廣，故在本內(nèi)容中重點(diǎn)介紹該排種器。

水準(zhǔn)圓盤排種器的排種質(zhì)量好壞首先取決於種子能否準(zhǔn)確的充入型孔，這裏我們把他稱之為種子的填充性能，而決定種子填充性能的因素主要有二個(gè)：

水準(zhǔn)圓盤式排種器

水準(zhǔn)圓盤排種器的排種質(zhì)量好壞首先取決於種子能否準(zhǔn)確的充入型孔，這裏我們把他稱之為種子的填充性能，而決定種子填充性能的因素主要有二個(gè)：

型孔的形狀和尺寸：

種子的形狀和尺寸種子數(shù)量種子在型孔內(nèi)的排列水準(zhǔn)圓盤的線速度Vp1、型孔的形狀和尺寸：——主要取決於種子的形狀和尺寸、每個(gè)型孔內(nèi)充種數(shù)量和種子在型孔內(nèi)的排列規(guī)律。

⑴水準(zhǔn)圓盤排種器的型孔形狀主要有三種：槽孔半圓孔圓孔適應(yīng)能力強(qiáng)，應(yīng)用最廣⑵型孔填充數(shù)量

——一般鬚根據(jù)種子的品質(zhì)、農(nóng)藝要求來(lái)決定，以玉米為例，玉米種植要求每穴3±1粒，其尺寸表達(dá)如下：

lab⑶種子在型孔內(nèi)的排列規(guī)律

由於種子的充種過(guò)程是隨機(jī)的，種子在型孔內(nèi)的排列也是隨機(jī)的，須進(jìn)行大量的試驗(yàn)和觀察，用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理確定某種作物種子在型孔內(nèi)的排列機(jī)率。

以玉米為例，為保證每穴播種數(shù)量為3±1粒，則每個(gè)型孔內(nèi)必須同時(shí)填充3±1粒。經(jīng)大量的試驗(yàn)表明，玉米種子在型孔內(nèi)的排列大致有以下幾種情況：橫躺三粒豎站三粒站二躺一躺二站一ABLABLABLABL

試驗(yàn)結(jié)果和統(tǒng)計(jì)規(guī)律表明，躺二站一的填充機(jī)率占75%左右，是確定型孔尺寸的主要依據(jù)，型孔尺寸確定如下：

ABLlab75%L≥l+aB≥bA≥2a允許的填充尺寸間隙△=0.75-1.5mm

如果種子經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選且品質(zhì)又能得到充分保障的話，型孔的尺寸確定就比較準(zhǔn)確，排種器工作品質(zhì)較高。至於排種圓盤的大小、型孔的數(shù)量則根據(jù)拖拉機(jī)的前進(jìn)速度、排種器的傳動(dòng)比、作物種植株距的要求來(lái)確定。液體包衣——藥膜塗層丸?；幚怼柿稀⑥r(nóng)藥，迅速降解種子2、水準(zhǔn)圓盤排種器的線速度Vp的確定

我們已經(jīng)多次闡明了這樣一個(gè)結(jié)論，為了保證播種品質(zhì)，首先滿足型孔填充的要求，這需要一定的填充空間和填充時(shí)間，填充空間由已經(jīng)確定了的型孔來(lái)完成，填充時(shí)間則由水準(zhǔn)圓盤的線速度來(lái)控制。

種子從填充開始即為自由落體運(yùn)動(dòng)，Vp↑→t↓→填充性能↓，Vp↓→t↓→填充性能↑→Q↓，因此，必須首先確定水準(zhǔn)圓盤確保種子填充的極限線速度。

VpLL－d/2d/2d設(shè)：種子近似為一球形，每個(gè)型孔只填充一粒種子（多粒時(shí)可視為一粒）。VpLL－d/2d/2dd——種子平均粒徑

L——型孔長(zhǎng)度

Vp——圓盤線速度在極限狀態(tài)下，則有：

Vpt=L－d/2①

d/2=gt2/2②

Vpt=L－d/2①

d/2=gt2/2②

將代入①Vp≤0.35m/s

實(shí)際上，排種器的轉(zhuǎn)動(dòng)大多是由地輪來(lái)傳動(dòng)的，而地輪則是由拖拉機(jī)牽引做直線運(yùn)動(dòng)的，所以機(jī)組的前進(jìn)速度Vm決定了排種盤的線速度Vp的大小，工作時(shí)，必須對(duì)Vm加以嚴(yán)格的控制，Vm與Vp之間必須要有良好的配合。3、Vm與Vp的配合關(guān)係

