旋耕机及其理论计算ppt课件

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三. 旋耕机的作业特点
旋耕机的作业特点具有碎土能力强、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。
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四. 旋耕机的主要类型
1.按与动力连接方式分：牵引式、悬挂式、直连式。
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2、按刀轴安置方向分：横轴式、立轴式、斜轴式。
1.主梁 2.悬挂架 3.齿轮箱 4. 侧边传动箱 5.平土拖板 6.挡土 罩 7.支撑杆 8.刀轴 9.旋耕刀
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旋耕机运动参数的一般取值范围
Vm = 0.5~1.5 m/s n = 190~280 r/min
h=8~16 cm
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。
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六. 旋耕机作业质量控制
ω
ωt
o o/
m
x
Vmt
M
h
y
M点的运动方程： x R cost Vmt
y R sint
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不同速比λ对旋耕机工作质量的影响
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：
＜1 1 ＞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。
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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。
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一. 旋耕机的基本构成
组成：机架、传动装置、刀辊、挡土罩、平地拖板等。
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1.主梁 2.悬挂架 3.齿轮箱 4.侧边传动箱 5.平土拖板 6.挡土罩 7.支撑杆 8.刀轴 9.旋耕刀
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二. 旋耕机的工作原理
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。
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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
令：Vd—刀片端点的切向速度；
Vd=Rω，令速比为：λ= Vd / Vm 。
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根据已知条件作图的方式确定刀片的绝对运动轨迹
Vm
ω
ωt
o o/
m
x
Vmt
M
h
y
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Vm
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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
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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。
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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。
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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。三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：
1.平土拖板 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
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Vm
ω ωt
o o/
m
x
Vmt
M
h
y
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 R cost Vmt y R sin t R h
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x R cost Vmt
y R sint R h
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，
第二节 旋耕机及其理论计算
一. 旋耕机的基本构成 二. 旋耕机的工作原理 三. 旋耕机的作业特点 四. 旋耕机的主要类型 五. 旋耕机刀片的运动分析 六. 旋耕机作业质量控制 七. 旋耕机的刀片形状 八. 旋耕机的功率消耗
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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。
根据上述方程，令：
Vx sin t
dx dtR
Vm R sin t＜0
代入上式，得：
Rh
Vm＜ R h （定量）
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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： 或：
Vm＜ R h
h＜R
1
1
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：
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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，因为此时机组不能前进，而是原地
扒窝。因此，λ＞1是旋耕机正常工作的定性条件。
在余摆线条件下，速比不同其刀片运动轨迹形状也不同
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。
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。
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问题：速比λ值为什么对耕深产生影响？
因为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。
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λ＜1，短摆线
λ＝1，滚摆线
λ ＞1，余摆线
前进方向
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。