1、第二章第二章 耕整地机械耕整地机械引 言第一节铧式犁第二节圆盘耙第三节旋耕机引引 言言 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。其目的就是在传统的农业耕作栽培制度中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低层土壤翻到地表，以利于消灭杂草和病虫害，改善作物的生长环境。目前使用的耕地机械，根据工作原理的不同，可以分为三大类：铧式犁 圆盘犁 凿形犁 铧式犁应用历史最长，技术最成熟，作业范围最广。铧式犁通过犁体曲面对土壤的切削、碎土和翻扣实现耕地作业。铧式犁铧式犁 圆盘犁以球圆盘犁以球面圆盘作为工作面圆盘作为工作部件，依靠其重部件，依靠其重量强制
2、入土，入量强制入土，入土性能比铧式犁土性能比铧式犁差，土壤摩擦力差，土壤摩擦力小，切断杂草能小，切断杂草能力强，适用于开力强，适用于开荒、粘重土壤作荒、粘重土壤作业，但翻垡及覆业，但翻垡及覆盖能力较弱盖能力较弱。圆盘犁圆盘犁凿形犁凿形犁凿形犁，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。利用凿形齿对土壤的挤压力破碎土壤，深松犁底层，没有翻垡能力。根据农业生产条件的变化和不同要求，铧式犁又派生出一些具有现代特征的新型犁：如双向犁、栅条犁、调幅犁、高速犁等。圆盘犁和凿形犁在欧洲国家应用较多；在中国虽有应用，但数量较少。本章重点介绍铧式犁的基本结构、工作原理和设计方法等。除课堂教学外，
3、尚有二个实验实习：类型和结构，悬挂犁的调整；一个课程设计：犁体曲面测绘。第一节铧式犁第一节铧式犁 一、铧式犁的类型 二、铧式犁的基本构造 三、铧式犁的翻垡原理一、铧式犁的类型一、铧式犁的类型（一）铧式犁的类型（一）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。悬挂式运输状态下，机具的重量全部由拖拉机来承担。半悬挂犁运输状态下，机具的重量前半部分由拖拉机承担，后半部分由机具承担。（二）铧式犁的基本构造（二）铧式犁的基本构造犁架牵引悬挂装置耕深调节装置犁体组成：犁体、犁架、耕深调节装置、牵引悬挂装置等。犁体是铧式犁的主要工作部件。（三）铧式犁的工作原理（三）铧式犁的工作原理一、矩形
4、土垡的翻转过程一、矩形土垡的翻转过程二、矩形土垡宽深比二、矩形土垡宽深比k的确定的确定三、菱形土垡的翻转过程三、菱形土垡的翻转过程四、窜垡过程四、窜垡过程一、矩形土垡的翻转过程一、矩形土垡的翻转过程理想土垡的翻转过程：a1、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。理想土垡的翻转 土垡在翻转过程中是要变形的，为了土垡在翻转过程中是要变形的，为了研究的方便，作如下假设：研究的方便，作如下假设：ab 土垡翻转过程中要达到稳定状态，不要出现回垡，这取决于犁耕时土垡断面的深度a和宽度b。ab二、矩形土垡宽深比二、矩形土垡宽深比k的确定的确定 土垡（向右）翻
5、转后的重心落在支撑点右边为稳定状态，落在支撑点上为临界（不稳定）状态，落在支撑点左边则会出现回垡或立垡。回垡临界稳定b1ab2aab3 以临界状态为例，确定土垡翻转过程中不产生以临界状态为例，确定土垡翻转过程中不产生回垡的基本条件。回垡的基本条件。baABCDEb ABCAED，AB/AC=AE/DE AC=b，AE=b，DE=a，设b/ak，则：k4k210，即：k1.27 sina/b1/k，52baAB22 理想土垡的宽深比理想土垡的宽深比k k应大于应大于1.271.27，或临界覆土角或临界覆土角应小于52。实际耕。实际耕作时，土垡在翻转过程中有变形，作时，土垡在翻转过程中有变形，有的
6、变形很严重。对于宽幅犁、含有的变形很严重。对于宽幅犁、含水率高、粘重土壤，水率高、粘重土壤，k1k1.2727；对于；对于窄幅犁、含水率低、砂性土壤，窄幅犁、含水率低、砂性土壤，k1k1.2727。三、菱形土垡的翻转过程三、菱形土垡的翻转过程 菱形犁体的胫刃向未耕地凸出，沟菱形犁体的胫刃向未耕地凸出，沟墙呈圆弧状，耕翻的土垡断面近似为墙呈圆弧状，耕翻的土垡断面近似为菱形（图菱形（图244a）。这种犁的特点是）。这种犁的特点是可以缩短犁体之间的纵向距离，犁沟可以缩短犁体之间的纵向距离，犁沟较宽，阻力较小。较宽，阻力较小。耕地时菱形土垡始耕地时菱形土垡始终绕一个棱角翻转，终绕一个棱角翻转，直至土垡
