第1章-農(nóng)機化作業(yè)機組的編制與組織管理課件

第一節(jié)機組的定義及分類第二節(jié)機組的動力性能第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本第四節(jié)機組編制的原則和方法第五節(jié)機組的作業(yè)時間和行走路線分析第六節(jié)典型機械化作業(yè)的工藝及其組織管理

7/25/2023第一節(jié)機組的定義及分類利用機器完成一個或幾個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工序稱為機械作業(yè)。農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)是按一定方式組織的、為實現(xiàn)一定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工序要求的人員，機器、作業(yè)對象和作業(yè)環(huán)境的集合，可簡稱為人-機-對象-環(huán)境系統(tǒng)。農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)是機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)運行時的具體形式。與生物生產(chǎn)過程相對應(yīng)，各農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)是依序在不同時、空條件下運行的。農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)的運行是機械技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)與管理技術(shù)的融合，是實現(xiàn)機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)目標的過程和基礎(chǔ)。其運行的質(zhì)量、效率、經(jīng)濟與安全，是由人和機器等多因素綜合作用的結(jié)果。

一、農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)7/25/2023圖1-1所示的農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)運行因果圖將影響因素分為人、機器、對象、組織、方法和場所等6個方面。圖中列舉了部分因素，因素之間的關(guān)系和相互作用也是相當復(fù)雜的。在具體條件下，人員素質(zhì)、機器狀態(tài)與性能，機器之間的配合，作業(yè)之間的協(xié)調(diào)，作業(yè)方式，作業(yè)對象與作業(yè)環(huán)境（場所）特性，都可能成為影響農(nóng)機作業(yè)運行的關(guān)鍵。農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)有多種不同的形式，如耕作系統(tǒng)、播種系統(tǒng)、收獲系統(tǒng)等。7/25/2023二、農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)：通常把完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程所必須的互相協(xié)調(diào)的具有一定規(guī)模和品種的農(nóng)業(yè)機器的組合稱為農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)。按不同的層次和范圍，有全國的、地區(qū)的、農(nóng)業(yè)企業(yè)的農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)；有種植業(yè)的、畜牧業(yè)的農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)；也有按不同生物生產(chǎn)命名的，如小麥、玉米、水稻的農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)。系統(tǒng)由各種農(nóng)用動力機械和作業(yè)機械組成，如用于田間移動作業(yè)的拖拉機、犁、耙、播種機、收割機等；用于固定作業(yè)的柴油機、水泵、烘干機械、電動機等；以及各種自走式作業(yè)機械，如推土機、聯(lián)合收割機、噴灌機械等。動力機和作業(yè)機相配合，才能完成相應(yīng)的作業(yè)。因此，它們的性能應(yīng)該協(xié)調(diào)。如動力、幅寬、速度等。完成相關(guān)聯(lián)的作業(yè)之間，也要有作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)生產(chǎn)率方面的協(xié)調(diào)，就機器系統(tǒng)總體而言，它應(yīng)滿足規(guī)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，即按時按質(zhì)按量地完成生產(chǎn)過程的各種作業(yè)。7/25/2023三、機群和農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)的概念相聯(lián)系的是機群。通常把某個農(nóng)業(yè)企業(yè)所擁有的各種動力機械、作業(yè)機械、自走式機器以及用于維修、運輸和油料貯存設(shè)施的總和稱為該企業(yè)的機群。我國目前大多數(shù)農(nóng)機戶擁有的機器較少，他們?yōu)榧彝マr(nóng)場或農(nóng)業(yè)專業(yè)戶提供服務(wù)，可能聯(lián)合起來組成季節(jié)性的農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)；國有農(nóng)場、牧場和農(nóng)機服務(wù)公司擁有的機群規(guī)模較大，有些設(shè)有分場或機務(wù)隊，其機群可包括幾個相對獨立不盡相同的農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)。改革開放以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模縮小，要避免機群規(guī)模小而全的浪費，群眾創(chuàng)造了統(tǒng)一服務(wù)，統(tǒng)一作業(yè)等統(tǒng)分結(jié)合的方法，較好地解決了農(nóng)機經(jīng)營規(guī)模效益差的問題。

7/25/2023四、機組與組群機器用于農(nóng)業(yè)作業(yè)時，以機組或組群為基本運用單元。操縱系統(tǒng)動力系統(tǒng)傳動系統(tǒng)作業(yè)系統(tǒng)圖1-2農(nóng)業(yè)機組示意圖農(nóng)業(yè)機組是在一定條件下的具有一定作業(yè)任務(wù)和期限的動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、作業(yè)系統(tǒng)及其操縱系統(tǒng)的有機組合。

所謂“有機組合”，以拖拉機組為例，是指在具體條件下機組各組成部分互相協(xié)調(diào)并與環(huán)境、作業(yè)對象相適應(yīng)，即發(fā)動機以一定工況、拖拉機以一定速度與牽引力規(guī)范、農(nóng)具以一定掛接方式與幅寬和作業(yè)規(guī)范，操作者按預(yù)定的程序和規(guī)范操縱，只有組合起來才能完成相應(yīng)的作業(yè)。

7/25/2023作業(yè)條件改變了，組合也就變化或者分解；需要進行其它作業(yè)，則需新的組合。農(nóng)業(yè)機組的任務(wù)和期限是由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性特點決定的。機組作業(yè)任務(wù)量的大小或者說作業(yè)任務(wù)期限的長短，對機組組成有重要影響。機組不限于完成一種農(nóng)業(yè)工序，只要當時當?shù)貤l件下某些作業(yè)的農(nóng)業(yè)作業(yè)期有重疊，就有可能編制包含多種作業(yè)機的復(fù)式機組，或采用由不同作業(yè)部件組成的通用式聯(lián)合作業(yè)機組，有些機組組成考慮了綜合利用和組合方式多樣化。如自走式聯(lián)合收割機組，它以發(fā)動機、脫谷、清選及行走傳動系統(tǒng)為基本部分，可以配用不同的“工作頭”（各種專用的收割臺或撿拾器），以適用于多種作物和不同收獲方式。7/25/2023拖拉機液力懸掛系統(tǒng)的采用，可以使駕駛員的任務(wù)擴展到整個機組的操縱，控制升降或調(diào)節(jié)作業(yè)規(guī)范。由此又導出包括兩個以上動力源（串聯(lián)或并聯(lián)）的復(fù)式動力機組，依靠地面值反饋實現(xiàn)作業(yè)高度的仿形調(diào)節(jié)，以及利用電子技術(shù)對排種實規(guī)自動監(jiān)控等，操縱系統(tǒng)的作用日益突出。機群：是某個作業(yè)階段的有關(guān)機組的群體。若干相同的作業(yè)機組集中在同一地塊進行成組作業(yè)，相關(guān)的若干作業(yè)機組的流水作業(yè)（依農(nóng)業(yè)工藝順序而行）或配合作業(yè)（以關(guān)鍵作業(yè)的機組為中心），這些作業(yè)方式的共同點是不再把某個作業(yè)單獨對待，而是從作業(yè)間聯(lián)系來考慮一系列作業(yè)。對于機組，不只是從單個機組來考慮，而同時從機組的群體結(jié)構(gòu)來研究和協(xié)調(diào)相同的或相關(guān)的作業(yè)機組間的關(guān)系。7/25/2023第二節(jié)機組的動力性能機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)業(yè)機器的主要工作對象有3類：（1）土壤和土地的整理。輸出的能量用于切割，翻轉(zhuǎn)、松碎土壤，以及土方開挖、搬運和擠壓。（2）物料的輸送。將各種農(nóng)業(yè)投入物與產(chǎn)出品在各作業(yè)現(xiàn)場與貯存點之間運送，輸出能量用于物料位移、分布和運動;（3）農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)品的收集處理。能量用于收獲物的收割、切碎、分離、清選、調(diào)制與輸送、集聚?？梢?，農(nóng)業(yè)機器子系統(tǒng)的產(chǎn)出是各種特定形式的能量，提高能源利用和轉(zhuǎn)換放率是中心環(huán)節(jié)。

7/25/2023第二節(jié)機組的動力性能農(nóng)業(yè)機器子系統(tǒng)的設(shè)計、運行、控制和管理過程包含一系列決策，決策應(yīng)遵循的6項準則：（1）適時作業(yè)，保證作業(yè)質(zhì)量；（2）節(jié)省能源消耗，降低作業(yè)成本；（3）節(jié)約資金，促進增產(chǎn)；（4）安全、可靠，減少風險；（5）對技術(shù)或企業(yè)變化的適應(yīng)性；（6）節(jié)省輔助過程消耗，減輕勞動強度。通常一項決策要考慮若干準則；在具體條件下，上列準則中的某一個都可能成為主要準則。

