第二章耕地机械 doc.docx
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第二章耕地机械doc
第二章耕地机械
第一节概述
土壤耕作是对土壤进行耕翻和疏松。
其目的是为农作物的种植和生长创造良好基本的环境条件，主要包括：
（1）通过翻耕、疏松土壤，改善土壤中的水分、空气和土粒间的结构状况，增强土壤吸水及透水透气的能力。
（2）通过翻耕，铲除并覆盖杂草、绿肥、作物残茬及肥料等，增加耕层的腐殖质和肥力。
（3）将土层下面的虫卵翻至地表消灭，防除病虫害。
耕地机械主要是铧式犁和圆盘犁，尤以铧式犁因其优良的翻土和覆盖性能得到最广泛的应用。
另外，为深松土壤，深松犁也日益得到广泛应用。
人类应用犁已有数千年的历史。
刘仙洲教授在《中国古代农业机械发明史》中认为中国在3200年前已经用牛拉铧式犁进行耕作。
虽然犁可算得上是最古老的农具之一，但对犁的研究在今天仍是令人感兴趣的课题。
世界各地的大农机公司每年都要推出一批新种类的铧式犁供农民选用。
世界土壤耕作研究组织（IsTRO）则每两年都要组织一次大型国际会议，探讨耕作中出现的各种问题。
一个不了解土壤的物理力学性质、不懂得犁是如何对土壤起作用的人，可能认为犁是一种非常简单的工具，不需要什么研究。
然而事实是，要设计、调整好一架符合要求的犁，取得最佳的耕作效果是不容易的，需要考虑许多因素。
典型的铧式犁工作过程如图2—1所示。
犁通过拖拉机的液压悬挂机构挂接在拖拉机后面，其犁体工作面上的胫刃和底边的铧刃将土壤沿左边的垂直方向与底面的水平方向切开并翻转、破碎。
农业技术对犁耕质量的要求各地不尽相同，但一般可归纳为如下几点：
（1）良好的翻垡和覆盖性能；旱耕后土层松碎，水耕后断条长度小，土垡架空，以利晒垡。
图2-l犁耕作业
（2）耕深一致、沟底平整。
（3）不漏耕、不重耕、耕后地表平整。
第二节犁的类型
一、普通铧式犁
1．一般构造普通铧式犁是指具有铧式犁基本工作部件，用于一般目的的旱地、水田犁等。
图2—2为一普通铧式犁，具有犁架、圆犁刀、小前铧、主犁体等主要部件。
圆犁刀协助犁体切出侧面沟壁；小前铧将表层右前方的表土层和残茬杂草翻至沟底，提高复盖性能；主犁体和圆犁刀、小前铧一起，完成对土壤的切割与翻转工作。
主犁体是铧式犁不可缺少的主要工作部件。
有些犁为了结构紧凑，没有圆犁刀和小前犁。
除了以上部件外，铧式犁还可有限深轮、调节机构、安全机构、升降机构等附件。
2．铧式犁的挂接方式
（1）牵引犁这种犁是拖拉机最早发展的机型。
它和拖拉机间是以单点挂接，拖拉机的挂接装置对犁只起牵引作用。
这种挂接方式对拖拉机和犁之间的配合要求较少，所以发展最早。
牵引犁由牵引架、犁架、犁体、机械或液压升降机构、调节机构、行走轮、安全装置等部件组成（图2—3）。
耕地时，借助机械或液压机构来控制地轮相对犁体的高度，从而达到控制耕深及水平的目的。
图2—2普通铧式犁
1．犁架2．圆犁刀3．小前铧4．主犁体
图2—3牵引犁
1．尾轮拉杆2．水平调节手轮3．深浅调节手轮4．牵引杆5．沟轮6．地轮7．犁架8．犁体9．尾轮
（2）悬挂犁悬挂犁通过悬挂架与拖拉机的三点悬挂机构联接，靠拖拉机的液压提升机构升降。
悬挂犁结构紧凑、机动性强，是生产中应用最广的类型。
除了部分旱地犁外，南方的水田犁由于水田田块一般较小，故都采用悬挂犁。
