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1、农业机械化及其自动化专业实验教学指导书目 录土壤样品采集处理及其含水量的测定1土壤比重、容重测定及其三相比计算4土壤质地分析6作物种子的质量鉴定和物理特性测定9土壤动力学性能实验12铧式犁结构分析19犁体曲面参数测定及性能分析20犁耕机组的使用与调整22旋耕机结构分析24耙结构分析25播种机结构分析26排种器性能实验27切割器和拨禾轮结构分析29切割器性能实验30脱粒装置、分离装置和清粮装置结构分析32清选筛性能实验33风机性能实验35收割机、脱粒机、谷物联合收割机和输送装置结构分析37典型机器功能分析40机器的功能原理实现方式42典型机器的结构及传动系统44人机学及商品化设计在农机上的应用4
2、5离心泵的性能测定及曲线绘制46离心风机性能曲线的测定52水泵的结构分析56榨油机、磨粉机、碾米机和精选机结构分析57薄层干燥实验58异类风机串流特性参数实时采集与传感器原理分析59步进电机控制实验60温度控制实验62发动机整机拆装64发动机调速特性66拖拉机牵引性能68传动系、行走系、转向系和制动系结构分析7071土壤样品采集处理及其含水量的测定一、土壤样品的采集和处理（一）所需设备与用具1）铁铲 2）切土刀 3）辗土棒 4）米尺 5）铅笔 6）标签 7）布袋 8）瓷盘 9）镊子 10）土壤筛子（孔径1mm） 11）广口瓶 12）晾土木板（二）土壤样品的采集土壤样品的采集是土壤分析和研究工作
3、中的一项重要环节，是关系到分析结果是否正确代表被测地的实际情况的先决条件，一般分析总是用少量的样品，而分析出来的结果，要对大量的土壤给以客观的说明。所以采样方法如果不正确则不能给大量的土壤以客观的说明，以致得出错误的结论，因此必须对此工作给以足够的重视。1采集土壤样品应注意的几个问题：首先必须了解土壤的性质，地势高低，起伏情况。选点是要尽量避免在大路旁、耕地地头、粪场等没有代表性的地方采集土样。用取土铲在剖面上取样时，应先取下层后取上层，这样不致使各层土壤搅混。每一层中取样，必须上下垂直均匀一致取出，不得仅取上部或下部，否则会使结果不具代表性。每层每点取样0.5-1公斤左右土样装入袋后，内外均
4、要填写标签，记载采样地点、深度、日期、采样人等。2采样点的选择方法：对角线取样法：（又称十字五点取样法）一般适应于地形平坦，肥瘦均匀的四方地，如下图左所示蛇形取样法：适应于地形起伏不平的田地，其取样方式如上图右所示3采样的方法：农机耕作的各项田间试验，必须了解土壤的各项理化性质，如测定土壤结构碎土程度的样品宜放在较大的木匣中。测定土壤水分粘着性粘结性等样品宜放在铝盒中，测定土壤容重、孔隙度所需样品可用环刀在各个所需要测定的土壤层次中部取样。研究土壤结构性碎土程度的样品，采样时要注意土壤湿度最好在不粘铲的情况下采样。保持土壤不受挤压，不使样品变形，削去土块外面直接与土铲接触而变形的部分，保留原状
5、土壤，然后放在瓷盘中，运回室内处理，同时另取土壤样品放在铝盒内测定取样时的土壤含水量。按蛇形或对角线法，选取若干点取样，然后对各点上同一层次的土样集中起来，混合均匀后放在盛土瓷盘中运回室内进行测定。4土壤样品的处理：（1）风干：将田间采集的土样随即运回室内，土壤含水量、容重、养分等应立即用原样品进行测定。此外，如测定土壤质地、比重、塑性、粘结性以及其它化学分析用的样品则应铺放在瓷盘内，厚度约2cm左右，并置于通风干燥处，但又不受阳光直接照射的地方使之风干，如不太潮湿的土壤，应先将较大的土块捏碎，使其加速干燥，易于磨细。（2）处理：除需要保持原状测定的土样以外，其它项目分析用的土样，风干后用镊子