7、顶边和前趟直至土垡顶边和前趟已翻土垡的底边相靠已翻土垡的底边相靠贴（图贴（图244c）。土）。土垡翻转至直立位置以垡翻转至直立位置以前，其重心即已偏离前，其重心即已偏离支承点、向已耕地偏支承点、向已耕地偏离，有利于稳定铺放。离，有利于稳定铺放。四、窜垡过程 土垡在土垡在“窜垡型窜垡型”犁体曲犁体曲面上的运动过程与前述滚垡面上的运动过程与前述滚垡过程不同。当土垡被犁体的过程不同。当土垡被犁体的铧刃和胫刃切开后，不是绕铧刃和胫刃切开后，不是绕某一棱角滚翻，而是沿着犁某一棱角滚翻，而是沿着犁体曲面向上窜升，同时略有体曲面向上窜升，同时略有扭转和侧移。当土垡上窜到扭转和侧移。当土垡上窜到一定高度后，扭
8、转和弯曲加一定高度后，扭转和弯曲加大，并腾空翻转。土垡离开大，并腾空翻转。土垡离开犁壁后，在重力和落地后的犁壁后，在重力和落地后的撞击作用下，土垡内的剪切撞击作用下，土垡内的剪切裂纹发生断裂，并形成较短裂纹发生断裂，并形成较短的垡块，称为断条。的垡块，称为断条。南方犁南方犁体，扣垡，架空体，扣垡，架空四、犁体曲面四、犁体曲面（一）三面楔原理（一）三面楔原理（二）犁体曲面的形成原理（二）犁体曲面的形成原理（三）（三）高速型犁体曲面高速型犁体曲面犁体曲面犁体曲面由犁铧和犁壁组成的犁体工作表面，具有切土、翻土、碎土等功能。铧刃线铧刃线（AG）：犁铧的刃口，水平切开土垡。胫刃线胫刃线（ABC）：犁体左
9、边的刃线，垂直切土，切出沟墙。犁胸犁胸：犁体曲面的中部，起连续碎土和翻土作用。犁翼犁翼：犁体曲面的尾部，使土壤能够顺畅流出。犁体曲面的类型 北方：旱地犁，滚垡型犁体 螺旋型、半螺旋型、熟地型、圆柱形，翻土性能减弱，碎土性能增强 南方：滚垡型，滚窜结合型，窜垡型 翻土型、碎土型、通用型（滚窜结合）、窜垡型（一）三面楔原理（一）三面楔原理 一个两面楔从不同的方向和位置切入土壤时，可以一个两面楔从不同的方向和位置切入土壤时，可以分别对土壤产生起土、侧向推土和翻土作用。分别对土壤产生起土、侧向推土和翻土作用。铧式犁的切土、铧式犁的切土、碎土和翻土作用都是碎土和翻土作用都是由犁体曲面完成的。由犁体曲面完
10、成的。铧式犁的犁体曲面可铧式犁的犁体曲面可以简化成一个偏斜放以简化成一个偏斜放置的两面楔，楔角为置的两面楔，楔角为，楔刃与前进方向偏斜楔刃与前进方向偏斜角，形成三面楔，同角，形成三面楔，同时具有起土、侧向推时具有起土、侧向推土和翻土作用。土和翻土作用。（二）犁体曲面的形成原理（二）犁体曲面的形成原理1、水平直元线法形成犁体曲面的原理、水平直元线法形成犁体曲面的原理2、倾斜直元线法形成犁体曲面的原理、倾斜直元线法形成犁体曲面的原理3、曲元线法形成犁体曲面的原理、曲元线法形成犁体曲面的原理水平直元线法形成犁体曲面 犁体曲面可以看作是由直线或曲线在空间按一定规律运动形成的，这种直线或曲线称为“元线”
11、。水平直元线法：一条直元线在空间平行运动可以形成圆柱面。若一条直元线AB平行于水平面xoy，它沿着一条位于铅垂面内的圆弧曲线（导线）MM自下而上移动，并且AB与沟壁平面xoz构成的元线角也按一定规律=f（z）变化，则形成扭柱形曲面。因此，当导线M M的形状及其位置、直元线的起始角0及角沿高度的变化规律确定后，水平直元线的运动即可唯一地确定。这类曲面的特点是，如果将犁体放在工作位置，并用一保持水平的直尺去靠贴它，则直尺边会与曲面完全贴合。（三）高速型犁体曲面（三）高速型犁体曲面1、发展高速犁的必要性、发展高速犁的必要性 提高耕作机组生产率的主要途径有两方面，即增加机具的工提高耕作机组生产率的主要
12、途径有两方面，即增加机具的工作幅宽或提高机组的耕作速度。在拖拉机功率相同的条件下，提作幅宽或提高机组的耕作速度。在拖拉机功率相同的条件下，提高耕作速度比增大幅宽更有利。因为提高耕速后，可以采用耕幅高耕作速度比增大幅宽更有利。因为提高耕速后，可以采用耕幅较窄的犁，从而降低金属耗量，减轻机具重量，因此可采用较轻较窄的犁，从而降低金属耗量，减轻机具重量，因此可采用较轻型的拖拉机。这样不但可减小行走装置下陷量，降低滚动阻力，型的拖拉机。这样不但可减小行走装置下陷量，降低滚动阻力，减小行走装置对土壤的压实和破坏，还可提高机组对不平地面的减小行走装置对土壤的压实和破坏，还可提高机组对不平地面的适应性，改善
