农业机械学实验指导书.doc
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农业机械学实验
指导书
农机教研室主编
黑龙江八一农垦大学工程学院
2005.4
前言
本实验指导书是依据农业机械学教学大纲和实验大纲要求，为达到教学目的和要求而编写的。
通过实验教学培养学生的动手能力和创新能力，加强学生基本技能的训练，培养学生运用所学知识和技能解决生产实践中有关问题能力。
要求学生牢固掌握和深入理解每个实验基本原理，熟悉仪器和掌握实验方法，养成独立操作和分析能力；通过实验操作过程和指标测定，进一步了解所测定指标的实际使用意义和实践操作技能；通过实验教学要求学生有强烈的事业心，热爱农机事业，应用所学的理论知识解决实际中存在的问题。
实验中要认真、仔细，爱护公共财产，并能严格遵守课堂纪律，注意安全，以保证顺利完成每个实验。
学时分配：
本课程总学时为60学时，其中实验8学时
教学形式：
实验前要求学生预习实验内容。
实验课上指导教师讲解实验的基本原理、方法及操作的使用，指导学生独立完成具体实验过程、完成实验报告。
实验性质：
操作和测定性实验。
根据学生在实验中的表现及实验完成操作完成情况打分，结合实验报告情况综合评分。
实验成绩单独记分，作为本课程的一部分。
实验一排种器性能试验及播量调整
一、目的与要求
1.掌握48行谷物条播机的播量调整原理和方法。
2.掌握排种器排种能力，均匀度、均齐度的测定方法。
二、原理与方法
1.播量调整原理是通过改变槽轮在排种杯内有效工作长度和槽轮转速来调整播量的。
槽轮在排种盒内的伸出长度，称为槽轮的有效工作长度。
对于播种机总播量的调整，工作中可轴向移动排种轴，改变槽轮的工作长度，以调节整台播种机的播量，一般要求总播量误差在±4％，最大不超过10％；对于排种器单体的播量调节是通过调整单个外槽轮在排种杯内的长度而改变播量的，一般要求单个排种器排种误差在±1％，最大不超过4％。
2.排种器性能实验是播种作业前检查排种器工作质量的重要手段。
通过排种器性能实验可以检查总播量稳定性，排种一致性，条播均匀性等性能指标。
图1排种器试验台
1.电动机2.传动装置3.主动轮4.排种器
5.种子箱6.种子承接带7.机架
在进行上述项目的测定时，常需应用排种器试验台（图1）。
它由电动机、传动装置、承接种子带、种子箱、试验排种器和机架等组成。
工作时，电动机一方面带动种子上的主动轮，一方面带动排种器轴。
传动装置采用调速电机带动，具有无级变速，能保证种子带的线速度和机器前进速度相当，并使排种器轴的转速符合机器工作时的转速和方向。
排种器轴转速一般在8－10转/分之间变化。
工作时可在种子带上涂抹黄油以保持种子原有的均匀性。
三、设备、仪器和用具
1.48行谷物条播机、排种器试验台及各种排种器。
2.扳手、卡尺、天平、杆秤、接种布袋、塑料桶。
3.小麦。
四、步骤
1.均齐度测定
由于制造和装配，调整误差等原因，播种机上各行排量存在差别，各行排量的一致性叫做排种器的均齐度。
本测定实验在48行播种机上进行,具体步骤如下：
1）将播种机架起，使行走轮能灵活转动。
2）将播种机种箱内加足2/3的种子，转动行走轮，使排种杯内充满种子。
3）在半台播种机排种器出口上，挂好接种布袋。
4）转动行走大轮15周，称量各排种器的排种量，试验重复三次记录表中。
5）计算平均排量，标准差，变异系数。
2.播量调整
本实验在48行播种机上进行。
1）根据农业技术要求的亩播量，计算出当播种机轮转动n周时每个排种器的排种量。
式中：
Q—亩播量，取Q=10公斤/亩
b—行距，已知B＝0.15米
D—大轮直径D=1.22米
