第2章 耕地机械.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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即为容重,。,(g/cm,3,),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,0,式中,q,1,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,W,n,田间持水量，,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,p0,p0,q0 h0,（,kg,cm,2,）,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，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：,=c+tg,式中,剪应力（,kN/cm2,）,剪切面上的法向压应力（正应力）；,c,单位粘结力（,kN/cm2,），是同类粒子间相互结合在一起的作用力；,tg,土壤与土壤之间的摩擦系数，又称土壤的内摩擦系数；,土壤的内摩擦角。,三、常用耕地机械,目前所使用的耕地机械，由于其作业的工作原理不同类型主要分为三大类：,铧式犁,圆盘犁,凿形犁,铧式犁应用历史最长，技术最为成熟，作业范围最广，铧式犁是通过犁体曲面对土壤的切削、碎土和翻扣实现耕地作业的。,圆盘犁是以球面圆盘作为工作部件的耕作机械，它依靠其重量强制入土，入土性能比铧式犁差，土壤摩擦力小，切断杂草能力强，可适用于开荒、粘重土壤作业，但翻垡及覆盖能力较弱，价格较高。,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，凿形齿在土壤中利用挤压力破碎土壤，深松犁低层，没有翻垡能力。,根据农业生产的不同要求、自然条件变化、动力配备情况等，铧式犁在形式上又派生出一些具有现代特征的新型犁：双向犁、栅条犁、调幅犁、滚子犁、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，但量较少，本章重点介绍铧式犁的基本结构、工作原理、设计方法和理论分析等。本章除课堂教学外，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 铧式犁的基本构造和类型,一、铧式犁的基本组成,二、铧式犁的基本类型,三、铧式犁的型号表达,四、主犁体的结构及功用,第一节 铧式犁的基本构造和类型,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，机具的重量前部分由拖拉机承 担，后半部分由机具承担。,铧式犁的工作特点,铧式犁的类型与特点,二、铧式犁的基本构成,机架,牵引悬挂装置,主犁体,行走限深装置,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。,三、铧式犁的型号表达方式,部颁农机序列标准：,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,举例说明：,机具类别名称,分类号,组 别 号,耕整机械,1,L-,犁,B-,耙，,G-,悬耕机，,K-,开沟机，,Z-,筑埂机，,P-,平地机,种植施肥机械,2,B-,播种机，,Z-,栽植机，,F-,施肥机,田间管理和植保机械,3,Z-,中耕机，,W-,喷雾机，,F-,喷粉机，,M-,弥雾机，,Y-,喷烟机,收获机械,4,G-,收割机，,S-,割晒机，,L-,谷物联合收获机，,Y-,玉米收获机，,M-,棉花收获机，,H-,花生收获机,1,L,3,2 0,单铧犁设计耕宽（,cm,）,铧式犁犁铧数量,组别号,分类号,目前，国内耕作机械中铧式犁一般单犁体耕宽,b=20-30cm,，,a=18-25cm,，最大耕宽为,40cm,，最大耕深为,50cm,。,四、主犁体的结构及用途,主犁体的构成及作用,主犁体各部分的功用：,犁铧,切开土垡、引导土垡上,升至犁壁。