13、机组的机动性。适应性，改善机组的机动性。犁耕速度是不断提高的。犁耕速度是不断提高的。50年代一般为年代一般为46kmh，60年代年代提高到提高到79kmh，目前高速犁的耕速为，目前高速犁的耕速为810kmh，有的可达，有的可达12kmh。近几十年，大约每。近几十年，大约每10年可提高耕速年可提高耕速3kmh。因些，高。因些，高速犁犁体曲面的研究工作，已引起国外的普遍重视。速犁犁体曲面的研究工作，已引起国外的普遍重视。2、高速型犁体曲面的基本要求、高速型犁体曲面的基本要求 常速犁（耕速在常速犁（耕速在7kmh以下）用于高速作以下）用于高速作业时，往往会使作业质量降低，如土壤抛掷过业时，往往会使作
14、业质量降低，如土壤抛掷过远，犁沟太宽，还会导致阻力陡增。远，犁沟太宽，还会导致阻力陡增。2007.083.0vppv耕速与牵引阻力有以下关系：耕速与牵引阻力有以下关系：pv耕速为耕速为v（kmh）时的牵）时的牵引阻力（引阻力（kN）；）；p耕速为耕速为4.83kmh时的牵引时的牵引阻力（阻力（kN）；）；v犁耕速度（犁耕速度（kmh）。）。3、高速型犁体曲面的特点、高速型犁体曲面的特点高速型犁体可以从常速熟地型（碎土型）、通用高速型犁体可以从常速熟地型（碎土型）、通用型和翻垡型犁体通过试验和个性化设计而设计型和翻垡型犁体通过试验和个性化设计而设计出来，使其适应高速作业。出来，使其适应高速作业。
15、高速型犁体曲面的特点是：犁体较长，铧刃角较高速型犁体曲面的特点是：犁体较长，铧刃角较小，纵剖和横剖曲线族较为平坦，犁翼部分后小，纵剖和横剖曲线族较为平坦，犁翼部分后掠和扭曲较大。这样，可使土壤的垂直与侧向掠和扭曲较大。这样，可使土壤的垂直与侧向分速不致比常速增大过多，并改善翻垡性能。分速不致比常速增大过多，并改善翻垡性能。此外，犁体的最大高度也略高于常速犁，使土此外，犁体的最大高度也略高于常速犁，使土垡不致在高速时飞越顶边线。垡不致在高速时飞越顶边线。五、犁的牵引阻力五、犁的牵引阻力（一）土壤对犁体曲面的反作用力（二）犁的牵引阻力（三）减少牵引阻力的途径（一）土壤对犁体曲面的反作用力（一）土壤
16、对犁体曲面的反作用力 土壤施加于犁体曲面上各部位的反作用力，其大小和方土壤施加于犁体曲面上各部位的反作用力，其大小和方向随犁体曲面的部位而变化。由于土垡在犁体曲面上的运动向随犁体曲面的部位而变化。由于土垡在犁体曲面上的运动方向不断改变，因而曲面各处所产生的摩擦力的大小和方向方向不断改变，因而曲面各处所产生的摩擦力的大小和方向也各不相同。因此要想求出犁体曲面上的受力分布情况，无也各不相同。因此要想求出犁体曲面上的受力分布情况，无论是用计算方法或是用试验方法都有一定的困难。但是土壤论是用计算方法或是用试验方法都有一定的困难。但是土壤对犁体曲面上的反作用力又极为重要，不仅在设计犁时作为对犁体曲面上的
17、反作用力又极为重要，不仅在设计犁时作为零件强度计算和总体受力平衡的依据，而且在使用犁时也是零件强度计算和总体受力平衡的依据，而且在使用犁时也是操作调节的依据。操作调节的依据。目前，对犁体曲面受力情况主要从两个方面研究：一是目前，对犁体曲面受力情况主要从两个方面研究：一是探求整个犁体曲面上总的受力情况，找出它合力的大小、方探求整个犁体曲面上总的受力情况，找出它合力的大小、方向及其作用线，以便进行犁的强度校核和犁的牵引平衡；二向及其作用线，以便进行犁的强度校核和犁的牵引平衡；二是探求犁体曲面各部位所受土壤反力的分布情况，用来确定是探求犁体曲面各部位所受土壤反力的分布情况，用来确定犁壁和犁铧的磨损部
18、位。这两方面的研究，目前主要采用试犁壁和犁铧的磨损部位。这两方面的研究，目前主要采用试验方法进行测定。前者采用六分力测定法，后者常采用电阻验方法进行测定。前者采用六分力测定法，后者常采用电阻应变仪测定。应变仪测定。犁体外载犁耕阻力 犁体受到的土壤阻力，可以按照不同要求，分别用六分力法、坐标平面分阻力法和力螺旋法表示。六分力法六分力法：将x、y、z三个方向测得的阻力向某点简化，用主矢量的3个分量和主矩的3个分量来表示。这种方法适用于解析法分析犁耕机组的性能。将力向铧尖A简化，得到主矢量的3个分量Rx、Ry、Rz和主矩的3个分量Mx、My、Mz。坐标平面分阻力法坐标平面分阻力法：将犁体外载用3个坐
19、标平面内的3个分阻力Rxz、Rxy、Ryz表示。这种方法适用于图解法分析犁耕机组的性能。3个分阻力Rxz、Rxy、Ryz与前述3个分力Rx、Ry、Rz及3个分力矩Mx、My、Mz的关系为：力螺旋法力螺旋法：一般情况下（R与M不垂直）空间任意力系可以合成为力螺旋（一个力及一个与其平行的力偶矩），所以犁体受到的阻力可以看成是前述3个分力及3个分力矩的合力及合力矩形成一个力螺旋。力螺旋法给人以比较直观的空间概念。（二）犁的牵引阻力（二）犁的牵引阻力 犁的牵引阻力是指土壤作用在犁体犁的牵引阻力是指土壤作用在犁体上的总阻力沿前进方向的水平分力。这上的总阻力沿前进方向的水平分力。这部分阻力直接关系到犁耕机