图2—4所示为南方系列水田犁。
有的悬挂犁设有支地撑杆，而用一限深轮保持停放稳定，在拖拉机液压悬挂机构采用高度调节时，限深轮还用来控制耕深。
手扶拖拉机犁也都采用悬挂式，结构紧凑，重量轻，靠手动升降机构控制犁的升降。
（3）半悬挂犁半悬挂犁是在悬挂犁基础上发展起来的新机型。
随着现代拖拉机功率的不断提高，所配的犁越来越宽，纵向长度也越来越长，这就使得拖拉机在田头提升悬挂犁转弯以及路上行走时的纵向稳定性和操向性受到影响。
为了解决这个问题，出现了介于悬挂犁与
牵引犁之间的半悬挂犁。
如图2—6所示。
这种犁的前部象悬挂犁，通过悬挂架与拖拉机液压悬挂系统相连，但悬挂架与犁架之间不是固定在一起而是杆件绞接。
因此液压提升机构提起时，只是犁的前端被提起。
犁的后端象牵引犁一样设有限深轮及尾轮机构，通过液压油缸来改变尾轮相对于犁架的高度。
前后液压机构配合，就能改变犁的工作深度及实现工作位置与运输位置的转换。
机组转弯时，尾轮在操向杆件控制下自动操向。
半悬挂犁的优点也是介于牵引犁与悬挂犁之间。
它比牵引犁结构简单、重量轻、机动灵活、易操向；比悬挂犁能配置更多犁体，稳定性，操向性好。
图2—4南方系列悬挂水田犁
1．犁架2．悬挂架3．悬挂轴调节丝杆4．悬挂轴5．支撑杆6．犁体
3．旱地及水田铧式犁通用系列我国地域辽广，各地的耕作要求不同，生产和使用的铧式犁也各不相同。
在长期的实践中，形成了北方旱地犁和南方水田犁两大类别。
旱地犁的犁体幅宽较大，适应的比阻也较大。
水田犁则一般采用窄幅多铧的形式，由于水耕比阻较小，机体可做得较轻便，一般也不需要圆犁刀和小前犁。
两种犁体的曲面也有所不同。
图2—5手扶拖拉机悬挂犁图2—6半悬挂犁
1．液压油缸2．机架3．悬挂架4．地轮5．犁体6．限深尾轮
70年代中期，国家组织设计了旱地及水田两大系列铧式犁，与当时各地生产的14～59千瓦（20～80马力）拖拉机配套，并考虑了以后拖拉机的发展，满足了不同地区的要求，又使我国拖拉机犁实现了“三化”，提高了产品质量，收到很好效果。
（1）北方旱地系列犁此系列共有20种型号。
犁体有25、30、35cm三种幅宽，耕深为16～30cm，其中有两种属深耕犁，耕深可达42cm，其基本参数见表2—1。
（2）南方水田系列犁此系列有12种型号。
犁体有20、25cm两种幅宽，耕深为12～22cm，基本参数见表2—2。
（3）80年代以来换代产品的开发80年代以来，随着改革开放的发展，为了缩小与发达国家农机具技术水平的差距，我国有关部门先后组织进行了多种具有较先进水平的铧式犁产品的研究与开发。
如：
中国农机院等单位吸收国内外先进技术，研制了95～118kW（130～160马力）级轮式拖拉机配套的悬挂、半悬挂大型旱地犁。
以及单体幅宽40、45cm，适应工作速度6～lOkm／h
的高速犁。
填补了我国大型耕地机械及高速犁的空白。
85年以来，在上述大马力新机具开发的基础上，又开发了29～74kW（40～100马力）中型拖拉机配套的新式调幅犁、翻转犁等新产品，以及中型高速犁。
福建省机械院等单位联合开发了85系列水田犁。
包括悬挂偏置犁、垂直翻转犁、悬挂双层犁和悬挂五铧犁等。
总之，经过几十年的发展，我国的铧式犁已形成了与大、中、小型拖拉机配套，能满足旱地、水田不同耕作要求的完整系列。
在农业生产中发挥了很大的作用。
80年代随着农村体制的改革，我国铧式犁的销售量曾大幅度下降。
