农业机械学复习重点.doc

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
铧式犁的组成：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。
铧式犁的基本类型
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。
主犁体的结构及功用
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。
犁体曲面可分为：翻土型、碎土型和通用型
理想土垡的翻转假设：
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。
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是犁体曲面设计和工作的关键。
当土垡翻转结束，土垡在犁通过后又重新翻回到犁沟中，被称为回垡。
我们称b/a=K(临界宽深比)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，K≥1.27；对沙质土，土壤很难成形，犁体通过后立刻堆积，K≤1.27；一般取K=1。)
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。
水平直元线法设计犁体曲面三个关键要素：水平直元线,导曲线,元线角的变化规律θ=f（z）
导曲线所在的位置对犁体曲面的性能的影响：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。
犁体外载特性：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。
犁体外载特性所表达的方法主要有三种：1.六分力法2.坐标平面法3.力螺旋法
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。
高略契金有理公式
该公式的最大贡献是考虑了速度对犁耕牵引阻力的影响
犁耕土壤比阻——单位耕作横断面上的纵向水平分力。用 Ko 表示
Rx—土壤阻力a—单犁体耕深 b—单犁体耕宽 n—犁铧数量
影响牵引阻力的因素：犁体曲面形状表，曲面光滑程度，铧刃锋锐程度，耕深与耕宽，前进速度，土壤状况
减少阻力的措施：⑴ 降低无效阻力⑵ 设计合理的犁体曲面⑶ 改变犁体曲面的结构形式⑷ 正确的挂结和调整。
犁耕机组的配套计算公式
Pt—拖拉机额定牵引力

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。调节的方法有三种：位调节、力调节、高度调节。
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。
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。
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。
圆盘耙的类型和表达方式
1.按与动力的连接方式分：牵引式、悬挂式和半悬挂式。
2.按耙片的直径分重型耙（660 mm）中型耙（560 mm）轻型耙（460 mm）
3.按耙片的外缘形状分：全缘耙、缺口耙
4、按耙组的配置方式分单列耙 、双列耙、组合耙、偏置耙、对置耙
园盘耙的结构组成：耙组、耙架、牵引架、偏角调节装置等
耙片轴向安装间距二个条件及应用：
1、首先以不产生堵塞的条件b≥（1.5~2）a 确定圆盘耙片的轴向安装间距，保证耙组能入土工作。
2、然后采取配置相互交错排列的前后2列耙组，前耙组产生的漏耙由后列耙组进行处理，保证整台机组既不漏耙又不堵塞。
通常在生产实际过程中所应用的圆盘耙多为双列耙。
旋耕机——是一种工作部件主动旋转，以铣切原理加工土壤的耕耘机械。
旋耕机的基本构成：机架、传动装置、刀辊、挡土罩、平地拖板等。
旋耕机的工作原理：旋耕机刀片在动力的驱动下一边旋转，一边随机组直线前进，在旋转中切入土壤，并将切下的土块向后抛掷，与挡土板撞击后进一步破碎并落向地表，然后被拖板拖平。
旋耕机的作业特点具有碎土能力强、平整度高、对土壤的适应性好、纵向尺寸短、耕深小、功耗大、幅宽小、效率低。
旋耕机正常工作必须同时满足定性和定量二个条件
①定性条件： λ＞1 （余摆线）
②定量条件： 或
农业生产的种植方式：撒播、条播、穴播和精密播种等。
播种机的类型：谷物条播机、中耕作物穴播机、精密播种机
一般构成：机架、传动装置、种肥箱、排种器、排肥器、行走装置、开沟器、覆土器、镇压器等。
排种器的工艺实质是：通过排种器对种子的作用，将种子由群体化为个体、化为均匀的种子流或连续的单粒种子。
外槽轮式排种器基本构成：1.排种杯 2.阻塞轮 3.档圈 4.清种方轴 5.弹簧 6.排种舌 7.排种轴 8.外槽轮
工作原理：外槽轮转动时，种子逐次充满于凹槽内，随之转动，种子在排种轮槽齿的强制推动下经排种口排出（强制层）。同时处于槽轮外缘的厚度为C的一层种子利用种子之间的摩擦力和槽齿凸尖对种子的间断性冲击，以较低的速度被带出。
提高排种器均匀性的主要措施：将排种器排种舌做成斜线状；将排种器由直槽改为螺旋槽。
水平圆盘排种器填充性能的因素：1、水平圆盘的线速度 Vp 2、型孔的形状和尺寸：
例题：有一台玉米播种机进行单粒播种作业时，水平圆盘的型孔长度L为12mm，种子平均粒径d为8 mm，株距t为200mm，圆盘直径D为250 mm，型孔数量Z为25个。问当机组作业速度Vm为8km/h时，该播种机能否正常工作？为什么？试确定校正后的机组前进速度（km/h）？
分析：1.根据已知条件计算该排种器的极限速度；
2.根据已知Vm计算排种器的实际速度。
3.若排种器的实际速度小于极限速度，说明播种机能正常工作。否则，将极限速度Vp代入Vp与Vm关系式，求出机组的最高允许速度值。
解：根据已知条件计算该排种器的极限速度（带入计算结果为0.28m/s）