6、尽可能完全地将土样中石砾、植物根等杂质选出来，将除去杂质的土样充分混合，放在塑料布上，成四方块，沿对角线划十字，将对角两份并为一份，这样即得两份均匀土样，用木棒轻轻辗碎，并用孔径为1mm的土壤筛过筛，反复进行几次，直至小于1mm土粒全部过筛为止。（3）保存：经过风干处理的土样，再多次混合均匀，装入磨口瓶中，贴上标签，然后放置干燥和避光的地方保存，以备作实验时使用。二、土壤含水量的测定（一）目的与意义1土壤含水量是最重要的土壤性状之一，其含量多少不但影响作物的水分供应情况，而且影响土壤的一系列物理特性。如塑性、粘结性等。而土壤特性又影响着机械作业的效应和质量，同时也和土壤的通气状况有密切的关系。
7、所以要了解和说明土壤的性状，必须知道当时土壤的含水量状况。2测定土壤含水量，能确定有效的农业技术措施，如灌溉、中耕等都以此为重要依据，同时可掌握宜耕期及不同含水量对土壤性质的影响。3新设计的农机具或引进新样机在田间进行耕作试验，均需说明在什么样的土壤含水量状况下而得出的实验结果。（二） 测定方法土壤含水量测定方法最常用的是电烘箱法和酒精燃烧法。近年来又有一些快速测定方法，如红外线水分快速测定仪等。1电烘箱法（1）说明当温度在100-105时，除结晶水及化合水外，其它如毛管水，膜状水，吸湿水等都将化为汽态水而从土中全部逸出。如果时间足够，任何含水量的土壤都可以得到不含吸湿水的干土，据此，从原土样
8、重量减去干土样重即可知原土样的含水量。温度的控制是保证测定结果正确的关键。一般温度在100-105时烘5-6小时即可达到恒重。（2）设备与用具1）电烘箱2）铝盒3）干燥器4）坩埚钳5）天平6）牛角勺7）取土铲8）米尺9）切土刀（3）方法步骤1）每人分别用2个已烘干恒重的铝盒先称重并记载。2）同前述取土方法到田间去取土，但应特别注意取土后赶快将铝盒盖上，及时带回室内除去杂质，并称重。3）将称过重的装有土壤的铝盒盒盖套在盒下，放入已调节到105的电烘箱中烘5-6小时，取出放在干燥器内冷却称重，并记载。再以同样方法烘1-2小时称重，前后两次重量相差不得超过0.02克，否则还须再次烘烤。（4）结果计算
9、公式：含水量(%)=100%2酒精燃烧法（1）说明因酒精与水分可以任何比例相溶解，互溶后产生的溶液沸点下降，在水分少酒精多的情况下，土中的水分则可随酒精的燃烧而蒸发，加上酒精燃烧时产生的大量热，可使土壤中的水分全部蒸发。根据燃烧前后土壤重量的变化，可计算出土壤含水量。（2）设备与用具1）蒸发皿2）无水酒精3）天平4）小量筒5）火柴（3）方法步骤1）每人用1个烘干恒重的蒸发皿称重并记载。2）用从田间取回来的土壤，拣去石块、根等，称取10克，马上放入蒸发皿中。3）用小量筒加入酒精10ml，然后用玻璃棒搅匀土壤样品，使酒精与所有土粒充分接触，使酒精与水分充分溶解，并保持1-2分钟。4）用火柴点燃蒸发
10、皿中处理过的土样，点燃时火柴头不能落入蒸发皿中，燃烧后将蒸发皿倾斜转移使土浆可沿皿壁结成薄壳，便于燃烧和水分蒸发。火将尽时，土表发白，用小铁条沿皿边沿向中间轻轻拨动使土样受热均匀，燃烧一致。5）待酒精烧完后，再加入酒精2ml，进行二次燃烧,冷却后称重。由于土壤类型和含水量的不同，需燃烧2-3次，如两次称重相差0.1克，则认为已达恒重，否则再烧直至恒重为止。（4）结果计算：含水量=100%三、实验报告1吸湿水、膜状水、毛管水的基本概念是什么？2假设我们测定某地的田间持水量为25%，以你自己所测得的田间绝对含水量数据，求其相对含水量是多少？3完成实验记录表格中的所有内容。电烘箱法数据记录表实验次数
11、采样地点采样深度铝盒号码空铝盒重盒加湿土重盒加干土重失水重量干土重含水百分量含水量均值12酒精燃烧法数据记录表实验次数蒸发皿重蒸发皿重湿土重蒸发皿重干土重湿水重干土重土壤含水量含水量均值12土壤比重、容重测定及其三相比计算一、实验目的和意义了解测定土壤比重、容重的基本原理，进一步明确比重与容量的区别，同时掌握测定与计算方法。土壤比重是指土壤固体部分的重量与同体积的水（4）重之比，比重不包括空气部分，而容重则包括空气部分。测定土壤的比重，可以了解组成土壤矿物质的特性，计算土壤孔隙度及其它土壤的物理特性指标。土壤容重是指在自然状态下，不破坏其原来结构的单位容积土体的干重称为容重，以克/厘米3表示。
