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2020-01-25 10:37栏目:产品中心

  Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 同学们好 河南科技大学车动学院 农业工程教研室 王 显 仁第1页 Henan Unjversity of Science and 第一章 耕地机械 Technology 第一章 耕整机械 2011.8 农业机械学 第一节 主要农业技术要求和农机具 第二节 耕层土壤的动力学特性 第三节 铧式犁的一般构造 第四节 翻垡原理 第五节 犁体曲面设计 第六节 铧式犁的总体配置 第七节 机组受力分析 第八节 犁 第九节 其他类型铧式 圆盘靶 第2页 第三节 铧式犁的一般构造 一、铧式犁的类型 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 铧式犁的种类按动力可分为畜力犁和机力 犁; 按用途可分为旱地犁、水田犁、山地犁、 特种用途犁; 按与拖拉机挂接方式分:牵引犁、悬挂犁、 半悬挂犁。 此外,现代特征的新型犁:双向犁、栅条犁、 调幅犁、滚子犁、高速犁 第3页 1.悬挂式——拖拉机液压系统与农具挂接,运 输状态下,机具的重量全部由拖拉机来承 担。 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第4页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 2.半悬挂犁——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。 第5页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第6页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 1.牵引式——运输状态下,机具的重量全部由机具本身来承担。 第7页 型号表达方式: 农机序列标准: 1—耕整机械 2—种植施肥机械 3—田间管理和植保机械 4—收获机械 5—种子加工机械 6—农副产品加工机械 7—装卸运输机械 8—排灌机械 9—畜牧机械 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第8页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第9页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 目前,国内耕作机械中铧式犁一般单犁体耕宽 b=20-30cm,a=20-35cm; 最大耕宽为40cm,最大耕深为50cm。 第10页 二、铧式犁的基本构造 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 牵引悬 挂装置 机架 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。 第11页 主 犁 体 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 1.犁铧 2.前犁壁 3.后犁壁 4.犁柱 5.犁托 6.犁壁支杆 7.犁侧板 8.犁壁延长板 9.滑草板 第12页 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 犁柱——联结犁架与犁体曲面 犁托——联结犁体曲面与犁柱 犁侧板——平衡侧向力 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第13页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第14页 ? 垂直间隙δ1和水平间隙δ2 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第15页 辅助工作部件 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 小前犁—将切割部分土壤、杂草, 提高覆盖质量 直犁刀 、圆犁刀—切割沟壁 第16页 第四节 翻垡原理 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 犁体曲面由铧刃线、胫刃线、接缝线、顶边线和翼 边线组成。铧刃线在水平面开出沟底,胫刃线在沿前进 方向上铅垂面内开出沟墙,形成一耕宽为b,耕深为a的 矩形断面土垡条。很显然,犁体曲面的功能就是起土、 碎土和翻土。 起土角α 翻土角β 推土角 θ tg α= tgεsin θ tg β= tgεcos θ 第17页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第18页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 一、理想土垡的翻转过程 因为土垡在翻转过程中是要变形的,为了研 究的方便,我们作了如下假设:①土垡块在翻转 过程中始终保持矩形断面;②始终有一个棱角与 沟底相接触,即只有滚动而无滑动,我们称为理 想土垡的翻转。 B1 D C a B b A D1 第19页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 二 矩形土垡宽深比K的确定 土垡翻转的目的是为了彻底的翻扣地表 杂草和病虫害,实现土垡的稳定铺放及彻底 翻扣(不要出现回垡现象)是犁体曲面工作 和设计时的关键所在。是否回垡主要取决于 曲面的形状,或者说是取决于曲面的设计参 数。 第20页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 我们观察这样一种现象:设土垡 断面深度为a,宽度为b1、b2、b3,在 翻转到某个时刻为土垡的临界状态。挖掘机推土机动画视频搅拌车 a b1 a b2 b3 a 回垡 临界 稳定铺放 第21页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 当土垡翻转至最终位置时,如果 重力通过支撑点在右侧,则可保证为 稳定铺放,重力通过支撑点则为临界 状态(不稳定状态),重力通过支撑 点左侧可产生回垡现象。