,犁壁,破碎和翻扣土垡。,犁侧板,平衡侧向力。,犁柱,联结犁架与犁体曲面。,犁托,联结犁体曲面与犁柱。,犁踵,耐磨件，防止犁侧板尾,部磨损，可更换。,思考题,1,、铧式犁的基本构造和类型？,2,、主犁体的结构及各部件的功用？,第二节 犁体曲面的工作原理,一、犁体曲面的类型,二、犁体曲面的的工作原理,第二节 犁体曲面的工作原理,一、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,（教材称：螺旋型、熟地型、半螺旋型）。,翻土型,犁铧起土角较小，犁胸部平缓，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。,碎土型,犁胸部较陡，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。,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，在华东、华中地区应用较多。,二、犁体曲面的工作原理,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。,理想土垡的翻转过程：,b,a,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，既只有滚动而无滑动。,理想土垡的翻转,a,b,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既彻底翻扣（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,。,我们观察这样一种现象：设土垡断面深度为,a,，宽度为,b,1,、,b,2,、,b,3,，在翻转到某个时刻为土垡的临界状态。,回垡,临界,稳定铺放,a,b,1,a,b,2,a,b,3,当土垡翻转至最终位置时，如果支撑点在右侧，则可保证为稳定铺放，在正上方则为临界状态（不稳定状态），在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。,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。,b,a,A,B,C,D,E,b,ABCADE,故有对应边成比例，并设,b/a=k,，则导出：,AB/AC=AE/DE,AC=b,，,AE=b,，,ED=a,k,4,-k,2,-1=0,k1.27,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，含水率高的粘重土壤变形较小，,k1.27,，对沙质土，土壤很难成形，犁体通过后立刻堆积，,k1.27,，一般,k=1,。,思考题,1,、犁体曲面的主要类型？,2,、理想土垡翻转的假设条件？,3,、土垡宽深比的概念？它对工作,质量有何影响？,第三节 犁体曲面的形成原理及设计方法,一、犁体曲面的形成原理,二、犁体曲面的设计要点,第三节 犁体曲面的形成原理及设计方法,一、曲面的形成原理,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、翻土曲线法,。其中，水平直元线法技术最为成熟，应用最广。,水平直元线法的设计特点是：,W,H,N,导曲线,水平元线,=f,（,z,）,N H,X,Z,Y,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，且与沟底的水平夹角,是随着元线的高度变化的，其元线角的变化规律为,=f,（,z,）,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,=f,（,z,）。,水平直元线形成犁体曲面的三大要素,水平直元线,导曲线,元线角的变化规律,=f,（,z,）,需要特别指出的是，导曲线所在的位置对犁体曲面的性能有较大的影响，,当导曲线在铧尾处时，所形成的犁体曲面为翻土型的，在距铧尖,2/3,处时为碎土型，,界于二者之间的为通用型。我们将在犁体曲面测绘时讲解具体的测绘方法。