农业机械学课件

第一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。

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。视频

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。视频凿形犁，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。

视频

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—视频二、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1L-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2B-播种机，Z-栽植机，F-施肥机田间管理和植保机械3Z-中耕机，W-喷雾机，F-喷粉机，M-弥雾机，Y-喷烟机收获机械4G-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

20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，目前包括山东在内的华东、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：

ba

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

ab

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b1、b2、b3，在翻转到某个时刻为土垡的临界状态。

回垡临界稳定铺放ab1ab2ab3

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。baABCDEb∵△ABC∽△ADE故有对应边成比例，并设b/a=k，则导出：

AB/AC=AE/DEAC=b，AE=b，ED=ak4-k2-1=0

k≈1.27

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，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：

WHNθ导曲线水平元线Θ=f（z）

N⊥HXZY

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θ是随着元线的高度变化的，其元线角的变化规律为θ=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θ=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θ=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课程设计时联合讲解具体的设计方法和测绘方法。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。

MmgPPR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Rx、Ry、Rz和主矩的3个分量Mx、My、Mz。

☆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：Rxy、Rxz、Ryz。

☆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。，Rx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Rx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。RxyRyRxRxyP

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Rx=fG+koab+εabv2

（kg）

动态阻力项静态阻力项综合摩擦项Rx=fG+koab+εabv2式中：f—综合摩擦系数，0、3—0、5G—犁体重量（公斤）

fG—摩擦项

Koab—静态阻力项

Ko—静态阻力系数，一般为0、2—0、7a—单犁体耕深（cm）

b—单犁体耕宽（cm）

εabv2—动态阻力项

ε—动态阻力系数，250—400v—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/cm2，或N/cm2）。baRxK=Rx/a.b.nRx——土壤阻力kga——单犁体耕深cmb——单犁体耕宽cmn——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：

⑴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pronotumlabrum臭蜣螂（雄）表面形态CoprisochusMotschulsky

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bcdecorrugateddimpledscalyscaly根据蜣螂体表特性设计的仿生犁Convexdomea⑵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vy，避免侧向过分抛扔土垡，减少抛扔的能量消耗，vy≤1m/s；

VVyVx普通犁高速犁⑶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。⑷正确的挂结和调整。

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；λ——牵引力利用系数，0.8-0.9；Pt——拖拉机额定牵引力（kg）；K——土壤犁耕比阻（kg/cm2）；一般K=0.3-0.4kg/cm2。※可能产生的牵引阻力：

Rx=kabn（kg）

※为平衡牵引阻力所必须的拖拉机牵引能力Pt（kg）

可能=需要则有：λPt=kabn[n]=λPt/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Pt单位泰山—12/15/18300/350/400kg泰山—25/30A600/900kg上海—501176kg铁牛—551372kg东方红—804000kg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λ=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=λPt/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λ=0.8，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？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。

BBB重耕BB漏耕二、悬挂参数的选择

ABC拖拉机三点悬挂装置cba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，γ——初始入土角，γ0——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，γ=5-80，入土后，γ→γ0→0~1o，入土角的正负与悬挂参数的大小有关。γmg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。

⑴瞬心在无穷远处a结论：入土角没有变化，耕深不稳定。⑵瞬心在后方：

结论：入土角为负值，不能正常入土。⑶瞬心在前方：

结论：入土角为正值，犁体能正常工作。

1、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π2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⑴瞬心在前方

FnmRx

π2

设某一时刻，土壤阻力Rxy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：∑Mπ2=0，Rxy与F的合力Rx通过瞬心π2才能使机构平衡稳定。则有：Rxy.m－F.n=0RxyRxmnFRxyπ2+△Rxy

+△F

当某一时刻土壤质地发生了变化，引起了Rxy有增量（+ΔRxy或-ΔRxy）时，如+ΔRxy，则将使机构绕瞬心π2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+ΔF，因此有：

同样，当Rxy有一负增量-ΔRxy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（-ΔF），∑Mπ2=0。（Rxy+ΔRxy）.m-（F+ΔF）.n=0。⑵瞬心在后方

nmπ2RxyF

设某一时刻，土壤阻力Rxy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：∑Mπ2=0，Rxy与F的合力Rx通过瞬心π2才能使机构平衡稳定。则有：Rxy.m－F.n=0nmπ2RxyF+△Rxy－△F

当某一时刻，Rxy有一增量Δ+Rxy，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－ΔF，此时∑Mπ2≠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。

⑶瞬心在无穷远处

RxyF

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Rxy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Rxy的增量不相适应，

∑Mπ2≠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。

引言

耕地后土垡间有很大的空间，土块较大、地表不平，尚不能进行播种作业，须进行松碎平整作业，以达到地表平整、上松下实的农作物栽培要求。这项工作一般由整地机械来完成。整地机械简介—视频资料，点击画面