20、组的动力性部分阻力直接关系到犁耕机组的动力性和经济性，所以它是犁的主要性能指标和经济性，所以它是犁的主要性能指标之一。在满足作业要求的情况下，应尽之一。在满足作业要求的情况下，应尽量减小牵引阻力。犁的牵引阻力的计算，量减小牵引阻力。犁的牵引阻力的计算，不仅是强度校核的依据，同时也是合理不仅是强度校核的依据，同时也是合理配置机组动力的依据。配置机组动力的依据。犁耕牵引阻力的计算 常用的是根据犁耕比阻计算：Pkab P牵引阻力 a耕深 b耕宽 k犁耕比阻，即土垡单位横断面积的阻力。与土壤性质、机具性能、作业速度等多种因素有关，是一个综合系数。（三）减少牵引阻力的途径（三）减少牵引阻力的途径 减小犁
21、的牵引阻力，过去和现在许多国家都进减小犁的牵引阻力，过去和现在许多国家都进行了大量的研究。目前在理论研究和生产实际行了大量的研究。目前在理论研究和生产实际上探讨和采用的方法和措施，主要有以下几方上探讨和采用的方法和措施，主要有以下几方面：面：1、机务技术措施、机务技术措施（1）选择适耕期：选择土壤含水量适宜、残根）选择适耕期：选择土壤含水量适宜、残根腐烂适度的时间进行耕地，此时土壤强度较低，腐烂适度的时间进行耕地，此时土壤强度较低，易于松散破碎，可减小牵引阻力。易于松散破碎，可减小牵引阻力。（2）保持铧尖和铧刃锋利：锋利的铧尖和铧刃，）保持铧尖和铧刃锋利：锋利的铧尖和铧刃，切割破碎能力强，刺入
22、并切开土壤时受到的阻切割破碎能力强，刺入并切开土壤时受到的阻力小，因此，勤磨铧刃和勤换犁铧，可显著减力小，因此，勤磨铧刃和勤换犁铧，可显著减小犁的牵引阻力。小犁的牵引阻力。（3）减少摩擦力：保持犁体曲面以及犁侧板、犁踵、）减少摩擦力：保持犁体曲面以及犁侧板、犁踵、轮子等与土壤接触部分光洁平滑（例如，犁闲置时，在轮子等与土壤接触部分光洁平滑（例如，犁闲置时，在这些地方涂上废机油或黄油，不使生锈；不以铁锤敲击这些地方涂上废机油或黄油，不使生锈；不以铁锤敲击犁体曲面等），减少犁与土壤之间的摩擦，可以减小犁犁体曲面等），减少犁与土壤之间的摩擦，可以减小犁的牵引阻力。的牵引阻力。（4）正确装配零件：犁铧
23、、犁壁、犁侧板等工作部）正确装配零件：犁铧、犁壁、犁侧板等工作部件安装位置正确，接缝严密，犁体上埋头螺钉与安装件件安装位置正确，接缝严密，犁体上埋头螺钉与安装件表面平坦光滑，减少对土垡的阻碍，让土垡顺利滑动，表面平坦光滑，减少对土垡的阻碍，让土垡顺利滑动，可以减小犁的牵引阻力。可以减小犁的牵引阻力。（5）正确调整牵引线：当牵引线在纵垂面的倾角和）正确调整牵引线：当牵引线在纵垂面的倾角和水平面的偏角调整到适当位置、即调整到使其分别等于水平面的偏角调整到适当位置、即调整到使其分别等于相应的摩擦角时，犁的牵引阻力最小。因此在耕地时，相应的摩擦角时，犁的牵引阻力最小。因此在耕地时，正确调整牵引线，也是
24、减少牵引阻力的重要方法之一。正确调整牵引线，也是减少牵引阻力的重要方法之一。2、设计制造方面的措施、设计制造方面的措施（1 1）良好的犁体曲面设计是减小牵引阻力的重要保证。犁体）良好的犁体曲面设计是减小牵引阻力的重要保证。犁体曲面除满足翻土、碎土、覆盖等性能要求而外，还需：曲面除满足翻土、碎土、覆盖等性能要求而外，还需：A.A.对土壤的挤压小，土垡能在犁面上顺利滑过；对土壤的挤压小，土垡能在犁面上顺利滑过；B.B.翻垡过程翻垡过程中，土垡重心的提升高度小，因而位能变化小；中，土垡重心的提升高度小，因而位能变化小；C.C.土垡在土垡在翻转过程中的位移小；翻转过程中的位移小；D.D.土垡运动时的绝
25、对速度小，所消土垡运动时的绝对速度小，所消耗的动能小；这样牵引阻力也就比较小。耗的动能小；这样牵引阻力也就比较小。（2 2）采用两种软、硬不同的材料制造犁铧，使刃口能够自磨）采用两种软、硬不同的材料制造犁铧，使刃口能够自磨锐。这种自磨刃犁铧经过热处理后，表面部分材料的硬度锐。这种自磨刃犁铧经过热处理后，表面部分材料的硬度大、耐磨性好，背面的材料则较软、不耐磨。耕地时，犁大、耐磨性好，背面的材料则较软、不耐磨。耕地时，犁铧表面磨损慢，背面磨损快，可以使铧刃保持锋利。铧表面磨损慢，背面磨损快，可以使铧刃保持锋利。（3 3）采用非金属特殊材料。目前有些国家已用特制的塑料薄）采用非金属特殊材料。目前有
