参赛作品 耕地机械

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1、第二章耕地机械引言第一节铧式犁的基本构造和类型第二节犁体曲面的工作原理第三节犁体曲面的形成原理第四节犁体外载及犁耕牵引阻力第五节悬挂犁悬挂参数的选择引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。一、耕地作业农业技术要求（1）耕深应随土壤、作物、地区、动力、肥源、气候和季节等不同而选择合理的耕深。耕作层通常在16－20cm之间。一般说来秋耕冬

2、耕宜深，而春耕夏耕又宜浅。深耕作业水田在17－22cm之间，旱地在20－30cm之间。耕深要求均匀一致，沟底也应平整。（2）覆盖良好的翻垡覆盖性能是铧式犁的主要作业指标之一，要求耕后植被不露头，回立垡少。对于水田旱耕，要求耕后土垡架空透气，便于晒垡，以利恢复和提高土壤肥力。（3）碎土犁耕作业还需兼顾碎土性能，耕后土垡松碎，田面平整。一般说来，铧式犁的碎土质量往往难于满足苗床要求，还需进行整地作业。二、耕层土壤的物理力学特性土壤由固体、液体和气体组成（称为土壤的固相、液相和气相）。固相部分包括粗细不同的矿物质颗粒和与它紧密结合的有

3、机质。在固体颗粒之间的孔隙中，充有水和空气。矿物质一般占土壤固相部分重量的95％。土壤的机械组成通常指直径3毫米以下的细小颗粒。按直径大小，它分为砂粒、粉粒和粘粒。砂粒直径（毫米）0.05－3粉粒0.001－0.05粘粒＜0.001随着所含砂粒、粉粒和粘粒成分的不同，土壤具有不同的物理力学性质。土壤中含粘粒成分越大，则土粒之间的凝聚力就越大，耕作时土壤不易破碎，犁耕的阻力也大。相反，砂土和砂质壤土含粘粒成分很小，所以耕作时土壤易于破碎，犁耕的阻力也较小。土壤的主要物理力学性质有以下几方面：（一）容重在自然状态下单位土壤体积的重量

4、即为容重。(g/cm3)式中q—土壤重量（包括所含水分重），克V—土壤体积，厘米3自土样中扣除所含水重时，即得土壤干容重γ0式中q1—土壤固体颗粒重量土壤容重与土壤内的孔隙度和固体颗粒比重有关。孔隙度越大（疏松），则容重越小。当土壤容重为1公斤／分米3时，最有利于耕作。土壤固体颗粒的比重为2.6—2.7克／厘米3。（二）湿度（又称含水量）土壤所能保持的最大含水量称为“田间持水量”。土壤的绝对湿度为:式中q—自然状态下土壤的重q′—烘干后同体积的土壤重量土壤的相对湿度即土壤绝对湿度与田间持水量的比值。式中W0—土壤相对湿度Wn—田

5、间持水量，％砂土的田间持水量较小，当绝对湿度为15％时，砂土摸起来是潮湿的（其相对湿度约为80％），而重壤土的田间持水量较大，摸起来几乎仍似干土（其相对湿度仅为35％）。土壤湿度对铧式犁的耕作质量和牵引阻力有很大影响。土壤过于干硬，土垡难于破碎，犁的牵引阻力也很大。当耕翻过于潮湿而粘重的土壤时，土垡呈条状且不易破碎。犁壁粘土严重，出现拖堆、拥塞、土垡翻转不完全和植被覆盖不严密等现象。对于旱田来说，土壤的相对湿度在40－60％的范围内，较宜于耕作。此时的土壤湿度称为适耕湿度。（三）土壤与金属间的摩擦系数为克服在耕作机械工作部件工作

6、表面上产生的土壤与金属间的摩擦力，大约消耗拖拉机牵引功率的一半。摩擦力F通常按下列公式计算：F＝fN式中f—摩擦系数；N—正压力。（四）土壤的坚实度（又称贯入阻力）当压缩非密实土壤时，使其压痕的容积为1厘米3时所需的力称为单位压实力q0（公斤／厘米3）。当以一定断面形状（圆形、锥形等）的柱塞压入土壤，其压陷深度为h0时，作用在土壤上的平均压力称为土壤的坚实度p0p0＝q0h0（kg／cm2）土壤坚实度同土壤的质地和含水量有密切关系。坚实度越大，土壤的承压能力及耕作阻力越大。（五）土壤的凝聚力和附着力土壤凝聚力是指土粒之间的结合力

7、，其数值与土壤质地、含水量等因素有关。粘土的凝聚力大于砂土。凝聚力大的土壤称为重质土。这种土壤不易破碎，耕作阻力也较大。凝聚力小土壤（轻质上）容易破碎，耕作阻力较小。土壤同金属接触面之间的附着力，几乎完全是因水膜的表面张力所造成的。因此，附着力也与土壤质地、含水量、接触面的材料和光洁度等因素有关。当摩擦力和附着力大于土壤凝聚力和内摩擦力时，农具的工作表面就会粘土。工作部件表面粘土，不但会使耕作质量变坏，而且会增加牵引阻力。需要指出，土壤在一定湿度下表现出有附着性。但当附着力达最大值后，若湿度继续增加，则附着力反而下降。因此，除了

8、设计上应保证工作表面光洁，曲面形状适当以外，在机具的使用上应注意在适耕湿度下进行作业。（六）土壤的抗剪强度耕层土壤在耕作机械工作部件（如犁体、中耕铲等）作用下，往往出现剪切破坏，其剪应力大致服从库伦定律：ι=c+σtgρ式中ι—剪应力（kN/cm2）σ—剪切面上