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农业机械技术探讨与交流河南科技大学农业工程学院耿令新 2014年12月,报 告 提 纲,二、主要农业机械的结构与工作原理,三、农业机械新技术及发展趋势,一、农业机械概述,一、农业机械概述,1、农业机械的作业特点,（1）工作对象复杂,农业机械的工作对象为生物及与生物活动有关的环境条件土壤、水、肥料、气候等，而这些情况又根据区域、作物类别、种类、自然条件和栽培制度的不同变化较大，这就要求农业机械应具有较强的适应性。,一、农业机械概述,农业生产具有很强的季节性，往往是在时间比较集中的高强度条件下进行作业，这就需要农业机械具有较高的可靠性和生产率。,(2)季节性强,一、农业机械概述,许多农业机械是在地面状况较差的田间、和高速行走状态下工作的，农业机械必须有较高的产品质量和管理水平。,(3)工作环境条件差,一、农业机械概述,广义农业机械,田间作业机械,场上作业机械,农副产品加工机械,林业机械,牧草机械,饲料加工机械,农田基本建设机械,田间作业机械,林业机械,畜牧生产机械,2、农业机械的分类,一、农业机械概述,中耕管理,耕地作业,整地作业,灌溉作业,播种施肥,收获作业,植保作业,农田作业机械,二、主要农业机械结构与工作原理,1、耕地机械,耕地机械是对农田土壤进行耕翻，消灭杂草和害虫，并使农作物根层土壤适度松碎，使土壤更加适合农作物生长的机械，主要有铧式犁、圆盘犁等。,二、主要农业机械结构与工作原理,牵引式运输状态下，机具的重量全部由机具本身来承担。,二、主要农业机械结构与工作原理,悬挂式运输状态下，机具的重量全部由拖拉机来承担。,二、主要农业机械结构与工作原理,悬挂犁结构示意图,1.调节手柄 2.右支杆 3.左支杆 4.悬挂轴 5.限深轮 6.圆犁刀 7.犁体 8.犁架 9.中央支杆,二、主要农业机械结构与工作原理,半悬挂犁运输状态下，机具的重量前部分由拖拉机承担，后半部分由机具承担。,二、主要农业机械结构与工作原理,半悬挂犁结构示意图,1.油管 2.调节螺杆 3.弧形板 4.纵梁 5.斜梁 6.安全器 7.限深轮 8.尾轮操向杆 9.公路运输标志 10.尾轮 11.犁体 12.犁刀 13.垂直转向轴 14.悬挂头架,二、主要农业机械结构与工作原理,铧式犁工作时，主要是依靠由犁铧与犁壁组成的犁体曲面对土壤进行入土、切割、破碎、土垡翻转，使地表土层与底层土壤实现交换，为作物生长创造条件。,二、主要农业机械结构与工作原理,主犁体的结构及功用,犁铧切开土垡引导土垡上升至犁壁。犁壁破碎和翻扣土垡。犁侧板平衡侧向力。犁柱联结犁架与犁体曲面。犁托联结犁体曲面与犁柱。犁踵耐磨件，防止犁侧板尾部磨损，可更换。,二、主要农业机械结构与工作原理,2、整地机械（圆盘耙）,圆盘耙工作过程：耙地机组在牵引动力的作用下，圆盘耙片受重力和土壤反力的作用边滚动边切入土壤并达到预定耙深，由于耙片偏角的作用，耙组同时完成了切割土壤，切断杂草和翻扣的工作。,二、主要农业机械结构与工作原理,按耙片的直径分,重型耙（660 mm）中型耙（560 mm）轻型耙（460 mm）,按耙片的外缘形状分,全缘耙、缺口耙,全缘耙片易于加工制造，缺口耙片入土能力强，易于切断杂草、作物残茬等，但成本高。,二、主要农业机械结构与工作原理,2、整地机械（旋耕机）,旋耕机:一种工作部件主动旋转，以铣切原理加工土壤的耕耘机械。,组成：机架、传动装置、刀辊、挡土罩、平地拖板等。,二、主要农业机械结构与工作原理,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。,二、主要农业机械结构与工作原理,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。,旋耕机的作业特点,二、主要农业机械结构与工作原理,3、播种机械,播种是农业生产过程中重要环节之一，播种机械化是农业机械化过程中最为复杂，也是最为艰巨的工作。播种机械所面对的播种方式、作物种类、品种等变化繁多，这就需要播种机械有较强的适应性和能满足不同种植要求的工作性能。,二、主要农业机械结构与工作原理,经典播种方法及主要特点,我国地域辽阔，作物生产的环境、条件、种植方式等多种多样，南北方有着明显的差异。北方表现为旱地作业，以向土壤中播入规定量的种子为主要种植手段，所用机具为播种机械，这样可充分利用土壤中的水分和温度使之出苗、生长，适时播种成为关键。