N—实验时大轮转动的圈数，n＝20
考虑播种机地轮的滑移，实际亩播量会减少，所以每个排种口排量应略有增加，按滑移7%计算。
2）将排种槽轮调到某一位置固定好，均匀地按播种机正常工作速度（可按每2秒转一周掌握）转动大轮20周，称量总排量，如和理论计算值有差异，调整槽轮工作长度，直至与理论量的差值不超过2～3%时为止；
3）播量调整好后，重复三次，将数据记入表中计算总排量稳定性：
即平均值，标准量，变异系数。
说明：
均匀度试验可与播量调整结合进行，即先做播量调整，待调整好后，固定播量调节手柄，此时重复三次，计算均齐度，计算总排量的稳定性。
3.排种器排种能力的测定
本实验在排种器试验台上进行。
排种器适应于各种作物的最大和最小播量范围的能力，称为排种能力。
1）安装一种排种器，选择最大的传动比。
2）开动试验台，排种器转动一定圈数，种子排在容器内，称重，重复三次，测定排种器最大排种量。
3）调整排种器和传动比，按照上述方法，测定排种器的最小排种量。
4）将数据填入实验表中，计算结果，求出排种器的最大和最小排种量。
4.均匀度测定
1）按播种量选择传动比。
2）试运转，测定大皮带运动速度（即机器前进速度）并确定分段数和小段长度。
3）往大皮带上深一层装糊（或黄油）并往种箱内加种子。
4）开动试验台，让种子排在涂油的一段皮带面上。
5）把每一小段的种子粒数在试验记录表上。
6）计算出结果。
表1播量调整实验登记表
播种机型号
编号
播量kg/hm2
千粒重（g）
20转单口排量
20转总排量
实际
总排量
1
与理论偏差
1
播量调节杆位置
2
2
槽轮工作长度
3
3
排种杯号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
实验次数1
2
3
均齐性
=
S=/n
v=
总排量稳定性
表2排种器试验结果记录表
段号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
种子数
段号
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
种子数
平均粒数=
标准差S=/n
变异系数v=
表3绘制均匀度曲线
0
1
2
3
4
5
6
7
总数
段数ni
段数百分数ni/N×100%
段内粒数
mi=ni×Xi
段内粒数百分数
mi/N×100%
均匀度曲线：
横坐标：
每段粒数
纵坐标：
段数%
五、思考题
1.谷物条播机的使用调整方法及步骤。
2..排种器性能测定的指标及测定方法。
实验二喷头性能测试
一、目的与要求
1.熟悉并掌握单喷头各性能测量方法，为喷雾作业选取喷量准确，分布均匀，雾滴合适的喷头提供依据。
二、原理与方法
1.喷孔直径的测量，根据铅丝容易变形的物理性质，将铅丝插入喷孔，通过测量铅丝间接测量喷孔直径。
2.雾锥角的测量是根据三角公式计算其大小的。
液力喷头的雾锥角为扇形，只要量取喷头距实验台的高度H，喷头的喷幅B，代入，就能计算出雾锥角α。
三、设备、仪器和用具
1.喷雾实验台、50倍立式显微镜、培养皿、米尺、游标卡尺、铅丝
2.酒精灯、火柴、凡士林、10号机油
3.各种型号的喷头
四、步骤
测试内容：
喷孔直径、雾锥角、单喷头流量、喷量一致性、雾流分布均匀性、雾滴直径
1.喷孔直径
同一类型的喷头，在相同的压力下，喷孔直径越大，喷头的流量越大；反之，喷孔直径越小，喷头的流量越小。
本试验主要测量同一类型的大、中、小三种流量的三个喷头的直径。
测量步骤：
1）将铅丝插入喷孔。
2）用游标卡尺测量变形后的铅丝宽度，记录测量数据。
3）每个喷头重复测量三次。
4）将试验结果填入下表。
喷头名称
第n次
1
2
3