26、些国家已用特制的塑料薄膜敷贴在犁壁上，这种塑料与土壤之间的摩擦系数小，耐膜敷贴在犁壁上，这种塑料与土壤之间的摩擦系数小，耐磨性高，这样可以减少犁的牵引阻力。磨性高，这样可以减少犁的牵引阻力。3、新方法和新原理的探讨、新方法和新原理的探讨（1）减小摩擦阻力。一是将固定部件改为转动部件，使）减小摩擦阻力。一是将固定部件改为转动部件，使滑动摩擦变为滚动摩擦。如：将犁壁制成由许多滚柱滑动摩擦变为滚动摩擦。如：将犁壁制成由许多滚柱组成的曲面，有的在曲面上嵌设滚珠，但这种方法因组成的曲面，有的在曲面上嵌设滚珠，但这种方法因制造复杂及其他技术问题，现在尚未推广。利用滚轮制造复杂及其他技术问题，现在尚未推广。
27、利用滚轮来代替犁侧板的犁，则已在生产中使用。我国及匈牙来代替犁侧板的犁，则已在生产中使用。我国及匈牙利等国曾设计了一种利用一个能够转动的锥形滚筒来利等国曾设计了一种利用一个能够转动的锥形滚筒来代替犁壁翼部的滚子犁，滚筒用不粘土的材料制成，代替犁壁翼部的滚子犁，滚筒用不粘土的材料制成，据试验这种犁可以减少据试验这种犁可以减少1015的牵引阻力。的牵引阻力。二是在犁体曲面上加润滑剂。如：在犁体曲面上二是在犁体曲面上加润滑剂。如：在犁体曲面上加水作润滑剂，据试验可以减少阻力加水作润滑剂，据试验可以减少阻力30。加水的方。加水的方法是在犁体曲面上螺钉的中央开一小孔，孔的开口处法是在犁体曲面上螺钉的中央
28、开一小孔，孔的开口处是一条向土垡运动方向倾斜的缝（倾斜是为了避免泥是一条向土垡运动方向倾斜的缝（倾斜是为了避免泥土堵塞）。水箱置于机架上，用软管在犁壁背面与螺土堵塞）。水箱置于机架上，用软管在犁壁背面与螺钉连通。据试验，这种方法在透水性差的粘土中效果钉连通。据试验，这种方法在透水性差的粘土中效果较好，在砂土中则较差。较好，在砂土中则较差。（2）应用振动技术。世界各国的试验表明，在铧式犁犁铧）应用振动技术。世界各国的试验表明，在铧式犁犁铧或其他土壤耕作机具工作部件上加装振动器，可以减小牵引或其他土壤耕作机具工作部件上加装振动器，可以减小牵引阻力约阻力约525，并能改善碎土质量。振动可以减小阻力的
29、原，并能改善碎土质量。振动可以减小阻力的原因是因为较高频率的振动可以破坏土壤分子的粘结力，也有因是因为较高频率的振动可以破坏土壤分子的粘结力，也有人认为土壤在受到较高频率的振动后，会发生人认为土壤在受到较高频率的振动后，会发生“振动液化现振动液化现象象”，使土壤的内摩擦力和抗剪强度降低，因而可以减少阻，使土壤的内摩擦力和抗剪强度降低，因而可以减少阻力。力。初步试验表明：振动犁所需的振动频率和振幅，应随机初步试验表明：振动犁所需的振动频率和振幅，应随机组前进速度增加而增加。当犁的前进速度小于组前进速度增加而增加。当犁的前进速度小于1ms时效果较时效果较好，振动频率以好，振动频率以20003000
30、Hz、振幅以、振幅以0.53mm为宜。至于为宜。至于工作部件的定向振动（即振动件的振动方向）问题，目前尚工作部件的定向振动（即振动件的振动方向）问题，目前尚在研究中。振动部件因需要消耗动力，故在总的能量消耗上在研究中。振动部件因需要消耗动力，故在总的能量消耗上是否经济亦无定论。是否经济亦无定论。（3）电渗作用。电渗作用的）电渗作用。电渗作用的原理（图原理（图260）是将犁刀和）是将犁刀和犁铧分别作为直流电的正极犁铧分别作为直流电的正极（）和负极（），通以直（）和负极（），通以直流电。因为土壤是导体，电流流电。因为土壤是导体，电流通过土壤时由于电渗作用，使通过土壤时由于电渗作用，使土壤中的毛细管
31、水向负极集结，土壤中的毛细管水向负极集结，在犁铧表面形成一层水膜，起在犁铧表面形成一层水膜，起着润滑剂的作用，减少摩擦阻着润滑剂的作用，减少摩擦阻力。此外，由于有电流通过，力。此外，由于有电流通过，土壤中的凝胶体变为溶胶体，土壤中的凝胶体变为溶胶体，降低了土壤分子的凝结力和土降低了土壤分子的凝结力和土壤强度。根据试验，此法在潮壤强度。根据试验，此法在潮湿土壤中效果较好，当水分为湿土壤中效果较好，当水分为20左右、电压为左右、电压为1260V时，时，阻力约减少阻力约减少20。六、铧式犁的总体配置六、铧式犁的总体配置（一）犁的总耕幅和铧数（一）犁的总耕幅和铧数（二）犁体间距（二）犁体间距（三）拖拉
