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1、农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 1 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、别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
2、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.45 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 薄层枯燥实验.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.70 农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 1 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
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那么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，地势上下，起伏情况。选点是要尽量防止在大路旁、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
4、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，否那么会使结果不具代表性。-1 公斤左右 土样装入袋后，内外均要填写标签，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，如以下图左所示 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
5、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局部，保存原状土壤，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，选取假设干点取样，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那么应铺放在瓷盘内，厚度约 2cm 左右，并置于通风枯燥处，但又不受阳光直接照射
6、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，使其加速枯燥，易于磨细。2处理：农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 2 除需要保持原状测定的土样以外，其它工程分析用的土样，风干后用镊子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，再屡次混合均匀，装入磨口瓶中，贴上标签，然后放置枯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
7、 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给情况，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。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
8、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 小时即可到达恒重。2设备与用具 1电烘箱 2铝盒 3枯燥器 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
9、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，取出放在枯燥器内冷却称重，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，否那么还须再次烘烤。4结果计算公式：含水量(%)=烘干土重烘干土重湿土重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，土中的水分那么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 农业机械化及其自动化专业实验教学指导
10、书 3 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用小量筒参加酒精 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，再参加酒精 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，那么认为已达恒重
11、，否那么再烧直至恒重为止。4结果计算：含水量=干土重干土重湿土重100%三、实验报告 1吸湿水、膜状水、毛管水的根本概念是什么？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 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 1 2 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 1 2 农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 4 土壤比重、容重测定及其三相比计
12、算 一、实验目的和意义 了解测定土壤比重、容重的根本原理，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局部的重量与同体积的水4重之比，比重不包括空气局部，而容重那么包括空气局部。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。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 1 0 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
13、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
14、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=同体积的水重供试烘干土重时水的比重时水的比重CCt4 在不同温度下水的比重 4时 水的比重=1000 11-15 16-21 22-25 26-30 二容重的测定 1使用仪器与用具 1容重取土器 2天平 3铝盒 4切土刀 5钢卷尺 6取土铲 7枯燥器 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
15、后将容重取土器农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 5 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局部的土壤，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，然后轻轻翻开取土器顶盖，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，那么重新取样。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
16、果计算：1)土壤容重=)1003cm取土筒体积（取出筒内干土重（克）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-土壤比重土壤容重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+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
17、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 农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 6 土壤质地分析 本实验是综合性实验工程。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