7/25/2023機組以拖拉機或自走式機器上的柴油機為動力源，一般需要轉(zhuǎn)換為4種形式的動力：牽引動力、旋轉(zhuǎn)動力、液力動力和電力動力。1、牽引動力

由拖拉機牽引或懸掛裝置的掛結(jié)點引出，用于克服以速度v行駛的農(nóng)業(yè)機械阻力R。其牽引功率PT為

一、機組動力利用的形式第二節(jié)機組的動力性能式中，R——沿行駛方向作用于掛結(jié)點的農(nóng)業(yè)機械作業(yè)阻力（N）；

v——作業(yè)速度（km/h）。7/25/2023一、機組動力利用的形式第二節(jié)機組的動力性能2、旋轉(zhuǎn)動力

由拖拉機動力輸出軸或直接由發(fā)動機引出，用于克服以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)的農(nóng)業(yè)機械阻扭矩Mc。其旋轉(zhuǎn)功率Pc為式中，Mc——作用于引出端的農(nóng)業(yè)機械阻扭矩（kN.m）；

n——轉(zhuǎn)速（r/min），標準動力輸出軸轉(zhuǎn)速為540和1000。7/25/2023一、機組動力利用的形式第二節(jié)機組的動力性能3、液力動力

由液壓泵或控制油缸引出，提供直線運動或旋轉(zhuǎn)運動的液力動力（在14kPa時其輸出可達15kW），用于克服機組操縱部分的運動阻力，控制農(nóng)具工作部件升降并調(diào)節(jié)作業(yè)深度或相對高度。其液力功率Py為式中，p——壓力(kPa)；

Q——流速(L/s)。7/25/2023一、機組動力利用的形式第二節(jié)機組的動力性能4、電力動力

由發(fā)電機或蓄電池引出，用于機組中的電動機，監(jiān)視器和控制器，間歇的電功率輸出可達1.2kW。用電設(shè)備的電功率Pd為式中，I——電流(A)；

E——電壓（V）；

j——功率因素（直流電機的功率因素j

＝1）。7/25/2023一、機組動力利用的形式第二節(jié)機組的動力性能一般，農(nóng)田作業(yè)機組利用液力和電力不大，持續(xù)時間較短，不是機組動力的主要利用形式。在實際作業(yè)中，機組動力利用形式有3種：（1）單純的牽引工作；（2）牽引同時驅(qū)動工作；（3）主要用于固定作業(yè)的單純驅(qū)動工作。

7/25/2023一、機組動力利用的形式第二節(jié)機組的動力性能（1）單純的牽引工作發(fā)動機有效功率Pe經(jīng)驅(qū)動裝置傳遞，由掛結(jié)點給農(nóng)具提供牽引功率PT，傳遞過程中功率損失于齒輪或帶傳動、軸和軸承間的摩擦、滾動阻力和驅(qū)動裝置滑轉(zhuǎn)。機組作業(yè)時的牽引效率hT，即作業(yè)工況下,拖拉機牽引功率PT與相應(yīng)的發(fā)動機有效功率Pe之比，即

也可以表示為該作業(yè)工況下的傳動效率hm，滾動效率hf和滑動效率hd的乘積，即牽引效率是評價機組動力性能利用的重要指標。在各種運用條件和不同作業(yè)工況下提高機組作業(yè)時的牽引效率，是改善機組動力利用的關(guān)健。7/25/2023一、機組動力利用的形式第二節(jié)機組的動力性能（2）牽引同時驅(qū)動工作

發(fā)動機有效功率Pe分成兩部分傳遞，除向農(nóng)具提供牽引功率PT外，同時還經(jīng)動力輸出裝置向農(nóng)具工作部件提供旋轉(zhuǎn)功率Pc。用于驅(qū)動農(nóng)具工作部件的功率，是由動力輸出裝置直接傳遞的，沒有滾動與滑轉(zhuǎn)功率損失，因此．其傳動效率hc通常高于牽引效率hT。用于牽引和驅(qū)動的兩部分有效功率PeT和Pec可表示為設(shè)用于驅(qū)動的有效功率Pec與相應(yīng)的Pe的比值為C，則。在牽引同時驅(qū)動作業(yè)時，機組功率利用的效率稱為全效率h，可表示為7/25/2023整理可得式（2-8）稱為機組動力利用的全效率公式。當驅(qū)動農(nóng)具工作部件的有效功率所占比例C較小時,h略高于hT；當C較大時，則h接近于hc，具有較高的效率。農(nóng)田作業(yè)中，自走式機組以及由拖拉機動力驅(qū)動的農(nóng)業(yè)機械日益增多，從改善動力利用效率來看，這是一種合理的發(fā)展趨向。7/25/2023一、機組動力利用的形式第二節(jié)機組的動力性能（3）單純驅(qū)動工作

發(fā)動機有效功率Pe經(jīng)動力輸出裝置向農(nóng)具提供旋轉(zhuǎn)功率PM,其效率即為該驅(qū)動工況下的傳動效率hm。當拖拉機用于固定作業(yè)時，發(fā)動機功率應(yīng)與固定式農(nóng)業(yè)機械所需功率相匹配。當PM為已知時，所需Pe由下式確定式中，hm——根據(jù)傳動裝置確定的傳動效率值。各裝置的傳動效率范圍值見表2-1。多級傳動的效率為每對傳動副傳動效率的乘積。可根據(jù)裝置的技術(shù)狀態(tài)取值，良好取上限值，較差則較低值。7/25/2023表2-1各種傳動裝置的傳動效率值傳動副類別傳動效率傳動副類別傳動效率一對圓柱齒輪0.95～0.98平皮帶傳動0.92～0.98一對圓錐齒輪0.93～0.97三角帶傳動0.90～0.92蝸輪蝸桿0.83～0.87鍵傳動0.92～0.96單純的牽引工作時，C＝0，則h為hT；單純的驅(qū)動工作時，C＝1，則h為hc。進行定量計算時,應(yīng)根據(jù)具體的作業(yè)工況對效率值進行估計，在不同運用條件和作業(yè)工況下，hT和hc都將不同。進行定性分析時，式可適用于機組動力利用的所有形式。7/25/2023二、發(fā)動機有效功率的利用機組作業(yè)可能受發(fā)動機功率范圍的約束。在運用條件下，保持發(fā)動機標定轉(zhuǎn)速時的最大有效功率（即標定功率），合理確定發(fā)動機負荷程度和工作轉(zhuǎn)速規(guī)范，提高標定功率利用率是合理利用發(fā)動機動力性能的關(guān)鍵。（一）發(fā)動機的標定功率：在標定轉(zhuǎn)速下發(fā)動機出廠時達到的最大有效功率的名義值稱為標定功率。拖拉機發(fā)動機以允許連續(xù)負荷運轉(zhuǎn)12h的最大有效功率作為標定功率。發(fā)動機標定功率Pen可表示為Mn：發(fā)動機曲軸上的標定扭矩（N.m）;nn：發(fā)動機曲軸上的標定轉(zhuǎn)速（r/min）.第二節(jié)機組的動力性能7/25/2023由于出廠時，每臺發(fā)動機最大有效功率值不可能是一致的，因此，各廠家均規(guī)定實際最大有效功率稍高于標定功率值。新發(fā)動機在使用初期（正常試運轉(zhuǎn)后500～700h），最大有效功率一般可能提高1%～3%；在以后的使用期中，最大有效功率逐漸下降，下降速度取決于設(shè)計制造以及使用維護狀況。在實際工作中，功率下降的具體原因很多，例如噴油提前角、噴油量和進氣阻力的改變等，如果多種原因同時作用，功率下降和耗油率增大將很顯著。所以，必須堅持正確使用，堅持技術(shù)維護制度，并定期檢查發(fā)動機最大有效功率，以便及時采取技術(shù)措施。有些駕駛員為了得到更高的最大有效功率而自行調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速和供油量，結(jié)果不但耗油率增大很多，也加劇了技術(shù)狀態(tài)惡化的速度，這樣做是不合理也不合算的。7/25/2023在海拔高的地區(qū)，由于氣壓降低，空氣密度減小，充氣量不足，使發(fā)動功率降低。海拔高度每增加1000m，發(fā)動機功率下降10%左右。如果已知發(fā)動機在正常大氣條件下（大氣壓101.325kPa，大氣溫度15℃）的有效功率，則某一海拔高度條件下發(fā)動機的相應(yīng)有效功率即可算出。汽油機：柴油機：tB:該條件下的平均氣溫（℃）；m:氣壓比，即該條件下的大氣壓力（kPa）與海平面大氣壓力（101.325kPa）之比。a0,aB:該發(fā)動機在海平面上和該條件下的空氣過量因數(shù)；bt:氣溫比，即該條件下的平均氣溫tB與海平面大氣溫度（15℃）之比。7/25/2023表2-2海拔高度、大氣壓力和平均溫度與空氣密度的關(guān)系海拔高度（m）大氣壓力（kPa）氣壓比平均溫度（℃）空氣密度（kg/m3）密度比0101.3251151.22551100090.4190.8928.51.11200.907200079.4870.78421.0060.821300070.1010.692-4.50.90940.742400061.6350.608-110.81930.668500054.0090.533-17.50.73630.601在海拔高度2500m時，普通發(fā)動機功率將下降25%，而采取增壓措施后，功率下降僅5%。我國高原地區(qū)面積占全國總面積的1/4，在這些地區(qū)應(yīng)采取發(fā)動機增壓措施，提高充氣系數(shù)，同時還要解決水溫、油溫和排氣溫度高的問題。7/25/2023作業(yè)過程中，機組的阻力或阻扭矩是波動的，使作用于發(fā)動機曲軸上的負荷不穩(wěn)定，這將引起曲軸角速度不穩(wěn)定，調(diào)速與供油以致燃燒過程等都受影響，致使發(fā)動機最大有效功率實際上達不到發(fā)動機臺架試驗測定值，也往往低于標定功率值。其下降程度與曲軸的平均負荷、阻扭矩的波動幅度與周期成正比，與曲軸平均轉(zhuǎn)速、調(diào)速器不靈敏度及曲軸的轉(zhuǎn)動慣量成反比。據(jù)理論分析與實驗結(jié)果，發(fā)動機實際最大有效功率低于標定功率的3～10%，在某些情兄下可達到15～20%（與具體的作業(yè)負荷特性有關(guān)）。發(fā)動機標定功率是一項重要的動力指標，常用作參照標準，以評價機組動力利用情況，是農(nóng)機管理的重要參數(shù)。