32、机轮距与犁的工作幅宽（三）拖拉机轮距与犁的工作幅宽（一）犁的总耕幅和铧数（一）犁的总耕幅和铧数犁的总耕幅应根据拖拉机的有效牵引力犁的总耕幅应根据拖拉机的有效牵引力P P来确定。假设来确定。假设犁耕的土壤比阻为犁耕的土壤比阻为k k，要求的耕深为，要求的耕深为a a，单个犁体的，单个犁体的幅宽为幅宽为b b，则犁的铧数（多铧犁的犁体数），则犁的铧数（多铧犁的犁体数）n n可用下可用下式算出：式算出：因因 P Pnkabnkab，故故 n nP/P/（kabkab），），n n 应取整数应取整数上式表明，一台犁耕机组作业时，如果土壤比阻较大，上式表明，一台犁耕机组作业时，如果土壤比阻较大，则犁的耕
33、深要适当减小，否则牵引力则犁的耕深要适当减小，否则牵引力P P不足；如果要不足；如果要求耕得较深，则只能在土壤比阻较小的地方使用。求耕得较深，则只能在土壤比阻较小的地方使用。二者之间是一个等轴双曲线函数关系。二者之间是一个等轴双曲线函数关系。即即 kakac c，c c 为一常数。为一常数。将上式按拖拉机的额定牵引力绘成曲线如图将上式按拖拉机的额定牵引力绘成曲线如图2 26161所示。所示。由此可以看出犁耕机组对不同耕深和不同土壤的适由此可以看出犁耕机组对不同耕深和不同土壤的适应能力。不同牵引力的拖拉机可获得不同的曲线。应能力。不同牵引力的拖拉机可获得不同的曲线。（二）犁体间距（二）犁体间距多
34、铧犁相邻犁体的间距是犁的一个重要参数。间距太多铧犁相邻犁体的间距是犁的一个重要参数。间距太小，没有足够的空间让土垡通过会造成堵塞；间距小，没有足够的空间让土垡通过会造成堵塞；间距太大，则将增加犁的长度，不仅浪费材料，对于牵太大，则将增加犁的长度，不仅浪费材料，对于牵引犁还将使转弯半径增大，对于悬挂犁则因重心后引犁还将使转弯半径增大，对于悬挂犁则因重心后移，会影响机组的纵向稳定性。因此，在保证土垡移，会影响机组的纵向稳定性。因此，在保证土垡能顺利通过的前提下，犁的间距应尽量缩小。能顺利通过的前提下，犁的间距应尽量缩小。犁体间距有不同的表示方法（图犁体间距有不同的表示方法（图262）。如：纵向间）
35、。如：纵向间距距S（相邻犁体在纵向铅垂面的投影距离），铧尖距（相邻犁体在纵向铅垂面的投影距离），铧尖距Ss（相邻犁体的铧尖点或两对应点之间的距离），（相邻犁体的铧尖点或两对应点之间的距离），犁体配置角犁体配置角（各犁体形成的斜线与犁前进方向之间（各犁体形成的斜线与犁前进方向之间的夹角）等。它们之间的关系为（的夹角）等。它们之间的关系为（b为为单个犁体的幅单个犁体的幅宽）宽）：tgb/s，sinb/Ss（三）拖拉机轮距与犁的工作幅宽（三）拖拉机轮距与犁的工作幅宽如果犁的总耕幅小于拖拉机轮距，耕地时，如果犁的总耕幅小于拖拉机轮距，耕地时，拖拉机一侧的轮子就要走在犁沟内，应拖拉机一侧的轮子就要走在犁
36、沟内，应与沟墙保持与沟墙保持1 12cm2cm的间隙。的间隙。如果犁的总耕幅大于拖拉机轮距，耕地时，如果犁的总耕幅大于拖拉机轮距，耕地时，拖拉机轮子走在未耕地上，轮子外侧应拖拉机轮子走在未耕地上，轮子外侧应与沟墙线保持与沟墙线保持10cm10cm的距离，以免的距离，以免压塌沟墙。压塌沟墙。要使犁的阻力中心通过（或接近于）挂接要使犁的阻力中心通过（或接近于）挂接点（瞬心）和拖拉机牵引中心（动力中点（瞬心）和拖拉机牵引中心（动力中心）形成的牵引线，使机组具有较好的心）形成的牵引线，使机组具有较好的牵引性能（耕宽稳定性，直线行驶性）。牵引性能（耕宽稳定性，直线行驶性）。（七）犁耕机组（七）犁耕机组一
37、、悬挂犁机组一、悬挂犁机组二、悬挂犁悬挂参数的选择和挂接调整二、悬挂犁悬挂参数的选择和挂接调整（一）悬挂犁机组（一）悬挂犁机组 1、悬挂犁的挂接、悬挂犁的挂接悬挂犁通常以三点悬挂方式和拖拉机挂接，悬挂犁通常以三点悬挂方式和拖拉机挂接，即通过拖拉机后部的上、下拉杆和犁上的即通过拖拉机后部的上、下拉杆和犁上的三个悬挂点铰接起来，使二者成为一体。三个悬挂点铰接起来，使二者成为一体。2、工作状态与纵垂面受力分析工作状态与纵垂面受力分析（1 1）“浮动浮动”状态状态 油缸内无压力，悬挂犁由地面油缸内无压力，悬挂犁由地面支承，随地形起伏而浮动。支承，随地形起伏而浮动。（2 2）“位调节位调节”状态状态 通
