第四章 耕整地机械.ppt

1、第四章 耕整地机械,耕整地机械是对农田土壤进行机械处理使之适合农作 物生长的机械。包括耕地机械和整地机械。 第一节 概述 一、整地的目的 1. 改善土壤结构。使作物根层的土壤适度松碎，形成良好的团粒结构，以便吸收和保持适量的水分和工期，有利于种子发芽和根系生长。 2. 消灭杂草和虫害。将杂草覆盖于土中，使蛰居害虫暴露于地面而死亡。,第四章 耕整地机械,3. 将作物残茬以及肥料、农药等混合在土壤内以增加 其效用。 4. 平整地表或做成某种形状，以利于种植、灌溉、排水或减少土壤侵蚀。 5. 将过于疏松的土壤压实到疏密度，以保持土壤水分并有利于作物根系发育。 6. 改良土壤。将质地不同的土壤彼此易位

2、。例如，将含盐碱较重的上层移到下层，或使上中下三层相互之间易位以改良土质。,第四章 耕整地机械,二、耕整地作业的农业技术要求 土壤的耕作分为传统耕作和保护性耕作两种。前者主要为种子的发芽和作物生长创造良好的条件；后者是为保持土壤水分、防止水土流失、减少能耗和人工而发展起来的一种耕作法 耕地作业的农业技术要求： 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。 2. 覆盖：良好的翻垡覆盖性是铧式犁的主要性能指标，要求耕后植被不露头回立垡少。对水田旱耕，要求耕后土垡架空透气，便于晒垡，以利于恢复和提高土壤肥力。 3. 碎土：耕后土垡松碎，田面平整。,第四章 耕整地机

3、械,整地作业的农业技术要求： 1. 及时整地，以利防旱保墒； 2. 耙深要求均匀一致； 3. 耙碎、耙平、耙透。,第四章 耕整地机械,第二节 耕地机械 一、耕地机械的种类（铧式犁）,第四章 耕整地机械,牵引式： 优点：组稳定性好，对不同地面 适应性好。 缺点：机动性差，重量大。 悬挂式： 优点：结构紧凑，重量轻，机动性好，能对 拖拉机增重，机组的重量受拖拉机提升力的 限制。 半悬挂式： 悬挂在拖拉机的悬挂架上，但本身有轮子， 可减轻悬挂装置的提升力， 缺点介于两者之间 。,牵引式： 优点：组稳定性好，对不同地面 适应性好。 缺点：机动性差，重量大。,图41 液压式牵引犁 1圆犁刀 2水平调节机

4、构 3耕深调节机构 4油缸 5沟轮转臂 6油管 7牵引装置 8沟轮 9地轮 10小前犁 11主犁体 12犁架 13尾轮,第四章 耕整地机械,第四章 耕整地机械,图42悬挂四铧犁 1，调节手柄 2右支杆 3左支杆 4悬挂轴限深轮 6圆犁刀 7犁体 8犁架 9中央支杆,图43 带耕宽调节器的悬挂架 1悬挂架 2撑杆 3犁架 4调节手柄 5左下悬挂点 6左销耳 7右下悬挂点,悬挂式： 优点：结构紧凑，重量轻，机动性好，能对 拖拉机增重，机组的重量受拖拉机提升力的限制。,第四章 耕整地机械,图44 半悬挂五铧犁 1油管 2调节螺杆 3弧形板 4纵梁 5斜梁 6安全器 7限深轮 8尾轮操向杆 9公路运输

5、标志 10尾轮 11犁体 12犁刀 13垂直转向轴 14悬挂头架,图45 翻转式双向犁示意图 1翻转机构 2犁轴 3左翻犁体4犁架 5右翻犁体 6圆犁刀 7悬挂架,半悬挂犁：悬挂在拖拉机的悬挂架上，但本身有轮子，可减轻悬挂装置的提升力，缺点介于两者之间。,第四章 耕整地机械,二、铧式犁的组成 铧式犁的工作部件有主犁体、小前犁和犁刀，他们直接对土壤进行耕作，不同类型的犁主要工作部件的结构大致相同。 （一）主犁体 主犁体是铧式犁的主要工作部件，作用：切割、破碎和翻转土壤。 组成：犁铧、犁壁、犁拄和犁侧板，有些犁为了增强翻土效果，还装有犁壁沿长板。 1. 犁铧：作用 切开土垡并升运到犁壁，易损件，承