12、容重的数值可用来计算土壤孔隙度，空气含量，容积含水量及土壤三相比等。容重的数值可以作为土壤肥力指标之一。一般肥沃的土壤耕作层其容重值在10克/厘米3左右，紧密未熟化的新土，容重在13-15克/厘米3之间，紧实土壤的容重可达18克/厘米3。因此，土壤容重、孔隙度及三相比等数据作为评价土壤耕作质量，判断农机具通过性能的重要参数。二、方法步骤（一）比重的测定1使用仪器与用具1）比重瓶 2）小天平 3）蒸馏水 4）烧杯 5）漏斗及架 6）洗瓶 7）酒精灯及架 8）烧杯 9）石棉网 10）腊光纸2比重测定的方法步骤1）将比重瓶用自来水洗刷干净，最后用蒸馏水冲洗一次，置于烘干箱烘干称重。2）比重瓶加蒸馏水
13、至刻度，置于电炉或酒精灯上煮沸10-15分钟，为了节省时间我们使用予先煮沸过的蒸馏水，然后称重。3）求出比重瓶中的水量。4）将瓶中水倒出，称烘干土（风干土换算成烘干土也行）15克，用漏斗小心地倒入比重瓶中，并将漏斗上粘附的土粒全部用水冲洗入比重瓶中，然后用酒精灯加热至微沸约5分钟，冷却后加水至刻度称重。5）求出加土后的瓶中水重。6）求出被置换的水重。3计算结果土壤比重=在不同温度下水的比重4时 水的比重=100011-15时 水的比重=0.99916-21时 水的比重=0.99822-25时 水的比重=0.99726-30时 水的比重=0.996二）容重的测定1使用仪器与用具1）容重取土器 2
14、）天平 3）铝盒 4）切土刀 5）钢卷尺 6）取土铲 7）干燥器 8）测定土壤水分的全套设备2容重测定的方法步骤1）记下铝盒号，准确称其重量并记录。2）取出容重取土器，在其内壁及顶盖活动缝内涂一层凡士林。3）依据实验要求，用对角线法或蛇形取样法取样，量出取样层深度。然后将容重取土器垂直地放在地面上用手轻轻地压取土器顶盖，使其垂直地压入土体内，如土壤紧实可在顶盖上加一块小木板，用脚轻轻压入土中。4）用小铲挖除取土器边缘的土壤，并将取土器连余土一起取出，用手掌心顶住取土器顶盖部分的土壤，小心地除去取土器外壁的土壤，然后用切土刀切平取土器口那一端的土壤，切平后，用铝盒顶住切平的那一端，然后轻轻打开取
15、土器顶盖，用切土刀削平土壤，使取土器内有准确的土体体积。如遇到石块或有植物根在取土器内，则重新取样。5）把容重取土器中的土壤全部卸入铝盒中，并称重，再从盒内不同位置取湿土均10克左右，弄碎称重放入烘箱中测定土壤含水量。3结果计算：1) 土壤容重=2) 土壤孔隙度的计算：土粒与土粒之间的孔隙为土壤孔隙，在一定体积的土壤内，孔隙所占体积与全体体积之比称为土壤孔隙度。土壤孔隙度（%）=（1 - ）100%3) 计算出土壤容积含水量 土壤容积含水量（%）=重量含水量容重4) 计算出土壤空气含量 土壤空气含量（%）=孔隙度- 容积含水量5) 计算出土壤固相体积 土壤固相体积（%）=100-（容积含水量+
16、空气含量）6) 计算土壤三相比 土壤三相比=固相体积 : 液相体积 : 气相体积三、实验报告完成以下表格并绘制土壤的三项比随深度的变化曲线比重瓶重（克）烘干土样重（克）瓶+水重（克）瓶+水+样品重（克）排开水的重量（克）水在t的比重土壤比重比重平均值取样地点及深度铝盒+湿土重（克）铝盒重（克）湿土总重量（克）土壤含水量（%）烘干土重（克）取土器容积（厘米3）土壤容重（克/厘米3）土壤比重（克/厘米3）土壤孔隙度（%）土壤容积含水量（%）土壤空气含水量（%）土壤固相体积（%）土壤三相比（固：液：气）土壤质地分析本实验是综合性实验项目。学生要综合运用所学课程（如数学、物理、化学和本学科）的知识，分