18、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 110.5N 的偏磷酸钠 12漏斗 130
19、.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，但两者的根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：wsrgtLV292 V-土粒沉降速度，cms L-土粒沉降深度，cm t-沉降时间，s g-重力加速度，981cms r-土粒半径，cm s-土粒密度，gcm平均为 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
20、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局部移动的特性，影响土壤颗粒沉降，实验时应防止阳光直射。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，假设破坏不好、沉降速度大受影响，农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 7 实验结果将会不准。五、实验步骤 1比重计的空白校正 校正方法：将 0.5N 的偏磷酸钠 30ml 参加沉降筒中，加蒸馏水至 1000ml 刻度处，将比重计放
21、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，那么测定实际数值应为 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 慢慢参加蒸发皿中，用橡皮头研磨棒研磨 15 分钟，使团聚的土粒充分分散为单粒状态。3将孔径为的土筛和大漏斗放在沉降筒
22、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，如此反复屡次，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用洗瓶洗入蒸发皿中，倒出上部澄清水，在砂浴上蒸发近于枯燥状态后再放入 105的烘箱中烘干称重，即可得 1 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
23、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。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：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 工程时间 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
24、 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,那么校正后测定值应为 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 mm 时间 40 秒 25 分 2 小时 48 小时 测定局部 设土粒为 a供试烘干土重校正后读数100 农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 8 设土粒为 b供试烘干土重校正后读数100 设土粒为 c供试烘干土重校正后读数100 设土粒为 d供试烘干土重校正后读数100 那么各级土粒百分比的计算方法如下：未通过筛孔的大于砂粒烘干重 11 粒级 e 100 供试烘干土重 粒级10
25、0a+e 粒级 a-b 粒级 b-c 粒级 c-d 6粒级d 六、思考题 1温度上下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 +1.3 0 0 农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 9 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
26、 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。种子含水量的上下那么是决定种子品质好坏的重要标准之一。方法：将取的小样本领先进行处理，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，取出放入枯燥器中冷却称重。含水量%=干燥后种子重干燥后种子重干燥前种子重100%2种子清洁率的测定：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
27、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以下公式计算：清洁率%=样品种子的总重量夹杂物重量样品种子的总重量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 90 50 200 100 3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
28、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，常常是初期比拟集中，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。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 农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 10 作物名称 品种名称 发芽温度 测定天数 发芽势 发芽率 小麦 20 3 7 水稻 20-30 4 10 玉米 20-30 3 7 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。霉烂的种子不管发
29、芽与否均按不发芽计算。计算公式：发芽势%=供作发芽的种子总数粒数规定天数内种子发芽的100%发芽率%=供作发芽的种子粒数全部发芽的种子数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 外表性状光滑粗糙、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
30、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 农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 11 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 克纯洁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=同
31、体积的水重籽粒重量 5种子散落性的测定：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，我们采用以下简单方法。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那么为自然休止角。6种子外表性的测定：不同的作物种子外表性是不同的，有的光滑，有的粗糙，有的外表有毛等。外表性不同，那么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
32、产生滑移为止，测量出最小和最大摩擦角。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。条件是：亩保苗数 30 万株。农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 12 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-
33、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