6、受50%的总阻力 。类型有三角形、梯形、凿型等。,图46 主犁体 1犁铧 2犁壁 3延长板 4犁柱 5挡草板 6犁托 7犁侧板,第四章 耕整地机械,图47 犁 铧 a梯形犁铧 b凿形犁铧 c三角形犁铧 1胫刃 2，铧尖 3铧刃,第四章 耕整地机械,2. 犁壁：作用碎土和翻转土壤，和犁铧组成犁体曲面，左边，犁胫，垂直切开土壤，中部是犁胸，连续碎土和翻转土壤；尾部，犁翼保证翻垡的质量和位置。 滚垡型 熟地型：碎土能力强，适于更熟地。 螺旋型：土垡扣翻能力强碎土能力低，适于潮湿地。 半螺旋型：性能介于俩者之间，适于草根深密，含水量高需要覆盖严密的土壤。 窜垡型： 3. 犁侧板：犁耕时，贴在沟壁上滑行

7、，承受并平衡土壤对犁体曲面的侧压力，使犁平衡前进，同时，防止沟壁坍塌。 4. 犁柱和犁托：连接个部件。,第四章 耕整地机械,（二）小前犁：提高主犁体的翻垡覆盖质量，将其安装在主犁体前方胫刃一侧，将靠近地边的土垡上层部分土壤杂草和肥料等翻到沟底使主犁体翻垡覆盖质量更彻底。,第四章 耕整地机械,（三）犁刀 ：安装在主犁体和小前犁的前方，功用：垂直方向切开土壤，减少主犁体犁胫的磨损；同时压紧沟壁，防止沟壁坍塌。 （四）深松铲： 对耕作层下硬底层用深松铲进行疏松，而又不使土层上下翻转。深松后，可以增加下层土壤的空隙度，改善土壤渗水和蓄水能力，促进作物根系生长。,第四章 耕整地机械,二、体曲面的工作原理

8、 犁体曲面是一个复杂的曲面。由于曲面结构形状、土壤结构和耕作速度不同，土壤破碎和翻转的程度也就不同。土壤反转的过程分为滚垡和串垡。 滚垡：犁体切开一定宽度和深度的垡条后，在犁体曲面的作用下，垡条初步破碎倒在前一犁体翻起的土垡上。 串垡：我国传统的耕作方法，在水田耕作时，土垡沿犁体曲面上升到一定的高度后，边向上串边向右弯曲扭转，在自重的作用下折断成块，落在犁的右前方或右后方。这样便于架空晾晒。,第四章 耕整地机械,犁体曲面是影响铧式犁松土和翻土的主要因素。假设X、Y和Z轴方向如图。形成，角是使土壤水平切开，并将土垡抬起。在土垡抬起的同时，土壤受到挤压。随着犁体前进，土壤挤压变形逐渐增加，这种变形

9、达到一定的程度后就产生裂缝，破碎成梯形小块并沿此曲面上升。由于角不断增加，对土壤连续挤压，则已被剪裂的土块进一步被剪裂。故被称为碎土角。平面OBA紧靠沟底，角OBA为角。犁沿此方向前进， 角将土壤垂直切开，土垡在该角的作用下被推向右侧，并横向破碎。为此角称为推：在犁体上不同高度处角是不同的。,图410 、三个角度在犁体上的位置,第四章 耕整地机械,平面CAO垂直于前进方向，角CAO为角。角对土壤的作用情况是工作面使土垡向已耕地方向抬起并翻转。在犁体上沿垂直方向角不断增大，所以能在工作中翻转土垡。为此称为翻土角。犁壁翼端翻土角越大，翻土性能越好。 实际上土垡在犁体曲面的综合作用下，在上述三个坐标