17、别采用物理和化学的方法对被测土壤进行处理，然后利用科学的测定、鉴别方法，在不同的时间段测出土壤比重计的读数，再经过计算、查表来对被测土壤的质地进行分析确定。一、实验目的与意义1土壤颗粒分析的目的在于鉴定土壤的质地。所谓土壤机械组成即是各级粗细土粒组成土壤的百分含量（或叫土壤质地）。土壤是有各种大小不同粒径的颗粒组成，而各级颗粒在组成和性质上又有很大区别，且与土壤的各种性状有关，所以对土壤进行颗粒分析有重要的意义。2通过分析可测定土壤的各级土粒百分比，可以确定质地名称。土壤颗粒组成不但影响土壤的肥力状况，而且影响土壤物理性质、物理机械性、耕作质量，农机具牵引性能。所以土壤耕作、机械设计工作都把土
18、壤颗粒分析作为一重要参数依据。二、实验仪器与材料1）甲种土壤比重计2）温度计3）搅拌器4）沉降筒5）天平6）烧瓶7）蒸发皿8）小量筒9）烧杯10）时钟11）0.5N的偏磷酸钠12）漏斗13）0.25毫米孔径的筛子14）蒸馏水15）橡皮头研磨棒三、实验原理常用的有吸管法和比重计法，根据我们实验室设备采用比重计法，但两者的基本原理都是司笃克斯（G.G.Stokes 1845年）定理。球形土粒在溶液中的下降速度与土粒半径的平方成正比，而与粘滞系数成反比。其关系式如下：V-土粒沉降速度，cmsL-土粒沉降深度，cmt-沉降时间，sg-重力加速度，981cmsr-土粒半径，cms-土粒密度，gcm（平均
19、为265 gcm）w -介质（水）密度，gcm(20时等于1 gcm)-介质（水）粘滞系数，gcm.s(20时等于0.01 gcm.s)四、实验说明此公式受很多因素的影响：1）温度：液体的粘滞性随温度升高而减小，因此实验时除准确掌握时间外，还要注意温度变化，进行温度校正。日光直射：会使液体受热产生对流现象，同时胶体土粒有向受光部分移动的特性，影响土壤颗粒沉降，实验时应避免阳光直射。涡流及环流：悬液虽然停止搅动，但还有很长时间继续其涡流和环流运动，也可引起很大的误差，搅拌时应注意。凝固作用：分析时我们用分散剂破坏土粒凝结作用，若破坏不好、沉降速度大受影响，实验结果将会不准。五、实验步骤1比重计的
20、空白校正校正方法：将0.5N的偏磷酸钠30ml 加入沉降筒中，加蒸馏水至1000ml刻度处，将比重计放入沉降筒，读出比重计的读数，0上为负值，0下为正值，每次测定时的原读数减去比重计的空白校正读数为校正后的读数。2温度校正 将前南京水利实验处的温度校正资料录出做比重计分析时利用。测定时的读数加上温度校正值为温度校正后的读数。如测定时的温度为15，土壤比重计读数为20，则测定实际数值应为20+（-1.2）=18.8 3土壤悬浊液的制备1）用分析天平称取通过1mm筛孔的风干土51克，相当于50克烘干土，放入蒸发皿中。2）用小量筒量取0.5N的偏磷酸钠30ml慢慢加入蒸发皿中，用橡皮头研磨棒研磨15
21、分钟，使团聚的土粒充分分散为单粒状态。3）将孔径为0.25mm的土筛和大漏斗放在沉降筒上，然后用洗瓶慢慢往蒸发皿中加蒸馏水，用棒将其调成悬液，小心将上部悬液倒入土筛，使悬液通过土筛、漏斗进入沉降筒，如此反复多次，直到剩下砂砾，最后将砂砾全部洗入土筛，并继续冲洗一直到凡能通过土筛的土粒全部通过土筛进入沉降筒，冲洗液清洁，然后取下土筛将土筛下的和漏斗壁上的土粒全部洗入沉降筒。（此操作要特别小心，决不许悬浊液外溅，特别要注意沉降筒的悬浊液体积不得超过1000ml）。4）将筛上砂粒（1-0.25mm）用洗瓶洗入蒸发皿中，倒出上部澄清水，在砂浴上蒸发近于干燥状态后再放入105的烘箱中烘干称重，即可得1-
