农业机械学ppt课件

(2)导线形状及参数确定,导线:是一抛物线，由高度H和开度L,夹角决定形状。 a、H,L的确定 取 H=Hmax (已知) 当 Hmax一定，L小，曲面陡峭， 碎土能力强，但阻力大，反之 相反。根据经验，碎土型犁体 ，H/L=1.71.8，翻土型犁体， H/L=1.51.6，从而定L。,1,b、角的确定 =1800+- 其中： -铧刃的切土角。 碎土型： =200300 翻土型： =150250 当导曲线上部倾角 大时，翻垡能力强， 一般 =9501000。,2,C、导曲线图形画法,1)、根据给出的 H、L、 、画出曲线所在框图。,L,Hmax,2)、在导线下部取一直 线段(s=35cm)，后把 DE和EB两线段分成相同 等分，标上1、2、3， 后按1-1、2-2、3-3 连线，这些线形成的包 络线就是要求的导线。,S,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,10 9 8 7 6 5 4 3 2 1,S1=S+24cm-犁铧和犁壁 结合线的位置。,s1,D,E,B,O,3,(3)、俯视图 绘制,已知图 (a)(c)(d)。,1)、延长正 视图中JA， 作为俯视图 的基准线， 在此线上作 与之交角为 0 的铧刃 AB,AB=LS-铧刃的真实长度。,4,2)在2/3 LS 处画垂线n-n.,在AB的延 长线方向上 绘出导线LP，后画等间距平行线，交于LP,交点为n1、 n2、n3.,5,3)、将导曲 线上的n1、n2 、n3各点 投影到n-n线 上，得点1、 2、3点。,4)、过n-n线 上的 1、2、 3各点作 直线,使之 与JA线的交 角分别为123n.。,6,5)、将正视 图上的交点 投影到俯视 图中相应的 元线上,然 后按顺序连 接，就得俯 视图轮廓线。,7,6)、根据S1 的高度定 MN线，定出 M点。,M,N,M,由S1在n-n线 上投影及相 应角,在 俯视图上画 出犁铧和犁 壁的接合线 ，由M点投 影定接合点。,8,M,N,M,7)、由犁铧的铧翼线的形状定主视图铧翼线。,9)、按前面讲过的方法绘出翻土曲线、碎土曲线和样板曲线。,8)、根据正、俯视图作出侧视图。,9,五、犁的牵引阻力,(一)、土壤对犁曲面的反作用力 a、犁曲面上各部位受力不一样。 b、各部位的受力随土垡运动方向的改变而 改变。 求出犁曲面上受力分布十分困难，但它是 设计犁体时，另件强度计算和总体受力平衡 的依据，且是在使用犁时，进行操作调节的 依据。,10,犁曲面受力的研究: 1)求出整个犁曲面上总的受力 采用六分力测定法进行。 2)探求犁曲面各部位的受力 采用电阻应变仪测定和动力学仿真方法模拟计算。,11,Fzi,Fxi,Fyi,x,y,z,o,si,对于一个犁曲面，可以把它分成n个无穷小 的小面积，而每个小面上受力用 Fxi、Fyi、Fzi 来表示，即,于是用一特制的梁架测 出六个分力，再利用空 间力系平衡原理，求出 Rx 、 Ry 、 Rz即可,1、六分力测定法的基本原理,12,2)六个拉压传感器与牵引车机架球铰面联结。,1)悬架用矩形钢管焊成。,Z,Y,X,A,C,B,AZ,Cy,Cz,Cx,Bz,Bx,RX,RZ,RY,13,Z,Y,X,A,C,B,AZ,Cy,Cz,Cx,Bz,Bx,RX,RZ,RY,求Rx、Ry、Rz的大小、方向和作用点。,由,得：,14,1)、设 Rx、Ry、Rz汇交 于一点(实际上不一定 ，但基本相交),2)、设Rx、Ry、Rz交点 坐标为(a、b、c)。,由,得：,从上式可求出a、b、c 的大小,从而确定合力的 作用点。,下面求作用点,15,2、犁体曲面上土壤压力的分布 犁体曲面上土壤压力 的分布，经试验测定如 图所示。,图a是犁体水平元线上的 受力分布情况。,图b是垂直于铧刃的平面 与犁曲面的交线上的受力 分布情况。,从图中可以看出，铧尖部 分受力比翼部受力大得多， 说明铧尖部分易磨损。,16,(二)、犁的牵引阻力,犁的牵引阻力-土壤作用在犁上的总阻力沿 前进方向的水平分力。 牵引阻力：(1)犁对土垡切割破碎、扭转 推移所需的力(约占6070%)。 (2)犁在行进中，犁底、侧板、 轮子等所产生的摩擦力 (2528% )。 (3)使土垡产生运动所需的力 (约为1316%)。,17,1、简易经验公式 P=kab (一个犁体) 其中：P-牵引阻力；k-比阻(土垡单位横截 面积的阻力)；a-耕深；b-耕宽。,犁的牵引阻力的计算,2、分项计算公式 P=P1+P2+P3=Q f+k0 ab+abv2 式中： P1Qf 摩擦力(犁体与沟底和沟墙之间的摩擦阻力等)。