10、平面内不断地同时发生变形、破碎和翻转。 犁体曲面大致有碎土型、通用型和翻土型三种。碎土型(也称熟地型)曲面犁胸陡峭，有较强的碎土性能，但翻土作用较弱，且耕作阻力较大。通用型(也称半螺旋型)曲面犁壁较平坦犁壁翼部扭曲较大，兼有较好的翻土性能。在一般熟地耕作时，多用上述两种形式的犁体。翻土型(螺旋型)曲面犁胸平坦，犁壁翼部较长且扭曲大，碎土性能差，翻垡性能强，适于开恳荒地。,第四章 耕整地机械,在犁耕过程中，土垡的翻转状态，不仅取决于土壤的性质和犁体曲面的形状，还与耕宽、耕深有很大的关系。每台犁的犁体都有一定的耕宽和耕深，可以根据需要来定，但不能过深，应有一定的范围。如图311所示，设土垡不破碎，

11、翻转后，如它的对角线垂直于地面时，则为不稳定平衡状态，土垡有可能返回沟中。理论上分析其耕宽和耕深之比有个极限条件：,第四章 耕整地机械,K=b/a=1.27 式中：K土垡宽深比，也称翻垡系数 a耕深 b耕宽。 要使土垡翻转后不产生立垡或回垡，必须使K1.27。在实际耕作中，由于土壤的变碎，K值可小于1.27。但一般不小于1。,图311 土壤翻转过程,第四章 耕整地机械,三、耕机组的使用 (一) 犁的调整(以悬挂犁为例) 1入土性能的调整 犁的人土性能是否良好，直接关系到耕地质量和生产效率。犁的入土性能常以入土行程作为评价指标。入土行程通常是指最后一犁铧从铧尖着地至犁铧达到要求耕深时所前进的距离

12、(图412c)。犁的入土行程越短，表明其入土性能越好，这对耕小地块尤为重要。多铧犁总入土行程较长，为减少耕地头的时间及提高耕地质量，欲使犁及时入土，可采取缩短悬挂机构上拉杆的办法增大犁的入土角，以缩短入土行程(图413a)。入土角是指铧尖落地时，犁底平面与地平面间的夹角，入土角。一般取58度。,第四章 耕整地机械,缩短上拉杆的长度，会影响前后犁体耕深的一致性，应彼此兼顾，在前后犁体耕深一致的前提下，尽量缩短上拉杆的长度，缩短入土行程。,图412 犁的入土角和入土行程的调整 a正确 b不正确 c犁的入土行程 .入土角 L1 .前后犁体间距 L2 .最后犁体的入土行程 L .总入土行程,第四章 耕

13、整地机械,2耕深调整 总的来说，耕深调节方法有三种，即高度调节、力调节和位调节。因拖拉机的液压系统不同而异，详见拖拉机液压悬挂系统。 3犁的水平调整 耕地时，犁架前后左右应保持水平，才能使耕深一致。左右水平用悬挂机构的右提升杆来调整，前后水平用上拉杆调整，同时要兼顾入土行程。,第四章 耕整地机械,4耕宽调整 耕地时，犁应当保持正确的直线行进状态，并使耕宽符合规定。如果犁架在水平面内倾斜，耕宽就会变大或变小，造成漏耕或重耕并增加牵引阻力，加速犁的磨损。犁相对于拖拉机的横向位置不当，也会使第一铧漏耕或重耕。耕宽调整就是通过调整第一铧的实际耕宽，使其符合要求，并使犁的总耕宽达到规定尺寸，不重耕、不漏

