Совершенствование методов и технических средств для определения показателей состояния почвы при испытаниях почвообрабатывающих машин

• Автор: Нугманова, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 157 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ методов и технических средств определения показателей состояния почвы

1.1.1. Показатели характеристики почвы до обработки

1.1.2. Показатели качества рыхления почвы рабочими органами почвообрабатывающих машин

1.1.3. Методы и устройства для определения твердости почвы.

1.1.4. Факторы, влияющие на показания при измерении твердости

1.1.5. Методы и устройства для отбора проб почвы.

1.2. Обзор литературы по опенке неоднородности почвенного покрова

1.2.1. Методы оценки неоднородности почвенного покрова.

1.2.2. Методы измерения глубины гумусового горизонта.

ЕЗ. Выводы.
1.4. Цель и задачи исследований
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТОЯНИЯ ПОЧВЫ.
2.1. Метод оценки качества рыхления почвы рабочими органами почвообрабатывающих машин
2.2. Метод определения твердости почвы.
2.3. Метод определения глубины гумусового горизонта
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ
ПОЧВЫ И ПРИБОРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ ГУМУСОВОГО ГОРИЗОНТА.
З.Е Обоснование конструкции устройства для определения твердости
3 . Обоснование оптимального соотношения диаметра плунжера
и диаметра наконечника.
3.1.2. Обоснование минимального расстояния между плунжерами
3.2. Обоснование конструкции прибора для измерения глубины гумусового горизонта
3.2.1. Определение влияния углов установки прибора на ошибку
измерения
3.3. Выводы.
4. ТЕХ1ИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ IЮКАЗАТЕЛЕЙ
СОСТОЯНИЯ ПОЧВЫ
4.1. Устройство для определения твердости почвы.
4.2. Определение ошибки измерения устройства для определения твердости почвы.
4.3. Прибор для измерения глубины гумусового горизонта
4.4. Определение ошибки прибора для измерения глубины гумусового горизонта.
4.5. Приспособление для отбора проб почвы с глубины до 1 м
5. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Программа экспериментальных исследований.
5.2. Методика определения твердости почвы при различной глубине гумусового горизонта
5.3. Методика исследований по обоснованию конструктивных и рабочих
параметров устройства для определения твердости почвы.
5.3.1. Методика определения зависимости удельного сопротивления почвы от диаметра наконечника и скорости его погружения,
5.3.2. Методика определения минимальною расстояния между плунжерами,.
5.3.3. Тарировка технических средств экспериментальных исследований
5.4. Методика проведения лабораторнополевых испытаний
разработанных устройств
5.4.1. Лабораторные сравнительные испытания твердомера Ревякина и предлагаемою устройства.
5.4.2. Оценки качества рыхления почвы при испытании
рабочею органа плугарыхлителя
5.4.3. Сравнительные полевые испытания прибора для измерения глубины гумусового горизонта.
5.4.4. Сравнительные полевые испытания приспособления для отбора проб почвы.
6. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Результаты определения зависимости твердости почвы от глубины
гумусового горизонта
6.2. Результаты исследований по обоснованию конструкции устройства для определения твердости почвы.
6.2.1. Результаты определения зависимости удельного сопротивления
почвы от скорости погружения плунжера.
6.2.2. Результаты определения зависимости удельною сопротивления
почвы от диаметра наконечника.
6.2.3. Результаты определения минимального расстояния
между плунжерами.
6.3. Результаты проведения лабораторнонолевых испытаний
разработанных устройств
6.3.1. Результаты сравнительных испытаний твердомера Ревякина и предлагаемого устройства для определения твердости почвы
6.3.2. Результаты проведения оценки качества рыхления почвы
при испытании рабочего органа плугарыхлителя
6.3.3. Результаты сравнительных полевых испытаний прибора для измерения глубины гумусового горизон та.
6.3.4. Результаты сравнительных полевых испытаний приспособления для отбора проб почвы
6.4. Выводы.
7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
7.1. Расчет экономической эффективности применения метода оценки качества рыхления почвы при испытаниях почвообрабатывающих машин.
7.1.1. Расчет стоимости изготовления устройства для определения твердости почвы
7.1.2. Расчел эксплуатационных затрат на 1 испытание
почвообрабатывающей машины
7.2. Расчет экономической эффективности от применения прибора
для измерения глубины гумусового горизонта
7.3. Расчет экономической эффективности от применения приспособления для отбора проб почвы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