,导曲线平面的不同位置,二、犁体曲面的设计要点,1,、主视图的绘制,2,、俯视图及其它视图的绘制,3,思考题,1,、犁体曲面形成的基本原理？,2,、水平直元线形成犁体曲面的三大要素？,3,、导曲线的位置对曲面工作性质的影响？,第四节 犁体外载及犁耕牵引阻力,一、犁体外载特性,二、犁耕牵引阻力及高略契金有理公式,三、犁耕土壤比阻的概念,四、影响牵引阻力的因素和减少阻力的措施,五、犁耕机组的配套计算,第四节 犁体外载及犁耕牵引阻力,一、外载特性,受力特征,由于犁体曲面是一个既不规则又不对称的空间任意曲面，犁耕过程中，土壤对曲面的作用力成为一空间任意力系，在一般情况下，他们不可能简化成为一个合力。,这样一个外载测量是十分困难的，只能用近似的方法来解决，目前，国内最常用的方法是六分力法,。,原理：,利用物体在空间受外力作用时，他将有六个自由度的结论，如果将这六个自由度全部给以约束，则该物体将处于静止状态，这说明六个约束力与可使物体产生运动的外力是等价的，若能测得这六个约束力，我们就可获得物体所受到的外力。,例如：一个空间物体受到重力作用时他将下落，这个外力的大小我们不得而之，但如果给该物体一个约束力使该物体处于相对静止状态，测量这个约束力的大小，我们就可获得外力的大小，如图所示：,P,为约束力。,M,mg,P,P,R,采取同样的方法，将犁体和犁架置于测量空间，由于土壤空间力系的作用，机组可能产生上下前后左右的运动，如果在可能运动的方向上施加等价约束，那么机架将处于相对静止的状态，测量这些约束力，即可获得犁体所受到的外力。,犁,体外载根据不同的测量方法或分析的要求不同，所表达的方法也不同，主要有三种方法：,1,、六分力法：将,X,、,Y,、,Z,三个方向的力向铧尖简化，可得主矢量的,3,个分量,R,x,、,R,y,、,R,z,和主矩的,3,个分量,M,x,、,M,y,、,M,z,。,犁体外载根据不同的测量方法或分析的要求不同，所表达的方法也不同，主要有三种方法：,2,、坐标平面法：将测得的外力分别向三个坐标平面投影（简化）得,3,个平面力系：,R,xy,、,R,xz,、,R,yz,。,犁体外载根据不同的测量方法或分析的要求不同，所表达的方法也不同，主要有三种方法：,3,、力螺旋法：将测得的所有外力向犁体曲面某一点简化，将,3,个分力和,3,个分力矩合成一个主矢力,R,和一个主力矩,M,。，,R,x,可作为决定牵引力大小的重要依据。,二、犁耕牵引阻力,研究力的特性及大小的目的有,2,个，一是给机组设计提供依据，二是为使用提供依据。例如,R,x,就可作为犁耕牵引阻力。,犁耕牵引阻力,耕作时，作用在犁上的总阻力的纵向水平分力，该力与拖拉机前进方向相反，可由拖拉机的牵引力来平衡。,农机机组在工作时，作用于工作部件上的土壤阻力的纵向水平分力与拖拉机的动力中心线共线，且牵引阻力与拖拉机牵引力大小相等，方向相反。,R,xy,R,y,R,x,R,xy,P,由于到目前为止，我们对土壤的物理机械性质了解不够，无法得到犁耕牵引阻力的数学力学模型，只能用测量结果处理后的经验公式来描述。目前，最经典的经验表达式是：,高略契金有理公式,R,x,=fG+k,o,ab+abv,2,（,kg,）,动态阻力项,静态阻力项,综合摩擦项,R,x,=fG+k,o,ab+abv,2,式中：,f,综合摩擦系数，,0,、,3,0,、,5,G,犁体重量（公斤）,fG,摩擦项,K,o,ab,静态阻力项,K,o,静态阻力系数，一般为,0,、,2,0,、,7,a,单犁体耕深（,cm,）,b,单犁体耕宽（,cm,）,abv,2,动态阻力项,动态阻力系数，,250,400,v,机组速度（,m/s,）,该公式经常用作理论分析，实用价值不大，一般犁耕土壤比阻法来表示犁耕牵引阻力的大小。,三、,犁耕土壤比阻,单位耕作横断面上的纵向水平分力,（,kg/cm,2,，或,N/cm,2,）,b,a,R,x,K=R,x,/a*b*n,R,x,土壤阻力,kg,a,单犁体耕深,cm,b,单犁体耕宽,cm,n,犁铧数量,四、影响牵引阻力的因素,和减少阻力的措施,1,、影响牵引阻力的因素：,犁体曲面形状、表面光滑程度、铧刃锋锐程度、耕深、耕宽、前进速度、土壤状况等。,2,、,减少阻力的措施,：,降低无效阻力：减轻犁的重量，增强曲面光滑程度，提高铧刃的锋锐程度（自磨刃）等。