14、耕。调整的方法一般是转动悬挂轴。当第一铧漏耕(耕宽偏大)时，转动悬挂轴，使犁作顺时针方向偏转，铧尖偏向已耕地，犁架后部向后部未耕地方向移动，则犁侧板向未耕地的压力增大。当犁行进时，土壤的水平反力将推动犁侧板向已耕地方向移动，克服漏耕。如作反向调整，则耕宽增加，克服重耕。,第四章 耕整地机械,第三节 整地机械,整地作业包括耙地、平地和镇压，有的地区还包括起垄和作畦。 耕地后土垡间存在着很多大孔隙，土壤的松碎程度与地面的平整度还不能满足播种和栽植要求。所以必须进行整地，为作物的发芽和生长创造良好的条件。在干旱地区用镇压器压地是抗旱保墒，保证作物丰产的重要农业技术措施之一。有的地区应用钉齿耙进行播前

15、、播后和苗期地除草。 整地机械包括耙(圆盘耙、水田耙和钉齿耙)、耢、镇压器、起垄犁和作畦机等。但圆盘的应用最为广泛。,第四章 耕整地机械,圆盘耙主要用于旱地犁耕后的碎土及播种前的松土、除草。此外，由于圆盘耙能切断草根；作物残茬，搅动和翻转表土，故可用于收获后的浅耕灭茬作业。撒播肥料后可用它进行覆盖，可用于果园和牧草地的田间管理。,第四章 耕整地机械,圆盘耙的类型 (一)按机重与耙片直径分类 圆盘耙按机重与耙片直径分重型、中型和轻型三种。 1重型圆盘耙 耙片直径为660 mm ，单片机重(机重耙片数)为5065 kg 。适用于开荒地、沼泽地等黏重土壤的耕后碎土，也可用于黏壤土的灭茬耙地。每米耙幅

16、的牵引阻力为600-800kg。耙深可达18cm。 2中型圆盘耙 耙片直径为560mm，单片机重为2045 kg。适用于黏壤土的耕后碎土也可用于一般壤土的灭茬耙地。每米耙幅牵引阻力为300500ks。耙深可达14 cm 。 3轻型圆盘耙 耙片直径为460 mm ，单片机重为1525k2。适用于一般壤土的耕后碎土也可用于轻壤土的灭茬耙地。每米耙幅牵引阻力为250300 kg 。耙深可达10cm。,第四章 耕整地机械,(二) 按机组挂接方式分类 圆盘耙按机组挂接方式分为牵引式、悬挂式和半悬挂式三种。重型圆盘耙多为牵引式或半悬挂式；中型和轻型圆盘耙多为悬挂式，也有牵引式或半悬挂式。宽幅圆盘耙仍以牵引

17、式为主。牵引式圆盘耙地头转弯半径大，运输不方便，适于大地块作业。悬挂式圆盘耙配置紧凑，机动灵活，运输方便，适应性较强。,第四章 耕整地机械,(三)按耙组的配置方式分类 圆盘耙按耙组的配置方式分单列式、双列式、对称式、偏置式、交错式(图4-13)等。 对称式排列的耙组位置左右对称，圆盘的方向相反(面对面或背靠背)。作业时，在中缝处留有残沟或土埂，须用弹性齿铲搂平。交错式排列，则可大为改善。双列式排列时，后列耙组的耙片正处于前列耙组的相邻两圆盘之间，彼此错开，这样可使同一耙组上的圆盘间距增大一倍以避免泥土堵塞，这也是一般圆盘耙组都排成前后两列的原因。有些圆盘耙为避免在地面上留下一条沟痕，影响播种，

18、常在两侧最外边加一个直径较小的耙片，它具有填平耙沟和刮平土埂的作用。,第四章 耕整地机械,图413耙组排列方式 a 单列对称式 b双列对称式 c双列偏置式 d交错排列式,第四章 耕整地机械,二、圆盘耙的构造和工作过程 (一)圆盘耙的构造 圆盘耙构造大致相同，主要由耙组、偏角调节机构、耙架、牵引架(或悬挂架)等组成。牵引式耙上还有起落调平机构及行走轮等。图3-14为悬挂式圆盘耙。 1. 耙组 耙组是圆盘耙的工作部件，耙组由装在方轴上的若干个耙片组成。耙片通过间管而保持一定间隔。耙片组通过轴承和轴承支板与耙组横梁相连接。为了清除耙片上粘附的泥土，在横梁上装有刮土铲。,图4-14 悬挂式圆盘耙 1悬