22、0.25mm的土粒重。5）用比重计测土壤悬浊液中各级土粒的百分比： （1）将沉降筒放在平稳桌面上，加蒸馏水至1000ml刻度处，用搅拌器搅拌2分钟，上至水面下5-6mm，下至筒底，上下均匀而缓慢的起落60次，切勿使浊液外溅。（2）分别在搅拌停后40秒、25分、2小时、48小时，放入比重计测其读数，测得即为粒径小于0.05、0.01、0.005和0.001mm的各级土粒重。（3）在停止搅拌时立即记时间，到20秒时将比重计放入沉降筒，到40秒时读数。然后再重新搅拌2分钟，在停搅后25分钟前20秒时放入比重计（比重计用蒸馏水洗后才能使用），到25分钟读数，同时测温度。以此类推，直至完成测定。（注意：
23、比重计放入沉降筒时应慢慢松手以防上下起伏不停影响读数，并马上测温一次（精确到 0.5）。4结果记录与计算供试烘干土重项目时间比重计原读数温度计读数温度校正值空白校正值校正后测定值40秒25分2小时48小时如测定时的温度为25，土壤比重计读数为30，空白校正值+35，温度校正值=+17,则校正后测定值应为30-(3.5)+（+1.7）=28.2 根据土粒沉降规律，土壤比重计测定的时间与土粒直径的关系如下：土粒直径mm0.050.010.0050.001时间40秒25分2小时48小时测定0.05mm部分设0.05mm土粒为a100设0.01mm土粒为b100设0.005mm土粒为c100设0.00
24、1mm土粒为d100则各级土粒百分比的计算方法如下：未通过筛孔的大于0.25mm砂粒烘干重1）1-0.25mm粒级 e 100供试烘干土重 2）0.25-0.05mm粒级100（a+e）3）0.05-0.01mm粒级 a-b4）0.01-0.005mm粒级 b-c5）0.005-0.001mm粒级 c-d6）0.001mm粒级d六、思考题1温度高低对土粒的沉降和悬液的密度有何影响？应该怎样校正？2在制备土壤悬液时，为什么要进行分散处理？其方法和原理是什么？七、附：甲种比重计的温度校正表悬浊液温度校正值悬浊液温度校正值15.0-1.2023.0+0.9515.5-1.1523.5+1.116.0
25、-1.024.0+1.316.5-0.924.5+1.517.0-0.825.0+1.717.5-0.725.5+1.8518.0-0.526.0+2.0518.5-0.426.5+2.2519.0-0.327.0+2.4519.5-0.127.5+2.6520.0028.0+2.8520.0028.5+3.0520.5+0.1529.0+3.3021.0+0.329.5+3.3521.5+0.4530.0+3.722.0+0.630.5+3.922.5+0.831.0+4.1作物种子的质量鉴定和物理特性测定一、目的与意义1种子是农业生产中最主要的生产资料之一，播种材料的好坏直接影响着农作物的
26、产量和质量。2明确种子的物理特性与播种机、精选机等有关机器部件的设计有关。3掌握种子的各项物理特性的测定方法。二、使用的仪器和材料1）电烘箱 2）培养皿 3）天平 4）卡尺 5）量角器 6）吸水滤纸 7）种子发芽箱 8）磨粉机 9）镊子三、方法步骤（一）种子质量鉴定1种子含水量的测定：所谓种子含水量，就是种子所含水分与种子干重之比。种子含水量的高低则是决定种子品质好坏的重要标准之一。方法：将取的小样本事先进行处理，如谷类作物先磨成粉，然后称5克放入已烘干为恒重的称量瓶中（或铝盒中），瓶应先贴上标签放入预先调到130的烘箱中烘40分钟，取出放入干燥器中冷却称重。含水量（%）=100%2种子清洁率
27、的测定： 是测定能正常发育的作物种子所占种子样品的百分比。方法：从样本中称取小样本（数量见下表）铺在桌子上用镊子仔细地将完好的种子与夹杂物（杂草或其它作物种子、虫、幼虫、土块、石块、破粒、茎叶等）分开，最后将完好的种子称重按下列公式计算：清洁率（%）=100%不同作物种子测定时所取的数量如下表：作物种类小麦水稻玉米大豆重量（克）90502001003种子千粒重的测定：种子千粒重是说明播种材料品质的主要特征之一，又是衡量种子品质优劣的重要而可靠的依据。方法：从样本中不加任何选择地数出一定数量的种子（大粒种子如玉米、大豆，分别取100-200粒；中粒种子如小麦、水稻，每份数300-500粒）分别称