設(shè)：Vm——機(jī)組前進(jìn)速度，m/sVp——圓盤線速度，m/st——穴距，mZ——圓盤上的型孔數(shù)量

D——圓盤直徑，m設(shè)：Vm——機(jī)組前進(jìn)速度，m/s；Vp——圓盤線速度，m/st——穴距，m；Z——圓盤上的型孔數(shù)量D——圓盤直徑，m又設(shè)：一個(gè)型孔一次同時(shí)只充填一粒種子或多粒種子。

圓盤每轉(zhuǎn)一周，機(jī)組應(yīng)行走的距離為：

Zt圓盤每轉(zhuǎn)一秒的周數(shù)為：

n/60圓盤每轉(zhuǎn)一周，機(jī)組應(yīng)行走的距離為：Vm×1因此，有下列對(duì)應(yīng)關(guān)係：1Ztn/60Vm×11Ztn/60Vm×1n=60Vm/Zt①∵Vp=ωR=（2πn/60）×D/2=πDn/60②∴注意：考慮到地輪大多為牽引下的被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在地面狀況不太好的情況下有滑移現(xiàn)象，設(shè)地輪的滑移率為δ（一般情況下δ=0.05~0.12），上述公式應(yīng)該為：

☆說(shuō)明，水準(zhǔn)圓盤排種器的極限速度Vp是衡量排種器的主要指標(biāo)，同時(shí)該公式與Vm/Vp關(guān)係式配合使用，可進(jìn)行播種機(jī)設(shè)計(jì)以及播種機(jī)組作業(yè)速度的確定。

有一臺(tái)玉米播種機(jī)進(jìn)行單粒播種作業(yè)時(shí)，水準(zhǔn)圓盤的型孔長(zhǎng)度L為12mm，種子平均粒徑d為8mm，株距t為200mm，圓盤直徑D為250mm，型孔數(shù)量Z為25個(gè)。問當(dāng)機(jī)組作業(yè)速度Vm為8km/h時(shí)，該播種機(jī)能否正常工作？為什麼？試確定校正後的機(jī)組前進(jìn)速度（km/h）？

例題分析：1、根據(jù)已知條件計(jì)算該排種器的極限速度；2、根據(jù)已知Vm計(jì)算排種器的實(shí)際速度。3、若排種器的實(shí)際速度小於極限速度，說(shuō)明播種機(jī)能正常工作。否則，將極限速度Vp代入Vp與Vm關(guān)係式，求出機(jī)組的最高速度值。解：Vp=（L－d/2）√g/d=（12－8/2）√0.0098/8=0.28m/sVp=πDVm（1+δ）/Zt=3.14×0.25×8000/3600/25×0.2=0.35m/s不能工作

有一臺(tái)玉米播種機(jī)進(jìn)行單粒播種作業(yè)時(shí)，水準(zhǔn)圓盤的型孔長(zhǎng)度L為12mm，種子平均粒徑d為8mm，株距t為200mm，圓盤直徑D為250mm，型孔數(shù)量Z為25個(gè)。問當(dāng)機(jī)組作業(yè)速度Vm為8km/h時(shí)，該播種機(jī)能否正常工作？為什麼？試確定校正後的機(jī)組前進(jìn)速度（km/h）？

0.28=3.14×0.25×Vm/25×0.2=1.78m/s=6.4km/h思考題1、何謂排種器的工藝實(shí)質(zhì)？2、外槽輪排種器的結(jié)構(gòu)及工作原理？3、如何解決外槽輪排種器排種不均勻問題？4、影響水準(zhǔn)圓盤排種器填充性能的因素？5、如何應(yīng)用水準(zhǔn)圓盤排種器與機(jī)組速度關(guān)係式？第三節(jié)開溝器一、開溝器的功用二、對(duì)開溝器的技術(shù)要求三、類型及特點(diǎn)第三節(jié)開溝器一、開溝器的功用