但90年代以来，随着生产发展，需求量又开始上升。
现在除了将80年代开发的新系列犁投入批量生产外，还需进一步开发各种新品种，并在整机技术水平、产品质量方面努力赶上世界先进水平。
二、双向犁
普通铧式犁只能向一个方向翻垡，而双向犁可向左右两个方向翻土。
当犁在机组的往返行程中分别向左和右翻土时，则实际上土垡均向一侧翻转，耕后地表平整，没有沟垄。
另外，在斜坡耕作时，沿等高线向下翻土，可减少坡度。
图2—7翻转双向犁
1．悬挂架2．机架3．限深轮4．犁体5．翻转机构
要实现双向翻土，方法很多。
在过去也曾出现过各种类型的双向犁，但近年来很多已被逐渐淘汰，故不再赘述。
日前常用的是在犁架上下装两组不同方向的犁体，通过翻转机构在往返行程中分别使用，达到向一侧翻土的目的。
这种犁在发达国家的大型拖拉机上得到广泛应用，其结构如图2—7所示。
这种双向犁有两组分别使用的犁体，结构重量大，加重了提升时液压提升机构的负荷。
故犁体较多时多做成半悬挂式的。
国外近年来推出一种方形双向犁，如图2—8所示。
这种犁的犁体是一块卷成圆弧形的平板，两边是对称的，因此只要通过涮节机构改变板与前进方向的夹角，就能使犁向左或右边翻土。
这种犁由于犁体形状非常简单，又可以很容易地在表面复盖上耐磨塑料板，使得犁的制造及使用成本都降低。
图2-8方形双向犁
1．机架2．悬挂架3．方形犁体4．尾轮
三、栅条犁
普通犁的犁壁是由整块钢板制成，在耕粘重的土壤时，不容易脱土，因此有些犁的犁壁制成栅条式，如图2—9所示。
这种犁由于犁壁与土壤的接触面较小且不连续，比较容易脱土，工作阻力也比较小。
另外，栅条犁的犁壁往往是可调节的，如图2—10所示，只要改变插孔，即可改变犁壁的曲率。
插入A、B两孔时，曲面变陡，碎土性能好；插入c、D两孔时，性能则相反；插入B、c孔，曲面扭曲小，垡片翻转较少，抛得较远；插入A、D孔则相反，曲面扭曲大，覆盖性能好。
图2—9栅条犁
图2—10栅条犁犁体曲面的调整
四、调幅犁
普通铧式犁本身总的工作幅宽除了增减犁体数目之外是不能改变的。
所以普通铧式犁工作时所谓调节幅宽实际上只是改变第一个犁体与已耕地的重叠量，这个问题将在后面讨论。
这种调节方法，不论是从理论上还是实际应用上来说，都是不够理想的。
调幅犁能改变犁组本身总幅宽，以适应土壤条件及耕作要求改变时，对拖拉机牵引力要求的变化。
提高拖拉机的工作效率，降低油耗。
这是一种很有特色、有用处的耕作机具。
调幅犁的基本原理如图2—11所示。
犁的工作幅宽的调节是通过改变犁体间的重叠量来实现的。
通过调节机构改变犁的主梁与前进方向的夹角a就能改变犁间的重叠量。
a减小，重叠量增加，耕宽减小；a增大时，重叠量减小，耕宽增加。
当主梁夹角a变化时，安装在主梁上的犁体与主梁的夹角也必须作相应的同步变化，以保持犁的设计工作状态。
图2—12所示为我国独创的悬挂调幅犁的调幅控制机构。
是以平行四杆机构及导向滑板来控制犁体相对于犁主梁的角位移，使犁体在调幅过程中始终保持设计工作状态（犁体铧刃角不变）。
作业时机构保持锁定状态。
犁主梁的转动是由液压油缸来推动的，并同时带动犁体相对于犁主梁的角位移。
图2一ll调幅犁的调节原理
图2—12调幅犁的调幅机构
五、圆盘犁
圆盘犁是以球面圆盘作为工作部件的耕作机械。
圆盘犁由圆盘、刮土板、犁架、悬挂架及尾轮等组成（图2—13）。