根据已知Vm计算排种器的实际速度

计算结果表明，在8km/h的作业速度下，排种器的实际线速度为0.35m/s，已经远超过该排种器的使用极限速度0. 28m/s，无法进行正常工作，必须降低机组的作业速度。
将该排种器的允许使用速度0.28m/s代入极限速度与机组速度关系式，求出该允许使用速度0.28m/s下的机组作业速度。

答：机组初定作业速度不能保证播种机正常工作。校正后的机组最高许用速度为6.4公里/小时。
播种机播前播量调整：1. 谷物条播机的播量调整实验2. 穴播机的播量调整
植物保护的方法：1.农业技术防治法2.物理机械防治法3.生物防治法4.组织制度防治法5.化学防治法
机械化化学防治方法 ：1.喷雾法2.弥雾法3.超低量法4.喷烟法5.喷粉法
植保机械的类型主要有：喷雾机，弥雾机，超低量喷雾机，喷烟机，喷粉机
手动液泵式喷雾机组成：主要由药液箱、活塞泵、空气室、胶管、喷杆，开关及喷头等组成。
工作原理：工作时，操作人员上下揿动摇杆，通过连杆机构的作用，使塞杆在泵筒内作往复运动，行程为60~100mm，当塞杆上行时，上碗从下端向上运动，皮碗下面，由于皮碗和泵筒所组成的腔体容积不断增大，因而形成局部真空。这时，药液箱内的药液在液面和腔体内的压力差作用下，冲开进水球阀，沿着进水管路进泵筒，完成吸水过程。当皮碗从上端下行时，泵筒内的药液开始被挤压，致使药液压力骤然增高，进水阀关闭，出水阀被压开，药液即通过出水阀进入空气室。空气室里的空气被压缩，对药液产生压力（可达800kPa），空气室具有稳定压力的作用。打开开关后，液体即经过喷头喷洒出去。
手动气泵式喷雾机组成：由药液桶、气泵和喷头等组成。
工作原理 压缩喷雾器是利用打气筒将空气压入药液桶液面上方的空间，使药液承受一定的压力，经出水管和喷洒部件成雾状喷出，如图11所示。当将喷雾器塞杆上拉时，泵筒内皮碗下方空气变稀薄，压强减小，出气阀在吸力作用下关闭。此时皮碗上方的空气把皮碗压弯，空气通过皮碗上的小孔流入下方。当塞杆下压时，皮碗受到下方空气的作用紧抵着大垫圈，空气只好向下压开出气阀的阀球而进入药液桶。如此不断地上下压塞杆，药液桶上部的压缩空气增多，压强增大，这时打开开关，药液就被压入喷洒部件，成雾状喷出。
手动式喷粉机械组成：由药粉桶、齿轮箱、风机及喷撒部件等组成。
工作原理：丰收--5型喷粉器的工作原理如图所示，当手柄以额定转速36转／分转动时，通过齿轮箱增速，使叶轮连续地以1780转／分旋转，产生高速气流；同时搅拌器把药粉向松粉盘推送，药粉从松粉盘边缘的缺口到达开关盘处，经开关盘上的出粉孔吸入风机，并随高速气流一起经喷粉头喷向作物。
机动背负式喷雾喷粉机组成：背负机主要由机架、离心风机、汽油机、油箱、药箱和喷洒装置等部件组成。
弥雾原理：离心风机与汽油机输出轴直连，汽油机带动风机叶轮旋转，产生高速气流，并在风机出口处形成一定压力，其中大部分高速气流经风机出口流经喷管10，而少量气流经出风筒3、进气塞4、进气管5、过滤网组合6流进药箱内，使药箱中形成一定的气压。药液在压力的作用下，经粉门7、出水塞8、输液管9、开关11流到喷头12，从喷嘴周围的小孔以一定的流量流出，先与喷嘴叶片相撞，初步雾化，再与高速气流在喷口中冲击相遇，进一步雾化，弥散成细小雾粒，并随气流吹到很远的前方。