,18,Q : 犁的重量和犁侧板支反力之和; f :摩擦系数,为一综合的摩擦系数。 实验测得:f025 05； P2k0ab 为土垡在破碎过程中由于变形所 产生的阻力，此处，k0为系数。 P3=abv2 土垡运动使动量变化所产生的阻 力。是系数。,3、间接计算公式 P=fG+mxab 其中：f-摩擦系数；G-犁的重量； x-土壤坚实度(N/cm2)；m-系数。,19,1)选择适耕期。选择土壤含水量适宜、残根腐 烂适度的时间进行耕地。此时土壤的强度较小 ，易于松散破碎，可减少牵引力。,2)保持铧尖和铧刃锐利。锐利的铧尖和铧刃， 切割破碎的能力强，刺入并切开土壤时所受 的阻力较小，可以显著地减少犁的牵引力。,1.机务技术措施,(三)、减少牵引阻力的途径,20,3)减少摩擦力。保持犁体曲面以及侧板、犁 底、轮子等与土壤接触的部分光洁平滑。,4)正确装配零件。犁铧、犁壁、犁侧板等工 作部件安装的位置要正确，接合缝严密，犁 体上埋头螺钉与安装件表面平坦光滑，减少 对土垡的阻碍，让土垡顺利滑动，可以减少 犁的牵引阻力。,5)正确调整牵引线。正确调整牵引线，可以 减少牵引力。,21,2设计制造方面的措施,(1)设计良好的犁曲面。犁曲面除了满足翻土、 碎土性能之外，还须满足a、对土壤的挤压较小， 土垡能在犁面上顺利滑过； b、在翻垡过程中，垡 片重心的提升高度小；c、土垡在翻转过程中发生 的位移小；d、土垡运动的绝对速度小。,(2)设计有自磨利的犁铧。用两种软硬不同的材 料制造犁铧，使刃口能够自己磨利.,硬,软,22,(1)、改固定部件为转动部件、使摩擦系数减小。 如 a、把犁壁制成由很多滚柱组成；b、用滚轮 代替犁侧板等。,(3)采用非金属特殊材料。目前有些国家已 用特制的塑料薄膜贴在犁壁上，从而减少犁 的阻力。,3、新方法和新原理的探讨,(2)、在犁曲面上加水作润滑剂，以减小阻力。试 验表明，可减小阻力30%。,(3)、应用振动技术。试验表明，在铧式犁上加 装振动器，可以减少牵引阻力约5%25%，并且 能改善碎土质量。,23,(4)电渗作用的试验。电渗作用是将犁刀和犁 铧作为直流电的正极(十)和负极()，通以直 流电，使土壤中的毛细管水向负极集结使犁铧 表面形成一层水膜，从而减少了摩擦阻力。同 时，土壤由于有电流通 过，降低了土壤水分子 的凝结力，因而降低了 它的强度。试验表明： 当水分为20左右， 电压为1260V时，阻 力减少约20。,24,用水作润滑剂的犁,v,高压水出,高压水进,25,自激振动犁,1.自激振动-犁耕过程中,犁体切削土壤时产生. 2.由于地面不平激起的振动. 3.拖拉机的振动激起犁的振动.,激振因素,26,六、铧式犁的总体配置,(1)、犁的总耕幅和铧数,总的耕幅根据拖拉机的有效牵引力P来确 定。设：比阻为 k、耕深为 a、单个犁体的幅 宽为b，即,n-犁的铧数，取整数,总耕幅 B=nb,讨论：令,(常数),27,这时，调节 B=nb ，使ka=P/nb。,3)、当农艺要求a增大，而k又较大时，由于 kaP/nb，机组拉不动；而农艺要求a减小， 而k又较小时，kaP/nb，这时机组功率不能 充分发挥。为了解决这个问题，可以使用调 幅犁。,1)、当k增大，a减小；否则拖不动。,2)、a增大时，只能在k小的地方使用。,(常数),28,()、犁体间距、犁侧板长度,多铧犁相邻两犁体间的 间距是犁的一个重要参 数。,1)、间距S小，没有足够 的空间让垡片通过，造 成堵塞。,2)、间距S太大，增大犁 的总长度，对于牵引式 犁，转弯半径增大，对 于悬挂式犁，重心后移， 影响机组的纵向稳定性，同时也浪费材料，因 此在满足垡片顺利通过的前提下，应尽量缩小S。,29,在实际设计铧式犁时，用 下面几种经验方法来确定 间距S。,(1),0-铧刃角； 摩擦角。,(2),t铧尖至侧板末端的距离,由前犁侧板末端到后一犁体铧刃 线的距离不小b来确定犁侧板的长 度。,t小，侧板长度小，S小，反之相反。,(3),0 + ,0,30,(三)、拖拉机轮距与犁的工作幅宽,一般轮式拖拉机因受牵引力 限制，轮距总大于耕幅B，因 此拖拉机通常有一个轮子走 在犁沟内。这时配置关系图 如下图所示。,=1 2cm,这时犁的阻力中 心处于拖拉机中心线上，(或 很靠近)，这样使机组有较好 的牵引稳定性。,31,但是如果阻力中心和拖拉机 中心线差距较大，应进行拖 拉机轮距调整，使之满足：,关系式，从而使配置满足 图示要求。,B/2,b/4,E/2,BT/2,阻力中心,32,