圆盘犁工作时，由于刀盘盘面与前进方向和垂直面都成一定的角度，在牵引动力和土壤反力的作用下，刀盘绕自己的轴回转，土壤被切割和移动，沿盘面升起，并在刮土板的辅助作用下翻转（图2—14）。
土壤作用在圆盘上的侧向力依靠其尾轮来平衡。
通常尾轮的高低和偏角可以调整。
圆盘犁体是一球面圆盘，盘直径一般为600～800mm，曲率半径450～650mm。
其安装角可调节，圆盘面与前进方向的偏角为35°～45°，与垂直面的倾角为15°～25°（图2—15）。
圆盘犁工作时，是依靠其重量强制入土的，入土性能比铧式犁差，因此其重量一般要求较大，通常配用重型机架，有时还要加配重，来使其获得较好的入土性能。
1．犁架2．悬挂架3．圆盘4．刮土器5．尾轮
图2一14圆盘犁的工作过程
当圆盘被调节到较为垂直的位置，即倾角较小时，圆盘犁较容易入土。
倾角越大，则切入土壤越难。
需要加大耕深时，也应减小倾角。
而倾角大，耕深稳定较好，工作质量提高。
圆盘与前进方向的水平偏角影响垡片的宽度。
圆盘偏角越大，垡片越宽，但圆盘片自由转动的可能性减少，增加工作阻力。
偏角越小，垡片宽度越小。
如圆盘沿前进方向转动，则失去切割起土的作用。
与铧式犁相比，圆盘犁有其特点，可用于铧式犁不能很好工作的情况。
（1）因圆盘工作时转动，与土壤摩擦较小，刀刃摩损也较小，故可用于研磨性强的土质中。
（2）同样由于转动的原故，圆盘能越过或避开土中过硬的异物，防止损坏，因此它较适用于垦荒用。
（3）刮土板可将土、草和秸秆从圆盘上刮下，减少附着与缠绕，故适用于重粘土、种植绿肥和采用稻草还田的地方。
但圆盘犁也有其缺点：
（1）圆盘犁靠刮土板辅助翻转土垡，故翻垡及覆盖性能比铧式犁差。
（2）土垡面成波状，且难以形成硬底层。
（3）虽然圆盘转动时与土壤摩擦力较小，但由于入土性能差，要求圆盘犁重量大于铧式犁，故其牵引力往往比铧式犁还要大。
（4）价格比铧式犁高约40％。
由于这些原因，使圆盘犁普及性比铧式犁差，只在某些地区使用。
图2一15圆盘犁的安装角
第三节铧式犁的构造
上一节讲述了铧式犁的类型和一般构造，这一节将进一步讨论其各主要零部件的构造特点和使用性能。
一、犁体
犁体是犁的主要工作部件，一般由犁铧、犁壁、犁侧板及犁柱、犁托等组成（图2—16），通过犁柱顶部平面以带螺纹的u型卡固定在犁架主梁上。
图2—16犁体1．犁铧2．犁壁3．延长板4．犁柱5．滑草板6．犁侧板7．犁托
犁铧和犁壁共同组成犁的工作曲面，起切土和翻垡的作用，从工作上来说是一个整体。
由于工作时犁铧承受较大负荷，磨损较大，所以犁铧与犁壁应分开制造，以便于修理和更换犁铧。
犁侧板在工作中靠在沟墙上，平衡土壤对犁的侧向力，保持耕宽稳定。
犁托是一连接件，将犁铧、犁壁、犁柱等主要零件固定在一起。
有的犁体上有延长板，增强翻土效果。
南方水田犁上装有滑草板，防止杂草、绿肥等缠在犁柱上。
1．犁铧犁铧主要起入土、切土作用。
常用的有凿形、梯形、三角形三种（图2—17）。
（1）凿形犁铧：
分为铧尖、铧翼、铧刃、铧面等部分。
铧尖呈凿形，向下延伸10～14ram，有的还向未耕地偏出5～10mm，构造较复杂。
工作时，铧尖首先入土，然后铧刃水平切土，土垡沿铧面上升到犁壁。
铧刃的后端是铧翼，是犁体着地点之一，从此点向犁侧板作垂线，其距离即为单铧犁幅宽。
凿形铧入土较容易，工作较稳定，因而可用于较粘重土壤，有的背部贮有备料，以便磨损后修复。