1
2
3
1
2
3
直径（mm）
平均（mm）
2.雾锥角：
雾锥角是指在靠近喷头处由雾流的边界构成的角度。
测量雾锥角主要为了观察雾滴的分布范围，为多个喷头的搭接，为单位面积上施药均匀打下基础。
1）在2kg/cm2、3kg/cm2、4kg/cm2的压力下，分别量取喷头距实验台的高度H，喷头的喷幅B，每个压力重复测量3次，将H、B代入，计算出雾锥角α，再取平均值作为雾锥角的测量值。
2）将实验结果填入下表中。
喷雾
压力
2kg/cm2
3kg/cm2
4kg/cm2
测量
名称
第n次
测量值
（mm）
平均
（mm）
第n次
测量值
（mm）
平均
（mm）
第n次
测量值
（mm）
平均
（mm）
喷幅
1
1
1
2
2
2
3
3
3
高度
1
1
1
2
2
2
3
3
3
雾锥角
（弧度）
3.喷量：
喷量是指单位时间内喷出的药液体积或质量。
本实验采用体积法测量不同的压力下喷头的喷量。
实验步骤：
1）检查阀体是否有前滴或后滴现象。
如有的阀体出现前滴或后滴，就要拆开防滴阀，更换胶垫和弹簧等。
2）进行喷头流量测试。
调整喷雾压力，待压力稳定后，使量筒位于试管下方，接取液体的体积，30秒为一个测段，每个压力测三次。
试验记录表：
2kg/cm2
3kg/cm2
4kg/cm2
喷头名称
次数
测量值
（mm）
平均（mm）
次数
测量值（mm）
平均（mm）
次数
测量值（mm）
平均（mm）
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4.雾流分布均匀性的测定
雾流分布均匀性的测试也叫雾流形状测试。
实验步骤：
1）调整量桶位置，使每个量桶对准V型槽的槽口。
2）调整喷雾压力至标准压力。
3）打开阀门使液体喷向V型集雾槽，待雾流稳定后，使液体流入对准每个槽口的试管,测试时间为30秒，测试后停机。
4）根据量筒的刻度，依次记录量筒的读数。
5）画出雾流形状图。
用横坐标表示量筒的位置，纵坐标表示每个量筒的体积，画出坐标后，根据记录数据画点连线，把雾流形状表示出来。
试验记录表：
试管
位置
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
2kg/cm2
3kg/cm2
4kg/cm2
5.雾滴直径的测量
选择合适的雾滴直径，可以减少农药的漂移，增加农药对靶标的覆盖率，以最小的药量，最小的环境污染达到药剂的最佳防治效果。
雾滴在喷雾技术中，雾滴尺寸通常用数量中径NMD（按尺寸排序后位于雾滴数量50%处的直径，在累积数量曲线上50%处相对应的直径）、体积中径VMD（将喷出的雾滴分成总体积相等的两部分，其中一部分所含雾滴的直径均小于体积中径，另一部分所含雾滴的直径均大于体积中径，在累积体积曲线上50%处相对应的直径）等表示。
测雾滴直径的步骤：
1）取样：
用3-5个培养皿，内涂薄层凡士林，用酒精灯加热化匀，再加10号车用机油，厚2-3mm。
在喷头下方左、中、右各代表点快速取样（0.5-1秒）。
2）观测：
用50倍立式刻度显微镜观察测量雾滴直径，随机取样，不能重复，雾滴误差不超过10微米，左右培养皿内分别测取33个雾滴，中间培养皿测取34个雾滴，共测取100个雾滴，记录、登记各雾滴直径。
3）将所登记之100个雾滴直径，按不同级别排队分类，填入下表中。
4）根据表中数据，用做图法求出雾滴的数量中径。
级别
雾滴直径登记
雾滴数量
直径累积
平均直径
累积
累积百分数%
1
2
3
4
5
6
7
8
五、思考题
1.测定喷头性能参数的意义。
2.雾滴直径的测量方法和计算方法的优缺点。
3多喷头喷量一致性和雾流分布均匀性的测试方法。
.
