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二、少耕法
少耕法是一种改变以犁耕为中心的耕作方法,可大大减少或完全免去耕耘作业,把作物种子直接播在前作茎秆覆盖的土壤中。这种耕作法,主要是为了和干旱、风蚀及水蚀作斗争。早在几百年前,我国东北地区应用扣、耕作法,特别是原垄种法,即为适应春寒的一种少耕法。50年代在苏联推广的马尔采夫耕作法,是采用无壁犁的深松耕作,也属于少耕法。60年代美国也发展了这一耕作法。70年代我国黑龙江省亦进行了深松耕作法的试验和推广;80年代我国南方水稻地区正进行着少耕法的试验和推广工作,并相应的研制了少耕法机械化配套农业机械。
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?
二、耕层土壤的动力特性
(一)土壤与金属间的摩擦系数
(二)土壤的坚实度(又称贯入阻力)
(三)土壤的凝聚力和附着力
(四)土壤的抗剪强度
(五)犁耕土壤比阻
(一)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。
(二)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/cm2)
(三)土壤的凝聚力和附着力
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。土壤沿着耕地机械工作表面的滑移阻力
T=F+F′=μN+μ′N′A′
式中 μ—土壤对钢的摩擦系数
N—作用在工作表面上的法向载荷
μ′—附着系数
N′—由水膜吸附作用而产生的法向载荷
A′—吸附水膜的面积
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。
(四)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:
ι= c +σtgρ
式中 ι—剪应力(kN/cm2)
σ—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;
tgρ—土壤与土壤之间的摩擦系数,又称土壤的内摩擦系数;
ρ—土壤的内摩擦角。
(五)犁耕土壤比阻
为判别耕层土壤耕作难易程度,常常采用犁耕土壤比阻Kt,kN/cm2或kPa。但Kt值大小不仅和土壤的物理性质有关,而且很大程度取决于犁的结构(犁体曲面和小前犁曲面几何参数和形状,犁铧锐钝程度,犁重以及是否有犁刀等)和耕速。一般可采用空间测力或单犁体的线性测力,测得与前进方向相反的犁耕阻力分量Rx,在此测力犁上一般不装
犁侧板,所以Rx是有效阻力。则犁耕的有效土壤比阻
第三节 铧式犁的一般构造和工作原理
一、铧式犁的类型
二、铧式犁的基本构造
三、铧式犁的翻垡原理
一、铧式犁的类型
(二)、铧式犁的基本构造
(三)、铧式犁的翻垡原理
一 矩形土垡的翻转过程
二 矩形土垡宽深比K的确定
三 菱形土垡的翻转过程
四 窜垡过程
三 菱形土垡的翻转过程
四 窜垡过程
第四节 犁体曲面
二、犁体曲面的形成原理
(一)水平直元线法形成犁面的原理
(二)倾斜直元线法形成犁体曲面的原理
(三)曲元线法形成犁体曲面的原理
三、高速犁体曲面
(一)发展高速犁的必要性
提高耕作机组生产率的主要途径有两方面,即增加机具的工作幅宽或提高机组的耕作速度。在拖拉机功率相同的条件下,增加耕速比加大耕作幅宽更为有利。因提高耕速后,可采用耕幅较窄的犁,从而降低金属耗量,减小购置费用,同时可采用轻型的轮式拖拉机。这样不但可减小轮胎下陷量,降低胎轮的滚动阻力,减小胎轮对耕层土壤的压实和破坏程度,而且还可提高机组对不平地面的适应性,改善机组的机动性。
犁耕速度是不断提高的。50年代一般耕速为4-6km/h,60年代提高到7-9km/h,目前高速犁的耕速为8-10km/h,有的可达12km/h。近几十年,大约每10年可提高耕速3km/h。因些,高速型犁体曲面的研究工作,已引起国外的普遍重视。
(二)高速型犁体曲面的基本要求
常速犁(耕速在7km/h以下)用于高速作业时,往往会使作业摄影师降低,如土壤抛掷过远,犁沟太宽,还会导致阻力陡增。
耕速与牵引阻力有以下关系:
式中 Pv-在耕速v(km/h)时的牵引阻力(kN);
P-在耕速为4.83km/h时的牵引阻力(kN);
V-犁耕速度(km/h)。
(三)高速型犁面的特点
高速型犁体可以从常速的熟地型(碎土型)、通用型和翻垡犁体通过试验和个性设计出来,使之适应高速作业。
高速型犁体曲面的基本特点是:犁体较长,铧刃角较小,纵剖和横剖曲线族较为平坦,犁翼部分后掠和扭曲较大。这样,可使土壤的垂直与侧向分速不致比常速增大过多,并改善翻垡性能。此外,犁体的最大高度也略高于常速犁,使土垡不致在高速时飞越项边线。
第五节 犁的牵引阻力
一、土壤对犁体曲面的反作用力
二、犁的牵引阻力
三、减少牵引阻力的途径
一、土壤对犁体曲面的反作用力
土壤施加于犁体曲面上各部位的反作用力,其大小和方向是随犁体曲面的部位而变化的。由于土垡在犁体曲面上的运动方向在不断改变,因而曲面各处所产生的摩擦力的大小和方向也各不相同。因此要想求出犁体曲面上的受力分布情况,无论是用计算方法或是用实验方法都有一定的困难。但是土壤对犁体曲面上的反作用力又极为重要,不仅在设计犁时作为零件强度计算和总体受力平衡的依据,而且在使用犁时也是操作调节的依据。
目前,对犁体曲面受力情况主要从两个方面研究:一是求整个犁体曲面上总的受力情况,找出它的合力的大小、方向及其作用线,以便进行犁柱及犁梁的强度校核和犁的牵引平衡;二是探求犁体曲面各部位所受土壤反力的分布情况,用来确定犁壁和犁铧的磨损部位。这两方面的研究,目前都是用实验方法进行测定。前者采用六分力测定法,后者常采用电阻应变仪测定。
二、犁的牵引阻力
犁的牵引阻力是指土壤作用在犁上的总阻力沿前进方向的水平分力。这部分阻力直接关系到耕地机组的动力性和经济性。所以它是犁的主要性能指标之一。在满足作业要求的情况下,应尽量减小牵引阻力。犁的牵引阻力的计算,不仅是强度核算的依据,同时也是合理配置机组动力的依据。
三、减少牵引阻力的途径
关于减少犁的牵引阻力的问题,过去和现在世界各国都进行了大量的工作,目前在理论研究上和生产实际上所探讨和采用的方法和措施,有以下几方面:
(一)机务技术措施
1.选择适耕期
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