图2—17常用犁铧型式
（a）凿形铧（b）梯形铧（c）三角形犁铧
（2）梯形犁铧铧刃为一直线，整个外形呈梯形。
与凿形铧相比，入土性较差，铧尖易磨损，但结构简单，制造较容易。
（3）三角形犁铧一般呈等腰三角形，有两个对称的铧刃。
这种铧是我国畜力犁的最常用型式，因为它的侧压力小，有助于扶犁，并可摇动手柄来调节耕深、耕宽和便于脱土。
手扶拖拉机的栅条犁也采用这种犁铧。
这种铧的缺点是耕后地底面容易呈波浪状，形成沟底不平。
犁铧材料一般采用坚硬、耐磨，即具有高强度和韧性的钢材，如65锰钢或65硅锰稀土钢。
刃口部分须经热处理。
2．犁壁犁壁与犁铧一起构成工作曲面，将犁铧移来的土垡加以破碎和翻转。
犁壁与犁铧前缘一起组成犁胫，是犁体工作时切出侧面犁沟墙的垂直切土刃。
胫刃线一般为曲线，有的犁也采用一外凸曲线，对沟墙起挤压作用，以利于沟墙稳定（图2—16）。
犁壁的前部称为犁胸，后部称为犁翼，这两部分的不同形状，可便犁壁达到滚、碎、翻、窜等不同的碎土、翻垡较果，满足农艺的不同要求。
犁壁一般是由钢板冲压而成。
我国多采用5mm厚的65锰钢或B2低碳钢经热处理或渗碳处理制造，由于犁壁前部磨损较快，有时将犁壁分两部分制造，前部磨损后可单独更换。
图2～18犁侧板的常用形式
（a）平板形（b）刀形
3．犁侧板犁侧板的基本作用是平衡侧向力，因此其最常用的形式就是平板式的（图2—18a）。
由于犁侧板在工作中始终与沟墙摩擦，单铧犁和多铧犁最后一犁的犁侧板除了承受侧向力外，往往还要承受一定的垂直压力，犁侧板的后端极易磨损。
因此有的犁除了后犁的犁侧板较长外，还在后端装有可更换的犁踵。
由于水田耕作时沟墙的承受压力很小，故水田犁的犁侧板多采用刀形（图2—18b）。
刀刃在耕作时插入沟底，得到足够的土壤反力来平衡侧压力。
犁侧板安装时，一般使其与沟底和沟壁成一角度，而构成只有铧尖与犁踵接触土壤的情况，增加了犁铧刃对沟底的压力及犁胫刃对沟墙的压力，从而使犁在工作时始终有一种增大耕深与耕宽的趋势，这样犁侧板和其它触地部分才能起到稳定耕宽及耕深的作用。
这两个安装角度由犁体的水平间隙和垂直间隙度量。
犁体的水平间隙一般指由犁侧板前端至沟墙平面的水平距离；垂直间隙一般指犁侧板前端下边缘至沟底平面的距离（有的犁如北方系列犁，其犁侧板前后端高度一致），如图2～19所示。
图2-19犁体的水平间隙及垂直间隙
（d）南方系列犁“翻20”（6）北方系列犁“BT30”
图2—20空心直犁柱
犁侧板要求耐磨、强度高，一般采用锰钢或45号钢经热处理制成。
犁踵也可用白口铸铁制造。
4．犁柱犁柱连接犁体和犁架，是犁的传力构件。
通常做成空心圆或椭圆直犁柱（图2—20）或实心扁钢弯犁柱。
空心犁柱一般用球墨铸铁或铸钢制成，重量较轻、强度好、安装简便。
5．犁托犁托是一联结件，把犁铧、犁壁、犁侧板、犁柱组成犁体总成。
犁托可用钢板冲压成，也可焊合或铸造。
也有些犁托与犁柱造成一体（图2—21）。
图2—21犁托和犁柱一犁托组合
（a）犁托（6）犁柱一犁托组合
二、犁刀
犁刀在主犁体前切出垂直沟壁，减轻主犁体胫刃上的压力。
最常用的犁刀是圆犁刀。
如图2—22所示，圆犁刀由刀柄、叉架、刀盘等构成。
刀柄的上端卡板固定在犁架上，下端通过叉架与刀盘相连。
一般刀盘中心应位于主犁尖垂直线的上面，在水平面内，圆犁刀平面应在犁胫线外侧1～3cm处，以便切出整齐沟墙。