,软质材料,硬质材料,仿生学应用,脱土减阻,pronotum,labrum,臭蜣螂（雄）表面形态,Copris ochus,Motschulsky,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),达乌尔黄鼠毛,(e),穿山甲鳞片,b,c,d,e,corrugated,dimpled,scaly,scaly,根据蜣螂体表特性设计的仿生犁,Convex dome,a,设计合理的犁体曲面：犁翼后撇，可减少土垡运动的侧向速度,v,y,，避免侧向过分抛扔土垡，减少抛扔的能量消耗，,v,y,1m/s,；,V,V,y,V,x,普通犁,高速犁,改变犁体曲面的结构形式：栅条犁、滚子犁、气（水）隔犁、电极犁、自激振荡犁等；,滚子犁,土垡的运动由滑动摩擦改为滚动摩擦,水隔犁（气隔犁）,喷液体或气体,电极犁,自激振荡犁,振动子,通过高频振荡，减少犁体曲面与土壤的接触时间，从而达到降低摩擦阻力的目的，这种方式在农村所使用的畜力犁上由人工操作，非常普遍。,五、犁耕机组的配套计算,配套计算是指动力与机具之间的合理利用，为设计犁耕机组和正确地使用机组提供理论依据。依据可能与需要等价的基本原则，我们来确定犁耕机组的配套计算公式。,设：,a,、,b,单犁体耕深和耕宽（,cm,）；,n,犁铧个数；,牵引力利用系数，,0.8-0.9,；,P,t,拖拉机额定牵引力（,kg,）；,K,土壤犁耕比阻（,kg/cm,2,）；,一般,K=0.3-0.4 kg/cm,2,。,可能产生的牵引阻力：,R,x,=kabn,（,kg,）,为平衡牵引阻力所必须的拖拉机牵引能力,P,t,（,kg,）,可能,=,需要,则有：,P,t,=kabn,n=P,t,/kab,注意：取整时只能舍不能入！,参考资料,拖拉机型号,额定牵引力,P,t,单位,泰山,12/15/18,300/350/400,kg,泰山,25/30A,600/900,kg,上海,50,1176,kg,铁牛,55,1372,kg,东方红,80,4000,kg,举例：某研究所欲设计与泰山,30A,轮式拖拉机相配套的铧式犁机组，已知配套动力为,900kg,，牵引力利用系数,=0.9,，农业要求的耕深为,a=20cm,，设计耕宽为,b=30cm,，土壤比阻,K=0.4kg/cm2,，试确定机组的犁铧数量,n,？,解：,n=P,t,/kab,=0.9,900/0.4,20,30,=3.375 ,n=3,注意：即便是,n=3.99,，,n=3,思考题,1,、犁体外载的特性及表达方法？,2,、犁耕牵引阻力及高略契金有理公式？该公式主要说明了什么？,3,、犁耕土壤比阻？影响犁耕牵引阻力的因素及减少阻力的主要措施？,4,、犁耕机组的配套计算？,5,、某研究所欲设计与上海,50,轮式拖拉机相配套的铧式犁机组，已知配套动力为,1176kg,，牵引力利用系数,=0.8,，农业要求的耕深为,a=20cm,，计耕宽为,b=30cm,，土壤 比阻,K=0.4kg/cm2,，试确定机组的犁铧数量,n,？,第五节 悬挂犁悬挂参数的选择,一、耕深调节与耕宽调节,二、悬挂参数的选择,第五节 悬挂犁悬挂参数的选择,一、耕深调节与耕宽调节,1,、,耕深调节,是根据农业技术的作业要求的不同及土壤状况的变化而进行的犁的入土深度的调节，调节的方法可依据土壤的实际状况和拖拉机液压悬挂系统的形式不同有三种：,位调节、力调节、高度调节。,位调节,液压悬挂装置与农机具为相对刚性连接，犁的升降完全由液压系统来控制。,力调节,液压悬挂装置与农机具为相对刚性连接，犁的升降完全由液压系统来控制。但力传感器可根据土壤的坚硬程度自动调节耕深，但需限深轮配合使用。,高度调节,液压悬挂装置与农机具为铰连接，液压系统处于浮动状态（液压油缸的进出油阀全部打开），通过改变限深轮相对机架的高度来调节耕深。,2,、,耕宽调节,不是调节机组的工作幅宽，而是为防止漏耕和重耕进行的悬挂犁挂接调节,。