7/25/2023二、發(fā)動機有效功率的利用第二節(jié)機組的動力性能（二）發(fā)動機負荷程度與有效功率利用率實際被利用的發(fā)動機有效功率，取決于機組作業(yè)中所消耗能量的強度，即農(nóng)業(yè)機械的阻力或阻扭矩、機組作業(yè)速度或轉(zhuǎn)速。機組作業(yè)時，發(fā)動機在不同的工況（即不同負荷、轉(zhuǎn)速）下運轉(zhuǎn)，可分為下列3種工況：（1）無負荷空轉(zhuǎn)；（2）在調(diào)速轉(zhuǎn)速規(guī)范下負荷運轉(zhuǎn)；（3）在非調(diào)速規(guī)范下超負荷運轉(zhuǎn)。7/25/2023為便于參照，將發(fā)動機實際被利用的有效扭矩M和標定工況下的標定扭矩Mn之比，稱為發(fā)動機負荷程度，即將發(fā)動機實際被利用的有效功率Pe與標定功率Pen之比稱為有效功率利用率在正常負荷工況下，有效功率利用率可寫成：由于這時發(fā)動機實際工作轉(zhuǎn)速與標定轉(zhuǎn)速之比接近于l，所以的值也較接近。與7/25/2023發(fā)動機在該供油位置下的最大轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，發(fā)動機溫度低。長期空轉(zhuǎn)將降低潤滑質(zhì)量，增加機件磨損，造成非生產(chǎn)性的燃料浪費。因此，在作業(yè)過程中雖由于操作或檢視的需要而作短期空轉(zhuǎn)，但應(yīng)盡量減少次數(shù)和時間。無負荷空轉(zhuǎn)工況下，發(fā)動機輸出為零，即在非調(diào)速規(guī)范下超負荷運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機所承受的阻扭矩大于標定扭矩，，發(fā)動機轉(zhuǎn)速急劇降低，故。7/25/2023超負荷運轉(zhuǎn)時，汽油機將產(chǎn)生爆燃和過熱；柴油機工作粗暴性加劇，產(chǎn)生濃煙并大量積炭；潤滑條件變差，加速機油老化和零件磨損；同時，在非調(diào)速規(guī)范下，外負荷的變化不但使有效功率下降，而且發(fā)動機轉(zhuǎn)速極不穩(wěn)定，降低了機組作業(yè)速度，并影響機組作業(yè)質(zhì)量。嚴重時甚至導致發(fā)動機熄火，或者駕駛員必須經(jīng)常換檔，降低機組平均速度。超負荷運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機有效功率耗油率陡然增加，機油也將超耗。因此，不允許發(fā)動機長期超負荷運轉(zhuǎn)，在作業(yè)過程中，由于阻力或阻扭矩暫時增長而出現(xiàn)較長時間超負荷時，必須采取降低發(fā)動機負荷程度的措施。7/25/2023在實際生產(chǎn)中，除自走式機械外，不可能為每一種作業(yè)機械配套一臺拖拉機，而只能要求拖拉機盡可能綜合利用。這樣，對于一臺拖拉機，它全年進行各種作業(yè)的累計時間內(nèi)，其功率利用率的分布是很分散的。表2-3是美國學者研究的結(jié)果，說明拖拉機大部分作業(yè)時間的功率利用率較低。表2-3拖拉機全年功率利用率分布占最大功率（%）80以上80～6060～4040～2020以下占總時間（%）16.823.922.617.519.27/25/20237/25/2023圖2-1、2-2表示在完成各種作業(yè)時某拖拉機發(fā)動機被實際利用的功率和轉(zhuǎn)速規(guī)范?？梢姡涸诟氐蓉摵奢^重的作業(yè)，xN可達80%以上，并在最大轉(zhuǎn)速規(guī)范下工作；播種和田間管理等作業(yè)負荷較輕，xN甚至不足60%，而且有時為保證作業(yè)質(zhì)量在降低轉(zhuǎn)速規(guī)范下作業(yè)。7/25/2023三、拖拉機牽引功率的利用機組用于牽引工作時，拖拉機向農(nóng)具提供一定速度和牽引力的牽引功率。機組作業(yè)規(guī)范取決于作業(yè)特性和農(nóng)具的適宜速度范圍。拖拉機牽引功率的利用取決于拖拉機牽引附著性能與農(nóng)具的阻力特性。（一）拖拉機某檔的牽引功率拖拉機某檔的理論速度可表示為:輪式拖拉機：履帶式拖拉機：rk：驅(qū)動輪作用半徑(m)t,z：履帶的鏈板節(jié)距(m)

及鏈板數(shù)；iT：該檔的傳動比。小于輪胎無負荷時的結(jié)構(gòu)半徑r0，對于低壓輪胎；7/25/2023現(xiàn)代柴油機在最大油門位置下，當外負荷由標定扭矩變?yōu)闊o負荷時，轉(zhuǎn)速由標定轉(zhuǎn)速變?yōu)樽畲罂辙D(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。約增加7%左右。因此，在實際計算時，可將標定轉(zhuǎn)速nn值代替n，即將標定工況下的理論速度值vTi看作是該檔的理論速度。拖拉機某檔的實際速度vPi可表示為:式中d為拖拉機驅(qū)動行走裝置的滑轉(zhuǎn)率，它取決于土壤地面條件及牽引力FT和附著重Gc的比值c。c稱為附著重利用因數(shù)。當附著重Gc一定時，隨牽引力增加，c增大，滑轉(zhuǎn)率開始增加，當c增大到一定程度后，滑轉(zhuǎn)率d顯著增大。輪式拖拉機時履帶拖拉機時7/25/2023當已知拖拉機的牽引力FT和作業(yè)速度vF時，牽引功率PT

：FT：實際被利用的牽引力（N）。7/25/2023兩輪驅(qū)動式拖拉機在不同條件下可以輸出的功率值，可用以下經(jīng)驗公式估算：PA：發(fā)動機最大（或標定）有效功率PB：拖拉機動力輸出軸最大功率