而南方则表现为水田作业，种植方式主要是幼苗移栽，所用机械为栽植机械或插秧机械。,二、主要农业机械结构与工作原理,谷物播种,水稻插秧,二、主要农业机械结构与工作原理,先进作物栽培技术使传统种植方式发生逆转,近几年来有些作物的种植方式发生了逆转，如玉米、棉花出现了工厂化育苗然后进行移栽，且已证明在干旱缺水地区大有取代播种机的趋势。而世代以栽植为主要种植手段的水稻、地瓜等作物，由于种植技术的革新现在出现了直播（水稻须进行种子催芽处理，地瓜须进行防腐处理），可大大简化生产过程，降低作业周期和生产成本。,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,3、播种机械,二、主要农业机械结构与工作原理,上述一些先进的种植手段由于技术、设备、条件、环境等因素的限制，目前尚处于小范围试用阶段，真正用于现阶段农业生产的种植方式仍然是经典的和传统的，总结起来大致有以下几种方式：撒播、条播、穴播和精密播种等。,二、主要农业机械结构与工作原理,（1）撒播：将种子按要求的播量撒布于地表的方式。一般作物播种很少使用这种方法，多用于大面积种草、植树造林的飞机撒播。,（2）条播：将种子按要求的行距、播量和播深成条的播入土壤中，然后进行覆土镇压的方式。种子排出的形式为均匀的种子流，主要应用于谷物播种：小麦、谷子、高粱、油菜等。,（3）穴播：（点播）：按照要求的行距、穴距、穴粒数和播深，将种子定点投入种穴内的方式。主要应用于中耕作物播种：玉米、棉花、花生等。与条播相比，节省种子、减少出苗后的间苗管理环节，充分利用水肥条件，提高种子的出苗率和作业效率。,二、主要农业机械结构与工作原理,（4）精密播种：按精确的粒数、间距、行距、播深将种子播入土壤的方式。是穴播的高级形式。,t,4t,二、主要农业机械结构与工作原理,播种机的类型及一般构造,根据播种方法进行分类,谷物条播机、中耕作物穴播机、精密播种机,三种机型的辅助部件基本相同，只是其核心工作部件排种器有较大差异。,二、主要农业机械结构与工作原理,播种机械的一般构成,二、主要农业机械结构与工作原理,一般构成：机架、传动装置、种肥箱、排种器、排肥器、行走装置、开沟器、覆土器、镇压器等。,其中，排种器是播种机的核心工作部件，开沟器则是播种机的重要辅助部件。,二、主要农业机械结构与工作原理,排种器的技术要求,播种量稳定；排种均匀；不损伤种子；通用性好且使用范围大；调整方便、工作可靠。,二、主要农业机械结构与工作原理,排种器的基本类型,由于播种要求、作物种类、作物品种、作业区经济水平和技术水平等存在较大的差异，目前使用的排种器种类繁多，主要是按照播种方法进行分类的。目前，常用的排种器总共分为二大类：,条播排种器：槽轮式、磨盘式、离心式、气力式；,穴播排种器：型孔盘式、型孔轮式、气力式。,二、主要农业机械结构与工作原理,在上述这些类型的排种器中，以外槽轮式排种器和水平圆盘式排种器最具有代表性，其他类型的排种器大多是在上述排种器的基础上的演进产物。,二、主要农业机械结构与工作原理,槽轮式排种器,外槽轮式排种器 内槽轮式排种器,二、主要农业机械结构与工作原理,基本构成,1.排种杯 2.阻塞轮 3.档圈 4.清种方轴 5.弹簧 6.排种舌 7.排种轴 8.外槽轮,二、主要农业机械结构与工作原理,工作特点,通用性好；播量稳定；播量调节方便；结构简单；有脉动现象。,种子下排与上排a.下排 b.上排,二、主要农业机械结构与工作原理,工作原理,外槽轮转动时，种子逐次充满于凹槽内，随之转动，种子在排种轮槽齿的强制推动下经排种口排出（强制层）。同时处于槽轮外缘的厚度为C的一层种子利用种子之间的摩擦力和槽齿凸尖对种子的间断性冲击，以较低的速度被带出，该层种子被称为带动层。,带动层以外的种子被称为静止层。所以，外槽轮排种器每转排量是强制层和带动层的迭加。,二、主要农业机械结构与工作原理,水平圆盘式排种器,圆盘式排种器主要用于中耕作物穴播和单粒精密播种，按照圆盘的旋转方向可分为：水平圆盘排种器、垂直圆盘排种器和倾斜圆盘排种器等三种类型。,二、主要农业机械结构与工作原理,水平圆盘排种器：结构简单，低速工作时比较可靠（Vm=67km/h），但由于圆盘一般安装在地轮轴上，从下种口到种沟距离较大（投种高度H），易造成种子在沟内发生弹跳现象，致使株距合格率降低。,水平圆盘,二、主要农业机械结构与工作原理,水平圆盘式排种器结构示意图1.种子箱 2.推种器 3.水平圆盘 4.下种口 5.底座 6.排种立轴 7.