整地机械的种类很多，根据不同作业的需要有以下几种类型：钉齿耙、圆盘耙、悬耕机、滚轧耙、镇压器等。其中，钉齿耙目前多用于蓄力作业，圆盘耙和悬耕机机械化应用较多。

本章的重点是圆盘耙和悬耕机的类型、结构、工作原理、理论分析和基本计算。

镇压器的作用—视频悬挂圆盘耙牵引圆盘耙

镇压器配合联合播种机在工作旋耕镇压联合作业机在工作

旋耕机系列——卧式旋耕机和立式旋耕机第一节圆盘耙及其理论计算一、圆盘耙的类型和表达方式二、一般结构和工作过程三、圆盘耙片的结构参数和基本计算四、圆盘耙的牵引阻力第一节圆盘耙及其理论计算

圆盘耙始用于40年代，是替代钉齿耙的主要机具之一，目前国内外已广泛采用，他的主要特点是：被动旋转，断草能力较强，具有一定的切土、碎土和翻土功能，功率消耗少，作业效率高，既可在已耕地作业又可在未耕地作业，工作适应性较强。

圆盘耙的用途和类型——视频（点击画面）一、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（660mm）中型耙（560mm）轻型耙（460mm）3、按耙片的外缘形状分全缘耙缺口耙

全缘耙片易于加工制造，缺口耙片入土能力强，易于切断杂草、作物残茬等，但成本高。4、按耙组的配置方式分单列耙、双列耙、组合耙、偏置耙、对置耙圆盘耙型号的表达方式1、型号的组成：1B字母——数字农机序列好号

农机具组别号

圆盘耙的特性

耙的工作幅宽（m）2、型号全称：QX——轻型悬挂耙JX——中型悬挂耙J——

中型耙Z——

重型耙

例如：1BZQ——4.5重型牵引圆盘耙

二、一般结构和工作过程1、结构组成：耙组、耙架、牵引架、偏角调节装置等。2、工作过程⑴耙片在空间的位置对土壤作用的影响：

以地面为作业面，圆盘回转平面与地面垂直为基本工作条件，则有下列几种作用效果：

α=00时，只有滚动没有拖动，能切断杂草和土块，但无翻土能力，且难以达到预定的耙深。Vmα=900时，耙片只有拖动没有滚动，有强烈的翻土能力，但断草能力几乎为零，且很容易造成土壤堆积和堵塞现象。

Vm90o0＜α＜900时，既有滚动又有拖动，是整地过程所需要的工作状态。⑵工作过程：耙地机组在牵引动力的作用下，圆盘耙片受重力和土壤反力的作用边滚动边切入土壤并达到预定耙深，由于耙片偏角的作用，耙组同时完成了切割土壤，切断杂草和翻扣的工作。Vmα三、圆盘耙片的结构参数和基本计算

1、耙片直径：D=kamax

式中：k—经验系数，4~6amax—最大设计耙深cm

2、圆盘球面半径：R=D/2sinψ式中：ψ—扇形半角，21~2703、耙片厚度：选择时要充分考虑直径的大小、工作负荷等因素，一般用下式来确定圆盘厚度的大小。δ=（0.008~

0.012）D

重耙：δ=5mm中耙：δ=4mm轻耙：δ=3.5mm4、耙片轴向安装间距b的确定

耙片间距对圆盘耙设计安装和使用耙组、保证其正常工作是非常重要的。轴向间距的大小直接影响耙组在耕作横断面内的对土壤加工和处理的程度、碎土质量。间距太小易造成土壤堵塞，太大易产生漏耙。要解决好这一矛盾，耙片轴向安装间距的合理选择是至关重要的。

4、耙片轴向安装间距b的确定在横断面内的耙片对土壤的影响区域形状如下：

圆盘耙片在工作时，从其横断面看上去为一椭圆形，由于b的存在，相邻两圆盘加工后的土壤横断面中间有一凸起高度h，当h=a时表示有严重的漏耙现象发生，而h=0又是不可能的，所以，要求h≤a。因此，b的确定对凸起高度h的大小有直接的影响，必须找出b与h的函数关系，以便保证既不漏耙又不堵塞正确合理的耙片轴向安装间距。

4、耙片轴向安装间距b的确定由图所知：b=DhtgαDh——耙片盘面在凸起高度处的耙片玄长，Dh=？，其大小可通过沿耙片轴向的投影辅助图获得。4、耙片轴向安装间距b的确定∵△ABC∽△ACF

∴

=hAFBCDhD∴h（D－h）=Dh2/4，

∴Dh=2√h（D－h）∴b=2√h（D－h）tgα

又∵

b=Dhtgα4、耙片轴向安装间距b的确定∴b=2√h（D－h）tgα注意：该公式只是一定性分析式，它只是说明了b与h函数关系，并没有进行量化处理，我们做如下处理：