（1）在水泥路面上的最大牽引功率:（2）在堅實泥土上的最大牽引功率：（3）在堅實泥土上作業(yè)時可用的牽引功率PE，可取為0.83～0.86PD：（4）在耕后茬地上可用的牽引功率:（5）在松軟土壤上可用的牽引功率：注：估算拖拉機的功率時最好以動力輸出軸功率為依據(jù)。7/25/2023（二）牽引效率在正常技術(shù)條件下，拖拉機的傳動效率變化范圍不大?，F(xiàn)代輪式拖拉機：現(xiàn)代履帶拖拉機：拖拉機滑轉(zhuǎn)效率：對各種驅(qū)動裝置的允許滑轉(zhuǎn)率有一定規(guī)定。一般要求在茬地上：胎輪裝置的允許滑轉(zhuǎn)率在20%以內(nèi)，履帶裝置不超過7%，手扶拖拉機驅(qū)動輪不超過25%，水田葉輪的允許打滑率低于40%。7/25/2023拖拉機滾動效率或PT：拖拉機自身移動消耗的功率（kW）；Ff：拖拉機滾動阻力（N）。拖拉機空行時滾動阻力：f為滾動阻力系數(shù)。令l為附著重Gc與拖拉機使用質(zhì)量的重力GT的比值,即已知附著重利用因數(shù):則滾動效率隨附著重利用因數(shù)的變化呈漸近線，c增加時，hf明顯增大，以后逐漸趨于不變。7/25/2023拖拉機在茬地上的牽引效率：輪式拖拉機：履帶式拖拉機：7/25/2023呈拋物線形狀。當c＝0時，h＝0；當c增加到某值時,出現(xiàn)值，此后hd急劇下降，hT亦迅速降低。7/25/2023如果以發(fā)動機標定功率Pen作為參照來考察功率利用與牽引效率情況，則有在具體情況下應(yīng)兼顧牽引效率和有效功率利用率，合理選擇機組的牽引力和速度規(guī)范，以保證機組動力性能利用的合理性與經(jīng)濟性。表2-4拖拉機牽引效率概值土壤地面條件牽引效率（%）手扶拖拉機輪式拖拉機履帶式拖拉機混泥土路面71-7677-87干硬土路59-6562-6767-84茬地56-6860-7169-81松軟土壤44-5538-6355-79水田32-40①30-50①注：①采用水田輪。機耕船在水田中牽引效率為28%～45%。7/25/2023（三）拖拉機某檔的額定驅(qū)動力機組作業(yè)時，作用于驅(qū)動行走裝置的驅(qū)動扭矩與土壤地面間相互作用，引起大小相等而作用方向相反的力作用在輪緣上。與前進方向相同的土壤反力，稱為機組推進力；與之相等而方向相反的則稱為驅(qū)動力。作用于驅(qū)動輪緣的拖拉機某檔的驅(qū)動力Fki可表示為rk：驅(qū)動輪作用半徑（m）；Mki：拖拉機某檔的驅(qū)動力矩（N·m）。而故驅(qū)動力最大值即額定驅(qū)動力7/25/2023對于履帶式拖拉機，驅(qū)動力最大值亦可用下式表示在拖拉機牽引附著性能好的速檔下，機組推進力受限于驅(qū)動力最大值。代替。當牽引同時驅(qū)動工作時，只有部分有效功率用于牽引，則上列式中的Pen應(yīng)由在這種情況下，相應(yīng)減少，但機組動力利用卻可得到改善：有可能減少滑轉(zhuǎn)功率損失，有可能提高發(fā)動機功率利用率。7/25/2023當發(fā)動機有效功率的利用受限于驅(qū)動行走裝置的允許滑轉(zhuǎn)率時，這些檔的驅(qū)動力最大值Fkimax由最大附著力Fmax確定。附著力的概念從土壤特性可以理解為土壤對驅(qū)動行走裝置的摩擦力和抵抗擠壓剪切變形的反力之和，但目前尚難以數(shù)學公式表達。通常采用試驗方法，求出各種土壤地面條件下各類驅(qū)動行走裝置的附著因數(shù)，并將驅(qū)動行走裝置滑轉(zhuǎn)率達到最大允許滑轉(zhuǎn)范圍時的附著因數(shù)mdmax和附著重Gc的乘積，定義為最大附著力Fmax，即7/25/2023表2-5各土壤地面條件下驅(qū)動裝置的mdmax值土壤地面條件有輪爪鋼輪胎輪履帶瀝青路0.7-0.8壓實雪道0.40.30.6-0.8壓實砂石路1.00.71.1農(nóng)村土路0.80.80.8-1.0撂荒地0.9-1.00.71.0-1.2茬地0.7-0.90.60.8-1.0割后濕草地0.7-0.80.60.8-0.9未耕干水田0.6未耕半濕田0.5已耕干水田0.5新翻耕地0.4-0.50.4-0.50.6-0.8變實耕翻地0.40.50.7耙后地0.4-0.70.4-0.60.7雨后已耕地0.3-0.50.3-0.40.4-0.6干沙地0.20.30.4漫沙地0.20.40.5沼澤地0.20.10.3濕水田0.25-0.3深泥濘地0.2-0.30.10.4-0.57/25/2023附著重Gc即土壤對驅(qū)動行走裝置的法向反力,它取決于機組特性、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及作業(yè)時的重力轉(zhuǎn)移。履帶式、四輪驅(qū)動式和手扶式拖拉機的附著重可利用拖拉機的全部使用質(zhì)量，而后輪驅(qū)動輪式拖拉機只能利用其2/3?，F(xiàn)代拖拉機的質(zhì)量功率比不斷下降，為保持較高牽引效率，必須利用附加質(zhì)量塊，并利用作業(yè)時的重力轉(zhuǎn)移：使農(nóng)具的部分重力加到驅(qū)動輪上；采用液壓系統(tǒng)的力調(diào)節(jié)方式，使重力從前輪向驅(qū)動輪轉(zhuǎn)移，以提高牽引附著性能。表2-6不同掛結(jié)形式的重力轉(zhuǎn)移掛結(jié)形式重力轉(zhuǎn)移到驅(qū)動輪從前輪轉(zhuǎn)移的重力牽引式0.22FT0.22FT半懸掛式0.45FT0.29FT懸掛式0.65FT0.37FT7/25/2023（四）牽引力利用率機組的農(nóng)具總阻力Ra,即被實際利用的牽引力FT，與拖拉機某檔的牽引力最大值FTimax之比，稱為牽引力利用率xp，可表示為一般，拖拉機各檔的牽引力最大值FTimax可由下式確定當Fkimax＜Fmax時,該檔的當Fkimax＞Fmax時,該檔的Ff：拖拉機滾動阻力（N）；在平地上,Ff＝mgf，m為拖拉機質(zhì)量（kg）；在坡地上作業(yè)時，F(xiàn)f＝mg(f＋i)，i為坡度值，每1°坡度約為1.74%。7/25/2023拖拉機滾動阻力因數(shù)f取決于驅(qū)動裝置特性與土壤地面條件。在一定作業(yè)速度范圍內(nèi)，可忽略速度對f值的影響。當輪胎氣壓偏低以及坡度角增大時f值將增大。7/25/2023牽引力利用率在一定程度上可以反映發(fā)動機有效功率利用的狀況，且較便于計算，通常用來評價機組動力利用情況。由于作業(yè)過程的特性，機組農(nóng)具總阻力是變化和波動的，因此，即使在牽引附著性能較好的情況下，牽引力利用也應(yīng)留有一定的儲備，以克服暫時的阻力增長。一般認為，較適宜的xp范圍為：耕地，0.76～0.93；播種及中耕，0.82～0.95；牽引谷物收獲機，0.79～0.95。7/25/2023機組作業(yè)時，農(nóng)機具完成工藝過程和移動必須具有一定的功率，以克服牽引阻力或阻扭矩。單純牽引工作時：農(nóng)機具對土壤、作物等加工對象進行加工，或通過農(nóng)機具地輪驅(qū)動其工作機構(gòu)與部件，其牽引阻力包括完成工藝過程的阻力和農(nóng)機具自身移動的阻力兩部分。牽引同時驅(qū)動工作時：農(nóng)機具完成工藝過程的能量或者由單獨的發(fā)動機供給，如牽引式谷物聯(lián)合收割機；或者由動力輸出軸供給，如牽引式玉米或水稻收割機。此時，牽引阻力只包括農(nóng)機具的移動阻力，牽引阻力的構(gòu)成要素在機組作業(yè)時和空行時基本相同，阻扭矩則包括完成工藝過程和工作機構(gòu)空轉(zhuǎn)兩部分。單純驅(qū)動工作時：機組功率用于克服農(nóng)機具阻扭矩。自走式機器，其自身移動與完成工藝過程所需能量完全由其發(fā)動機供給，通常不單獨計算其牽引阻力。四、農(nóng)機具牽引阻力與阻扭矩7/25/2023農(nóng)機具牽引阻力的構(gòu)成差別較大，但一般可用下式表示：Rf——農(nóng)機具的滾動砠力（N）；Rd，Rv及RF——農(nóng)具工作部件使加工對象變形，運動及相互摩擦的阻力（N）；Rh——農(nóng)機具坡度阻力（N）；Rc——農(nóng)機具傳動系統(tǒng)的摩擦阻力（N）。農(nóng)機具因類型不同，其牽引阻力構(gòu)成項目也不同。例如，有壁犁在4.3～5.4km／h時，滾動阻力Rf約占總阻力的10%，使土垡變形的阻力Rd約占65%～74%，使土垡運動的阻力Rv約占16%～25%；對于牽引式谷物聯(lián)合收割機，則Rf是主要構(gòu)成項目。7/25/2023從農(nóng)機具牽引阻力構(gòu)成來看，影響因素很多，如農(nóng)機具質(zhì)量、構(gòu)造與技術(shù)狀態(tài)，農(nóng)機具承載的物質(zhì)（如種子、肥料、收獲物等）的質(zhì)量，加工對象的物理機械性質(zhì)和狀態(tài)，土壤性質(zhì)、濕度與地面狀態(tài)，以及機組作業(yè)速度，等等。牽引式農(nóng)機具的空行阻力：GM——農(nóng)機具質(zhì)量mM的重力mMg(N)；fM——由農(nóng)機具支持輪類型確定的滾動阻力因數(shù)。7/25/2023為便于估算農(nóng)機具的工作阻力，可將其劃分為滾動阻力（當作空行阻力計算）和完成工藝過程的阻力。播種機、中耕機等機具：其完成表土加工的阻力可表示為：R＝a·n·Kda：為工作深度(cm)，n：為開溝器或鋤鏟等工作部件數(shù),Kd：為每個工作部件加工土壤每厘米深度的阻力(N/cm)。7/25/2023地輪驅(qū)動的收獲機械：其切割作物植株的阻力可表示為收獲機工作幅寬與單位幅寬的阻力的乘積，因作物密度、濕度以及莖稈結(jié)構(gòu)與粗細而不同，約為每米幅寬400N。7/25/2023（二）作業(yè)比阻通常在平地上測定農(nóng)機具工作時的牽引阻力，并將其與工作幅寬之比值稱為農(nóng)機具作業(yè)比阻。R——農(nóng)機具平均工作阻力（N）；Bp——農(nóng)機具平均工作幅寬（m）。a——犁或深松的深度(cm)。Bp′——犁或深松的平均工作幅寬(cm)。如已知農(nóng)機具幅寬，可利用表2-9、2-10的比阻值來計算農(nóng)機具工作時的牽引阻力。