主要是在播種機(jī)工作時(shí)，開出種溝，引導(dǎo)種子和肥料進(jìn)入種溝，並使?jié)裢粮采w種溝。第三節(jié)開溝器二、對(duì)開溝器的技術(shù)要求1、溝深一致，溝形整齊；2、不亂土層；3、種子在溝內(nèi)分佈均勻；4、有一定的覆土能力；5、入土能力強(qiáng)，不纏草、不堵塞；6、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作阻力小。三、類型及特點(diǎn)

根據(jù)開溝器的入土角不同可分為銳角和鈍角二種。銳角式開溝器鈍角式開溝器1、鋤鏟式開溝器銳角型開溝器，工作時(shí)土壤在鏟前突起，兩側(cè)土壤受擠壓而分開，開溝器離開後土壤回落而覆蓋種子。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、入土能力強(qiáng)、工作阻力小，a=3~6cm，R=30~65N/個(gè)，但易粘土和纏草，幹濕土混雜，高速作業(yè)時(shí)播深不穩(wěn)。2、雙圓盤開溝器

鈍角型開溝器，由二個(gè)回轉(zhuǎn)的平面圓盤組成，在前下方相交於一點(diǎn)，工作時(shí)靠重力和彈簧附加力入土，圓盤滾動(dòng)切割土壤並向二邊擠壓，形成V形種溝。工作平穩(wěn)、溝形整齊、不亂土層、斷草能力強(qiáng)。但結(jié)構(gòu)複雜、尺寸較大，工作阻力大。a=4~8cm，R=80~160N/個(gè)。

3、芯鏵式開溝器

銳角型開溝器，工作時(shí)先由芯鏵入土開溝，兩個(gè)側(cè)板向兩側(cè)分土形成種溝。開溝寬度大、入土性能好，但工作阻大。a=6~12cm，R=200~800N/個(gè)。4、滑刀式開溝器

鈍角型開溝器，工作時(shí)滑刀在豎直方向切入土壤，刀後側(cè)板向兩側(cè)擠壓土壤形成種溝。特點(diǎn)是靠重力入土，溝深穩(wěn)定、溝形整齊、不亂土層，斷草能力強(qiáng)、工作阻力大。a＝5~10cm，R=200~400N/個(gè)。第四節(jié)播種機(jī)的使用與調(diào)整一、播種機(jī)的播前播量調(diào)整二、播種機(jī)組的動(dòng)力配備一、播種機(jī)的播前播量調(diào)整1、穀物條播機(jī)的播量調(diào)整實(shí)驗(yàn)?zāi)康模焊鶕?jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)所要求的每畝播種量，在播種機(jī)組進(jìn)地作業(yè)之前進(jìn)行播種量調(diào)整。

步驟：

⑴首先將播種機(jī)兩端支起，使地輪抬離地面且能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

⑵種子箱內(nèi)放入至少三分之一的種子，並將播量調(diào)節(jié)手柄放置某一部位。

種箱排種器地輪輸種管承接器種子⑶均勻轉(zhuǎn)動(dòng)地輪30~40圈，將所對(duì)應(yīng)各排種器下的承接器內(nèi)的種子進(jìn)行稱重，分別計(jì)錄為g1，g2……gn，令：Gs=∑gI，將該數(shù)值作為本次調(diào)整後的實(shí)際總排量。

⑷利用理論計(jì)算公式計(jì)算均勻轉(zhuǎn)動(dòng)30~40圈後，根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)所要求的畝播量Q下的理論總排量Gl

設(shè)：Q——農(nóng)業(yè)技術(shù)所要求的每畝播種量（斤

/畝）

B——總工作幅寬，B=b×n（米）

n——播種行數(shù)（開溝器個(gè)數(shù)），b——行距

D——地輪直徑（沒有地輪，用拖拉機(jī)後驅(qū)動(dòng)輪傳動(dòng)的，此處為驅(qū)動(dòng)輪直徑，米）

N——地輪轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)圈數(shù)