实验三收获机构造及割台调整
一、目的与要求
1.掌握联合收获机的构造和工作流程，并绘制工作流程图。
2.掌握割台的结构和调整原理、调整部位和方法。
二、原理与方法
（一）联合收获机的构造和工作流程
1.用于收获小麦为主的联合收获都是全喂入的，其总体结构差别不大，由割台、倾斜输送器、脱粒机、发动机、底盘、传动系统、液压系统、电器系统、驾驶室、粮箱和草箱等部分组成（图）。
其工作过程如下：
拨禾轮将作物拨向切割器。
切割器将作物割下后，由拨禾轮拨倒在割台上。
割台螺旋推运器将割下的作物推集到割台中部，并由螺旋推运器上的伸缩扒指将作物转向送入倾斜输送器，然后由倾斜输送器的输送链耙把作物喂入滚筒进行脱粒。
脱粒后的大部分谷粒连同颖壳杂穗和碎稿经凹板的栅格筛孔落到阶状输送器上，而长茎秆和少量夹带的谷粒等被逐稿轮的叶片抛送到逐稿器上。
在逐稿器的抖动抛送作用下使谷粒得以分离。
谷粒和杂穗短茎稿经逐稿器键面孔落到键底，然后滑到阶状输送器上，连同从凹板落下的谷粒杂穗颖壳等一起，在向后抖动输送的过程中，谷粒与颖壳杂物逐渐分离，由于比重不同，谷粒处于颖壳碎稿的下面。
当经过阶状输送器尾部的筛条时，谷粒和颖壳等先从筛条缝中落下，进入上筛，而短碎茎稿则被筛条托着，进一步被分离。
由阶状输送器落到上筛和下筛的过程中，受到风扇的气流吹散作用，轻的颖壳和碎稿被吹出机外，干净的谷粒落入谷粒螺旋，并由谷粒升运器送入粮箱。
未脱净的杂余、断穗通过下筛后部的筛孔落入杂余螺旋，并经复脱器二次脱粒后再抛送回到阶状输送器上再次清选（有些机器上没有复脱器，则由杂余升运器将杂余送回脱粒器二次脱粒），长茎稿则由逐稿器抛撒在地面上。
自走式联合收获机的工作流程图
1.拨禾轮2.切割器3.割台螺旋推运器和伸缩扒指4.输送链耙5.倾斜输送器（过桥）6.割台升降油缸7.驱动轮8.凹板9.滚筒10.逐稿轮11.阶状输送器（抖动板）12.风扇13.谷粒螺旋和谷粒升运器14.上筛15.杂余螺旋和复脱器16.下筛17.逐稿器18.转向轮19.挡帘20.卸粮管
21.发动机22.发动机
（二）割台构造和调整
收割台的功用是切割作物，并将作物运向脱粒装置。
它由拨禾轮、切割器和输送器等组成。
收割台通过铰接轴与脱粒部分连接，驾驶员可以在座位上通过液压系统调节割台的升降。
1.切割器的调整及使用
由于不同机型的割刀驱动机构也不相同，而切割器的调整及使用与其驱动机构的调整关系密切，下面选择几种有代表性的机型进行介绍。
东风系列刚性割台切割器的调整和使用
（1）割刀行程处于左右极限位置时，动刀片与定刀片中心线应重合，其偏差不大于3mm。
调整的方法是：
用手转动传动部分，使割刀行程处于极限位置。
松开木连杆前端的螺栓，改变木连杆与调节齿板的相对长度，使动刀片和定刀片中心线重合后，再将螺栓紧固。
（2）所有定刀片的工作面应处于同一平面内，所有护刃器尖端应等距，且在同一直线上，其偏差不大于3mm。
如不符合要求时，可加减垫片来调整，或校正护刃器的形状。
（3）动刀片与定刀片前端应贴合，后端间隙不大于1.5mm。
如个别刀片前端未贴合时，其最大间隙也不得超过0.5mm。
动刀片与压刃器之间，应保持0.5mm的间隙，可用增减垫片或校正压刃器形状来达到。