或7/25/20237/25/2023由表可見，各田間作業(yè)的比阻值分布范圍很寬，任一作業(yè)的比阻均在一定范圍內(nèi)變化，不同土壤類型的犁耕比阻差別顯著。7/25/2023圖2-11表示土壤濕度對犁耕比阻影響較大，重粘土在土壤含水量20％左右的較窄范圍內(nèi)犁耕比阻較小，輕質(zhì)土壤（砂壤土）的犁耕比阻最小值出現(xiàn)在較低的濕度下且范圍較大，這說明應(yīng)注意掌握適新期，以降低比阻值；在土壤濕度超過適耕濕度后，犁耕比阻增大，如繼續(xù)增大土壤含水量，水分對工作部件有潤滑作用，土壤內(nèi)聚力下降，犁耕比阻趨于下降。水田耕作中應(yīng)注意利用土壤含水量趨于飽和的情況，這時比阻較小。此外試驗資料表明，農(nóng)機具技術(shù)狀態(tài)對比阻的影響亦不可忽視。例如耕熟地時犁鏟刃口厚度由1mm增厚到3mm時，犁耕比阻將增大57％，4mm時則增大1倍。而且耕深、耕寬均減小了，因此應(yīng)及時磨銳、延展或更換犁鏟。7/25/2023機組作業(yè)速度對作業(yè)比阻有較大影響。在通常作業(yè)速度下確定的作業(yè)比阻概值大體適合5km／h以下的速度，此后速度每增加1km／h，作業(yè)比阻將增長的速率ΔK(%)為：開荒與粘重土坡耕地約5%～7％；壤土耕地3%～5%，輕質(zhì)土壤耕地2%～3%；播種為1.5%～3.0%；滅茬、中耕為2%～3.5%；釘齒耙、鎮(zhèn)壓為1.5%～2.5%。一般情況下，作業(yè)比阻增長的速率可按3％估算.可見，對某些提高速度可改善作業(yè)質(zhì)量的作業(yè)，適當提高速度是可取的。7/25/2023（三）單位作業(yè)面積的能量消耗機組完成單位作業(yè)面積所需消耗的機械能量，可以用牽引功率小時計量。設(shè)已知作業(yè)比阻K在作業(yè)過程中為常數(shù)，機組工作幅寬平均值為Bp，則當完成每公頃作業(yè)面積的工作行程sp時，所作功AT可表示為由式可見，以牽引功率小時計量的單位作業(yè)面積能量消耗，采用實測作業(yè)比阻即可求出。即7/25/2023應(yīng)該注意，若要估算單位作業(yè)面積的有效功率小時Ae，將牽引效率ηT計入，即由式可見，降低有效功率能耗量的途徑包括減少作業(yè)比阻和提高牽引效率兩個方面。7/25/2023（四）阻扭矩機組作業(yè)時所需克服的農(nóng)機具工作阻力，驅(qū)動農(nóng)機具工作部件所需克服的阻力矩，以及拖拉機移動的阻力，都具有隨機的波動特性。因此，作用于發(fā)動機曲軸的阻扭矩波動，是這些阻力或阻力矩波動的綜合，其特征可用不均率、周期、頻率和暫時增長系數(shù)表示。試驗研究表明，周期小于1～2s的高頻波動可由機組的慣性克服，而大于1～2s的低頻波動以及暫時增長則需稍稍降低發(fā)動機負荷程度，以保證發(fā)動機只在短時間內(nèi)在非調(diào)速范圍工作，而大部分時間功率利用都比較充分。國外發(fā)動機負荷程度通常取0.75～0.85為合理值。我國農(nóng)用發(fā)動機的耐用水平較低，不宜選用過高的負荷程度。7/25/2023第三節(jié)機組運動性能的利用完成田間作業(yè)時機組要走很長的路程，以耕地為例，每耕地100hm2，機組大約要走600～750km。機組在完成作業(yè)過程中的運動規(guī)律，稱為行走方法。因各作業(yè)質(zhì)量要求有所不同，輔助過程如機組轉(zhuǎn)彎空行和轉(zhuǎn)移地塊等，其行走方法比較零散多變，規(guī)律性不強。機組是在一定的土壤、地區(qū)、氣候等條件下，在一定的地塊上以一定的行走方法對土壤和作物進行加工的。機組行走方法是生產(chǎn)工藝方法的組成部分，對作業(yè)質(zhì)量、機組生產(chǎn)率和機具的安全與磨損，以及燃料、動力和人工的消耗，都有重要的直接影響。因此，必須根據(jù)具體情況研究作業(yè)中各種因素間的相互聯(lián)系和相互制約的關(guān)系，因人、因地、因機組、因作業(yè)目的和因作物制宜地選擇適宜的行走方法。7/25/2023一、機組的運動1、地塊機組在田間作業(yè)的場所，統(tǒng)稱為地塊。作業(yè)前通常將地塊劃分為工作區(qū)段和地頭。工作區(qū)段又可根據(jù)需要分為若干寬度和長度相同的小區(qū)，逐個地進行作業(yè)。地頭分布在地塊的兩端，是完成工作區(qū)段作業(yè)時機組的轉(zhuǎn)彎地帶。有時在工作區(qū)段外劃出兩側(cè)地邊，地邊寬度與地頭寬度相等并為機組作業(yè)幅寬的整數(shù)倍，以便同時完成地頭地邊的作業(yè)。機組由工作區(qū)段或小區(qū)的一端出發(fā)行進到另一端稱為工作行程，一般均為直線移動。在地頭進行轉(zhuǎn)彎以及出入小區(qū)或地塊間轉(zhuǎn)移，機組通常不作業(yè)，這些空行常包括直線和曲線移動兩部分。7/25/2023一、機組的運動2、行走性能機組在地面行走及作業(yè)的可能性與土壤及驅(qū)動行走裝置的性質(zhì)有關(guān)，土壤堅實度高，平均接地壓力低，則機組通過性較好。在松軟地面上，履帶下陷量較小，由履帶產(chǎn)生的推進力可得到較大的牽引力，而且，在不平地面上行駛的平順性較好。在潮濕松軟的土壤上作業(yè)時，驅(qū)動輪、聯(lián)結(jié)器和農(nóng)具的行走輪都要進行防陷改裝，加大接地面積、減少下陷量，否則滾動阻力增加，轉(zhuǎn)彎阻力矩也增大。在驅(qū)動輪上加裝履帶和支重輪系，通常稱為半履帶，因為前輪仍保持不變，轉(zhuǎn)向較方便靈活。在具有相同接地面積的情況下，寬度較大而接地長度較小的履帶的滾動阻力較大，但接地長度過大剛會增大轉(zhuǎn)向阻力矩，對運動性能產(chǎn)生不良影響。7/25/20237/25/2023二、機組轉(zhuǎn)彎機組轉(zhuǎn)彎時，其組成各部分以至各點的運動軌跡和速度都是不相同的，是相當復(fù)雜的過程。應(yīng)著重研究哪個點的轉(zhuǎn)彎軌跡，要依研究目的而定：研究收獲機組轉(zhuǎn)彎時的漏割，可著重分析收割臺內(nèi)、外分禾器端點的軌跡；研究避免轉(zhuǎn)彎時機具撞碰，可研究機組轉(zhuǎn)彎半徑最大點的運動軌跡；研究機組轉(zhuǎn)彎行程長度與速度以選擇合理的行走方法時，一般選擇機組中心為研究對象。不同類型的機組，其機組中心不同：手扶式或一般輪式拖拉機機組的機組中心為驅(qū)動軸的中點；四輪驅(qū)動拖拉機機組以兩驅(qū)動軸中點連線的中點或折腰點為機組中心；履帶式拖拉機機組以兩履帶接地中點連線的中點為機組中心。7/25/2023機組正常轉(zhuǎn)彎時，所有輪子都應(yīng)滾動而無側(cè)向滑移，在這種條件下，各輪軸的延長線交點即為機組的瞬時轉(zhuǎn)彎中心。機組中心至機組轉(zhuǎn)彎中心的距離即機組轉(zhuǎn)彎半徑，在轉(zhuǎn)彎過程中是時刻變化的。當機組轉(zhuǎn)彎仍進行作業(yè)時，轉(zhuǎn)彎不能過急，以保證作業(yè)質(zhì)量和機具安全無碰撞；當機組空行轉(zhuǎn)彎時，一般應(yīng)減小轉(zhuǎn)彎半徑，以減少轉(zhuǎn)彎路程長度和縮短空行時間。機組許可的最小轉(zhuǎn)彎半徑：轉(zhuǎn)彎時拖拉機驅(qū)動輪或履帶、轉(zhuǎn)向輪、聯(lián)結(jié)器和農(nóng)機具的行走輪都不產(chǎn)生顯著軸向滑移，機具不產(chǎn)生損壞且轉(zhuǎn)彎速度不致過低等條件下可能采取的最小轉(zhuǎn)彎半徑。機組許可的最小轉(zhuǎn)彎半徑取決于機組類型與組成、幅寬和長度、轉(zhuǎn)彎速度、地面情況及坡度，以及駕駛操縱技術(shù)水平等。拖拉機的軸距大且轉(zhuǎn)彎速度高，則轉(zhuǎn)彎靈活性差；轉(zhuǎn)彎角速度較大則靈活性較高。履帶式拖拉機轉(zhuǎn)彎靈活性優(yōu)于普通輪式拖拉機。懸掛機組轉(zhuǎn)彎靈活性優(yōu)于牽引機組。7/25/2023確定機組最小轉(zhuǎn)彎半徑的試驗方法是，實測優(yōu)秀駕駛員轉(zhuǎn)向操作下的拖拉機外、內(nèi)側(cè)履帶或驅(qū)動輪軌跡曲直徑，多次測量后取其平均值，再計算機組中心的平均轉(zhuǎn)彎半徑。機組以過小的轉(zhuǎn)彎半徑(如1/2BP)轉(zhuǎn)彎時，機組轉(zhuǎn)彎中心將可能與內(nèi)側(cè)的輪子重合使之原地轉(zhuǎn)彎，這樣很容易使輪軸彎曲損壞。（1）轉(zhuǎn)彎路程長度為簡化轉(zhuǎn)彎路程長度的計算，假定機組中心的轉(zhuǎn)彎軌跡由定半徑弧線構(gòu)成，該定半徑下的轉(zhuǎn)彎路程長度與實際轉(zhuǎn)彎長度相等。顯然，定半徑R的值比實際能達到的最小轉(zhuǎn)彎半徑要大些。圖2-2是用定半徑R描繪的3種轉(zhuǎn)彎路程長度，x為兩相鄰行程的間距。7/25/20237/25/2023由圖可得出：180°半圓形彎長度：帶直線行程的180°無環(huán)節(jié)彎長度：180°梨形彎長度：由圖可知，每個轉(zhuǎn)彎的全行程還應(yīng)包括2e值。e稱為機組出線（或入?yún)^(qū)）長度，與機組中心到農(nóng)機具最遠的作業(yè)部件的距離Lk有關(guān)。機組進入地頭后，轉(zhuǎn)彎前還應(yīng)將作業(yè)行程延長e值，使工作區(qū)段作業(yè)完整；轉(zhuǎn)彎結(jié)束進入工作區(qū)段又必須經(jīng)過e長度才能使全部部件進入作業(yè)，所以2e是必要的空行行程。實際生產(chǎn)中，輪式懸掛機組以及最小轉(zhuǎn)彎半徑較大的機組的e可取為（0～0.1）Lk；前懸掛機組e約為－Lk；其它情況e可取為（0.25～0.75）Lk。7/25/20232、轉(zhuǎn)彎地帶寬度由圖2-12可知，當機組作無環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)彎時，最小的轉(zhuǎn)彎地帶寬度E為：有環(huán)節(jié)梨形彎時，其E為：