设：hmax≤a/2，D=kamax=（4~6）amax，取平均值k=5，α=140~230，取α=200，a=180mm，D=460mm，h=a/2=180/2=90mm，则有：b=132mm。

b=132mm可以吗？4、耙片轴向安装间距b的确定

该值从理论上满足了圆盘耙不产生漏耙的要求，按照这样一个参数进行耙片安装在实践中如何呢？通过田间试验表明，由不产生漏耙所确定的b值过小，极易发生堵塞现象。

通过田间试验表明，由不产生漏耙所确定的b值过小，极易发生堵塞现象。在同样结构参数条件下，不产生泥土和杂草堵塞的经验b值为：

b≥（1.5~2）a

b≥（1.5~2）a

如果该经验公式与前面我们已经求得的不产生漏耙现象的耙片最大轴项安装间距：b=2√h（D－h）tgα等价的话，这是我们最希望出现的结果，这使得理论与实践获得了统一。事实并非如此，将已知量a=180mm经验公式，取系数为1.5得：b≥1.5×180≥270mm。

验证结果表明，不产生漏耙的条件与不产生堵塞的条件不能同时满足，既出现了二种结果：

b≤2tgα

不漏耙

ab≥（1.5~2）a

不堵塞这是农机具设计和使用中常出现的矛盾！问题：1、如何解决这一矛盾？2、用取中间值的办法？措施：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。

结论：通常在生产实际过程中所应用的圆盘耙均为双列耙。

措施：四、圆盘耙的牵引阻力Rx=kbaB（N）

式中：kb—耙地比阻，（N/cm2）未耕地：粘土：5.5；壤土：3.5

已耕地：粘土：2.8；壤土：2.1a—耙深（cm）

B—总工作幅宽（cm）注意：请自学圆盘耙的受力与机组平衡P55~58。

思考题1、圆盘耙的类型和表达方式？2、圆盘耙的一般构成？3、耙片轴向安装间距二个条件及应用？第二节旋耕机及其理论分析

一、基本构成二、主要类型三、作业特点四、工作原理五、旋耕机刀片的运动分析六、旋耕机作业质量控制七、旋耕机的功率消耗第二节旋耕机及其理论分析

旋耕机应用的历史较短，用途不一，有些国家和地区作为耕地机械使用，有的用作整地机械，山东省及周边地区大多用于耕后松碎土壤和整平地表。在我国应用量逐年增加，尤其是北方干旱地区。旋耕机——他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。一、基本构成：机架、传动装置、刀辊、挡土罩、平地拖板等。

二、工作过程：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。三、作业特点碎土能力强、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。

四、主要类型

1、按与动力连接方式分：牵引式、悬挂式、直连式。2、按刀轴安置方向分：横轴式、立轴式、斜轴式。

3、按动力传递路线分：侧边传动、中间传动。

侧边传动中间传动五、旋耕机刀片的运动分析

旋耕机工作时，刀片一边绕轴正向旋转，一边随机组作直线运动，因此，刀片的绝对运动轨迹是一条由旋转运动与直线运动合成的数学摆线，但是，由于二者之间的数值组合不同，其合成后的摆线形状存在较大的差异，并且对旋耕机最终的工作结果产生不同的影响，我们研究并分析旋耕机刀片的运动轨迹的目的就在于确定适用于旋耕机正常工作的条件及其量化指标。1、刀片的绝对运动轨迹（定性分析）设：R—旋耕机刀片端点的最大回转半径

Vm—机组前进速度

ω—刀片回转角速度

t—时间函数则有：Vd—刀片端点的切向速度，Vd=Rω，令速比为：λ=Vd/Vm

。

我们通过作图的方式确定刀片的绝对运动轨迹

xy2RωVmtωtVmomo/hMVmtxy2RωωtVmomo/hMX=Rcosωt＋Vmty=Rsinωt

M点的运动方程：不同速比λ对旋耕机工作质量的影响已知：λ=Vd/Vm，由于速比λ的不同，其运动轨迹形状也不同，有三种情况：

λ＜1λ＞1λ＝1

我们考察一下这3种情况分别对旋耕机正常工作有那些影响，从而定性地决定旋耕机正常工作的基本条件。

根据旋耕机工作的特点我们了解到，旋耕机刀片先是切土，然后向后抛土，这一基本动作就需要旋耕机刀片从入土开始到抛土结束并抬离地面，其绝对运动轨迹上的任意一点的绝对速度的水平分速Vx指向后方，既Vx＜0，3种速比下的刀片绝对运动轨迹是否都能满足上述要求呢？我们做一下对比分析：λ＜1，短摆线VmVVx结论：Vx＞0,不能向后抛土VxV=VxVMNλ＝1，滚摆线Vx＞0，不能用

VmVmΛ＞1，余摆线在MN线下，Vx＞0，满足

通过做图分析发现，只有λ＞1余摆线时刀片才能满足向后抛土的条件，并且只是轨迹最大玄长以下部分才能满足，设计和应用时要特别注意，刀片的工作深度不能超过这个范围。影响最大玄长高度的因素主要是刀片的尺寸、机组的前进速度和刀片的回转速度，既λ值。

在结构参数不变的情况下，λ值越大，轨迹最大玄长的值越大，其位置就越靠上，当λ=∞时，刀片端点的绝对运动轨迹为一数学圆，最大玄长在横轴处，耕深可达最大值，但这是不可能的，因为此时机组不在前进。而是原地扒窝。因此，λ＞1是旋耕机正常工作的定性条件。