松开刀柄固定卡，转动刀柄即可获得所需的位置。
图2—22圆犁刀
三、犁架
犁架是犁的主要部件，犁的绝大多数零部件都直接或间接地装在犁架上，因此犁架应有足够的强度来传递动力。
最常见的犁架是空心矩形管焊接架（图2—23）。
这种犁架结构简单、强度好、重量轻、制造容易，故得到广泛应用。
除此之外，用扁钢制造的钩形犁架，螺栓固定的可折式犁架在某些犁上也有采用。
四、安全装置
安全装置是当犁碰到意外的障碍时，为防止犁损坏而设置的超载保护装置。
并不是所有犁都需要设安全装置，因为这样做增加制造成本，使犁变得复杂。
一般轻型犁、在没有障碍物的地上使用的犁都不设安全装置。
而在多石地或开荒地上使用的犁，特别是高速作业机组，则有设置的必要。
安全装置有整体式和单体式两类。
整体式装在整台犁的牵引装置上，而单体式则装在每个犁上。
图2—24摩擦销式安全装置
图2—23空心矩形管焊接犁架
1．摩擦销式安全装置如图2—24所示，当障碍物的阻力与工作阻力之和大于销子的剪应力及纵拉板与挂钩间的摩擦力时，销子被剪断，犁与拖拉机脱开。
这种装置是牵引犁上广泛采用的一种整体性安全装置，结构简单可靠。
2．单体式犁体安全装置随着犁的耕地速度提高及工作幅度增加（犁体数增加），单一犁体超载对总体的影响减小，整体式安全装置对单个犁体的保护作用降低。
因此有必要在每个犁体上装设超载安全装置。
常用的有：
（1）销钉式（图2—25a），当碰到障碍物引起异常载荷时，销钉被剪断，起到保护作用；
（2）弹簧式和液力式（图2—25b、c），犁体在障碍的异常载荷作用下会克服弹簧或液力油缸的力而升起，越过障碍后，自动复位。
销钉式安全装置在销钉被剪断后必须停车更换，弹脱式和液力式则可以连续工作，工效较高，但结构复杂得多。
图2—25单体式犁体安全装置
（a）销钉式b）弹簧式（c）液力式
图2—26一步式快速连接装置
1．操纵杆2．上挂接钩3．
形架4．锁定销5．吊杆6．下拉杆7．下挂接钩
五、快速挂接装置
如前所述，犁和拖拉机的挂接方式，有牵引式、悬挂式、半悬挂式几种，那些挂接方法一
般都需要两个人操作，很不方便，这里介绍两种快速挂接方式。
图2—27三角形快速挂接装置
1．外三角架2．拉绳3．内三角架4．锁定销
1．一步式快速挂接装置这是一个“
”字形架，安装在拖拉机悬挂机构上下拉杆的后端（图2—26）。
挂接时，农具悬挂轴将锁定销4压下而进入挂钩7内，销子靠弹簧的弹力复位，而把悬挂轴卡住，完成挂接工作。
卸下农具时，机手先把操纵杆1提起，销子则缩入槽中。
然后，降下悬挂机构，悬挂轴即可脱出。
2．三角形快速挂接装置图2—27所示为三角形快速挂接装置。
挂接时，将固定在拖拉机升降机构上的三角形插入装在犁架上的三角形框内，由锁定销锁定，卸下农具时，拉绳松开锁定销，即可将三角架从框中退出。
第四节铧式犁的翻垡原理
一、三面楔原理
铧式犁工作时，首先由犁铧切出土垡，然后土垡沿犁壁破碎翻转，将地表的残茬和杂草复盖到下面。
为了说明犁体的工作过程，首先考察一个简单的两面楔的作用。
如图2—28所示，当两面楔以图中a、b、c三个不同位置切人土壤时，它将分别对土壤产生起土（图2—28a）、侧向推土（图2—28b）和翻土（图2—28c）作用。
如图2—28d所示，犁铧就相当于一个偏斜放置的两面楔，楔角为卢，楔刃AC与前进方向偏斜一矽角，形成三面楔，同时起到起土、侧向推土和翻土作用。