ON值在x＝B時為最大，約等于1.7R，故即有環(huán)節(jié)彎的轉(zhuǎn)彎地帶寬度約為無環(huán)節(jié)彎的2倍。表2-12為各機組轉(zhuǎn)彎半徑與機組幅寬的比值。當機組速度提高到9km/h時，該比值取上限。前已述及，地頭寬度應(yīng)取為機組幅寬的整數(shù)倍，以便地頭作業(yè)順利進行。7/25/20237/25/2023三、機組田間行走方法農(nóng)業(yè)作業(yè)種類和機組類型繁多，地塊的大小和形狀各異，機組田間行走方法多種多樣，但大體可分為3類：直行法、繞行法和斜行法。7/25/2023直行法的特征是：工作行程一般沿地塊長邊運行，轉(zhuǎn)彎行程在地頭，一般為180°轉(zhuǎn)彎空行。往返工作行程依次相鄰的，稱為梭行法，適用于對稱機組的作業(yè)；往返工作行程依次不相鄰的，則有開壟法（行程間隔依次變?。┖烷]壟法（行程間隔依次增大），適用于非對稱機組，也能應(yīng)用于對稱機組的作業(yè)。7/25/2023繞行法的特征是：工作行程沿地塊周邊運行，轉(zhuǎn)彎地帶位于地塊對角線上，一般為90°轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎行程空行或者作業(yè)。由外圈走向內(nèi)圈的稱為向心法；由內(nèi)圈走向外圈的稱離心法。繞行法適用于非對稱機組的作業(yè)，也可應(yīng)用于對稱式機組。特別適用于不規(guī)整地塊的作業(yè)。7/25/2023斜行法的特征是：工作行程與地塊周邊呈斜角，銳角轉(zhuǎn)彎時空行外，轉(zhuǎn)彎時可以作業(yè)，每作業(yè)一次可以完成兩遍作業(yè)，也可以完成一遍作業(yè)。主要應(yīng)用于耙地等全面整地作業(yè)。7/25/2023以上3類行走方法可以互相結(jié)合應(yīng)用。例如，在地塊留有與地頭等寬的地邊的情況下，先用直行法加工工作區(qū)段，然后地頭地邊采用繞行法；應(yīng)用繞行法時，地塊的中部也可采用直行法；斜行法完成工作區(qū)段作業(yè)后，也可用繞行法進行地塊周邊作業(yè)。在地塊形狀不規(guī)整或有障礙物時，機組行走方法相應(yīng)變化，轉(zhuǎn)彎行程的180°和90°彎減少，而任意角轉(zhuǎn)彎增多；有些工作行程是曲線，可能產(chǎn)生漏作或損壞機具，應(yīng)加以注意。7/25/20231、轉(zhuǎn)彎形式及其比較選用轉(zhuǎn)彎路程長度小的轉(zhuǎn)彎形式可以減少轉(zhuǎn)彎時間，同時，還應(yīng)考慮轉(zhuǎn)彎行走速度的影響。如果操向與換檔次數(shù)多，將增加轉(zhuǎn)彎空行時間。特別是操作者換擋操作不熟練和機組較長時，轉(zhuǎn)彎時間可能更長些。7/25/20237/25/2023表2-14為各種作業(yè)中所用轉(zhuǎn)彎形式的相對頻率。由表可見，90°轉(zhuǎn)彎應(yīng)用最多，其次為歪梨形和梨形的180°轉(zhuǎn)彎。7/25/20232、行走方法分析及其選擇行走方法的分析評價指標一般是：工作行程率、移動時間利用率、重作和漏作率、土壤壓實率、劃區(qū)的簡便性、駕駛員操作方便性及機具作業(yè)的安全性等。機組行走方法很多，現(xiàn)按三種基本類型（直行法、繞行法和斜行法）進行概括分析。（1）直行法在直行法中較典型的是梭行法和開（閉）壟法。梭行法的優(yōu)點是：不需要在地塊上劃分小區(qū)（作業(yè)區(qū)），而只需預(yù)先劃兩條地頭控制線，駕駛員易于記憶和操縱，作業(yè)可在任何一個地角上開始，各工作行程易于銜接，不易產(chǎn)生漏作和重作，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎依次交替因而機具不易偏磨，駕駛員易于掌握等。7/25/2023梭行法的缺點是：只能應(yīng)用于對稱式機組，通用性較小；有環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)彎長度較大，地頭寬度也較大，所以工作行程率較低，特別是小地塊上工作行程率顯著下降。工作行程率j是機組工作行程長度與總行程長度（即工作行程與空行程之和）之比。當在規(guī)矩的地塊上采用梭行法時，整個地塊的工作行程長度與總行程長之比等于每個工作行程與每個總行程長度之比。梭行法每個轉(zhuǎn)彎的空行行程長度的近似值可取6R＋2e。所以梭行法的工作行程率為