И. 8 для характеристики физикомеханических свойств почвы считает достаточным определение влажности и плотности, а Медведев В. В. еще и механического состава. Кин Б. А. отмечает, что работа орудий в наибольшей степени зависит от показателя пластичности. Горячкин В. П. за показатели условий работы почвообрабатывающих орудий рекомендовал использовать рельеф поля, состояние растений и сорняков, влажность, удельный и объемный вес, коэффициент трения, прочность и механический состав почвы. Цымбал А. Г. 2 предлагает оценивать состояние почвы как предмета обработки по прочности и фрикционным свойствам. Анализ приведенных работ показывает, что, оценивая почву как объект дщ обработки, многие ученые не пришли к единому мнению относительно свойств, влияющих на процесс обработки почвы. Тем не менее, при большом разнообразии подходов к определению свойств почвы как объекта для обработки, из всех них при испытаниях почвообрабатывающих машин и орудий для огражения ее исходного состояния определяют только агрегатный состав, твердость и влажность. В настоящее время методы определения условий испытаний устанавливает ГОСТ 5 , согласно которому проводят не более пяти замеров показателей на участке. Го ГОСТ 5 по агрегатному составу почву делят на следующие фракции крупные глыбы размером более 0 мм, средние глыбы ,1. При этом используют ситовый метод с просеиванием почвы через колонку сит. Широко используемый практически во всех исследованиях и испытаниях важный показатель влажность. По ГОСТ 5 влажность определяют любым известным способом, погрешность измерения которого не превышает 1. При испытаниях почвообрабатывающих машин отбор проб производят на глубине обработки через каждые см, при необходимости через 5 см. При специальных испытаниях пробы на влажность мерзлых фунтов следует отбирать в стенке шурфа специальным ножом, которым делают бороздку и соскабливают мерзлый грунт тонким и ровным слоем через см по глубине шурфа. Существует ряд методов определения влажности почвы весовой, ареометрический, электрометрические основанные на использовании зависимости между влажностью почвы и се электросопротивлением, а также электропроводности помещаемых в почву приборов, термометрические с использованием тепловых влагомеров, для измерения теплофизической характеристики почвы, также зависящей от влажности. Известны также радиометрические методы с использованием излучения и тензиометричсские с использованием тензиометров для определения всасывающего давления в почве, являющейся функцией влажности почвы. Наиболее распространенным методом является метод высушивания, при котором устанавливают потери массы навески почвы после ее высушивания . Твердость почвы одна из наиболее важных характеристик состояния почвы. Твердость определяет сопротивление, оказываемое почвой внедрению в нее деформатора. Среднее значение твердости подсчитывается как среднее по всем слоям. Процесс вдавливания деформатора в почву многие исследователи относят к сжатию с ограниченной возможностью бокового расширения , . При сжатии почвы штампом с увеличением нагрузки частицы под штампом уплотняются и выдавливаются изпод него. Наблюдается образование уплотненной конусообразной зоны, основанием которой служит поверхность штампа, так называемого уплотненного ядра. Уплотненное ядро в дальнейшем воздействует на частицы почвы, с образованием его частицы почв движутся устойчиво около штампа, сжимающее усилие при дальнейшем погружении штампа в почву не увеличивается. Если рассмалривать диаграммы зависимости твердости почвы от глубины, то они имеют следующий вид рис. На пей можно выделить следующие характерные участки. I участок характеризуется почти линейным увеличением силы Р. В это время под наконечником происходит упругое деформирование почвы в вертикальном направлении. Для II участка характерен замедленный рост сопротивления и образование под наконечником конусообразного нароста из сильно уплотненной почвы. III участок характеризуется увеличением сопротивления при встрече с подпахотным горизонтом. Рассмотренная твердограмма характерна для однородной почвы при изучении пахотного горизонта.