水平排种轴 8.大锥齿轮 9.小锥齿轮 10.支架 11.万向节轴,二、主要农业机械结构与工作原理,垂直圆盘排种器:圆盘一般与地轮同轴安装，传动机构简单，投种高度低。但充种面积小，种子填充性能差，因此其转速不可过快，机组前进速度较低。,垂直圆盘,二、主要农业机械结构与工作原理,垂直圆盘式排种器1.插板 2.种子箱 3.充种室 4.卸种盖 5.剔种舌 6.排种盘轴 7.排种盘 8.壳体,二、主要农业机械结构与工作原理,倾斜圆盘排种器圆盘相对地面倾斜安装，排种口在圆盘的最低点，充种区大，投种高度低，但传动装置较为复杂。,二、主要农业机械结构与工作原理,开沟器的主要功用,在播种机工作时，开出种沟，引导种子和肥料进入种沟，并使湿土覆盖种沟。,二、主要农业机械结构与工作原理,开沟器的技术要求,沟深一致，沟形整齐；不乱土层；种子在沟内分布均匀；有一定的覆土能力；入土能力强，不缠草、不堵塞；结构简单，工作阻力小。,二、主要农业机械结构与工作原理,开沟器类型及特点,根据开沟器的入土角不同可分为锐角和钝角二种。,开沟器入土角a.钝角式 b.锐角式,二、主要农业机械结构与工作原理,各种谷物播种机用开沟器结构,二、主要农业机械结构与工作原理,各种精密播种机用开沟器结构,二、主要农业机械结构与工作原理,锄铲式开沟器,为锐角型开沟器，工作时土壤在铲前突起，两侧土壤受挤压而分开，开沟器离开后土壤回落而覆盖种子。,特点：结构简单、入土能力强、工作阻力小，但易粘土和缠草，干湿土混杂，高速作业时播深不稳。,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,双圆盘开沟器,钝角型开沟器，由二个回转的平面圆盘组成，在前下方相交于一点，工作时靠重力和弹簧附加力入土，圆盘滚动切割土壤并向二边挤压，形成V形种沟。工作平稳、沟形整齐、不乱土层、断草能力强。但结构复杂、尺寸较大，工作阻力大。,二、主要农业机械结构与工作原理,双园盘开沟器具有整齐的沟形，有利于提高播种深度稳定性，常用于精密播种。,二、主要农业机械结构与工作原理,芯铧式开沟器,锐角型开沟器，工作时先由芯铧入土开沟，两个侧板向两侧分土形成种沟。开沟宽度大、入土性能好，但工作阻力大,二、主要农业机械结构与工作原理,滑刀式开沟器,钝角型开沟器，工作时滑刀在竖直方向切入土壤，刀后侧板向两侧挤压土壤形成种沟。特点是靠重力入土，沟深稳定、沟形整齐、不乱土层，断草能力强、工作阻力大。,1.拉杆 2.开沟器体 3.调节齿座 4.侧板 5.底托 6.推土板 7.限深板 8.滑刀,二、主要农业机械结构与工作原理,条播机,二、主要农业机械结构与工作原理,穴播机,二、主要农业机械结构与工作原理,精密播种机,二、主要农业机械结构与工作原理,耕耙播施肥喷药联合作业机械,二、主要农业机械结构与工作原理,4、植保机械,植物保护的意义,农作物在生长过程中，常常遭受到病菌、害虫和杂草等生物的侵害，轻则局部或个别植物发育不良，生长受到影响，重则全株或整片作物被毁坏。受害作物不仅会使产量降低、品质变差，甚至会造成毫无收获，如不及时防治则会造成农业生产的巨大损失。因此必须做好植物保护工作，做到经济而有效，防重于治，把病虫害消灭在危害之前，以达到稳产高产的目的。,二、主要农业机械结构与工作原理,植物保护的方法,植物保护的方法很多，按其作用原理及应用技术可分为以下几类：,1.农业技术防治法：农业技术防治包括选育抗病、抗虫品种；增施有机肥料及化学肥料，以增强作物抗病虫能力；选择合理的播种期和及时迅速收割，以避开病虫害；改进栽培方法，实行合理轮作，深耕和改良土壤，加强田间管理等。,二、主要农业机械结构与工作原理,2.物理机械防治法：病虫害发生期，利用物理方法和相应工具来防治病虫害，如采用机械捕打，果实套袋，药液浸种消灭害虫和病菌；利用成虫的趋光性，用紫光线灯（黑光灯）诱杀害虫，超声波高频振荡，高速气流吸虫机等。,紫外线照射,二、主要农业机械结构与工作原理,利用成虫的趋光性，用紫光线灯可有效杀死害虫。,二、主要农业机械结构与工作原理,高频振荡杀虫机,二、主要农业机械结构与工作原理,高速气流杀虫机,二、主要农业机械结构与工作原理,果实套袋技术可减少病虫害的侵蚀及果实残毒,二、主要农业机械结构与工作原理,3.生物防治法：通过大量地培育寄生蜂、微生物和利用益鸟等害虫的天敌，来消灭病虫害，如利用培育的赤眼蜂防止玉米暝和夜蛾等。采用生物防治措施，可减少农药残毒对农产品、空气和水的污染，改善环境条件，因此，生物防治法日益受到重视。