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五五)覆茬器及其切角方式覆茬器及其切角方式作用作用：协助犁体在翻垡时，把地表的残茬杂草埋协助犁体在翻垡时，把地表的残茬杂草埋 入土中。入土中。工作原理工作原理：在垡片未翻转时，先把垡片表面长：在垡片未翻转时，先把垡片表面长 有残茬并容易外露的一角切去，在土有残茬并容易外露的一角切去，在土 垡翻转时，使其落入沟底将其掩埋。垡翻转时，使其落入沟底将其掩埋。第二节 犁体曲面的工作原理 一、犁体曲面的类型二、犁体曲面的工作原理轴侧图YOZ面投影图XOZ面投影图XOY面投影图XOZ面投影图YOZ面投影图XOY面投影图一、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，犁体曲面可分为：翻土型、碎土型和通用型（又称：螺旋型、熟地型、半螺旋型）。翻土型 通用型 碎土型碎土性能增强翻土性能增强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。L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。L通用型形状和性能基本介于翻土型和碎土型之间，故又称半螺旋型。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。铧刃线胫刃线接缝线顶边线翼边线 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。ba从两面楔到三面楔的工作过程从两面楔到三面楔的工作过程起土翻土推土土垡翻转过程(一一)矩形垡片翻转矩形垡片翻转对于对于“滚垡滚垡”型犁所耕起的型犁所耕起的土垡，其断面一般大土垡，其断面一般大致呈矩形。致呈矩形。a a：耕深；耕深；b b：耕宽耕宽。犁的翻垡过程：犁的翻垡过程：当犁前进时，垡条不断发当犁前进时，垡条不断发生扭转，最后倒向犁的一侧。生扭转，最后倒向犁的一侧。土垡翻转过程断面断面ABCDABCD垡片，开始翻转时垡片，开始翻转时,以以 A A点为支点转动，翻过点为支点转动，翻过90900 0之后，再以之后，再以DD为支点转为支点转动，然后倒在已翻转的垡片动，然后倒在已翻转的垡片A A1 1B B1 1上。上。理想土垡的翻转过程：ab 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。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。是否出现回垡现象主要取决于曲面的形状，或者说是取决于曲面的设计参数。我们观察下面这样一种现象：设耕作的土垡断面深度为a，宽度分别为b1、b2、b3，在翻转到某个时刻时为土垡的临界状态。临界状态b2b1回垡状态b3稳定状态aaa 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。abbABCDGBCAD 当土垡横断面的对角线BD垂直于沟底时，因AD=BC=a,DD=CD=b,所以DAD BCD,因此有：sin=a/bsin=a/b -犁的覆盖角犁的覆盖角整理得：设临界宽深比则有：而而 a/b=1/1.27=0.787a/b=1/1.27=0.787 即：即：sin=0.787 =52sin=0.787 =520 0结论：结论：(1)(1)、K1.27 K1.27 或或 52520 0 时，垡片时，垡片 稳定。稳定。(2)(2)、K1.27 K52520 0 时，回垡，时，回垡，不稳定。不稳定。(3)(3)、K=1.27 K=1.27 或或 =52=520 0 时，不稳时，不稳 定。定。讨论：讨论：a a 增加，增加，a/ba/b较小时，较小时，d dc c增加，反之相反。增加，反之相反。一般情况下一般情况下，d dc c约为约为(1/3)(1/3)a a。dc(四四)、矩形垡片覆草深度、矩形垡片覆草深度 垡片翻转后，垡片翻转后，C C处的残茬常常露出，如用处的残茬常常露出，如用耙将表土耙将表土B B1 1B B2 2处耙平，使处耙平，使B B处的土壤填到处的土壤填到C C处，处，则残茬的覆盖深度为：则残茬的覆盖深度为：C即当：即当：tg=1=45tg=1=450 0 时，时，垡片有最大的曝垡片有最大的曝露面积。露面积。(五五)、垡片曝晒面积、垡片曝晒面积设垡片露出的面积为设垡片露出的面积为S S，即：即：S=(m+n)ll l-垡片长度垡片长度m=cos.b n=sin.b即：即：S=bl(cos+sin)令：令：非矩形垡片非矩形垡片:切角垡片；平行四边形垡片；菱切角垡片；平行四边形垡片；菱 形垡片。形垡片。特点：特点：(1)(1)、切角垡片：、切角垡片：角小，角小，稳定，覆盖能力强。稳定，覆盖能力强。(2)(2)、平行四边形垡片：、平行四边形垡片：能完全翻扣。能完全翻扣。(3)(3)、菱形垡片：相邻垡片在翻转过程中，彼、菱形垡片：相邻垡片在翻转过程中，彼此不易干扰，利于缩短犁体的前后间距，但覆此不易干扰，利于缩短犁体的前后间距，但覆盖能力差，犁壁较大。盖能力差，犁壁较大。(六六)、非矩形垡片翻转、非矩形垡片翻转四、犁曲面四、犁曲面(一一)、犁曲面形成原理、犁曲面形成原理犁曲面犁曲面-犁铧和犁壁组犁铧和犁壁组成的曲面。成的曲面。个犁曲面个犁曲面可以简化成一个三面楔可以简化成一个三面楔子，如图所示。子，如图所示。-起土角起土角(碎土角碎土角)-推土角推土角(从侧面纵向切开土垡，并横从侧面纵向切开土垡，并横 向推土。向推土。)-翻土角翻土角(翻转土垡翻转土垡)v 如果让如果让、各按某一规律逐渐变化，各按某一规律逐渐变化，这样这样ADCADC面就成了具有较面就成了具有较强翻土和碎土作用的犁曲强翻土和碎土作用的犁曲面。面。面是由线运动而构成的，这样使用特定的面是由线运动而构成的，这样使用特定的线段，使其按一定的规律运动，就可以得到具线段，使其按一定的规律运动，就可以得到具有不同翻土、碎土性能的有不同翻土、碎土性能的犁曲面。犁曲面。