19、挂架 2横梁 3刮泥装置 4圆盘耙组 5耙架 6缺口耙组,第四章 耕整地机械,耙片为一球面圆盘，耙片凸面周边磨刃，分全缘耙片和缺口耙片两种。缺口耙片在耙片外缘有612个三角形、梯形或半圆形缺口。缺口耙片的缺口部位也磨刃。缺口耙片入土能力强，也易于于切断残茬，适用于黏重土壤和荒地。重型耙多采用缺口耙片；轻型耙则用全缘耙片；中型耙常用二者的组合，前列用缺口耙片，后列用全缘耙片。 2.耙架 用来安装圆盘耙组、调节机构和牵引架(或悬挂架)等部件。有铰接耙架和刚性耙架两种。有的耙架上还装有载重箱，以便必要时加配重，以增加或保持耙深。,第四章 耕整地机械,（二）圆盘耙的工作过程 圆盘耙工作时，耙片回转平面

20、（刃口平面）垂直于地面，并与机器的前进方向成角，在牵引力的作用下滚动前进，在重力和土壤阻力的作用下切入土壤，并达到一定的深度。耙片运动可以看成是滚动和移动的复合运动。,图4-15 耙片运动分解示意图,第三章 耕整地机械,如图4-15 耙片从A点到C点的回转运动一周的复合运动可分解为：A到B滚动；B到C移动。在滚动中，耙片刃口切碎土块、草根以及作物残茬。在移动中，由于耙片刃口和曲面的综合作用，进行推土，铲草、碎土、翻土和覆盖，当角减小时，推土，铲草、碎土、翻土和覆盖等作用减小，入土性能差。相反，当角增大，推土，铲草、碎土、翻土和覆盖等作用增强，入土性能好。耙片的入土深度由耙本身的重量和盘面与前进

21、方向的偏角大小来决定，偏角增大CB增加，推土、碎土作用增强；反之，降低且入土性能降低,第四章 耕整地机械,第四节 旋耕机 旋耕机是一种用拖拉机动力驱动工作部件进行耕作的机具，能一次完成耕耙作业。其工作特点是碎土能力强，耕后地表平整，土壤细碎，土肥掺合好，减少拖拉机进地次数。目前旋耕机在水田和菜田区已被广泛应用。但是，旋耕机功率消耗比铧式犁高，耕深较浅，覆盖质量差，不利于消灭杂草。 旋耕机有与手扶拖拉机、轮式拖拉机和履带拖拉机配套的各种型号。根据刀轴位置不同，可分为卧式和立式两种。我国生产的大多为卧式旋耕机。,第四章 耕整地机械,一、旋耕机的构造 旋耕机主要由机架、传动系统、旋转刀轴、刀片、耕深

22、调节装置、罩壳等组成。（一)刀轴和刀片 曲轴和刀片是旋耕机的主要工作部件，刀轴上焊有刀座，刀座在刀轴上按螺旋线排列焊在刀轴上以供安装刀片。 刀片(即旋耕刀)工作时，随刀轴一起旋转，起切土、碎土和翻土作用。在系列旋耕机上，刀片的形式都采用弯形刀片，有左弯和右弯两种。弯形刀刃口较长，并制成曲线形，工作时，曲线刀刃切土，因此工作平缓不易缠草，有较好的碎土和翻土能力。,第四章 耕整地机械,图4-16 旋耕机的构造 1主粱 2悬挂架 3齿轮箱 4侧边传动箱 5平土托板 6挡土罩 7支撑杆 8刀轴 9旋耕刀,图4-17 弯型旋耕刀,第四章 耕整地机械,(二) 传动部分 由拖拉机动力输出轴来的动力经万向节传