38、过液压悬挂系统控制犁和通过液压悬挂系统控制犁和拖拉机的相对位置来调节耕深。当位调节手柄放在拖拉机的相对位置来调节耕深。当位调节手柄放在某一位置后，犁和拖拉机的位置即相对固定，连接某一位置后，犁和拖拉机的位置即相对固定，连接成刚体。适合在土地平坦的地区耕作，即使土壤阻成刚体。适合在土地平坦的地区耕作，即使土壤阻力变化较大，也能保持耕深一致力变化较大，也能保持耕深一致。（3 3）“力调节力调节”状态状态 根据耕地阻力的大小由液压根据耕地阻力的大小由液压悬挂系统自动调节耕深。当力调节手柄放在某一位悬挂系统自动调节耕深。当力调节手柄放在某一位置时便得到某一耕深。若阻力增大，犁会自动升起置时便得到某一耕
39、深。若阻力增大，犁会自动升起一些，使耕深减少；若阻力减小，则耕深会自动增一些，使耕深减少；若阻力减小，则耕深会自动增加，以保持犁耕阻力基本不变，使拖拉机负荷稳定，加，以保持犁耕阻力基本不变，使拖拉机负荷稳定，适合于土质比较均匀、阻力变化不大的土壤。适合于土质比较均匀、阻力变化不大的土壤。（二）悬挂犁悬挂参数的选择和挂接调整（二）悬挂犁悬挂参数的选择和挂接调整选择悬挂参数时，应满足：选择悬挂参数时，应满足：入土时，能使犁平稳而迅速地达到预定耕深，入土时，能使犁平稳而迅速地达到预定耕深，入土行程短；入土行程短；耕地时，若土壤软硬不均匀或地表起伏，犁具耕地时，若土壤软硬不均匀或地表起伏，犁具有良好的
40、耕深、耕宽稳定性。如有偏差，能够有良好的耕深、耕宽稳定性。如有偏差，能够迅速自动纠正；迅速自动纠正；机组具有良好的牵引性能和直线行驶性；机组具有良好的牵引性能和直线行驶性；犁的纵梁与机组前进方向一致，多铧犁前、后犁的纵梁与机组前进方向一致，多铧犁前、后犁体耕深相同，能进行耕深、耕宽调整；犁体耕深相同，能进行耕深、耕宽调整；在运输状态，有足够的运输高度，纵向稳定性在运输状态，有足够的运输高度，纵向稳定性和通过性好。和通过性好。1、纵垂面悬挂参数的选择、纵垂面悬挂参数的选择 （1）入土性能）入土性能（2）耕深稳定性）耕深稳定性（3）牵引性能）牵引性能（4）运输通过性）运输通过性入土性能 犁的入土性
41、能如何，关系到耕地质量和生产效率。犁的入土性能常以入土行程作为评价指标。入土行程通常是指最后一铧从铧尖着地至该犁达到要求耕深时所前进的距离。犁的入土行程越短，入土性能越好。多铧犁总入土行程较长，欲使犁及时入土，可采取缩短悬挂机构上拉杆的办法增大犁的入土角，以缩短入土行程。入土角一般取58。犁的入土角和入土行程的调整a.正确 b.不正确 c.犁的入土行程.入土角 L1.前后犁间距L2.后犁入土行程 L.总入土行程2、水平面悬挂参数的选择、水平面悬挂参数的选择（1）耕宽稳定性）耕宽稳定性（2）直线行驶性）直线行驶性耕宽调整 工作时，犁应当保持正确的直线行进状态，并使耕宽符合规定。如果犁架在水平面内
42、歪斜，或者犁相对于拖拉机的横向位置不当，都会产生漏耕或重耕。产生漏耕（耕宽偏大）时，转动悬挂轴，使犁作顺时针方向偏转，铧尖偏向已耕地，犁架后部向未耕地方向移动，则犁侧板向未耕地的压力增大，土壤的水平反力将推动犁侧板向已耕地方向移动，耕宽减小，克服漏耕。反之，则耕宽增加，克服重耕。经上述调整后，如仍有漏耕或重耕，或者犁耕烂泥田时，因土壤反力太小，采用上述方法难于进行调整，则可横向移动悬挂轴，直接改变第一铧相对于拖拉机的位置，以克服漏耕或重耕。3、悬挂犁的挂接与调整、悬挂犁的挂接与调整（1）挂接原则）挂接原则（2）耕深调整）耕深调整（3）耕宽调整）耕宽调整（4）正位调整）正位调整（5）偏牵引调整）
43、偏牵引调整（6）纵向水平调整）纵向水平调整（7）横向水平调整）横向水平调整挂接原则 根据土壤条件、耕作要求、机组类型及其技术状态，分别选择上、下悬挂点不同的位置。首先满足入土性能要求，同时也利于其他调整。使犁的纵梁与前进方向平行，左右位置适当；尽可能做到正牵引，避免偏牵引、斜牵引；犁架纵向、横向保持水平，使多铧犁前后、左右耕深一致。第二节圆盘耙第二节圆盘耙耕地后土垡间有很大的空隙，土块较大，地面耕地后土垡间有很大的空隙，土块较大，地面不平，不能满足播种和栽植的要求，所以还要进一不平，不能满足播种和栽植的要求，所以还要进一步进行整地，以破碎土块，平整地面，为作物发芽、步进行整地，以破碎土块，平整
44、地面，为作物发芽、生长创造良好的土壤条件。有的地区还要用镇压器生长创造良好的土壤条件。有的地区还要用镇压器压地，压紧土壤，压实表土，以保持土壤水分，利压地，压紧土壤，压实表土，以保持土壤水分，利于作物根系发育。于作物根系发育。常用的整地机械有圆盘耙、钉齿耙、镇压器、常用的整地机械有圆盘耙、钉齿耙、镇压器、联合整地机、以及水田耙、起浆机等，近年来驱动联合整地机、以及水田耙、起浆机等，近年来驱动型机械（旋耕机、驱动耙）在水田、旱地整地中的型机械（旋耕机、驱动耙）在水田、旱地整地中的应用也日趋广泛。应用也日趋广泛。圆盘耙主要用于旱地圆盘耙主要用于旱地犁耕后的碎土和播种前的犁耕后的碎土和播种前的松土除