,二、主要农业机械结构与工作原理,瓢虫是小麦蚜虫的天敌,二、主要农业机械结构与工作原理,利用驯养赤眼蜂消灭玉米螟技术得到广泛应用,受害玉米,寄生在玉米枝叶的玉米螟,二、主要农业机械结构与工作原理,4.组织制度防治法：通过对植物的检疫，特别是对作物种子的检疫及有效的管理，可控制病虫害的扩大和蔓延。,二、主要农业机械结构与工作原理,5.化学防治法：利用各种化学药剂通过专用设备来消灭病虫、杂草及其它有害生物的措施。这种方法的特点是操作简单，防治效果好，生产效率高，且受地域和季节的影响小，应用日益广泛，是目前广大农村主要使用的植保方法。但对环境和生态具有一定的破坏作用。,二、主要农业机械结构与工作原理,化学药剂的施用方法很多，主要有：喷雾法、弥雾法、超低量喷雾法、喷粉法和喷烟法。,二、主要农业机械结构与工作原理,6.机械化化学防治方法,（1）喷雾法通过高压泵和喷头将药液雾化成100300微米的方法。有手动和机动之分。,二、主要农业机械结构与工作原理,（2）弥雾法利用风机产生的高速气流将粗雾滴进一步破碎雾化成75100微米的雾滴，并吹送到远方。特点是雾滴细小、飘散性好、分布均匀、覆盖面积大、可大大提高生产率和喷洒浓度。,农药,高速气流,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,（3）超低量法利用高速旋转的齿盘将药液甩出，形成1575微米的雾滴，可不加任何稀释水，故又称超低容量喷雾。,二、主要农业机械结构与工作原理,（4）喷烟法利用高温气流使预热后的烟剂发生热裂变，形成150微米的烟雾，再随高速气流吹送到远方。,二、主要农业机械结构与工作原理,5.喷粉法利用风机产生的高速气流将药粉喷洒到作物上。,二、主要农业机械结构与工作原理,根据上述化学药剂施用的方法，植保机械的类型主要有：,植物保护机械的主要类型,喷雾机弥雾机超低量喷雾机喷烟机喷粉机,二、主要农业机械结构与工作原理,手动背负式喷雾喷粉机械,手动喷雾机械 手动喷雾机的种类很多，结构也不尽相同，但按其工作原理可归纳为液泵式和气泵式两大类。,（1）手动液泵式喷雾机,二、主要农业机械结构与工作原理,组成：主要由药液箱、活塞泵、空气室、胶管、喷杆，开关及喷头等组成。,1.开关 2.喷杆 3.喷头 4.固定螺母 5.皮碗 6.塞杆 7.毡圈 8.泵盖 9.药液箱 10.泵筒 11.空气室 12.出液阀 13.进液阀 14.吸液管,二、主要农业机械结构与工作原理,工农16型喷雾器工作原理示意图,二、主要农业机械结构与工作原理,（2）手动式喷粉机械,组成：由药粉桶、齿轮箱、风机及喷撒部件等组成。,二、主要农业机械结构与工作原理,5、谷物收割机械,收割机械是谷物收获机械的重要组成部分，谷物收获是农业生产过程中最为复杂的工艺过程，为了更好地了解谷物收获机械化所使用的设备，我们必须首先了解谷物收获的方法。谷物的收获方法很多，大多是根据不同地区的不同的自然条件，不同的种植方式、经济结构、技术水平等来决定合适的收获方法。目前全世界关于谷物的收获方法大致有三种方法：,二、主要农业机械结构与工作原理,（1）分别收获法：用多种相对独立的机械（收割机、运输车、脱粒机、扬场机等）分别对作物完成收割、运输、脱粒、清选等作业的方式。这种方法在西方发达国家已经完全淘汰，但在发展中国家仍在大量使用。其特点是设备简单、技术水平低、价格低廉、维护保养简便，但作业周期长、收获积累损失大（综合损失在5%左右）。,二、主要农业机械结构与工作原理,（2）联合收获法,将收割机和脱粒机通过中间输送装置、传动装置、行走装置、操作控制装置等有机地结合成一体的自走式机械。,二、主要农业机械结构与工作原理,（3）两段收获法,先利用割晒机进行收割，待晾晒35天后用带有捡拾器的联合收获机进行捡拾、脱粒、分离和清选作业的方式。特点：谷粒饱满、产量提高、作业周期长、设备投资大。,二、主要农业机械结构与工作原理,谷物收获装备,（1）收割机工作时，被割刀切断的谷物茎秆形成与前进方向呈900的转向放铺，以便于捡拾和打捆。主要用于分别收获法,收割机械,二、主要农业机械结构与工作原理,（2）割晒机收割机工作时，被割刀切断的谷物茎秆形成与前进方向平行的顺向放铺，以便于两段收获时的晾晒。,二、主要农业机械结构与工作原理,（3）割捆机将谷物茎杆割断后进行自动打捆，然后放与田间。,二、主要农业机械结构与工作原理,脱粒机械将割断的谷物进行脱粒并对籽粒和秸秆进行分离。