23、给中间齿轮箱，再经侧边传动箱驱动刀轴回转。也有直接由中间齿轮箱驱动刀轴回转的。由于动力由刀轴中间传动，机器受力平衡，稳定性好。但在中间齿轮箱体下部不能装刀片，因此会有漏耕现象，可采用在箱体前加装小犁铧的办法来消除漏耕现象。 (三) 辅助部件 旋耕机辅助部件由机架、悬挂架、挡泥罩和平地板等组成，其挡泥罩和平地板用来防止泥土飞溅和进一步碎土，并可保护机务人员安全，改善劳动条件。,第四章 耕整地机械,二、旋耕机的工作过程 旋耕机工作时，刀片一方面由拖拉机动力输出轴驱动做回转运动，另一方面随机组前进做直线运动。刀片在转动过程中，首先将土垡切下，随即向后方抛出，土垡撞击到挡泥 罩和平土拖板而细碎，然后再

24、落回地面上，因而碎土较好，一次完成了耕、耙作业。,图418 旋耕机工作过程 1. 水平托板 2. 拉链 3. 挡土罩4. 传动箱 5. 齿轮箱 6. 悬挂架 7. 上拉杆 8. 万向节 9. 下拉杆 10. 旋耕刀,第四章 耕整地机械,目前卧式旋耕机均采用正转方式作业，即刀轴的转动方向与拖拉机前进时轮子的旋转方向相 同。旋耕机刀片切土时，刀片的绝对运动是由机组的前进运动和刀轴的回转运动所合成。为使机组正常工作，必须使刀片在整个切土过程中不产生推土现象，因此其绝对运动轨迹要求为余摆线。,第四章 耕整地机械,图419 旋耕刀片端点运动轨迹,余摆线形成如图319所示，设O为刀轴中心运动的起始位置，横

25、坐标以机组前进方向为正；纵坐标以耕深方向为正，刀片回转方向与拖拉机驱动回转方向相正；纵坐标以耕深方向为正，刀片回转方向与拖拉机驱动回转方向相同。讲解旋耕刀片运动轨迹。设刀片的起始位置M0，机器工作，刀片转过,第四章 耕整地机械,时，端点到m1位置，与此同时，机器前进O1A= 故端点实际到达m1点， 同理可作出其他点。 旋耕刀片端点运动轨迹曲线为一有绕扣的余摆线。要使刀片在整个切土过程中不产生向前推土现象，刀片从接地位置开始直至转到最下位置的任一点向后的水平分速度都应大于机组前进速度，这样，刀片才能将土垡抛向后方。目前国产系列旋耕机的前进速度一般采用0.5-1.5 ms，刀片端点的切线速度(在轻

26、质土壤中为3 4ms，在黏重多草地中为68 ms)。生产率较低。,第四章 耕整地机械,三、悬耕机的使用 耕机耕地时，由于刀片向后抛土，就有一个推动机器前进的力量，从而大大改善了拖拉机牵引性能，可以充分发挥拖拉机的功率。 旋耕机的碎土性能与机组前进速度和刀轴转速有关。当刀轴转速一定时，机组前进速度越慢碎土性能越好；反之，则碎土性能变差。,第四章 耕整地机械,（一）旋耕刀的安装方法 根据不同的农业技术要求，旋耕机刀片可采用不同的安装方法。安装时，刀片的弯曲方向不同，士地表就有不同的形状。一般有三种安装方法：交错安装、向外安装和向内安装 1.交错安装 左右弯刀在刀轴上交错排列安装，耕后地表平整，适于耕后耙地或播前耕地，是常用的一种安装方法。 2.向外安装 刀轴左边装左弯刀片，右边则装右弯刀片。耕后中间有浅沟，适于拆畦或悬耕和开沟联合使用 3. 向内安装 刀轴左侧全部安装右弯刀片，右边全部安装左弯刀片，更后中间起垄，通常用于作洼前的整地作业。,第四章 耕整地机械,图4-20 弯刀的安装方法 a交错安装法 b外装法 c内装法,第四章 耕整地机械,第五节 深松机具 土壤深松是一项在世界各地得到广泛应用的农业增产技术，多用于保护性耕作。所谓深松，指超过正常犁耕深度的松土作业，一般只松土，不翻土，深度可达3060cm。其作用是保持