（4）球头摇臂的中心位置，影响刀杆在刀槽中前后两侧间隙，若间隙不一致，将会造成刀杆导向槽一侧的过度磨损。
调整时，取下螺母上的开口销，松开螺母，移开球头摇臂轴在支架斜向长孔的位置，使割刀在运动时，刀杆在导向槽中的两侧间隙相同，以减少刀头导向槽的磨损。
（5）球头连接夹板的紧度应适宜。
太松，球头在工作中会产生敲击声；太紧，会加速接触球头的磨损。
调整的办法是用螺母将弹簧压紧，再将螺母退回1/3圈左右。
E512和E514切割器的调整和使用
与东风型对切割器的要求基本相同。
但由于该型的切割器由摆环机构驱动，故应注意刀杆球头和球头夹板在安装和使用的特定要求。
切割器的割刀行程为86.2－90.2mm，即割刀越过护刃器中心线两侧5－7mm，以减少刀片根部的负荷，摇臂上的球型连接销有三道凹口，用来调整割刀的行程。
刀杆头部导向板与导向夹板之间的间隙最大为1mm，用增减垫片的方法调节间隙。
刀杆球头和球头夹板的紧度应调整适当。
JL1065和JL1075切割器的调整和使用
与前面介绍的东风型基本相同。
只是该类型的割刀由曲柄连杆和三角摆臂驱动，故该类型在切割器使用中除要满足上述要求外，还应注意三角摆臂的使用及维护。
在修理该部分时，要注意三角摆臂不得有过度磨损痕迹。
连杆端和刀头球铰必须紧固，不得有损坏。
传动轴上的球轴承、曲柄连杆的球轴承、三角摆臂上的锥型滚子轴承不得有过度磨损，必要时更换。
2.拨禾轮的调整和使用
拨禾轮工作时需要根据作物状态和机器前进速度进行转速和位置的调节，因此，必须设置相应的调节机构来实现这些功能。
（参考教材第八章第四节）
拨禾轮转速调节机构
（1）机械式调节机构
（2）液压无级变速调节机构
拨禾轮的位置调节机构
为适应不同高度作物，不同倒伏情况作物的收获，拨禾轮的位置需时常进行相应的调节。
其调节机构型式有：
（1）机械－液压组合式调节机构
（2）液压联动调节机构
拨禾轮的调整
拨禾轮尽管在不同的收割机型上所采用的调节机构不同，但其调节的目的以及调整的根据是一致的，下面针对前面讲述的不同类型，分别介绍拨禾轮的调整。
东风系列联收机拨禾轮调整
1）转速调整
如安装16齿驱动链轮时，通常无级变速器可使拨禾轮的转速在16.5—41.5r/min的范围内变化。
若安装20齿的驱动链轮，转速变化范围为19.5—51.5r/min。
工作时，可利用液压操纵手柄，在机器行进中改变拨禾轮转速。
拨禾轮的转速选择应使拨板圆周速度为机器前进速度的1.5-1.7倍，最大不超过2.0倍。
2）位置调整
拨禾轮的高度和前后位置是联动的，可在工作中根据作物的生长情况随时进行调整。
拨禾轮升降高度的范围为460毫米，前后移动范围不超过380毫米。
收获高而直立的作物时，拨禾轮的高低位置应使压板打在作物割下高度的1/3处；拨禾轮的前后位置，应使拨禾轮轴的中心线位于割刀刀尖连线的前方300－500毫米。
拨禾轮高低位置调整除在工作中由液压手柄来控制外，还可在非工作时进行调整，松开螺母，拿掉插销，转动连接叉来调整拨禾轮的高低位置，或使其左右高低一致。
拨禾轮前后位置的调整，应松开顶杆上的夹箍，将拨禾轮两侧的滑块沿支臂前后移动到所需位置，然后将夹箍夹紧。
收获低矮作物时，拨禾轮可相应放低并后移，为了避免收割台螺旋推运器伸缩扒指与拨禾轮弹齿在运动中发生干涉，要求拨杆与弹齿端部的最小间隙不得小于15毫米。
