【文章內容簡介】 圖32作用于開溝器上的各力分力 在圖31中，N表示法向力，T表示切向力。其中，切向力可以用法向力表示，而摩擦力是切向力的來源。圖32所示為阻力被分解成水平分力，結果方程（3－1）可以寫成： （32）式中——開溝器的楔角，Kostritsyn的研究表明，最小的切削力出現(xiàn)在楔角為45176?！?5176。時，所以。 ——滑動摩擦系數(shù)；將其作為視在系數(shù)，應更為精確，土壤類型為黃綿土時，=~，這里取=。 N——楔刃上的法向力（）； N1——側刃上的法向力（）。根據推斷，這些法向力來自于土壤的變形阻力，Kostritsyn確定了這種阻力的大小： (33) （33）式中K1——變形比阻； F1——開溝器楔刃的面積，經測量：F1= cm2。 （34） 式中K2——土壤的比壓（kg?cm2）； F2——開溝器側刃面積，經測量，當最大開溝深度為20cm時，K1與 K2的差別，在于工作部件運動停止時K1變?yōu)榱悖欢词乖陂_溝器停止運動時，K2繼續(xù)壓開溝器的側刃，它反映了土壤的復原彈性特性。根據方程（33）和（34），方程（32）可改寫成： （35） 其中，切刀的、FF2和的值是確定的，僅K1和K2是未知數(shù)。引入了由于開溝器使土壤變形而產生的比阻和比壓的概念后，Kostritsyn計算了由一給定的開溝器產生的土壤變形量： （36） 式中S——開溝器的厚度，??； ——土壤與金屬的摩擦角；土壤對鋼的摩擦角在26176?！?2176。之間，?。? ——開溝器的楔角，取； Lmax——最大變形量。土壤沿楔刃的變形量從尖端為零變化到Lmax，因此土壤的平均變形量Lo可根據下式計算： （37）代入數(shù)值計算得。結合圖33，由已知條件可以大致確定K1和 K2，取K1＝2，K2＝。將所有已知量代入公式（32）中，求得：取，則開溝器受到的總阻力：圖33 比阻K1和比壓K2以及相應的平均土壤變形之間的關系開溝器工作時主要受到水平方向的土壤力。其上端通過安裝座、U型卡與主梁架相互連接，可以等效為固定聯(lián)接，經理論估算得該開溝器的開溝阻力R為2862N，彎矩為M。=RL=1862=m。開溝器鏟柄選用45號鋼，由于其抗壓強度大于抗拉強度，故只需計算抗拉強度，通過彎矩分析，A截面為危險截面。開溝器鏟柄截面為矩形，(hb)為=65mm25mm,截面的抗彎截面模量為由于45號鋼調制處理厚的屈服強度為350MPa。350MPa，可知設計是安全可靠的。圖29 開溝器鏟柄的校核第四章 覆土器 覆土器類型的選擇覆土器用于中耕作物的行間覆土和覆土灌溉，是作物后期管理一項重要的農業(yè)技術措施。當作物長到一定高度時，在行間將已經疏松的土壤培至作物的根莖部，行間則形成溝壟。覆土器體所完成的工藝過程應不同于犁體，所以其設計方法在某些方面也不相同，但與犁相同點是其結構基礎都為成對配置的三面楔。為減少土壤水分蒸發(fā)，應減少翻轉及底層土壤翻轉到地面。常見的覆土器有壁式、圓盤式和旋轉式三種，如圖214所示。覆土板式覆土器是利用土壤沿覆土板側向滑移覆土的。工作時兩塊覆土板自兩側向種行覆土。覆土鏟主要用來松動下層土壤，它的特點是松土時不會把下層土壤移到上層，這樣便可防止水分蒸發(fā)，并促進植物根系的發(fā)育。故本設計采用覆土板式覆土器。 a) 壁式 b)圓盤式 c)螺旋式圖214 覆土器常見類型 覆土器的組成覆土器由鏟尖、分土板、覆土板。鏟柄等部分組成，如圖215所示。鏟尖切開土壤，使之破碎并沿鏟面上升，土鑲升至分土板后繼續(xù)被破碎，并被推向兩側，由覆土板將土壤培至兩側的種行。覆土板一般可進行調節(jié)覆土板下傾角及兩覆之板的前開度，以適應植株高矮、行距大小以及原有壟形的變化。覆土器的鏟尖如圖216所示、在壟間松土時，由于工作表面力凸曲面（外感近似三角形），工作時土壤沿凸面上升而被破碎，然后從犁鏟后部落入壟溝，且土層上下基本不亂。圖215 覆土器圖216 覆土器 鏟柄的類型和設計鏟柄用于安裝覆土器并將其固定在中耕機架上。鏟柄是可拆卸的零件，當覆土器磨損時能迅速方便地拆換。本設計采用剛性鏟柄，用45鋼制造，下部彎成一定曲度，其前端呈尖緣，具有切草作用。圖217 覆土鏟鏟臂 覆土器工作面的設計鏟鏟柄的外形特點可用四個尺寸表示，即:伸出長度L、彎曲半徑R、鏟柄高H和鏟柄橫截面δb，如圖217所示。柄高H：670nn鏟柄橫截面δb：67mm25mm彎曲半徑R： 115mm式中l(wèi)——鏟柄直線段長度；α——入土角。伸出長度L：148m 圖218 壟行斷面確定工作部件設計依據時，設：⑴將土壤按已定溝底寬度切開，并向兩側，在此過程中土壤產生破碎。⑵使土壤沿兩側向后傾斜運動上升，達到預定溝邊時，推向壟中心，使土壤按自然止休角形成要求的壟行。覆土工作面的參數(shù)由覆土時所形成的壟行斷面尺寸確定,如圖218所示。主要參數(shù)為行距L通常為（60～70cm）。溝底寬一般為10～11 mm，壟頂寬一般為（一般為8～12cm），壟頂寬（一般為8～12 cm），溝底至壟頂總高h，覆土深度，壟高，壟壁土壤自然休止角（一般為40176?！?0176。）。設V0為覆土起壟臺所需的土壤斷面：工作部件由溝內挖出的土壤體積V1應等于：V1應V0與相等，但是土壤經工作部件疏松、反轉、體積增大，須增加膨脹系數(shù)，所以需要土的量應滿足以下公式：= 實驗證明，膨脹系數(shù)可取=～. 即：由圖310可知則 所以有：設L=600mm，=80mm，=100mm, =, =45176。,則得:==210116=94mm。覆土器工作面的設計由作正投影開始，元線角的變化規(guī)律如下：式中——高度y上構成線角的現(xiàn)用值。 x——確定角的不同高度（橫坐標cm）；y——對應的縱坐標（cm）； ——角的坐標比例。上面兩式和并則有： 與鏵式覆土器相似，p和q之值可取為：p=；q=100覆土器的覆土板宜取為： 30176。角的比例可按下式求得： 式中為角的最大增量，這時可取 導曲線的位置在離鏟尖200mm處，導曲線的圓弧半徑可由下式求出：式中——導向曲線的切線K′K′與通過a點的垂直截面nn間的夾角。覆土壁可取=30176。經計算R=300mm。其元線角的變化如表21：表21 覆土器元