喷粉原理喷粉如图所示，和喷雾一样，汽油机带动风机叶轮旋转，大部分高速气流经风机出口流经喷管8而少量气流经出风筒3进入吹粉管4，然后由吹粉管上的小孔吹出，使药箱中的药粉松散，以粉气混合状态吹向粉门体。由于弯头7下粉口处有负压，将粉剂吸到弯头内。这时粉剂被从风机出来的高速气流，通过喷管8吹向远方。
超低量喷雾的工作原理是由风机产生的高速气流，从喷管流到喷头后遇到分流锥，从喷口以环状喷出，喷出的高速气流驱动叶轮，使齿盘组装高速旋转，同时药液由药箱经输液管进入空心轴，从空心轴上的孔流出，进入前、后齿盘之间的缝隙，于是药液就在高速旋转的齿盘离心力作用下，沿齿盘外圆抛出，破碎成细小的雾滴。这些小雾滴又被喷口内喷出的气流吹向远处。
果园风送式喷雾机组成：主要由药箱、取力器、压力泵、管路系统、流量控制阀、轴流风机、环状喷头分配管、喷头、机架和传动装置等组成。
工作原理：工作时，由拖拉机动力输出轴经取力器和传动轴将动力传至后方的压力泵和轴流风使其工作，压力泵将药箱内的药液通过吸液管吸入泵腔加压后，经排液管压向设置于风机出风口处的环状分配器，由环形布置的喷头雾化成150～300μm的粗雾滴，然后由风机出风口排除的高速气流进一步雾化成100μm以下的细小雾滴呈扇形风送至机组两侧目标，从而达到弥雾效果，一个行程可完成二行果树内侧的植保作业。
喷头可分为液力式、气力式、离心式等型式。
液力式喷头主要是利用高压泵对液体施加一定压力，通过喷头进行雾化药液成为雾滴，是目前植保机械中应用最广泛的一种雾化装置。
气力式喷头是利用较小的压力将药液流导入高速气流场，在高速气流的冲击下，药液流束被雾化成为直径75~100μm的细小雾滴。高速气流一般由风机产生。
离心式喷头（或超低量喷头）是将药液输送到高速旋转的雾化元件上（如圆盘等），在离心力的作用下，药液沿着雾化元件外缘抛射出去，雾化成细小雾滴（雾滴直径为15~75μm）。
静电式喷头的工作原理：通过充电装置使雾滴携带一极性电荷，同时，根据静电感应原理，地面上的目标物将引发出和喷嘴极性相反的电荷，并在两者之间形成静电场。带电雾滴受喷嘴同性电荷的排斥，而受到目标物异性电荷的吸引，使雾滴迅速飞向目标，减少漂移量，节省农药，保护环境。
空气室的工作原理：活塞在排液过程中，高压药液进入空气室，使空气室顶部的空气受到压缩，药液存起来，不至对喷头有过大的冲击压力。当活塞在吸液过程中，高压药液的压力显著下降，此时，空气室内的压缩空气膨胀，使药液从空气室内排出，对低压药液增压。因此，空气室具有稳定压力的作用，以保持喷雾机正常工作。
谷物的收获方法大致有三种方法：
1.分别收获法：用多种相对独立的机械（收割机、运输车、脱粒机、扬场机等）分别对作物完成收割、运输、脱粒、清选等作业的方式。其特点是设备简单、技术水平低、价格低廉、维护保养简便，但作业周期长、收获积累损失大。
2.联合收获法：利用联合收获机一次完成作物的收割、脱粒、分离和清选等多项作业的方式。特点：生产率高、作业周期短、积累损失小、作业质量好。设备投资大、机器利用率低、技术水平要求高。
3.两段收获法：先利用割晒机进行收割，待晾晒3~5天后用带有捡拾器的联合收获机进行捡拾、脱粒、分离和清选作业的方式。特点：谷粒饱满、产量提高、作业周期长、设备投资大。
收割机的一般类型
1.按照茎秆的放铺方向分：收割机、割晒机、割捆机
2.按照被割谷物茎秆的输送方式：立式收割机和卧式收割机
收割机的基本构成是由扶禾装置、切割器、输送装置、传动装置等组成
收割机—工作时，被割刀切断的谷物茎秆形成与前进方向呈900的转向放铺，以便于捡拾和打捆。主要用于分别收获法。
割晒机——收割机工作时，被割刀切断的谷物茎秆形成与前进方向平行的顺向放铺，以便于两段收获时的晾晒。
谷物茎秆的切割过程与割刀的特性、茎秆的物理机械性质、切割方式、切割速度、割刀与茎秆的相对位置等有关。
正切——割刀的绝对运动方向垂直与割刀刃口的切割方式。
滑切——割刀的绝对运动方向与割刀刃口既不垂直又不平行的切割方式。
高略契金力学试验结果表明，割刀在切割同一种材料、同一深度的物料时，切向滑移量越大，所需切割力就越小，即切割越省力。试验过程表明，当割刀切向滑移量为零时即为正切，只要存在滑移就会产生滑切，因此，滑切比正切省力。
无支承切割——只有动刀片而无定刀片直接切割茎秆的切割称为无支承切割。
但当动刀片以较高的速度进入材料时，原来静止的茎秆在瞬间获得动刀片所传递的速度并立即产生很大的加速度以及与其方向相反的惯性力Pg。速度越大则惯性力就越大，因而茎秆的抗弯能力也就越大，有利于茎秆的顺利切割。
割刀的几何形状非常关键。目前，比较理想的几何形状是梯形和三角形，梯形更具合理性，因为三角形一旦出现磨损，将影响割刀刃口的长度，近而最终影响割刀的切割质量。
割刀进距——割刀完成一个行程 S的时间t内机组所前进的距离。
拨禾轮正常工作的条件 必须同时满足三个：