28、重，再乘以倍数，换算成千粒重量。4发芽势与发芽率的测定：发芽率就是种子在最适宜的发芽条件下，在一定的时间内发芽的种子占全部种子的百分数。但一般种子的发芽，常常是初期比较集中，后期缓慢，初期集中的发芽率叫发芽势（在规定的时间内，发芽种子的数量以百分数表示）。方法：在检查过清洁率的种子中不加选择地选出100粒或50粒为一组，整齐的用镊子把种子排列在铺有吸水纸的发芽皿中（小麦保持0.5-1.5m距离，腹沟向下，胚的方向一致）然后放入20-25恒温箱中，每天检查加水一次，注意不要冲散种子。发芽势、发芽率测定的技术要求作物名称品种名称发芽温度测定天数发芽势发芽率小麦2037水稻20-30410玉米20-
29、3037发芽的标准：小麦、玉米等禾谷类的作物种子以幼根的长度不小于种子的长度，幼芽的长度不小于种子的长度的一半为标准。霉烂的种子不论发芽与否均按不发芽计算。计算公式：发芽势（%）=100%发芽率（%）=100%5种子用价的测定种子用价也叫种子利用率。计算公式：种子用价=清洁率发芽率（二）种子物理特性的测定：1种子的外部形态与内部构造观察观察记录表作物名称品种名称表面性状（光滑粗糙、有无茸毛等）有无胚乳2种子外形尺寸的测定：根据种子长宽厚的关系可归纳为下面几个类型：球型 长宽厚彼此相等（豌豆、高粱、谷子和某些玉米品种等）。长型 长宽厚各不相等（水稻、小麦）。椭圆型 宽和厚相等而长度较大，多数豆类
30、属于这一类。扁圆型 宽和长相等，厚度小，（扁豆、某些草籽等）。方法：用卡尺直接测量种子的长、宽、厚。长度：指种子基部到顶端的距离宽度：指种子两侧最大的距离厚度：指种子腹面与背部的距离测量记录表作物名称品种名称种子大小尺寸（mm）（5粒平均）长 宽 厚3种子容重的测定：种子容重是指单位体积内种子的重量，通常用g/L表示。用一个铝盒，称其重量；将铝盒内盛满水；将水倒入量筒中，读出其ml数；将铝盒烘干，装满种子至上边缘刮平称重；换算成种子的容重g/L。4种子比重的测定：种子比重是指种子重量与同体积水重之比。方法：把10克纯净的小麦种子放入盛有水的量筒中，根据粒籽重量和体积,计算出种子比重：比重=5种
31、子散落性的测定：散落性指种子本身的任意流动性，与种子的大小、形状、比重、绝对重量和含水量等因素有关。方法：在没有休止角测定仪的情况下，我们采用下列简单方法。将所测种子距离地面约20cm左右缓慢倒在桌子上，使成为一个圆锥体。求出圆锥体斜面与桌子平面所成的角度则为自然休止角。6种子表面性的测定：不同的作物种子表面性是不同的，有的光滑，有的粗糙，有的表面有毛等。表面性不同，则种子间互相摩擦及种子与不同材料的摩擦系数也不同，这与机械播种、脱粒及种子的清选有关系。方法：将需测定的小麦和水稻数20粒，分别放在木板、铁板、锌板（铝板）、帆布板上，用手慢慢升起，产生倾斜角使试样产生滑移为止，测量出最小和最大摩
32、擦角。作物籽粒对不同材料的摩擦角作物名称品种名称摩 擦 角木 板铁 板最大最小平均最大最小平均四、实验报告1完成实验记录表格中的所有内容。2利用测定数据计算，播一亩小麦需要多少公斤种子。已知条件是：亩保苗数30万株。土壤动力学性能实验A、土壤与金属材料摩擦角的测定（一）目的：1了解土壤摩擦仪的工作原理、构造及使用方法。2掌握土壤与金属材料摩擦角的测定方法。（二）仪器设备：滑尺式土壤摩擦仪（三）仪器简介如图1-1所示。图1-1 土壤摩擦仪的结构图（四）实验原理将滑尺AB及土样盒如图1-1所示置于图板上,滑尺AB与图板导向侧边成角滑尺偏角（见图1-2）。测定时手推滑尺的导向块使其紧贴图板侧边并沿与