RVm=0，λ=∞2、机组速度Vm与刀片旋转速度ω的配合（定量分析）

上述分析只是定性的确定了刀片满足旋耕机正常工作的基本条件——λ＞1。实际上，λ的数值不同其形状差别很大，对工作质量和工作性能也有较大的影响，主要影响因素是机组速度Vm与刀片旋转速度ω的大小和配合程度，必须找出他们之间的函数关系，然后加以量化处理。Vmtxy2RωωtVmomo/hM设：m点为刀片入土点，从开始入土到抛土结束并抬离地面均满足旋耕机正常工作的条件，则有：

x=Rcosωt+Vmt，y=Rsinωt=R－h

x=Rcosωt+Vmt①y=Rsinωt=R－h②

要满足向后抛土的条件，刀片绝对运动轨迹上任意一点的绝对速度的水平分速Vx＜0，根据上述方程，我们不难得出：Vx=x/=Vm+Rωsinωt＜0sinωt=（R－h）/R，代入上式得：

Vm－Rω（R－h）/R＜0∴Vm

＜（R－h）ω（定量）结论：旋耕机正常工作必须同时满足定性和定量二个条件，既：①定性条件：λ＞1（余摆线）②定量条件：Vm

＜（R－h）ω该公式也可用下列公式表述：

h＜R—Vm/ω，或h＜R（1—1/λ）

Vm

＜

（R—h）ω

h＜R—Vm/ωh＜R（1—1/λ）

——λ↑→h↑？

上述公式主要反映了结构参数与运动参数对耕深的影响。如：R的变化对耕深的影响，我们很容易理解，但ω、Vm对h的影响就有些抽象了。实际上，前面我们已经做过解释：ω和Vm决定了λ值的大小，决定了刀片运动轨迹的形状。

Vm

＜

（R—h）ω

h＜R—Vm/ωh＜R（1—1/λ）

λ越大，其形状的最大玄长值也就越大，位置也越靠上，能满足耕深的轨迹高度越大。当λ→∞时，Vm→0，（λ=Rω/Vm），能满足向后抛土的轨迹高度为半径R。既h=R，反之，耕深就小，当λ→0时，Vm→∞，ω=0，绝对运动轨迹为一条直线，没有环扣，也就无法向后抛土。

旋耕机运动参数一般的取值范围：Vm=0.5~1.5m/s，n=190~280r/min，或λ=4~10，h=8~16cm。由于国外多采用大功率拖拉机，刀片材料好，旋耕机的工作深度可达20~25cm，完全可以取代犁耙作业，减少拖拉机的进地次数，保护土壤不受更大的破坏。六、旋耕机作业质量控制

由于旋耕机工作时是以铣切原理加工土壤的，这就使得刀轴上同一个回转平面内的刀片在相继入土和切削土壤的过程是间歇的。设：安装在刀轴上的同一个回转平面内的刀片数量为Z。

hS△xABVm

随着第一把刀在A点入土，刀片一面旋转，一面随机组直线前进，t时刻后，安装在同一个回转平面内的第二把刀开始在B点入土，那么，AB=S，定义为旋耕机刀片的切土节距。△x—一把刀在纵垂面内所能切土的厚度。

ABSS=Vm.t旋耕机切土节距——安装在同一回转平面内的刀片在转过相应安装角时间内机组所前进的距离。设：θ—同一安装平面内相邻刀片的安装角；Z—同一安装平面内均匀安装的刀片数；

则有：θZ=2π，θ=ωt；

同一安装平面内相邻二刀片相继入土的时间间隔为：t=θ/ω=2π/Zω；

Vm—机组前进速度，m/sω—刀片回转角速度，r/s；

S=Vmt=Vm2π/Zω=60Vm/Zn（m）

S=Vm2π/Zω

=60Vm/Zn（m）

由上式可以看出，改变Z、ω、Vm

均可使S发生变化。一般来说，S越小越好，若使S小，可通过增加Z、n或减少Vm的方法获得，但是，Z的过分增加易造成土壤杂草的堵塞，n的增加也将造成功率的消耗，Vm的减少使生产效率下降，所以，在确定各个参数时要通盘考虑，一般情况下，通过适当的改变n和Vm来达到不同整地要求的作业。

目前，国产旋耕机的结构参数和运动参数均有一定的确定范围，以免在使用过程中出现不必要的失误。具体如下：

Z=2~4S=10~12cm旱地作业

S=4~6cm粘重土壤和杂草地

S=8~9cm水田地七、旋耕机刀片

旋耕刀是旋耕机的主要工作部件，刀片的形状和参数对旋耕机的工作质量、功率消耗影响很大。为适应不同土壤旋耕作业的需要，人们对旋耕刀的形状和结构进行了大量的研究。目前，卧式旋耕机上使用的旋耕刀主要有三大类：1、旋耕刀的类型凿形刀、直角刀、弯形刀工作特点：凿形刀：只有正面刃口，工作时凿尖首先从外部刺入土让壤，然后在刀身的作用下使土壤破碎。入土能力强，松碎效果好，但容易缠草。ωS