很显然,在 耕深不变的情况下,耕宽的改变可对 土垡的稳定铺放产生重要的影响。通 过正确的确定土垡的尺寸,决定犁体 曲面的大小和形状,以保证土垡的稳 定铺放。 第22页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 我们以临界状态为研究对象,确定土垡翻转过程中不产生回 垡的基本条件,为犁体曲面的设计提供依据。 第23页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 我们称b/a=k为理想土垡的宽深比。实 际上土壤是不均质的,土垡在翻转过程中是 要变形的,有的变形很严重,电动闸阀z941含水率高的粘 重土壤变形较小,k≥1.27,对沙质土,土壤 很难成形,犁体通过后立刻堆积,一般 k ≥ 1。 第24页 δ=arcsin(a/b)=52° 三 窜垡过程 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 土垡在“窜垡型”犁体曲 面上的运动过程与前述滚 垡过程不同。如图所示, 当土垡被犁体的铧刃和胫 刃切开后,挖掘机推土机动画视频搅拌车不是绕某一棱 角滚翻,而是沿着得体曲 面向上窜升,同时略有扭 转和侧移。当土垡上窜到 一定高度后,扭转和弯曲 加大,并腾空翻转。土垡 离开犁壁后,在重力和落 地后的撞击作用下,土垡 内的剪切裂纹发生断裂, 并形成较短的垡块,称为 断条。 第25页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第五节 犁体曲面设计 一、犁体曲面类型 前面我们已经介绍过,犁铧与犁壁共同组成了 犁体曲面,由于曲面的参数不同、性能不同,曲面 可分为:翻土型、碎土型和通用型(有教材称:螺 旋型、熟地型、半螺旋型)。 翻土型——犁铧起土角较小,犁壁中下部平缓,易 于引导土垡上升,但翼部扭曲较为明显,目的在于 将上升至曲面顶部的土垡实现翻扣。这种形式的曲 面,土垡的运动轨迹为一条螺旋线,故又称螺旋犁。 他主要用于开荒、深翻、消灭杂草和病虫害。 第26页 碎土型——犁壁中下部较陡,翼部几乎为直立状, 土垡沿曲面上升过程中表现为上压下挤,从而使土 垡破碎。一般用于土壤状况较好、杂草较少且以松 土为主的耕地作业,故又称熟地型犁。 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 通用型——形状和性能基本界于翻土型和碎土型之 间,故又称半螺旋型,目前包括在华中地区应用较 多。 第27页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 三面楔的工作原理 犁体曲面是由犁铧和犁壁所 形成的曲面。犁体的切土、碎 土和翻土作用都是由犁体曲面 来完成的。可以把犁体曲面简 化成由几个简单的两面楔(工 作面和支承面)复合成的一个 三面楔。犁体的工作过程可以 看成几个二面楔沿水平面运动 时对土壤的合成作用。由于楔 子在土壤中的安放位置不同, 它对土壤的作用也不同。图2 分别表示两面楔的起土、侧向 推土和翻土作用。 起土角α 翻土角β 推土角 θ 第28页 Henan Unjversity of Science and 2011.8 Technology 犁体曲面的性能曲线 起土角α 翻土角β 推土角 θ 农业机械学 第29页 二、犁体曲面形成原理 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 犁体曲面的形状对加工土壤的质量有至关 重要的影响,目前曲面的形状是经过长时间积 累、不断修改、不断完善的,是一个空间任意 曲面,不可能用数学的方法来真实的描述,只 能是用近似的方法,用做图原理来形成犁体曲 面,可近似的认为:犁体曲面的形成原理是由 动线在空间按照一定的规律运动而成。 目前在设计犁体曲面时所用的方法有三种: 水平直元线法、倾斜直元线法、曲元线法。其 中,水平直元线法技术最为成熟,应用最广。 第30页 1、水平直元线、 倾斜直元线 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 3、曲元线.水平直元线法的设计特点是: Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 动线为水平直元线,始终 平行于水平面,在向上运动的 过程中始终与铅垂面N 内导曲 线相靠贴,且与沟壁的水平夹 角θ是随着元线的高度变化的,电动闸阀z941 其元线角的变化规律为θ=f(z)。 即在水平直元线形成曲面的过 程中,有三个因素控制了动线在空 间的姿态,从而决定了曲面的形状——始终平行于水平面的水 平直元线,导曲线、元线角的变化规律θ=f(z)。 这三个因素我们通常称之为水平直元线形成犁体曲面的三 大要素。 第32页 2.倾斜直元线的设计特点是: Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 倾斜直元线法形成犁 体曲面的原理就是以直 元线AB的端点P,沿导线 CD,按与三个投影面的夹 角成一定规律运动所形成 的曲面。螺旋型犁曲面就 是由倾斜直元线法形成的。 可分片设计。 导线CD可以是直线、折线 也可以是平面或空间曲线。 如是平面曲线,所在平面既可以是坐标平面也可以是其他平面。 这样可有较多的自由度,供设计者选用。当然,只要能满足设 计要求,应尽量选取在坐标平面上的直线作为导线,这样可简 化设计。 第33页 3.曲元线的设计特点是: Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 曲元线形成犁体曲面的 原理就是以曲元线D运动而形成 犁面)。曲元线可用圆弧、 抛物线或其他曲线。准线为铧刃线D为平行于OX轴的直线D也可不平行于OX轴) 所谓曲元线,是指横剖面 (平行于YOZ面)上一条 不变的平面曲线。 前两种方法所形成的曲面都属于直纹面。 第34页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 作业一 绘图说明主犁体的组成及各部分作用 第35页 Henan Unjversity of Science and Technology 2011.8 农业机械学 第36页

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