33、图板侧边平行的方向CD匀速运动，因此滑尺给土样以法向作用力N和两者之间的摩擦力F。土样在这两个力的作用下会产生如下两种情况：（1）当角较大时（大约45o90o）滑尺向前运动，土样与滑尺无相对滑动，而是一起沿CD方向移动,此时土样的受力情况为图1-2所示。图中 N滑尺对土样的法向作用力F滑尺与土样间的静摩擦力，F=Ntg合力S与N的夹角。S=N+F，为其二力的合力。因为土样与滑尺一起沿CD方向移动，所以S的方向与CD一致。（合力S也可理解为：将N分解为T（沿尺面AB方向）、S（沿CD方向），T与F大小相等方向相反，其结果合力仍为S）。图1-2 滑尺偏角示意图设土样与滑尺间的摩擦角为，则最大静摩擦
34、力Fmax=Ntg。而FFmax,即合力S作用在摩擦角之内，故土样不能沿滑尺移动，此时测不出摩擦角。如果将滑尺偏角逐渐减少，由图可知，（在土样与滑尺无相对滑动时，将逐渐增大，F=Ntg也逐渐增大，但只要土样不产生滑动，合力S总是沿着CD方向，当=时，F=Ntg=Ntg=Fmax，此时土样处于临界状态。（2）当较小时（大约0o Fmax土样沿尺面AB产生滑动。此时作用在土样上的合力为R=S（T- Fmax）或R=N+ Fmax。R力与法向偏离一个摩擦角，与滑尺运动方向的夹角是a-，R力成为主动力，土样被迫沿着R的作用线CH移动。当土样移动时受到图板摩擦阻力Q的作用，且Q总是与R大小相等，方向相反
35、（匀速运动）。所以图板面上摩擦力不会改变土样的滑动方向，所以，土样的轨迹与尺的法线CN，偏离一个角。若在土样盒下装一个铅笔芯，在图板上贴有图纸，土样的运动轨迹CH可由铅笔芯画出。用三角板做尺面AB的法线CN,交CH于C点，则纸面上的角NCH=，tg为土样沿尺面的摩擦系数，为了直接测量出摩擦系数。取CL=100毫米，作KLCL，则LK/100=tgLCH=tg，即直接量得摩擦系数。若以任意两种材料作为滑尺的摩擦表面和摩擦块试样，如各种金属、木材、岩石、茎杆、纤维、土壤等，按上述方法作实验，可测得任意组合的一对试样两材料间的摩擦角和摩擦系数。这种仪器简单、灵敏、结果稳定，实验可以在任何时间进行。但
36、注意，只有当0o90o-才能使滑尺式摩擦仪正常工作。（五）实验步骤1将土样装入土样盒内。土样要填满削平。2图纸贴在图板上。3按实验报告的要求，将不同材料（没锈钢板、已锈钢板）的板条装在滑尺上。4将土样盒、滑尺按图1-1装好，用手扶着滑尺偏角固定板，使滑尺匀速地沿图板边沿滑动，画笔即画出土样运动的轨迹。5在轨迹上任取一点C，过C点画出尺面线AB（图1-3)，并做CL垂直于尺面线AB，量取CL=100，做平行于尺面的线LK,与轨迹交于K点，则，即可直接测得摩擦系数和用量角器量出角。6每种材料做两次，每次可改变角的大小。（六）实验注意事项：1要使滑尺导向块紧贴图板侧边。2调整平衡重锤7使土壤盒保持平
37、衡。B、耕层土壤坚实度的测定（一）目的：1了解土壤坚实度仪的工作原理、构造及使用方法。2掌握土壤坚实度的测定方法。（二）仪器设备：TE-3型土壤硬度计。（三）土壤硬度计简介：耕层土壤坚实度（或叫土壤硬度）是指物体压入土壤时所受到阻力的大小，即土壤单位面积上所能承受的力来表示。本实验所使用的TE-3型及TE-2型土壤硬度计就是将截面积为1cm2的测头，垂直压入耕层土壤，测出在不同深度处测头单位面积上的阻为，即为土壤该深度的坚实度。TE-3型土壤硬度计结构如图1-4、图1-5所示。图1-4 TE3型土壤硬度计图1-5 TE-3型土壤硬度计结构简图（四）工作原理转动摇柄，使伞齿轮A带动伞齿轮B通过平