,二、主要农业机械结构与工作原理,联合收获机械,二、主要农业机械结构与工作原理,谷物的机械收获系统,二、主要农业机械结构与工作原理,收割机的基本构成,无论是立式收割机还是卧式收割机，其基本构成是相同的，即都是由扶禾装置、切割器、输送装置、传动装置等组成，立式收割机和卧式收割机只是在扶禾装置上有较大的差别。,二、主要农业机械结构与工作原理,结构组成：分禾器、扶禾星轮、切割器、立式输送带、传动装置等。,立式收割机工作原理：收割机工作时，输送带和切割器由拖拉机动力输出驱动工作，分禾器将行内谷物茎秆集束引向切割区，并在扶禾星轮的后向扶持作用下被切割器切割，随即靠向立式输送带被其传送到一侧放铺。,二、主要农业机械结构与工作原理,基本构成：分禾器、拨禾轮、切割器、输送装置、传动装置等。,卧式收割机工作原理：收割机工作时，拨禾抡、输送带和切割器由拖拉机动力输出驱动工作，分禾器将行内谷物茎秆集束引向切割区，并在拨禾轮的后向推送扶持下被切割器切割，随即倒向输送带（也可能是螺旋搅龙）被传出。,二、主要农业机械结构与工作原理,由于茎秆是在水平状态下被输送的，因此输送平稳，且拨禾抡对倒伏作物具有一定的扶起作用。但机构纵向尺寸大，不利于拖拉机前置配置，故很少在小型拖拉机上使用。,卧式收割机的输送带有单带和双带之分：单带为割晒机使用，双带为收割机使用，如下图所示：,单带,双带,二、主要农业机械结构与工作原理,切割器的类型与构造,从目前收割机和联合收获机应用情况看，切割器主要有回转式切割器和往复式切割器二种基本类型。,回转式切割器一般为一高速旋转的水平刀盘，工作幅宽小、功率消耗大，大多用于园艺管理、茶树修剪等作业，很少在谷物收获系统中使用。,二、主要农业机械结构与工作原理,一种装有回转式切割器的微型联合收获机,二、主要农业机械结构与工作原理,大型回转切割器式联合收获机,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,往复式切割器一般由动刀片、定刀片、护刃器、压刃器、摩擦片、刀杆等组成。,往复式切割器构造1.护刃器架 2.螺栓 3.摩擦片 4.压刃板 5.刀杆 6.护板 7.定刀片 8.动刀片 9.护刃器,二、主要农业机械结构与工作原理,往复式切割器结构关系简图,二、主要农业机械结构与工作原理,往复式切割器的构成,护刃器与定刀片,动刀片与刀杆,压刃器,摩擦片,二、主要农业机械结构与工作原理,标准型切割器,结构尺寸关系为：S=t=t0=76.2 mm；工作特点是：割刀的切割速度较高，切割性能好，对粗细茎秆有较强的适应性，广泛用于稻麦作物的收割机械上。,二、主要农业机械结构与工作原理,双刀距型切割器,t0,t,S=2t=2to,结构尺寸关系为S=2 t=2 t0=152.4 mm；工作特点特点：割刀往复运动频率低，惯性力小、适合于抗振性较差的小型收割机。,二、主要农业机械结构与工作原理,低割型切割器,结构尺寸关系为：S=t=2 t0=76.2 mm；在标准型切割器的基础上，在两定刀片之间又增加了一个定刀片，使得定刀片之间的间距缩小1倍，切割谷物时，茎秆的横向歪斜量小，割茬较低，对收割低夹大豆和牧草较为有利。但有堵刀现象。,二、主要农业机械结构与工作原理,扶禾装置的类型及工作过程,扶禾装置主要用于收割机或联合收割机割台上，用以引导茎秆、扶持切割、并清扫割台，防止已割茎秆在割刀上堆积而造成堵刀。扶禾装置主要有扶禾器和拨禾轮两种基本形式。扶禾器主要用于小型收割机上，而拨禾轮则大多用于联合收获机上。,二、主要农业机械结构与工作原理,拨禾轮对谷物的作用,拨禾轮主要用于卧式收割机或联合收割机割台上，用以引导茎秆、扶持切割、并清扫割台，防止已割茎秆在割刀上堆积而造成堵刀。拨禾轮有普通拨禾轮和偏心拨禾轮之分，其中普通拨禾轮现已逐渐被淘汰。,二、主要农业机械结构与工作原理,拨禾轮,偏心拨禾轮,偏心拨禾轮工作原理简图,二、主要农业机械结构与工作原理,脱粒机械是收获过程中最重要的机具之一，在分别收获法中占主导地位，利用脱粒机械可使收获周期比人工收获缩短57天，在联合收获机上他作为核心部件，对整机的工作质量起到了决定性的作用。,脱粒机械的类型,按脱粒程度分类：简易式脱粒机 半复式脱粒机 复式脱粒机,按谷物喂入的方式分类：全喂入脱粒机 半喂入脱粒机,二、主要农业机械结构与工作原理,简易式脱粒机只有脱粒装置，不能分离和清粮，处理结果为混合物，尚需后续加工处理。,籽粒混合物,二、主要农业机械结构与工作原理,半复式脱粒机有脱粒、分离和清粮功能，能获得比较干净的籽粒，但脱粒不太彻底，仍有少量的混合物。