直角刀：直角刀刀刃口由正切刃和侧切刃组成，两刃口相交成900左右，工作时先由正切刃从横向切开土壤，再由侧切刃由外向里逐渐切出土垡的侧面。刀身宽，刚性好，有一定的工作宽度，容易加工制造，但易缠草。Sω侧切刃正切刃弯形刀：弯形刀刃口由正切刃和侧切刃组成，但刃口不是直线而是曲线，其中，侧切刃口曲线为阿基米德螺线。工作时先由侧切刃沿纵向切开土壤，并先由刀片根部向外滑切，然后再由正切刃从横向切开土垡。切削阻力小，不易缠草，生产成本高。Sω侧切忍正切刃2、刀片在刀轴上的安装：螺旋线排列八、旋耕机的功率消耗旋耕机的功率消耗主要包括刀片的土壤切削、土块抛掷、传动等，其中，切土和抛土所消耗的功率占总功率消耗的80%以上，功率消耗表达式如下：

设：kr—旋耕土壤比阻（kg/cm），1.2~1.6，与耕深有关，耕深大选大值。

B—工作幅宽，m；h—工作深度，cm；Vm—机组速度，m/s；则有：N=FVm=krBhVm

（注意统一单位）

=100krBhVm

（kgm/s）=100krBhVm/75

（PS），

1PS=75kgm/s

=100krBhVm/102

（kw），1kw=102kgm/s

≈krBhVm

（kw）

N=krBhVm第一节概述一、经典播种方法二、播种机的类型及一般构造第一节概述

播种是农业生产过程中六大环节之一，播种机械化是农业机械化过程中最为复杂，也是最为艰巨的工作。播种机械所面对的播种方式、作物种类、品种等变化繁多，这就需要播种机械有较强的适应性和能满足不同种植要求的工作性能。一、播种方法

我国地域辽阔，作物生产的环境、条件、种植方式等多种多样，南北方有着明显的差异。北方表现为旱地作业，以向土壤中播入规定量的种子为主要种植手段，所用机具为播种机械，这样可充分利用土壤中的水分和温度使之出苗、生长，适时播种成为关键。而南方则表现为水田作业，种植方式主要是幼苗移栽，所用机械为栽植机械或插秧机械。

但是，近几年来有些作物的种植方式发生了逆转，如玉米、棉花出现了工厂化育苗然后进行移栽，且已证明在干旱缺水地区大有取代播种机的趋势。而世代以栽植为主要种植手段的水稻、地瓜等作物，由于种植技术的革新现在出现了直播（水稻须进行种子催芽处理，地瓜须进行防腐处理），可大大简化生产过程，降低作业周期和生产成本。

上述一些先进的种植手段由于技术、设备、条件、环境等因素的限制，目前尚处于小范围试用阶段，真正用于现阶段农业生产的种植方式仍然是经典的和传统的，总结起来大致有以下几种方式：撒播、条播、穴播和精密播种等。1、撒播：将种子按要求的播量撒布于地表的方式。一般作物播种很少使用这种方法，多用于大面积种草、植树造林的飞机撒播。2、条播：将种子按要求的行距、播量和播深成条的播入土壤中，然后进行覆土镇压的方式。种子排出的形式为均匀的种子流，主要应用于谷物播种：小麦、谷子、高粱、油菜等。

b3、穴播：（点播）：按照要求的行距、穴距、穴粒数和播深，将种子定点投入种穴内的方式。主要应用于中耕作物播种：玉米、棉花、花生等。与条播相比，节省种子、减少出苗后的间苗管理环节，充分利用水肥条件，提高种子的出苗率和作业效率。t4、精密播种：按精确的粒数、间距、行距、播深将种子播入土壤的方式。是穴播的高级形式。t4×t①②方形播种二、播种机械的类型及一般构造1、基本类型：播种机械主要是根据播种方法进行分类的，也有按照排种器形式进行分类的，但不常见。谷物条播机，中耕作物穴播机、精密播种机

三种机型的辅助部件基本相同，只是其核心工作部件——排种器有较大差异。

2、基本结构条播机的工作过程2、基本结构中耕作物播种机2、基本构成播种机类型很多，结构形式不尽相同，但其基本构成是相同的。如图所示：种肥箱排种器机架行走轮传动装置开沟器覆土器镇压轮基本构成：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。其中，排种器是播种机的核心工作部件，开沟器则是播种机的重要辅助部件。因此，本章的重点讲述排种器的结构、类型、基本理论和开沟器等。

思考题1、常用的播种方法及播种机的类型？2、播种机的一般组成有哪些？第二节排种器一、对排种器的技术要求

二、排种器的类型三、外槽轮式排种器四、水平圆盘式排种器第二节排种器

对于任何一种播种机来说，核心就是排种器，他是决定播种机工作质量和工作性能优劣的重要因素，播种机能否满足农业技术的要求或满足程度如何，在很大程度上主要取决于排种器的工作状况。