34、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。农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 13 图 1-2 滑尺偏角示意图 设土样与滑尺间的摩擦角为，那么最大静摩擦力 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
35、生滑动。此时作用在土样上的合力为 R=ST-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。假设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，那么纸面上的角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
36、 CL=100 毫 米，作 KLCL，那 么LK/100=tgLCH=tg，即直接量得摩擦系数。假设以任意两种材料作为滑尺的摩擦外表和摩擦块试样，如各种金属、木材、岩石、茎农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 14 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
37、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，那么LKtg100，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。六实验考前须知：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
38、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。四工作原理 图 1-5 TE-3 型土壤硬度计结构简图 图 1-4 TE3 型土壤硬度计 农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 15 转动摇柄，使伞齿轮 A 带动伞齿轮 B 通过平健使螺套旋转，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
39、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，那么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。假设需求某一测定点土
40、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。曲线包围面积弹簧变形量的平均值测深 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外表，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
41、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 245N25kgf、490N50 kgf、73
42、5N70 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 农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 16 六实验考前须知：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，采用四个农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 17 土样，分别在土样上方施加不同的垂直压力(50k
43、pa、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
44、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，应注意记下量力环百分表指针的原始数据剪切时，手轮处丝杆处的插销不拔去。7待量力环中的百分表指针不再前进或出现后退现象时，记下此时百分表的读数。8剪切结束，反转手轮，退出剪切，并尽快卸除垂
45、直荷重和加压框架等，取出试样。9重复以上步骤(38)直至完成第四个试样的剪切。五、实验报告 1计算 按下式计算每一试样的抗剪强度，并将计算结果记入表格。=CR 抗剪强度kpa C 一测力环率定系数kpa/)R 量力环百分表读数)2制图 采用坐标纸，以抗剪强度 为纵坐标，垂直压力 为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力的关系曲线。根据图上各点绘一实测直线，直线的倾角为上壤的内摩擦角，直接在纵坐标轴上的截距为土壤的内聚力 c。通常采用最小二乘法或三角形重心法。三角形重心法是根据所测得的四个点联结成两个三角形，通过两个三角形的重心作一直线，该直线在纵坐标轴上的截距即为内聚力 c,直线的倾角即为内摩擦角。3
46、记录表格 试样序号 垂直压力 kpa 量力环百分表读数 R 量力环率定系数 Ckpa/抗剪强度 kpa 1 2 3 4 5 注：量力环编号：20213 率定系数：C=204 量力环编号：20214 率定系数：C=192 实验日期：实验人：农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 18 附：ZQB4 型轻便剪力仪 思考题：1滑尺偏角 和摩擦角 之间具有什么条件时才能保证滑尺式摩擦仪正常工作？2如何求取土壤某点的平均坚实度？农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 19 铧式犁结构分析 一、实验目的 熟悉各种类型铧式犁的一般构造和工作部件，理解各工作部件的装配关系及各零部件的作用和工作原理。二、实验仪
47、器设备 犁体零部件陈列室所有设备和农机整机陈列室各台犁。三、实验原理 一铧式犁是由犁架、主犁体、耕深调节装置、支撑行走装置、牵引悬挂装置等组成。二主犁体为铧式犁的核心工作部件。主犁体是由犁铧、犁壁犁胸、犁翼、延长板、犁柱、滑草板、犁侧板、犁托等组成。四、方法与步骤 结合实物，首先由老师讲解犁体零部件的结构和特征以及牵引犁、悬挂犁、半悬挂犁的结构特征。然后同学们观察并拆装。五、思考题 1铧式犁的根本构造和类型？2主犁体的结构及各部件的功用？六、实验报告 1画出铧式犁的结构简图。2简述铧式犁的根本构造和类型以及主犁体的结构及各部件的功用。农业机械化及其自动化专业实验教学指导书 20 犁体曲面参数测
48、定及性能分析 本实验为综合性实验。本实验通过调节犁体安装位置来改变犁体相对于测绘台架的不同方位，测绘犁体不同剖面的曲线形状和相关参数，分析犁体的性能翻土、碎土和综合性能，并找出犁体曲面形成规律。本实验学生综合运用测试技术、工程图学、农业机械学、农学根底等课程知识,利用犁体曲面测绘装置，分别测绘出犁体的等高线、翻土曲线、碎土曲线和样板曲线等，然后分析总结不同犁体曲面对工作性能翻土、碎土和综合性能的影响规律以及犁体曲面的形成规律。本实验，可以提高学生绘图能力和分析、综合能力。一、实验目的 1了解犁体曲面测绘仪的结构和工作原理；2掌握常用的犁体曲面测绘方法 二、实验仪器设备 犁体曲面测绘仪、BT-2
49、5 型犁体或其它类型犁体；拆装用钳工工具；三角板、丁字尺、曲线尺、量角器、图纸、铅笔和橡皮等。三、实验原理 利用测针直接接触犁体，被测犁体可作升降运动，测针可作平面运动。当测针后端点沿犁体曲面某一高度运动时，即可在绘图纸上绘出等高剖面曲线 四、方法和步骤 1首先弄懂机械接触式犁体曲面测绘仪的结构和工作原理参见附录；2将被测犁体安装在固定平台上，并使犁体前进方向与划针垂直；3将犁体由最高位置降低到最低位置，检查划针前后左右以及图纸位置是否适宜，经过必要的调整后紧固各部位；4垂向移动平台，使划针指向犁体支持面；5将划针固定，摇动手柄，画出犁体前进方向的座标轴；6挂上垂锤，使划针尖端紧靠犁面，此时摇
50、动手柄使划针由犁面的一端均匀缓慢地移动到另一端，那么可带动铅笔在图纸上画出第一条等高线。在测完每一条等高线的水平投影后，应注明该线的标高由立柱上的刻度读出；7将平台降低一定高度一般为 2.0 厘米，重复步骤 6，依次绘完全部等高线；8在测绘过程中，为了获得完整的俯视图轮廓线，还要在轮廓线急剧变化处，用上述方法测出这些特殊点的投影，并且标出各点的标高和号码，这些特殊点包括铧尖、铧刃、曲线轮廓的转折点，犁铧和犁壁的接缝线端点、胫刃线最高点以及犁翼变化的转折点等；9连接轮廓线各点，并将绘出线按其开展趋势作局部修正，即得到俯视图轮廓线。五、思考题 1测绘时为何要选特殊点？本次测绘了哪些特殊点？效果如何