梭行法的工作行程率隨地塊長度的減小而降低，特別是地塊長度很短時，降低的速度很快；也隨機組轉(zhuǎn)彎半徑和出線長度的減小而增高，所以在短地塊上采用梭行法時，只宜選用小型機組。7/25/20237/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本一、機組生產(chǎn)率常用的單位有：7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本一、機組生產(chǎn)率7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本一、機組生產(chǎn)率7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本一、機組生產(chǎn)率技術(shù)生產(chǎn)率是一定技術(shù)水平條件下機組能夠達到的生產(chǎn)率，比理論生產(chǎn)率低。7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本一、機組生產(chǎn)率7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本一、機組生產(chǎn)率7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本一、機組生產(chǎn)率7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本二、機組作業(yè)的燃油和潤滑材料消耗7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本二、機組作業(yè)的燃油和潤滑材料消耗7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本二、機組作業(yè)的燃油和潤滑材料消耗7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本三、機組作業(yè)的勞動消耗7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本一般，田間或運輸作業(yè)費用Fty可表示為8項費用之和7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本1、能源消耗成本Cn機組作業(yè)的能源消耗由拖拉機和農(nóng)機具兩部分構(gòu)成，可分別計算再合計?？紤]到拖拉機和裝有發(fā)動機的農(nóng)機具的潤滑油消耗一般與其燃油消耗量有一定比例關(guān)系，可用下式來計算其能源消耗成本CnT或7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本1、能源消耗成本Cn一般農(nóng)機具的能源消耗包括齒輪油及潤滑脂消耗，可將其小時耗量乘以單價分別計算后累加，然后得出CnM(元／h)；或再除以W得CnM（元/hm2）。能源消耗成本7/25/2023合理的大修提存費應(yīng)使機器使用壽命期內(nèi)所提取的費用之和正好等于幾次大修所花的費用，即將大修費均勻地攤分在各年內(nèi)提取。大修提存費Fx可表示為第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本Zgyi——i種固定資產(chǎn)的原值（元）；Rxi——i種固定資產(chǎn)的大修提成率（%）；Qni,Qjsl——年作業(yè)量及計算期作業(yè)量（小時、公頃或噸公里7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本3、勞動報酬成本CB機組單位作業(yè)量的勞動報酬成本CB可表示為4、固定資產(chǎn)折舊成本CZ7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本4、固定資產(chǎn)折舊成本CZ7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本4、固定資產(chǎn)折舊成本CZ7/25/20237/25/2023機組每公頃折舊成本CZ可表示為第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本4、固定資產(chǎn)折舊成本CZ7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本4、固定資產(chǎn)折舊成本CZ機組每公頃折舊成本CZ可表示為或7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本5．資金占用成本CZh占用的資金應(yīng)計算利息。固定資產(chǎn)的購買資金是通過折舊逐年收回的，沒有收回的部分就是占用的資金；作業(yè)過程還需占用流動資金，不論是貸款或自有，也應(yīng)計算資金占用利息。在完整估算機群的技術(shù)成本時，可按下式計算每日的資金占用成本：7/25/20236．管理成本Cgl第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本四、機組作業(yè)成本當企業(yè)有多種收入時，農(nóng)機管理費只是企業(yè)管理費的一部分。攤分為機組作業(yè)的管理成本可以按作業(yè)量、按機組人員數(shù)或按動力機功率數(shù)。某拖拉機的每小時管理成本為：7．成本構(gòu)成與作業(yè)收費人員工資福利與機械作業(yè)費用兩項之和約占生產(chǎn)成本的25%～30％，其中機械作業(yè)費用占兩項之和的比重，機械化程度較高的作物為75％，機械化程度較低的約30～50%。7/25/20237/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本五、機組作業(yè)質(zhì)量提高作物單位面積產(chǎn)量是我國提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的重要途徑之一。因此，要求機組適時地高質(zhì)量完成作業(yè)。機組作業(yè)質(zhì)暈要求因地因時因作物而不同，按其性質(zhì)可歸納為兩類：普遍性指標：如作業(yè)完整，不重不漏，減輕土壤壓實等；特性指標：如耕作或深松深度，播種量與排種不均勻度，地面不平度，行距，割茬高度，損失率等。特性指標將在以后作業(yè)工藝中敘述，這里主要分析普遍性指標。7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本五、機組作業(yè)質(zhì)量1、作業(yè)完整率我國高產(chǎn)小地塊較多，特別要求少留地頭、地邊和地角，縮小未作業(yè)的殘留面積。作業(yè)面積與地塊面積之比稱為作業(yè)完整率。一般，可以只在地角殘留3～4E2（E為地頭寬度）。如果將地頭和地邊連在一起進行圈形作業(yè)，可以使地角的殘余面積減半。地塊不規(guī)整，以及農(nóng)具幅寬小于拖拉機的機組和工藝非對稱機組，往往在地邊殘留未作業(yè)地帶。此外，地頭處農(nóng)具升降不及時，行程中途農(nóng)具發(fā)生故障，機組掛結(jié)存在偏牽引，指印器或劃印器調(diào)整不當產(chǎn)生漏作，以及機組行走直線性不良，將在工作區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)殘留面積。在機組一定時，地塊越小則作業(yè)完整率越低；當?shù)貕K更小以致地頭不能作業(yè)，其作業(yè)完整率更低。7/25/2023第三節(jié)機組生產(chǎn)率與作業(yè)成本五、機組作業(yè)質(zhì)量