☆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。

一、对排种器的技术要求：

1、播种量稳定；

2、排种均匀；3、不损伤种子；4、通用性好且使用范围大；5、调整方便、工作可靠；二、排种器的类型

由于播种要求、作物种类、作物品种、作业区经济水平和技术水平等存在较大的差异，目前使用的排种器种类繁多，主要是按照播种方法进行分类的。目前，常用的排种器总共分为二大类：条播排种器：槽轮式、

磨盘式、离心式、

气力式；

穴播排种器：

型孔盘式、

气力式。

型孔轮式、

在上述这些类型的排种器中，以外槽轮式排种器和水平圆盘式排种器最具有代表性，其他类型的排种器大多是在上述排种器的基础上的演进产物，我们授课的重点将放在外槽轮式排种器和水平圆盘式排种器上。三、外槽轮式排种器1、基本构成：外槽轮、排种盒、排种舌、阻种套、排种轴等。

2、工作特点：

⑴通用性好；⑵播量稳定；⑶播量调节方便；⑷结构简单；⑸有脉动现象。3、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，该层种子被称为带动层。ωC带动层以外的种子被称为静止层。所以，外槽轮排种器每转排量是强制层和带动层的迭加。

设：d——外槽轮直径，d=40.4Z——外槽轮齿数，Z=8，10，12L——外槽轮有效工作长度

C——带动层厚度，小麦：0.3~0.4cmγ——种子容重，小麦：0.75~0.79g/cm3

α——种子充满系数，0.6~0.8f——凹槽断面积t——槽齿间距

⑴强制层每转排量q1

q1=f.L.Z.γ.α,（∵tZ=πd）

=πdLγαf/tdC⑵带动层每转排量q2

q2=π（d/2+C）2

－π（d/2）2

[]L=πγL（dC+C2）

=πdLγC（C2太小忽略）γ☆排种轮每转排量q=q1+q2

q=πdLγ（C+αf/t）（克/转）

从公式中不难看出，影响外槽轮排种器工作性能的因素很多，但主要是他的有效工作长度L，所以，目前所使用的谷物条播机的播种量大多是通过改变外槽轮的有效工作长度来进行调整的。

☆需要特别注意的是：Lmin

≥（1.5~2）种子长度Lmin

≥（1.5~2）种子长度

我们再观察一遍外槽轮排种器的结构和工作过程。试验结果表明，当排种轮有效工作长度小于（1.5~2)种子长度时，种子破碎率急剧增加。？4、提高排种器均匀性的主要措施

排种器工作时，由于本身外槽轮结构的原因，其排种过程不是连续的，而是有脉动现象，不符合谷物种子在行内连续播种的要求，为此，在排种器设计时采取了如下措施：⑴将排种器排种舌做成斜线状；⑵将排种器由直槽改为螺旋槽。

种子四、圆盘式排种器

圆盘式排种器主要用于中耕作物穴播和单粒精密播种，按照圆盘的旋转方向可分为：水平圆盘排种器、垂直圆盘排种器和倾斜圆盘排种器等三种类型。

水平圆盘排种器：结构简单，低速工作时比较可靠（Vm=6~7km/h），但由于圆盘一般安装在地轮轴上，从下种口到种沟距离较大（投种高度H），易造成种子在沟内发生弹跳现象，致使株距合格率降低。

H种子箱排种器地轮传动装置开沟器垂直圆盘排种器:圆盘一般与地轮同轴安装，传动机构简单，投种高度低。但充种面积小，种子填充性能差，因此其转速不可过快，机组前进速度较低。

H种子箱排种器地轮开沟器倾斜圆盘排种器：圆盘相对地面倾斜安装，排种口在圆盘的最低点

，充种区大，投种高度低，但传动装置较为复杂。

种子箱倾斜圆盘H传动装置开沟器地轮

上述几种排种器在农业生产中均有应用，但水平圆盘排种器应用最广，故在本内容中重点介绍该排种器。

水平圆盘排种器的排种质量好坏首先取决于种子能否准确的充入型孔，这里我们把他称之为种子的填充性能，而决定种子填充性能的因素主要有二个：

水平圆盘式排种器

水平圆盘排种器的排种质量好坏首先取决于种子能否准确的充入型孔，这里我们把他称之为种子的填充性能，而决定种子填充性能的因素主要有二个：

型孔的形状和尺寸：

种子的形状和尺寸种子数量种子在型孔内的排列水平圆盘的线速度Vp1、型孔的形状和尺寸：——主要取决于种子的形状和尺寸、每个型孔内充种数量和种子在型孔内的排列规律。

⑴水平圆盘排种器的型孔形状主要有三种：槽孔半圆孔圆孔适应能力强，应用最广⑵型孔填充数量

——一般须根据种子的品质、农艺要求来决定，以玉米为例，玉米种植要求每穴3±1粒，其尺寸表达如下：

lab⑶种子在型孔内的排列规律

由于种子的充种过程是随机的，种子在型孔内的排列也是随机的，须进行大量的试验和观察，用统计学原理确定某种作物种子在型孔内的排列机率。

以玉米为例，为保证每穴播种数量为3±1粒，则每个型孔内必须同时填充3±1粒。经大量的试验表明，玉米种子在型孔内的排列大致有以下几种情况：横躺三粒竖站三粒站二躺一躺二站一ABLABLABLABL