如何才能同时满足？
一般采取的措施是:方程①和方程②联立求解，求出拨禾轮的直径D，然后，以H = L－h + R /λ为依据确定拨禾轮的安装高度。

脱粒机械的类型
一.按脱粒程度分类：简易式脱粒机 半复式脱粒机 复式脱粒机
二.按谷物喂入的方式分类：全喂入脱粒机 半喂入脱粒机
脱粒机一般包括以下主要部分：脱粒装置、分离装置、清粮装置、传动装置和机架等。其中，脱粒装置、分离装置、清粮装置是脱粒机械的三大组成部分
五种脱粒方式⑴冲击脱粒⑵搓擦脱粒⑶梳刷脱粒⑷碾压脱粒⑸振动脱粒
小麦的脱粒一般采取搓擦脱粒和冲击脱粒为主。水稻收获多采用梳刷脱粒。
切流纹杆滚筒式脱粒装置的工作特点：以搓擦脱粒为主、冲击为辅，脱粒能力和分离能力强，断稿率小，有利于后续加工处理，对多种作物有较强的适应能力，特别适用于小麦收获，多用于联合收获机上。但当喂入不均匀、谷物湿度大时，脱粒质量明显下降。
分离装置的功用就是将经脱粒装置排除的长脱出物中夹带的籽粒及断穗头分离出来，将长茎秆排出机外。
分离装置有：键式逐稿器、平台式逐稿器、分离轮式逐稿器等。
目前分离装置存在的问题
⑴谷物分离损失大，主要表现在夹带损失（要求0.5~1%）；
⑵分离机构对负荷过于敏感；
⑶分离机构尺寸太大（占3/4）。
清粮装置的功用就是将混合物中的籽粒分离出来，将其他混杂物排出机外，以得到清洁的籽粒。
清粮原理：利用被清选对象各组成部分之间的物理机械性质的差异将他们分离开来
清粮装置的类型主要有：气流式、筛子式、气流筛子组合式。
联合收获机——他是将收割机和脱粒机通过中间输送装置、传动装置、行走装置、操作控制装置等有机地结合成一体的自走式机械。
一.按照动力的供给方式分类1.牵引式2.自走式3.悬挂式
二.按照作物的喂入方式分类1.全喂入式2.半喂入式
影响联收机性能和工作质量的主要因素：谷物的成熟度、湿度、作物生长状况、收获时间、拨禾轮的安装高度及转速、机器的前进速度、脱粒滚筒的形式及速度、谷物的喂入方式、脱粒系统的适应能力和状态、驾驶人员的技术水平、作业幅宽等。
玉米机械化收获方法
1.分别收获法2.联合收获法3.两段收获法