机械工程材料教材

定义:人们利用机械提升重物时，做的功中用来提升重物所必须做的功。

定义:人们使用机械实际用的力与这一力在机械上的作用点移动距离的乘积，即W总=Fs.

定义:人们利用机械提升重物时所做的功中，用来克服摩擦阻力和机械自重而做的功。W额=W总-w有用

定义:有用功跟总功的比值叫机械效率。用η表示:η=w有用/w总功×100%。

现实生活中机械效率η永远小于1，它标志着一台机械性能的好坏。

农田建筑设机械用于平整土地、修筑梯田和台田、开挖沟渠、敷设管道和开凿水井等农田建设的施工机械。其中推土机、平地机、铲运机、挖掘机(见挖掘机械)、装载机(见单斗装载机)和凿岩机等土、石方机械，与道路和建筑工程用的同类机械基本相同，但大多数(凿岩机除外)与农用拖拉机配套使用，挂接方便，以提高动力的利用率。其他农田建设机械主要有开沟机、鼠道犁、铲抛机、水井钻机等。

铧式开沟机

它的工作部件是带有犁铧式切土部件的开沟犁体，由拖拉机牵引，一次行程即可完成开沟作业，生产率较高，但牵引阻力大，须与大功率拖拉机配套，适用于较小沟渠的开挖作业。

旋转开沟机

用旋转的铣抛盘铣切并抛掷土壤，可与中等功率的拖拉机配套使用，经一次或多次行程完成开沟作业。其作业速度低，一般为50~400米/小时，因而配套拖拉机需要备有或附加超低速档，单元土方量的能耗大于铧式开沟机。它适用于大型沟渠的开挖作业。

鼠道犁

工作部件为类似炮弹形的锥端圆柱体，带有立柱和牵引装置，由拖拉机牵引在农田中开挖排水暗渠。

开沟埋管机

能在一次行程中完成开沟、埋管、覆土和压实等项作业。

铲抛机

由挖土铲将土铲起后送往抛土部件，带抛土板的旋转圆盘式或向上倾斜的环形胶带式抛土部件将土壤向一侧横向抛掷，抛土距离可达15~18米，可用于修筑梯田和开挖沟渠等项土方运移作业。

水井钻机

有回转式、冲击式和复合式 3大类。回转式应用较广，它由钻进装置和循环洗井装置两部分组成。钻进装置包括转盘、钻杆、钻头和驱动装置，可根据不同的岩层选用不同的钻头。循环洗井装置用以在钻进的同时将钻下的岩屑排出井外，可根据需要选用不同的类型。冲击式钻机是使上下往复运动的钻头冲击、破碎岩层，可用于较硬岩层和卵石层的钻井作业，但岩屑的清除与钻进不能同时进行，因而工效较低，一般用于 250米以内浅井的开凿。复合式钻机是在回转式钻机上加装冲击机构，以回转钻进为主，当遇到卵石层时用冲击钻进通过，因而适应性较强。

铲抛机

能连续铲土并横向抛土的农田建设机械。用于修筑梯田、开挖沟渠等作业。按其抛土工作部件的类型有圆盘式和带式两种。

圆盘式铲抛机按其配置在拖拉机上的位置有前置式和后置式两种。前置式铲抛机能自行开道，对复杂地形的适应能力较强。但结构较复杂，抛出的土流影响驾驶员的视野，并使作业条件恶化，多用于修筑陡坡梯田和开筑环山通道。后置式铲抛机结构简单，作业条件较好，但对陡坡的适应性差，不能自行开道，多用于修筑缓坡梯田。一般由机架、起土铲、弧形集土板、抛土圆盘和传动装置等组成(图1)。作业时，铲刃与地面成15°~35°的切土角线，将土方铲起，并集送至抛土圆盘下方的弧形集土板上。抛土圆盘由拖拉机动力输出轴经万向轴和变速箱驱动旋转，在圆盘上抛土叶片的抛送和圆盘旋转的离心力作用下，将集土板上的土方沿切方向抛出。叶片末端线速度8~14米/秒，抛土距离5~15米。抛土圆盘的转动方向可以改变，使来回行程都朝同一方向抛土。这种机械的结构紧凑，成本低，但抛土时冲击负荷较大。铲抛单位土方量的功率消耗为0.1~0.2千瓦小时/米。

带式铲抛机悬挂在拖拉机后部，由起土铲、纵向升运链、横向抛土胶带和机架、传动装置等组成(图 2)。升运链和抛土胶带的驱动轮均由拖拉机动力输出轴驱动。作业时，由起土铲铲起的土壤经倾斜向上的链板式纵向升运链送到后面的横向抛土胶带上，抛土胶带以7~15米/秒的可调线速度横向输送土壤，并在一侧以50°的抛土角抛出。最大抛土距离为10~18米。这种机械对各种土壤的适应性较强，抛土部件冲击负荷小，抛土较集中，综合利用性能好;经局部改装还可用作马铃薯收获机和扬场机。