如图2—28d所示，将三面楔ABC放人坐标系OXYZ中，平面BDO垂直于楔刃AC，由图可知三个楔角间的关系：
图2—28两面楔和三面楔对土壤的作用
（a）两面楔起土（b）两面楔侧向推土
（c）两面楔翻土（d）三面楔对土垡的作用
所以有
从工作过程来看，可以认为“
为载荷角，
为切土角，
为犁铧安装角，由于
所以
二、翻垡原理
土垡的翻转过程，大致上可分为滚垡和窜垡两种形式。
下面分别解释这两种翻垡的过程，为简单起见，假设土垡在翻转过程中不发生变形。
1．滚垡滚垡就是假设土垡在被翻转的过程中只有纯粹的翻滚而没有侧移。
如图2—29所示，其过程可分为三个阶段：
（1）切土铧刃与胫刃分别沿水平面和垂直面切出土垡的底面和左侧面，其耕宽为b，耕深为a。
图2—29滚垡过程
（2）抬垡被切出的土垡ABCD在铧面和犁胸的作用下，左边被抬升，绕右下角D点回转。
（3）翻垡土垡在回转过程中，通过直立状态，然后在犁翼作用下继续绕点C′回转，最后靠在前一行程的土垡上。
整个翻转过程相当于一个物体的纯滚动，故称为滚垡。
滚垡的结果理想与否，和土垡的宽深比k=b／a有关。
如图2—30所示，土垡被翻转后的重心线应落在支撑点的右方才得到稳定（图2—30a），如落在支撑点上，则处于不能稳定状态（图2—30b），如落在支撑点左边，则土垡在犁通过后又会重新翻回犁沟中，成为回垡或立垡，影响翻耕质量。
下面进一步从土垡的不稳定平衡状态（临界状态）来分析土垡正确的宽深比k。
如图2—30b所示，这时土垡的对角线BD垂直于地面，重力线通过支持点。
因为
所以
得
又
所以
解此方程得
又
所以
图2—30土垡翻转的三种状态
（a）稳定状态（b）不稳定平衡状态（c）回垡状态
图2—3l窜垡过程
因此，宽深比k值应大于1．27或临界复土角
应小于52°。
实际设计时，k值的选择因犁的类型、土壤性质而有所不同。
这是因为以上分析是以土垡断面不变形为基础的，而实际耕作时，土垡是会变形的，特别是砂土、砂壤土等松散土壤。
根据经验，宽幅的犁一般取k=1．3～3，土壤越粘重，k值越大。
一般窄幅犁k=1～1．4。
2．窜垡以这种方式工作时，土垡沿犁体曲面上窜一定高度后悬空扣翻，其过程也可
分为三个阶段（图2—31）。
（1）切土与滚垡时一样。
（2）窜垡被切离的土垡沿犁体曲面往上窜起，同时在向犁翼部转移时被翻转。
（3）扣垡由于土垡是在悬空状态下被翻转，在重力作用下，土垡沿背面不断撕裂成断条落下，扣翻在前一行程土垡上。
这种翻土方法土垡被架空较多，比较适合南方水田地区晒垡的要求。
另外，由于这种方法是悬空翻扣，所以其宽深比k可不受太多限制，一般可取k=O．75～1．25。
第五节犁体曲面
上节讨论了土垡的翻转过程，而土垡翻转和破碎性能，则由犁体曲面的性质和参数决定。
一、犁体曲面的类型及对工作性能的影响
犁体曲面的类型很多，旱地犁最常用的是滚垡型犁体。
由于犁体曲面的参数及其变化规律不同，又可分为熟地型、半螺旋性和螺旋型三种（图2—32）。
熟地型的特点是犁胸部较陡，而犁翼部则扭曲不大，所以碎土能力较强而翻土能力适中，一般用于耕普通的熟地。
半螺旋型的犁胸较平缓，而翼部扭曲较大，所以碎土性能较差，但翻土性
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