δ——地輪滑移率，δ=0.05~0.12⑸結(jié)果驗(yàn)證：理論=實(shí)際？

若滿足，說(shuō)明該調(diào)整結(jié)果正確，可進(jìn)地作業(yè)。否則，繼續(xù)調(diào)整直到滿足為止。可採(cǎi)用比例法控制調(diào)節(jié)手柄的位置：設(shè)：Gs時(shí)的外槽輪有效工作長(zhǎng)度為ls，則有，Gs/Ls=Gl/Ll

。

例題：已知一臺(tái)5行小麥條播機(jī)，外槽輪排種器，地輪直徑為1米，行距20釐米，農(nóng)藝要求播量Q=10斤/畝，播前調(diào)整結(jié)果是：在外槽輪有效工作長(zhǎng)度為20毫米、均勻轉(zhuǎn)動(dòng)地輪30圈後，播種機(jī)總排量為1斤，問該調(diào)整結(jié)果能否滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求？若不能滿足，調(diào)整到多大排量時(shí)才能滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求？此時(shí)的外槽輪有效工作長(zhǎng)度是多少？已知：Q=10斤/畝，b=20cm，n=5，D=1m，Ls=20mm，N=30，Gs=1斤。求：Gl，Ll

解：Gl=πDBQN（1+δ）/666.7=3.14×1×0.2×5×10×30÷666.7=1.41（斤）100%×│Gs－Gl│÷Gl=100%×│1－1.41│÷1.41=29%＞2%Gs/Ls=Gl/Ll=1/20=1.41/Ll，Ll=28.2（mm）2、穴播機(jī)的播量調(diào)整

中耕作物的播量一般用每畝地播多少穴或多少株來(lái)表示，穴距和行距大小是衡量播種密度的重要指標(biāo)。因此其播量的調(diào)整主要是指穴距和行距的調(diào)整，其中，行距的調(diào)整可通過(guò)改變開溝器的安裝間距來(lái)實(shí)現(xiàn)，而穴距的調(diào)整一般有二種方法：⑴

更換排種盤：這需要播種機(jī)配備多組與不同作物播種相適應(yīng)的排種盤配件，應(yīng)用時(shí)有一定的局限性；

⑵

改變傳動(dòng)比：在拖拉機(jī)行進(jìn)速度和排種盤不變的情況下，改變地輪與排種盤之間的傳動(dòng)比i，通過(guò)增減排種盤轉(zhuǎn)速的方式來(lái)滿足不同穴距的種植要求。

☆注意：但變更傳動(dòng)比的前提條件是，圓盤的線速度必須在該排種器規(guī)定的極限速度以內(nèi)。

設(shè)：Dd——地輪直徑，（m）

Z——排種盤型孔數(shù)量

t——穴距，（m）

i——傳動(dòng)比，i=np/nd

np——排種盤轉(zhuǎn)速，nd——地輪轉(zhuǎn)速如果：排種盤轉(zhuǎn)一周，地輪應(yīng)轉(zhuǎn)1/i周，地輪行走的相應(yīng)直線距離為：πDd/i=Zt，

二、播種機(jī)組的動(dòng)力配備1、播種機(jī)組工作阻力和作業(yè)幅寬設(shè)：b——播種行距（m）

n——播種行數(shù)，或開溝器個(gè)數(shù)

Pn——單組開溝器工作阻力（N）

T——某檔位下的拖拉機(jī)額定牽引力（N）

λ——牽引力利用係數(shù)，0.8~0.9Vm——機(jī)組作業(yè)速度（m/s）

播種機(jī)的工作阻力：R=nPn播種機(jī)的配套動(dòng)力：λT=nPn

n=λT/Pn

B=nb=λTb/Pn

（m）

2、播種機(jī)機(jī)組功率消耗NN=PVm/1000=nPnVm/1000（kW）第一節(jié)植物保護(hù)的方法一、農(nóng)業(yè)技術(shù)防治法：

利用相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)，通過(guò)