38、健使螺套旋转，由于螺旋杆上的直槽受到固定销的限制，只能上下移动，不能转动，因此随着螺套转动，螺杆及测力接杆向下推进，测头压入土壤。土壤产生对测头的压入阻力，使螺套推动应变弹簧下支座，进而迫使应变弹簧压缩，这时弹簧被压缩的量（最大40mm）反映出测头压入土壤的阻力。记录笔连接在弹簧下支座上，弹簧被压缩的量由记录笔记录在记录纸的纵座标上，同时记录盘插销插入螺旋杆的斜槽中，随着螺旋杆向下推进，带动记录盘顺时针转动，螺旋杆向下推进200 mm（最大测深）记录盘转动100mm，则测深由记录笔记录在长100 mm记录纸的横座标上，因此记录笔在记录纸上画出图1-6所示的记录曲线。由记录纸上的记录曲线即可得出
39、各深度处的弹簧变形量。再参照仪器标定曲线（见图1-7）即可查得测头阻力大小，即该深度的土壤坚实度。若需求某一测定点土壤的平均坚实度，可由记录曲线求时弹簧变形量的平均值，再参照仪器标定曲线，查得测头的阻力，即为土壤的某点的平均坚实度。（五）实验步骤与方法（1）将仪器从仪器箱中取出，装上把手、摇柄、踏板及测力接杆等，如图1-4所示。（2）记录纸带装在一只纸筒上，然后装进记录盘，再将纸带一端绕过记录盘的外表面，插进另一只纸筒中，转动该纸筒，卷紧记录纸带，将记录笔翻到上边，准备记录。（在装纸带时，记录笔翻到朝下位置）。（3）反时针摇动摇把，使测力接杆上升，直至螺旋杆上刻度的“0”线与记录盘顶端相平齐为
40、止。（4）将记录盘的插销插入螺旋杆的斜槽中。（5）将仪器置于田间（或土槽）的测定点上，用脚踏住踏板，顺时针摇转摇把，测头就压入土壤进行测量，直至螺旋杆上的顶头螺针与记录盘相碰为止。（6）再将记录笔翻到朝下位置与记录纸脱离，并反向摇转摇把，使螺旋杆返回，这个测点的测量就全部完成。（7）取下自己测定的记录纸带，贴在实验报告中。注：（1)田间测定时一般用对角线法选取五个测点测量，再求平均值，用以描述该田块的土壤坚实度。本实验的测定点数按指导教师的规定进行。（2)在测量过程中要时刻注意记录笔在记录纸上的记录情况，如果记录曲线纵座标移动位置很低，说明仪器中的测力应变弹簧太硬，应换小一级的弹簧，反之如果过
41、高，超过40mm,应立即停止工作，换上较大一级的弹簧。本仪器出厂时带有245N（25kgf）、490N（50 kgf）、735N（70 kgf) )三种应变弹簧，更换弹簧时在指导教师的指导下进行。图1-6弹簧变形曲线（六）实验注意事项：1实验中要根据土壤情况合理选用弹簧2转动摇把过程中，要注意用力均匀。C、土壤抗剪强度测定一、实验目的1了解剪力仪的工作原理和使用方法。2掌握土壤抗剪强度的测定方法。二、实验仪器、设备ZQB4型轻便剪力仪、百分表。三、ZQB-4型轻便剪力仪测定土壤抗剪强度原理ZQB-4型轻便剪力仪用于测定土壤的抗剪强度。通常在测定土壤抗剪强度时，采用四个土样，分别在土样上方施加不
42、同的垂直压力(50kpa、100kpa、200kpa、300kpa、400kpa可选），然后施加水平力进行剪切，以求得土壤剪切破坏时的抗剪强度。然后以测得的抗剪强度为纵坐标，以垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力的关系曲线，此曲线大致服从库伦定律=c+tg，可从曲线中确定土壤的内摩擦角和内聚力c。四、实验步骤1检查。确保杠杆两侧与吊圈不摩擦，杠杆处于立柱中间位置，轴承转动灵活。调整平衡锤，使杠杆自重基木平衡，并紧平衡锤并帽。2检查剪切盒，滚动钢球应放正，滚动灵活。3用切土环切取原状土壤试样。4对准上、下剪切盒，插上螺丝插销。在下盒内放入透水石和滤纸（用一般纸也可）。将带有试样的切土环刃口朝上对准盒口，将试样缓缓推入剪切盒。拿去环刀，依次放上滤纸、透水石、加压盖板，钢珠及加压框架。（注意加压框架上的传压螺钉应正好对准钢球中心）。5按试样的垂直压力要求加荷重。此次实验第一试样到第四试样的垂直压力要求依次为100kpa、200kpa、300kpa、400kpa，相对应的砝码分别为153kg、306kg、459kg、612kg。6待土样受载后，拧出螺丝插销并拔去，以每分钟4-6转的均匀速度摇动手轮进行剪切。（剪切开始时，应