,B,B,B,重耕,B,B,漏耕,二、悬挂参数的选择,A,B,C,拖拉机三点悬挂装置,c,b,a,农具的三个悬挂点,纵垂面,水平面,拖拉机与悬挂犁之间多为三点式后悬挂，即由农机具的,2,个下悬挂轴，,1,个上悬挂销分别与拖拉机的,2,个下拉杆和,1,个上拉杆进行铰连接，在连接的过程中，三个挂接点在空间的位置和安装尺寸的确定非常关键，此处我们称之为悬挂参数，设计不当、使用不当就会出现严重的错误。不能正常工作甚至根本就不能工作，如：不能入土、入土后耕深不稳、耕宽不稳等。,1,、纵垂面内悬挂参数的确定,纵垂面内悬挂参数的合理选择是决定铧式犁能否正常入土和耕深稳定的关键。纵垂面内的悬挂参数主要是指上悬挂点与,2,个下悬挂点连线的垂直距离的大小。,h,我们观察一下悬挂犁正常入土的情况：,a,预定耕深，,初始入土角，,0,最终工作隙角，,S,入土行程。,入土行程,指机组的最后一个犁体从铧尖触地始至达到规定耕深时止所经过的水平距离,。,一般说来，,入土行程越小，入土性能越好，而入土行程的大小主要取决于两个基本条件：入土隙角和入土压力,。入土压力我们可以增减犁的重量来控制，入土隙角则靠悬挂参数来决定，正常的入土角前倾，设为正值，,=5-8,0,，入土后，,0,01,o,，入土角的正负与悬挂参数的大小有关,。,mg,三点悬挂机组的悬挂参数有,3,种状态：,瞬心在前方,瞬心在后方,瞬心在无穷远处,哪一种符合悬挂犁正常入土的条件？各有什么特点？我们通过对,3,种情况分别进行做机构运动简图的方式来确定悬挂参数的大小。,瞬心在无穷远处,a,结论：入土角没有变化，耕深不稳定。,瞬心在后方：,结论：,入土角为负值，不能正常入土。,瞬心在前方：,结论：入土角为正值，犁体能正常工作。,2,、水平面内悬挂参数的确定,b,水平面内的悬挂参数是指拖拉机,2,个下拉杆与农机具,2,个下悬挂点连接时，,2,个悬挂点在水平面内的投影。四边形机构的瞬心位置对犁耕机组的工作质量也有较大的影响。,一般说来，水平面内悬挂参数的选择结果不同可使机构运动瞬心,2,有,3,个位置：在机构的前方、后方、无穷远处，对工作质量的影响结果分别如下：,瞬心在前方,瞬心在后方,瞬心在无穷远处,瞬心在前方,F,n,m,R,x,2,设某一时刻，土壤阻力,R,xy,和犁侧板沟壁反力,F,正好使悬挂机构在水平面内处于平衡状态，则有：,M,2,=0,，,R,xy,与,F,的合力,R,x,通过瞬心,2,才能使机构平衡稳定。则有：,R,xy,.m,F.n=0,R,xy,Rx,m,n,F,R,xy,2,+R,xy,+F,当某一时刻土壤质地发生了变化，引起了,R,xy,有增量 （,+R,xy,或,-R,xy,）时，如,+R,xy,，则将使机构绕瞬心,2,做顺时针运动，通过机构简图做图法知，犁侧板尾部将压向沟墙，从而也使,F,产生新的增量,+F,，因此有：,同样，当,R,xy,有一负增量,-R,xy,时，在,F,的作用下，机构将绕瞬心做反时针运动，,F,将产生一减量（,-F,），,M,2,=0,。,（,R,xy,+R,xy,）,.m-,（,F+F,）,.n=0,。,瞬心在后方,n,m,2,R,xy,F,设某一时刻，土壤阻力,R,xy,和犁侧板沟壁反力,F,正好使悬挂机构在水平面内处于平衡状态，则有：,M,2,=0,，,R,xy,与,F,的合力,R,x,通过瞬心,2,才能使机构平衡稳定。则有：,R,xy,.m,F.n=0,n,m,2,R,xy,F,+Rxy,F,当某一时刻，,R,xy,有一增量,+R,xy,，其结果将迫使机构绕瞬心做反时针运动，通过机构运动图不难看出，犁侧板将离开沟墙，,F,将有一负增量,F,，此时,M,2,0,，而且将造成机构绕瞬心做进一步的反时针旋转，形成恶性循环，犁将处于斜行状态，机构的扭曲变形将随时发生，无法正常工作。,瞬心在无穷远处,R,xy,F,此时，机构为一平行四边形机构，外力稍有变化即可造成机构的左右摆动，是一种极不稳定的机构。当某一时刻,R,xy,有一正增量时，,F,也将有一增量，但由于机构做平行四边形运动，犁侧板的土壤反力增量不大，与,R,xy,的增量不相适应，,M,2,0,。,结论,为了调整的方便及机构自身平衡的需要，在纵垂面内的四连杆机构和在水平面内的四连杆机构的运动瞬心都必须在机构的前方。,思考题,1,、耕深调节与耕宽调节的概念？,2,、入土行程？影响入土行程的因素,有哪二个？,3,、为什么三点悬挂机构的瞬心必须,设在机构的前方？,