45、草。它能够切断杂松土除草。它能够切断杂草和作物根茬，搅动和翻草和作物根茬，搅动和翻转表土，故也可用于收获转表土，故也可用于收获后浅耕灭茬，撒施肥料后后浅耕灭茬，撒施肥料后土肥混合和覆盖。有时为土肥混合和覆盖。有时为了抢农时，也可用圆盘耙了抢农时，也可用圆盘耙“以耙代耕以耙代耕”，还可用于，还可用于牧草地田间管理。牧草地田间管理。（一）按机重与耙片直径（一）按机重与耙片直径重型耙（重型耙（660mm）开荒、沼泽地等粘重）开荒、沼泽地等粘重土壤的耕后碎土，以及粘壤土的灭茬。耙土壤的耕后碎土，以及粘壤土的灭茬。耙深可达深可达18cm，牵引阻力约，牵引阻力约50008000N/m。中型耙（中型耙（56
46、0mm）粘壤土耕后碎土，一）粘壤土耕后碎土，一般壤土灭茬。耙深可达般壤土灭茬。耙深可达14cm，牵引阻力约，牵引阻力约30005000N/m。轻型耙（轻型耙（460mm）一般壤土耕后耙地，）一般壤土耕后耙地，轻壤土灭茬。耙深轻壤土灭茬。耙深10cm左右，牵引阻力约左右，牵引阻力约20003000N/m。一、圆盘耙的类型一、圆盘耙的类型（二）按机组挂接方式（二）按机组挂接方式 圆盘耙牵引式、悬挂圆盘耙牵引式、悬挂式和半悬挂式。重型耙多式和半悬挂式。重型耙多为牵引式，轻型和中型耙为牵引式，轻型和中型耙多为悬挂式。随着拖拉机多为悬挂式。随着拖拉机功率的增大，与大功率拖功率的增大，与大功率拖拉机配套的
47、大型、宽幅圆拉机配套的大型、宽幅圆盘耙及联合整地机更多的盘耙及联合整地机更多的采用半悬挂式。采用半悬挂式。联合整地机幅宽超过联合整地机幅宽超过10m4、按耙组的配置方式分、按耙组的配置方式分单列耙：单列、单组已很少使用，单列、两组、对单列耙：单列、单组已很少使用，单列、两组、对置灭茬和联合作业置灭茬和联合作业双列耙：偏置式偏置作业，侧向力不平衡、单向双列耙：偏置式偏置作业，侧向力不平衡、单向转弯；对置式侧向力平衡，地表不够平整转弯；对置式侧向力平衡，地表不够平整（三）按耙组的排列（三）按耙组的排列二、圆盘耙的构造和工作过程二、圆盘耙的构造和工作过程（一）圆盘耙的构造（一）圆盘耙的构造 圆盘耙一
48、般由耙组、耙架、角度调节装置、牵引或圆盘耙一般由耙组、耙架、角度调节装置、牵引或悬挂装置等组成。悬挂装置等组成。幅宽较大的耙可做成折叠式。作业时，折叠部分展幅宽较大的耙可做成折叠式。作业时，折叠部分展开放下，使耙宽增大。运输时，通过液压系统使两侧耙开放下，使耙宽增大。运输时，通过液压系统使两侧耙组向上折叠，减小宽度，便于运输。组向上折叠，减小宽度，便于运输。1.耙组耙组 圆盘耙组由装在方轴上的若干个耙片组成。耙圆盘耙组由装在方轴上的若干个耙片组成。耙片通过间管而保持一定间隔。耙组通过轴承和轴承支板而与片通过间管而保持一定间隔。耙组通过轴承和轴承支板而与耙组横梁相连接。为了清除耙片上粘附的泥土，
49、每个耙片凹耙组横梁相连接。为了清除耙片上粘附的泥土，每个耙片凹面一侧都装有一个刮土铲，其与耙片之间的间隙可调整。面一侧都装有一个刮土铲，其与耙片之间的间隙可调整。耙片为一球面圆盘，在凸面周边磨出刃口，有全缘耙片耙片为一球面圆盘，在凸面周边磨出刃口，有全缘耙片和缺口耙片两种。缺口耙片外缘有和缺口耙片两种。缺口耙片外缘有612个三角形、梯形或半个三角形、梯形或半圆形缺口，入土切碎能力较强，多用于粘重土壤、重型耙上圆形缺口，入土切碎能力较强，多用于粘重土壤、重型耙上，有的耙前列用缺口耙片，后列用全缘耙片。，有的耙前列用缺口耙片，后列用全缘耙片。2.耙架耙架 用来安装耙组、调节机构和悬挂（牵引）装置。
50、用来安装耙组、调节机构和悬挂（牵引）装置。有铰接耙架和刚性耙架两种。有的耙架上还装有载重箱，以有铰接耙架和刚性耙架两种。有的耙架上还装有载重箱，以便需要时增加配重，以增加耙深，保持耙深一致。便需要时增加配重，以增加耙深，保持耙深一致。3.角度调节装置角度调节装置 用于调节圆盘耙的偏角，以调节耙深。用于调节圆盘耙的偏角，以调节耙深。偏角增大耙深加深，偏角减小耙深变浅。偏角增大耙深加深，偏角减小耙深变浅。（二）圆盘耙的工作过程（二）圆盘耙的工作过程 圆盘耙工作时，耙片刃口平面（回转平面）垂直于地面，圆盘耙工作时，耙片刃口平面（回转平面）垂直于地面，并与机器前进方向成一偏角并与机器前进方向成一偏角，