,二、主要农业机械结构与工作原理,复式脱粒机除了有脱粒、分离、清粮功能外，还设有复脱、复清和分级装置，能获得不同级别的干净籽粒。,二、主要农业机械结构与工作原理,脱粒机的一般组成,谷物,粮食,短脱出物,长茎秆,籽粒,杂余,籽粒,脱粒机一般包括以下主要部分：脱粒装置、分离装置、清粮装置、传动装置和机架等。其中，脱粒装置、分离装置、清粮装置是脱粒机械的三大组成部分。,二、主要农业机械结构与工作原理,脱粒机的工艺流程,谷物,脱粒装置,短脱出物,长脱出物,分离机构,清粮装置,茎秆,杂余,机外,籽粒,机外,短脱出物,70%籽粒,二、主要农业机械结构与工作原理,脱粒装置的类型,脱粒装置主要用来进行谷物的脱粒，由于谷物的脱粒是根据谷物的脱粒特性来确定脱粒方式的，因此，不同的脱粒原理决定了脱粒装置也不同。一般有三种基本类型：,纹杆滚筒式（切流式、轴流式）,钉齿滚筒式（切流式、轴流式）,弓齿滚筒式,二、主要农业机械结构与工作原理,切流纹杆滚筒式脱粒装置,1.组成：纹杆滚筒、栅格状凹版、间隙调节装置等。,二、主要农业机械结构与工作原理,切流纹杆滚筒式脱粒装置的工作过程,谷物进入脱粒装置，即受到纹杆多次冲击，多数籽粒在凹板前端被脱下，随着脱粒间隙的逐渐变小，以及靠近凹板表面的谷物运动较慢，而靠近纹杆的谷物运动较快等原因，谷物受到的揉搓作用愈来愈强，呈现起伏状态向出口移动，同时产生高频振动，脱下其余的籽粒。概括来说，在脱粒过程中前半部以冲击为主，后半部以揉搓为主，80%左右的籽粒可从凹板筛孔中分离出来，其余籽粒夹杂在茎秆中，从出口间隙抛出。,二、主要农业机械结构与工作原理,特点：以搓擦脱粒为主、冲击为辅，脱粒能力和分离能力强，断稿率小，有利于后续加工处理，对多种作物有较强的适应能力，特别适用于小麦收获，多用于联合收获机上。但当喂入不均匀、谷物湿度大时，脱粒质量明显下降。,二、主要农业机械结构与工作原理,切流钉齿滚筒式脱粒装置,1.组成：钉齿滚筒和钉齿凹板,二、主要农业机械结构与工作原理,2.特点：利用钉齿对谷物的强烈冲击以及在脱粒间隙内的搓擦而进行脱粒。抓取能力强、对不均匀喂入和潮湿作物有较强的适应性。但由于断秆率较高，分离效果较差，对分离装置和清粮装置的工作造成一定的困难。,二、主要农业机械结构与工作原理,弓齿滚筒式脱粒装置,组成：弓齿滚筒，栅格状凹版、夹持输送装置等。,1.滚筒轴 2.滚筒体 3.梳整齿 4.加强齿 5.脱粒齿 6.加强筋,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,分离装置的基本类型,目前常用的分离装置有：键式逐稿器、平台式逐稿器、分离轮式逐稿器等。后两种在脱粒机械或联合收获机上应用较少。,只有全喂入式脱粒装置才设有分离装置，分离装置的功用就是将经脱粒装置排除的长脱出物中夹带的籽粒及断穗头分离出来，将长茎秆排出机外。由于分离原理不同，分离装置类型也不同。,二、主要农业机械结构与工作原理,1.利用抛扬原理进行分离,当分离机构对谷物茎秆层进行抛物体运动时，利用籽粒比重大、茎秆漂浮性能好的特性，将籽粒从松散的茎秆层中分离出来。,二、主要农业机械结构与工作原理,2.利用离心原理进行分离,脱出物通过高速旋转的分离筒时，依靠比籽粒大许多倍的离心力将籽粒从茎秆层中通过分离筒周边的分离孔径向甩出。,二、主要农业机械结构与工作原理,清粮装置工作原理,经脱粒装置脱下的和经分离装置分离出的短脱出物中混有断、碎茎秆、颖壳和灰尘等细小夹杂物。清粮装置的功用就是将混合物中的籽粒分离出来，将其他混杂物排出机外，以得到清洁的籽粒。,清粮原理：利用被清选对象各组成部分之间的物理机械性质的差异将他们分离开来。,清粮装置的类型主要有：气流式、筛子式、气流筛子组合式。,二、主要农业机械结构与工作原理,气流型脱粒机工作原理,滚筒,凹板,风扇,谷物搅龙,滑板,杂余,二、主要农业机械结构与工作原理,清粮装置的机构简图,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,筛子的类型：,编织筛：用金属丝编织而成，制造简单、气流阻力小、有效面积大、生产率高，在多层筛子配置中宜作上筛。但平面强度小，易变形。,冲孔筛：在薄金属板材上冲制具有特定形状的筛孔。制造简单、不易变形、但有效面积小、生产率低，一般用作下筛。,二、主要农业机械结构与工作原理,鱼眼筛：在薄金属板材上冲制出凸起的鱼眼状筛孔。混合物在筛面上只能单向选别，向后推送的能力比较好，结构简单，生产率低，宜作下筛。