试验结果和统计规律表明，躺二站一的填充机率占75%左右，是确定型孔尺寸的主要依据，型孔尺寸确定如下：

ABLlab75%L≥l+aB≥bA≥2a允许的填充尺寸间隙△=0.75-1.5mm

如果种子经过严格的筛选且品质又能得到充分保障的话，型孔的尺寸确定就比较准确，排种器工作质量较高。至于排种圆盘的大小、型孔的数量则根据拖拉机的前进速度、排种器的传动比、作物种植株距的要求来确定。液体包衣——药膜涂层丸粒化处理——包裹肥料、农药，迅速降解种子2、水平圆盘排种器的线速度Vp的确定

我们已经多次阐明了这样一个结论，为了保证播种质量，首先满足型孔填充的要求，这需要一定的填充空间和填充时间，填充空间由已经确定了的型孔来完成，填充时间则由水平圆盘的线速度来控制。

种子从填充开始即为自由落体运动，Vp↑→t↓→填充性能↓，Vp↓→t↓→填充性能↑→Q↓，因此，必须首先确定水平圆盘确保种子填充的极限线速度。

VpLL－d/2d/2d设：种子近似为一球形，每个型孔只填充一粒种子（多粒时可视为一粒）。VpLL－d/2d/2dd——种子平均粒径

L——型孔长度

Vp——圆盘线速度在极限状态下，则有：

Vpt=L－d/2①

d/2=gt2/2②

Vpt=L－d/2①

d/2=gt2/2②

将代入①Vp≤0.35m/s

实际上，排种器的转动大多是由地轮来传动的，而地轮则是由拖拉机牵引做直线运动的，所以机组的前进速度Vm决定了排种盘的线速度Vp的大小，工作时，必须对Vm加以严格的控制，Vm与Vp之间必须要有良好的配合。3、Vm与Vp的配合关系

设：Vm——机组前进速度，m/sVp——圆盘线速度，m/st——穴距，mZ——圆盘上的型孔数量

D——圆盘直径，m设：Vm——机组前进速度，m/s；Vp——圆盘线速度，m/st——穴距，m；Z——圆盘上的型孔数量D——圆盘直径，m又设：一个型孔一次同时只充填一粒种子或多粒种子。

圆盘每转一周，机组应行走的距离为：

Zt圆盘每转一秒的周数为：

n/60圆盘每转一周，机组应行走的距离为：Vm×1因此，有下列对应关系：1Ztn/60Vm×11Ztn/60Vm×1n=60Vm/Zt①∵Vp=ωR=（2πn/60）×D/2=πDn/60②∴注意：考虑到地轮大多为牵引下的被动旋转，在地面状况不太好的情况下有滑移现象，设地轮的滑移率为δ（一般情况下δ=0.05~0.12），上述公式应该为：

☆说明，水平圆盘排种器的极限速度Vp是衡量排种器的主要指标，同时该公式与Vm/Vp关系式配合使用，可进行播种机设计以及播种机组作业速度的确定。

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8mm，株距t为200mm，圆盘直径D为250mm，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）？

例题分析：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，求出机组的最高速度值。解：Vp=（L－d/2）√g/d=（12－8/2）√0.0098/8=0.28m/sVp=πDVm（1+δ）/Zt=3.14×0.25×8000/3600/25×0.2=0.35m/s不能工作

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8mm，株距t为200mm，圆盘直径D为250mm，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）？

0.28=3.14×0.25×Vm/25×0.2=1.78m/s=6.4km/h思考题1、何谓排种器的工艺实质？2、外槽轮排种器的结构及工作原理？3、如何解决外槽轮排种器排种不均匀问题？4、影响水平圆盘排种器填充性能的因素？5、如何应用水平圆盘排种器与机组速度关系式？第三节开沟器一、开沟器的功用二、对开沟器的技术要求三、类型及特点第三节开沟器一、开沟器的功用

主要是在播种机工作时，开出种沟，引导种子和肥料进入种沟，并使湿土覆盖种沟。第三节开沟器二、对开沟器的技术要求1、沟深一致，沟形整齐；2、不乱土层；3、种子在沟内分布均匀；4、有一定的覆土能力；5、入土能力强，不缠草、不堵塞；6、结构简单，工作阻力小。三、类型及特点

根据开沟器的入土角不同可分为锐角和钝角二种。锐角式开沟器钝角式开沟器1、锄铲式开沟器锐角型开沟器，工作时土壤在铲前突起，两侧土壤受挤压而分开，开沟器离开后土壤回落而覆盖种子。结构简单、入土能力强、工作阻力小，a=3~6cm，R=30~65N/个，但易粘土和缠草，干湿土混杂，高速作业时播深不稳。2、双圆盘开沟器