2、土壤壓實程度在田間作業(yè)過程中，機組對地面產(chǎn)生壓實，壓出輪轍，破壞了地面平整性，影響播種、收割和灌溉質(zhì)量，降水時增大徑流或排水不暢。大多數(shù)情況下，土壤壓實對作物產(chǎn)量有不利影響。措施：（1）在保證增產(chǎn)的前提下，降低耕作強度或減少機械進地次數(shù)。（2）降低機組對土壤的比壓，降低驅(qū)動裝置的滑轉(zhuǎn)率，減少重復(fù)壓實，增配松土鏟或釘齒耙以疏松輪轍。（3）減少機組在地塊上的壓地面積，特別是驅(qū)動裝置輪轍所占面積。輪轍占地塊面積的比例約為2b/Bp，b為輪轍寬度，Bp為機組作業(yè)幅寬。可見，采用較寬幅的機組可降低壓實面積的比例。近年來，采用“定軌道”作業(yè)法，將耕地作業(yè)后直至收獲作業(yè)前各次作業(yè)的機組輪轍保證一致，已在試驗和示范推廣。7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法機組編制的任務(wù)是確定機組的功能、構(gòu)成及其作業(yè)規(guī)范，為獲得良好的機組運用效果創(chuàng)造前提條件。機組的功能主要取決于農(nóng)業(yè)技術(shù)要求及農(nóng)機具性能，同時，應(yīng)保證前、后序相鄰作業(yè)間在幅寬和生產(chǎn)率方面的協(xié)調(diào)。根據(jù)不同需要組成的機組，可以完成一項或多項作業(yè)。機組的構(gòu)成應(yīng)實現(xiàn)動力機械與農(nóng)機具間的性能協(xié)調(diào)，并有利于發(fā)揮操作者效能。機組編制涉及拖拉機與農(nóng)機具型號及其在數(shù)量上的組合，因此，它又是實現(xiàn)合理的機群配備的基礎(chǔ)。7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，同時并按一定順序?qū)煞N或兩種以上的農(nóng)業(yè)作業(yè)聯(lián)合在一起用一個機組進行的作業(yè)，稱為復(fù)式作業(yè)。復(fù)式作業(yè)中的各作業(yè)可按作用分為主要作業(yè)（機組以此命名）與次要作業(yè)，按其順序分為前序作業(yè)與后序作業(yè)，寫為X—Y……。例如：耕—耙、播—鎮(zhèn)復(fù)式作業(yè)中，耕地或播種是主要作業(yè)，其機組稱為耕地復(fù)式機組、播種復(fù)式機組。復(fù)式機組利用現(xiàn)有不同農(nóng)機具加以適當聯(lián)結(jié)與編制，機組中拖拉機與農(nóng)機具的型號以及作業(yè)項目和順序均可根據(jù)具體條件靈活地改變。為保證作業(yè)質(zhì)量，各農(nóng)機具的工作幅寬應(yīng)稍大于主要作業(yè)即復(fù)式機組的幅寬；為便于運動，通常采用工藝對稱式配置（縱向聯(lián)結(jié)）各農(nóng)機具。一、正確開展復(fù)式作業(yè)7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法一、正確開展復(fù)式作業(yè)如果作業(yè)間需要自然力對土壤或作物起作用而要求一定的時間間隔，則不宜采用復(fù)式作業(yè)。例如：華北區(qū)春季整地時為利于保墑應(yīng)采用復(fù)式作業(yè)；水田需曬垡時則不能采用耕—耙復(fù)式作業(yè)，低濕地上可采用耕—耙—播復(fù)式作業(yè)。（1）作業(yè)間允許沒有或者希望消除時間間隔在播前遇雨，地面稍有板結(jié)的特殊條件下，可采用釘齒耙—播—鎮(zhèn)復(fù)式作業(yè)，而一般條件則要求播前最后一次整地方向與播行呈一角度。（2）各作業(yè)所要求的方向相同。（3）有關(guān)作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)容許的速度范圍有部分重合有關(guān)作業(yè)的適耕條件能同時滿足，有利于保證或提高各作業(yè)的質(zhì)量，促進作物增產(chǎn)。正確開展復(fù)式作業(yè)應(yīng)具備的條件：7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法一、正確開展復(fù)式作業(yè)7/25/2023由于復(fù)式機組的比阻小于各單式機組比阻之和，可以降低作業(yè)的能源消耗；由于改善了拖拉機進行后序作業(yè)時的地面條件，減少了功率損失，提高了牽引效率；與相應(yīng)的單式機組的總和相比較，復(fù)式機組的生產(chǎn)率較高，而勞動消耗較低。運用復(fù)式機組完成一定的作業(yè)任務(wù)，可望減少農(nóng)機具的需要量，改善作業(yè)繁多季節(jié)的機群運用，特別是當機群中大型拖拉機所占比重較大時作用更為顯著。開展復(fù)式作業(yè)可以減少機組進地次數(shù)，避免拖拉機在前序作業(yè)后的地面上行走，有利于減少對土壤的壓碾或減輕輪轍影響。大多數(shù)情況下，復(fù)式機組對土壤的壓碾較單式機組的總和輕。第四節(jié)機組編制的原則和方法一、正確開展復(fù)式作業(yè)7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法二、正確適宜的作業(yè)速度懸掛式、半懸掛式及自走式機組的幅寬基本上是不變的，這類機組的編制主要是確定適宜的速度。在懸掛式、半懸掛式農(nóng)機具設(shè)計時，已考慮到其質(zhì)量、幅寬及在機組中的配置位置，要與相應(yīng)的拖拉機及其液力懸掛系統(tǒng)適當配合；自走式機組的幅寬是按農(nóng)機具作業(yè)能力及生產(chǎn)條件確定的，如聯(lián)合收獲機的幅寬即考慮了脫離滾筒的喂入能力與作物產(chǎn)量水平，通常要求滿幅作業(yè)；由動力驅(qū)動的農(nóng)機具要求與相應(yīng)拖拉機的動力輸出裝置相匹配，其作業(yè)質(zhì)量通常與作業(yè)速度有較密切的關(guān)系，例如旋耕機、莖稈粉碎機等。特別是各種氣流式精量播種機，其播種量與作業(yè)速度有較嚴格的關(guān)系。7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法二、正確適宜的作業(yè)速度7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法三、合理利用機組動力性能對于作業(yè)比阻較大而速度范圍較寬的作業(yè)，如耕地、深松，機組有可能選擇適宜的速度和幅寬，編組時應(yīng)爭取合理利用機組的動力性能，以提高機組生產(chǎn)率，降低能源消耗與作業(yè)成本。機組編制的準則是選樣牽引效率、功率利用率和時間利用因數(shù)的乘積較高的組合。這類作業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中耗能較多的，固此，搞好其機組編制，常是機組操作者和機群管理人員十分重視的環(huán)節(jié)。為了在幾種速檔和幅寬的組合中選優(yōu)，可以采用試驗和計算的方法。在缺乏試驗的情況下，編組計算所用的數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能考慮當時當?shù)氐臈l件，否則計算結(jié)果將脫離實際。7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法三、合理利用機組動力性能mm′如果是復(fù)式機組，其值為各種農(nóng)機具與聯(lián)結(jié)器每米幅寬質(zhì)量之和7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法三、合理利用機組動力性能7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法三、合理利用機組動力性能7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法四、減少農(nóng)機具的需要量農(nóng)機具的作業(yè)時間較短，機組編制應(yīng)充分考慮到農(nóng)機具生產(chǎn)率，即機組內(nèi)每臺農(nóng)機具的小時作業(yè)量。在作業(yè)任務(wù)量一定的情況下，機組生產(chǎn)率高的編組，其農(nóng)機具生產(chǎn)率不一定高于其它編組方案。尤其是多臺或?qū)挿臋C組，拖拉機小時生產(chǎn)率高而農(nóng)機具小時生產(chǎn)率卻低于單臺或窄幅機組。在季節(jié)內(nèi)只有某作業(yè)2～3個班次作業(yè)量的情況下，通常采用單臺農(nóng)機具編制的機組，可以減少農(nóng)機具檢修工作，減少農(nóng)機具配備，這時，不必將動力性能合理利用作為評價的主要依據(jù)。7/25/2023第四節(jié)機組編制的原則和方法四、減少農(nóng)機具的需要量從機組作業(yè)成本來分析編組方案,可看出：完成一定的作業(yè)量，釆用機組生產(chǎn)率較高的編組，可以減少拖拉機作業(yè)的班次數(shù)，減少拖拉機保養(yǎng)費用；采用農(nóng)機具生產(chǎn)率較高的編組，則可以減少農(nóng)機具的準備工作和農(nóng)機具維修費用。不論何種編組，拖拉機的總作業(yè)量是相同的，如果按作業(yè)量提取折舊或修理提存，則折舊費與修理費也大體相同，若按工作小時提取，則機組生產(chǎn)率較高的編組相對節(jié)省。農(nóng)機具零件的磨損量基本上相同，為作業(yè)所必須的運輸、供應(yīng)與工藝服務(wù)的工作量也大體用同。7/25/2023第五節(jié)機群運用指標機群運用主要是使拖拉機農(nóng)忙時能滿足有關(guān)作業(yè)需要，農(nóng)閑時能綜合利用于運輸或固定作業(yè)等。機群運用的重點是提高拖拉機的利用率。為了評價機群的運用效果，首先介紹一些術(shù)浯：標準臺、標準公頃、拖拉機標定功率年作業(yè)量。標準臺：機群中實有的拖拉機臺數(shù)經(jīng)統(tǒng)一標準折算成標準臺數(shù)，以便于計量和比較。在茬地上能發(fā)出11kw（15馬力）牽引功率的拖拉機算為1標準臺。例如：在茬地上牽引功率為22kW、26.4kW、33kW以及5.6kW的拖拉機，分別折為2、2.4、3以及0.5標準臺，依此類推。7/25/2023第五節(jié)機群運用指標標準公頃：耕地機組在地勢平坦、土壤比阻為4.9N/cm2的茬地上，以耕深為20～22cm作業(yè)，每耕地1公頃則定為1標準公頃。據(jù)此，每米幅寬的阻力約為9810～10791N，則每標準公頃的牽引機械能消耗為即每作業(yè)1標準公頃消耗的牽引機械能量約為28.6kW.h。若按牽引效率為0.68折算，則每1標準公頃消耗發(fā)動機有效機械能量約為42kW.h。采用折合系數(shù)將其它作業(yè)的作業(yè)量折合成標準公頃。各作業(yè)的折合因數(shù)由農(nóng)機主管部門頒布和修訂。7/25/2023第五節(jié)機群運用指標有些作業(yè)如推土、平地、抽水等，其作業(yè)量實測較復(fù)雜，實際工作中通常按小時計量。采用小時計量簡便易行，所以許多國家都把各種機器的年工作小時數(shù)作為必要的統(tǒng)計指標。英國有所謂的“標準拖拉機小時”的概念，即以發(fā)動機做有效功28kW.h為1標準拖拉機小時，并認為若企業(yè)年需要800標準拖拉機小時則只需配備1臺22.8～33kW的拖拉機，但追加的每臺中小型拖拉機則可承擔1200h的工作量。我國某些地區(qū)的調(diào)查表明，田間作業(yè)的拖拉機年均作業(yè)700～1000h，兼做運輸?shù)目蛇_1400～1600h，少數(shù)拖拉機年作業(yè)可達2500h以上。7/25/2023