,二、主要农业机械结构与工作原理,风机的类型：,离心风机：结构简单，便于配置，控制面域大，但气流分布不均匀。一般通过配置多个风机来均匀气流。,二、主要农业机械结构与工作原理,农用离心风扇与清选筛的配合关系,二、主要农业机械结构与工作原理,轴流风机：气流分布均匀、结构尺寸小，但控制面域小。,二、主要农业机械结构与工作原理,横流风机：又称径流风机，气流为轴向吸入径向排出，气流在横向上分布均匀，功率消耗小，结构复杂，制造成本高。,二、主要农业机械结构与工作原理,谷物联合收获机械,联合收获机是将收割机和脱粒机通过中间输送装置、传动装置、行走装置、操作控制装置等有机地结合成一体的自走式机械。能同时完成作物的收割、脱粒、分离、清选和秸秆处理等多项作业，从而获得比较清洁的籽粒。,二、主要农业机械结构与工作原理,按照动力的供给方式分类,1.牵引式工作时由拖拉机牵引前进，本身由可分为带发动机和不带发动机两种。特点：结构简单，价格低廉，机组动力利用率高。缺点是机组庞大，机动性差，不能自行开道。,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,自走式自带发动机和行走装置，割台配置在机器前方，自行开道，机动性好，生产率高。但机构复杂，造价较高，动力利用率低。,二、主要农业机械结构与工作原理,悬挂式将联合收获机悬挂在拖拉机上，割台位于拖拉机的前方，脱粒装置位于拖拉机的后方，用位于拖拉机侧面的中间输送装置连接。具有牵引式和自走式的主要优点，动力利用率高，但工作质量稍差。,二、主要农业机械结构与工作原理,6、谷物联合收获机械,二、主要农业机械结构与工作原理,按照作物的喂入方式分类,全喂入式：被割谷物经输送装置全部进入联合收获机脱粒系统进行加工处理的方式。,二、主要农业机械结构与工作原理,半喂入式：被割谷物只有穗头部分在联合收获机加持装置的输送下进入脱粒系统参与加工处理，茎秆部分随后被粉碎或直接排出机外。,二、主要农业机械结构与工作原理,谷物联合收获机械,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,谷物联合收获机的工艺流程图,割台切割谷物,输送装置,脱粒装置,分离装置,排出机外,短脱出物,清粮装置,籽粒轻杂,粮仓,长茎秆,二、主要农业机械结构与工作原理,6、玉米联合收获机械,玉米机械化收获方法,由于各地玉米种植品种和气候条件的不同，收获时玉米的长势和物理机械特性不同，尤其是茎杆和籽粒的含水率存有较大的差异，所以收获的方法和使用的机械也不同。目前，国内外玉米机械化收获的方法大致可分为三种：分别收获法、联合收获法和两段收获法。,二、主要农业机械结构与工作原理,6、谷物联合收获机械,尽管摘穗装置的类型很多，但是其摘穗原理和机构组成基本相同。摘穗装置一般为一对相对转动的摘棍，利用一定的抓取能力和工作间隙将茎秆通过，而将果穗阻隔。由于摘辊的安装方向不同，其结构和工艺过程稍有差别。,二、主要农业机械结构与工作原理,1.纵卧辊式摘穗装置,纵卧辊式玉米联合收获机1.分禾器 2.拨禾链 3.摘穗辊 4.第一升运器 5.除茎器 6.剥皮装置7.第二升运器 8.苞叶输送螺旋 9.籽粒回收螺旋 10.切碎器,二、主要农业机械结构与工作原理,纵卧辊式摘穗装置摘辊结构图,二、主要农业机械结构与工作原理,机构组成：一对相对回转的摘穗辊、摘辊间隙调整机构、传动装置等。,二、主要农业机械结构与工作原理,二、主要农业机械结构与工作原理,工作原理：摘穗时，随着机器的前进，摘穗辊前段引导茎秆进入摘辊中段的摘辊间隙，茎秆在两摘辊之间一边轴向移动一边被向下拉，果穗被摘辊阻挡并被摘离。,二、主要农业机械结构与工作原理,2.横卧辊式摘穗装置,二、主要农业机械结构与工作原理,结构组成：一对相对回转的横向卧辊、喂入轮、喂入辊、输送装置等。,工作原理：摘穗时，拨禾轮将切割器割下的茎秆铺放在输送器上，经过喂入轮和喂入辊的辅助，将茎秆的稍部喂入到与机器前进方向垂直的横卧辊间隙中，摘辊在向后拉抛茎秆的过程中将果穗摘离。,二、主要农业机械结构与工作原理,3.立辊式摘穗装置,立辊式玉米联合收获机1.挡禾板 2.摘穗器 3.放铺台 4.第二升运器 5.剥皮装置 6.苞叶输送螺旋7.籽粒回收螺旋 8.第一升运器 9.喂入链 10.圆盘切割器 11.分禾器 12.拨禾链,二、主要农业机械结构与工作原理,立式摘辊装置摘辊部分结构示意图,二、主要农业机械结构与工作原理,结构组成：一对相对转动的立式摘穗辊、挡禾板、转动装置等。