钝角型开沟器，由二个回转的平面圆盘组成，在前下方相交于一点，工作时靠重力和弹簧附加力入土，圆盘滚动切割土壤并向二边挤压，形成V形种沟。工作平稳、沟形整齐、不乱土层、断草能力强。但结构复杂、尺寸较大，工作阻力大。a=4~8cm，R=80~160N/个。

3、芯铧式开沟器

锐角型开沟器，工作时先由芯铧入土开沟，两个侧板向两侧分土形成种沟。开沟宽度大、入土性能好，但工作阻大。a=6~12cm，R=200~800N/个。4、滑刀式开沟器

钝角型开沟器，工作时滑刀在竖直方向切入土壤，刀后侧板向两侧挤压土壤形成种沟。特点是靠重力入土，沟深稳定、沟形整齐、不乱土层，断草能力强、工作阻力大。a＝5~10cm，R=200~400N/个。第四节播种机的使用与调整一、播种机的播前播量调整二、播种机组的动力配备一、播种机的播前播量调整1、谷物条播机的播量调整实验目的：根据农业技术所要求的每亩播种量，在播种机组进地作业之前进行播种量调整。

步骤：

⑴首先将播种机两端支起，使地轮抬离地面且能自由转动。

⑵种子箱内放入至少三分之一的种子，并将播量调节手柄放置某一部位。

种箱排种器地轮输种管承接器种子⑶均匀转动地轮30~40圈，将所对应各排种器下的承接器内的种子进行称重，分别计录为g1，g2……gn，令：Gs=∑gI，将该数值作为本次调整后的实际总排量。

⑷利用理论计算公式计算均匀转动30~40圈后，根据农业技术所要求的亩播量Q下的理论总排量Gl

设：Q——农业技术所要求的每亩播种量（斤

/亩）

B——总工作幅宽，B=b×n（米）

n——播种行数（开沟器个数），b——行距

D——地轮直径（没有地轮，用拖拉机后驱动轮传动的，此处为驱动轮直径，米）

N——地轮转动试验圈数

δ——地轮滑移率，δ=0.05~0.12⑸结果验证：理论=实际？

若满足，说明该调整结果正确，可进地作业。否则，继续调整直到满足为止。可采用比例法控制调节手柄的位置：设：Gs时的外槽轮有效工作长度为ls，则有，Gs/Ls=Gl/Ll

。

例题：已知一台5行小麦条播机，外槽轮排种器，地轮直径为1米，行距20厘米，农艺要求播量Q=10斤/亩，播前调整结果是：在外槽轮有效工作长度为20毫米、均匀转动地轮30圈后，播种机总排量为1斤，问该调整结果能否满足农业技术的要求？若不能满足，调整到多大排量时才能满足农业技术的要求？此时的外槽轮有效工作长度是多少？已知：Q=10斤/亩，b=20cm，n=5，D=1m，Ls=20mm，N=30，Gs=1斤。求：Gl，Ll

解：Gl=πDBQN（1+δ）/666.7=3.14×1×0.2×5×10×30÷666.7=1.41（斤）100%×│Gs－Gl│÷Gl=100%×│1－1.41│÷1.41=29%＞2%Gs/Ls=Gl/Ll=1/20=1.41/Ll，Ll=28.2（mm）2、穴播机的播量调整

中耕作物的播量一般用每亩地播多少穴或多少株来表示，穴距和行距大小是衡量播种密度的重要指标。因此其播量的调整主要是指穴距和行距的调整，其中，行距的调整可通过改变开沟器的安装间距来实现，而穴距的调整一般有二种方法：⑴

更换排种盘：这需要播种机配备多组与不同作物播种相适应的排种盘配件，应用时有一定的局限性；

⑵

改变传动比：在拖拉机行进速度和排种盘不变的情况下，改变地轮与排种盘之间的传动比i，通过增减排种盘转速的方式来满足不同穴距的种植要求。

☆注意：但变更传动比的前提条件是，圆盘的线速度必须在该排种器规定的极限速度以内。

设：Dd——地轮直径，（m）

Z——排种盘型孔数量

t——穴距，（m）

i——传动比，i=np/nd

np——排种盘转速，nd——地轮转速如果：排种盘转一周，地轮应转1/i周，地轮行走的相应直线距离为：πDd/i=Zt，

二、播种机组的动力配备1、播种机组工作阻力和作业幅宽设：b——播种行距（m）

n——播种行数，或开沟器个数

Pn——单组开沟器工作阻力（N）

T——某档位下的拖拉机额定牵引力（N）

λ——牵引力利用系数，0.8~0.9Vm——机组作业速度（m/s）

播种机的工作阻力：R=nPn播种机的配套动力：λT=nPn

n=λT/Pn

B=nb=λTb/Pn

（m）

2、播种机机组功率消耗NN=PVm/1000=nPnVm/1000（kW）第一节植物保护的方法一、农业技术防治法：

利用相应的农业技术，通过