收获倒伏作物时，拨禾轮应前移且放低。
当拨禾轮升降油缸柱塞落到底时，其弹齿的最低位置与切割器之间的间隙不应小于20毫米，以免在工作中两者相干涉。
3）压板在管轴支板上的位置
收获直立或低矮作物时，压板应该靠下固定；收获垂头作物时，压板应固定在支板中部或上部；收获倒伏作物时，应将压板卸掉。
4）弹齿的倾角调整
当螺栓穿入连接板上第一孔内时，弹齿向前倾15°，螺栓穿入第二孔内时，弹齿成垂直状态；螺栓穿入第三孔时，弹齿向后倾15°角；穿入第四孔时，弹齿向后倾300。
弹齿在垂直位置时，适于收获直立作物；当收获顺向或侧向倒伏作物时，弹齿应调成后倾15°－30°；当收获逆向倒伏作物时，应调成前倾15°。
E512（E514）拨禾轮的调整
该类机型拨禾轮的调整原则、调整过程及方法和前面所述基本相同，主要区别在于拨禾轮前后位置的调整（机械式）。
1）拨出锁定销，转动调节手柄经万向节和蜗轮、蜗杆及绞轮的转动，使钢索拉动滑动轴在支臂轴套向前后移动。
2）移动到所需位置后用销锁定即完成。
3.螺旋推运器的调整及使用
割台螺旋推运器由螺旋和伸缩扒指两部分组成（参考教材图11－9，11－10）。
螺旋将割下的谷物推向伸缩扒指，扒指将谷物流转过900纵向送入倾斜输送器，由输送链耙将谷物喂入滚筒。
伸缩扒指工作原理
伸缩扒指安装在螺旋筒内，由若干个扒指（一般为12－16个）并排铰接在一根固定的曲轴上（图示）。
曲轴与固定轴固结在一起。
曲轴中心01与螺旋筒中心O有一偏心距。
扒指的外端穿过球铰连接于螺旋筒上。
这样，当主动轮通过转轴使螺旋筒旋转时，它就带动扒指一起旋转。
但由于两者不同心，扒指相对于螺旋筒面作伸缩运动。
工作时，要求扒指转到前下方时，具有较大的伸出长度，以便向后扒送谷物。
当扒指转到后方时，应缩回螺旋筒内，以免回草，造成损失。
如果使曲轴中心O1绕螺旋筒中心O相对转动一个角度，则可改变扒指最大伸出长度所在的位置，同时扒指外端与割台底板的间隙也随着改变。
在多数联收机的割台侧壁上装有调节手柄，用以改变曲轴中心O1的位置。
伸缩扒指的长度L和偏心距e的确定方法是，当扒指转到后方或后上方时，应缩回到螺旋筒内，但为防止扒指端部磨损掉入筒内，扒指在螺旋筒外应留有10mm余量。
当扒指转到前方或前下方时，应从螺旋筒内伸出。
为达到一定的抓取能力，扒指应伸出螺旋叶片外40－50mm。
螺旋推运器的调整及使用
1）螺旋叶片与割台底板之间的间隙一般10－20mm，作业时可根据作物的疏密程度作相应地调整。
可通过上下移动割台两侧壁上的调节螺栓来调整间隙，但必须注意调整时要保持推运器两端间隙一致。
2）收割台推运器扒指与收割台底面的间隙，用收割台右侧壁外面的拨杆调节手柄来调整。
扒指与收割台底面之间隙一般为10－15mm，最小不能小于6mm。
当收获作物密度大或进行拾禾作业时，间隙应增大。
3）螺旋推运器叶片与割台后壁下边的刮草板的间隙，一般为5－10mm。
通过刮草板的长孔调节。
4）螺旋推运器与割台两侧壁的间隙应该一致，可通过推运器左端窗口内传动轴头
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