每个摘辊分上下两段，上段为主要部分，起摘穗作用。下段为辅助部分，起拉茎作用。,工作原理：工作时，割下的茎秆由喂入链引导从根部喂入到摘穗辊下段的间隙中，由下段抓取拉引，茎秆迅速后移并上升至上段，在挡禾板的推挡下进入摘穗辊上段间隙中，果穗被阻挡摘离。,二、主要农业机械结构与工作原理,玉米联合收获机的工艺过程,由摘穗台摘下玉米果穗，利用谷物联合收获机上的脱粒、分离、清粮装置来实现直接收获玉米籽粒。,1、国内外农业机械发展现状与趋势-国内,（1）国内情况：中国是从解放后开始发展自己的农机化事业的，虽然经历了许多波折，但还是取得了较大的发展，由于中国地域辽阔，经济发展不平衡，农机化水平差别较大，农机总动力与发达国家几乎相当，但农机具数量、质量、种类、性能等硬件指标与发达国家存在较大的差距，2013年整体水平相当于美国上世纪60年代后期水平，处于现代农业的初中级阶段，农机化事业任重而道远。,三、农业机械新技术及发展趋势,2013年农用总动力：14.2亿千瓦,柴油机,拖拉机,2013年拖拉机总保有量：5400万台,联合收获机总保有量：50万台,机耕率：94%,机播率：60%,机收率：72%,未来中国的农机化发展趋势从宏观上看要与世界发展同步，但微观工作难度较大，基本机械化是我们的近期目标，全方位农机化及局部领域内的以机械、电子、信息等为依托的与生物工程相结合的精确农业机械化则是中国农机化发展的远期目标。,国内外农业机械发展现状与趋势-国外,未来中国的农机化发展趋势从宏观上看要与世界发展同步，但微观工作难度较大，基本机械化是我们的近期目标，全方位农机化及局部领域内的以机械、电子、信息等为依托的与生物工程相结合的精确农业机械化则是中国农机化发展的远期目标。,国外情况：以美国为代表的西方发达国家早在上个世纪60年代就已经基本上实现了农业机械化，70年代初实现了全方位机械化，并逐步被自动化所取代。,国内外农业机械发展现状与趋势-国外,特点之一：全方位实现农业机械化并向自动化方向发展；特点之二：大马力拖拉机迅速发展，高宽幅作业机具普遍应用。最大拖拉机动力为650马力，最大工作幅宽的播种机为120行，植保机具100米。最大工作幅宽的联合收获机为12米，大大提高了劳动生产率；,国内外农业机械发展现状与趋势-国外,国内外农业机械发展现状与趋势-国外,折腰转向式拖拉机可实现较小的转弯半径,国内外农业机械发展现状与趋势-国外,特点之三：高新技术的快速应用，为提高农机化自动化水平创造了条件。无人驾驶拖拉机、可控农机具等；,基于GPS的无人驾驶拖拉机,基于图像处理技术的中耕机,国内外农业机械发展现状与趋势-国外,特点之四：农用飞机的普遍采用为农业遥感、防虫治病、自然灾害预防、农田作业精准化创造了条件；,国内外农业机械发展现状与趋势-国外,特点之五：基于GPS、GIS、RS技术的精确农业，使农业生产更加科学化、精细化。,系统组成：,计算机控制器,变量执行设备,GPS,GIS,实时传感器,三、农业机械新技术及发展趋势,精细农业的定义：精细农业是一种战略思想，是信息和人工智能高新技术在大农业中的微观运用。它的全部概念建立在空间差异和时间差异的数据采集和处理上，其核心意图是实时测知作物（畜禽）个体或小群体或小区地块生长和防疫的实际需要，而及时确定针对性投入（肥、水、药饲料等）的量、质和时机，一反传统农业大面积平均投入的作法，以求最佳效果和最低代价。实行精细农业可以在减少投入的情况下增加（或维持）产量、提高品质、降低成本、节约资源、减少污染、保护生态。,精细农业的技术体系:精细农业的技术体系：主要由前3S、后3S和最后1S组成。简称精细农业7S体系。前3S：GPS全球定位系统(Global Positioning System)GIS地理信息系统(Geographical Information System)RSS遥感系统(Remote Sensing System),三、农业机械新技术及发展趋势,后3S：ES专家系统(Expert System)SS模拟系统(Simulation System)DSS决策支持系统(Decision Support System)最后1S：ICS智能控制系统(Intelligence Control System),三、农业机械新技术及发展趋势,三、农业机械新技术及发展趋势,三、农业机械新技术及发展趋势,三、农业机械新技术及发展趋势,三、农业机械新技术及发展趋势,三、农业机械新技术及发展趋势,三、农业机械新技术