автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование метода и технических средств для горизонтального измерения твердости почвы при внедрении технологии координатного земледелия

На правах рукописи

Васильев Сергей Иванов!

□ОЗОВ2413

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПОЧВЫ ПРИ ВНЕДРЕНИИ ТЕХНОЛОГИИ КООРДИНАТНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

Специальность 05 20 01 - технологии и средства механизации

сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пенза-2007

003062413

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА»)

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Нугманов Сергей Семенович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кухмазов Кухмаз Зейдулаевич

кандидат технических наук, доцент Жистин Евгений Алексеевич

Ведущая организация: Федеральное государственное учреждение

«Поволжская государственная зональная машиноиспытательная станция»

Защита состоится «18» мая 2007 г в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 220 053 02 при ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу 440014, г Пенза, ул Ботаническая, 30, ауд 3246

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Автореферат разослан «18» апреля 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ' Уханов А П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проведение агротехнических мероприятий в современном сельском хозяйстве производится без точного изучения исходного состояния почвы твердости, влажности и т д Это приводит зачастую к переуплотнению почвы, нарушению ее структуры, потере влаги, а также перерасходу ТСМ и удобрений, так как в этом случае не учитывается неоднородность участка почвы

В настоящее время в мировом сельском хозяйстве активное развитие получают технологии точного и координатного земледелия, при использовании которых производится индивидуальный подход к обработке небольших отдельных участков поля в зависимости от их исходного состояния

Развитие и внедрение данных технологий требует опережающего развития и совершенствования методов и технических средств, позволяющих производить массовые измерения свойств почвы непосредственно при работе сельскохозяйственных агрегатов, а также позволяющих составлять карты распределения твердости по площади участка почвы

Существующие на данное время методы и технические средства для определения твердости почвы либо не позволяют эффективно применять технологии координатного земледелия (так как требуют высоких затрат ручного труда и времени), либо обладают низкой достоверностью результатов измерений

Кроме этого, при проведении испытаний сельскохозяйственных машин и полевых опытов, особые требования предъявляются к однородности почвенного участка При этом оценка однородности участка поля является одной из самых трудоемких и длительных подготовительных мероприятий Как правило, в этом случае, пользуются рекогносцировочным посевом, на проведение которого затрачивается около года времени, тогда как внедрение технологий координатного земледелия требует быстрого получения результатов массовых измерений однородности почвы и построения карты земельного участка

Таким образом, актуальной задачей для аграрного производства является совершенствование методов и технических средств позволяющих обеспечить непрерывное послойное измерение твердости почвы и тем самым эффективно применять технологии координатного земледелия

Работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА»

Цель исследования Совершенствование метода и технических средств для горизонтального измерения твердости почвы при внедрении технологии координатного земледелия

Объект исследования. Процесс взаимодействия почвы с рабочими органами твердомеров при горизонтальном измерении ее твердости в пахотном слое

Предмет исследования. Параметры процесса взаимодействия почвы с рабочими органами твердомеров и факторы, определяющие точность и достоверность результатов измерений

Научная новизна. Конструктивные схемы устройств для горизонтального измерения твердости почвы, позволяющие повысить точность и достоверность результатов измерений твердости почвы, Аналитические зависимости, раскрывающие механизм взаимодействия почвы с рабочими органами твердомера, Параметры рабочих органов твердомера, являющиеся специфическими для процесса горизонтального измерения твердости

Новизна конструктивных решений подтверждается положительным решением о выдаче патента на изобретение «Устройство для непрерывного измерения твердости почвы» [Заявка № 2005139670/28(044231)]

Практическая ценность работы заключается в разработке устройства, позволяющего производить горизонтальное непрерывное измерение твердости почвы одновременно в нескольких слоях, применение которого совместно с измерительным комплексом позволяет производить массовые измерения твердости почвы, и тем самым эффективно использовать технологии координатного земледелия, и снизить затраты труда и времени на проведение измерений и составление карт твердости почвы

Достоверность результатов исследований подтверждается лабораторными и полевыми опытами по определению твердости почвы с использованием твердомеров конструкции Ревякина и других контрольно-измерительных приборов, а также актами испытаний

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы для построения карты твердости почвы участка поля ФГУ «Поволжская МИС», а также для разработки устройства для горизонтального непрерывного измерения твердости почвы

Апробация работы. Основанные результаты исследований доложены и одобрены на научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Самарской ГСХА» (2003 - 2006 гг ), ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2006 г)

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 1 работа без соавторов, 1 работа в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ Общий объем 2,13 п л , из них автору принадлежит 1,13 пл

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 125 наименований и приложения Диссертация изложена на 167 с , содержит 5 табл , 55 рис и 12 с приложения

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1 Теоретическое обоснование конструктивных и рабочих параметров устройств для горизонтального измерения твердости почвы

2 Конструктивные схемы устройств для горизонтального непрерывного измерения твердости почвы

3 Результаты лабораторных и полевых исследований разработанных устройств для горизонтального измерения твердости почвы (твердомеров)

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и необходимость ее разработки, изложена общая характеристика работы, цель и задачи исследований, научные положение выносимые на защиту

В нервом разделе «Состояние проблемы и задачи исспедования» проведен обзор показателей наиболее полно характеризующих физическое состояние почвы, а также проведен анализ существующих методов и технических средств для определения твердости почвы Сформулированы цель и задачи исследований

Для характеристики физико-механического состояния почвы применяется множество показателей, наиболее весомым, среди которых, считается твердость При этом известно, что твердость почвы не остается постоянной и варьирует в широком пределе даже в пределах одного поля

В настоящее время активное развитие получают технологии координатного земледелия, позволяющие проводить мониторинг отдельных участков поля Однако для эффективного применения данных технологий необходимо совершенствовать методы и технические средства позволяющие проводить горизонтальное непрерывное измерение твердости почвы, так как использование имеющихся технических средств для этой цели, приводит к возрастанию трудоемкости работ и возникновению погрешностей измерений

Большой вклад в решение проблем земледельческой механики внесли В П Горячкин, В А Желиговский, Г Н Синеоков, И Б Ревут, Н И Кленин, М Н Мацепуро, А К Кострицин, В В Коцыгин, А X Пигулевский, М Н Ле-тошнев и другие ученые

На основе проведенного обзора и анализа состояния проблемы и в соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие основные задачи исследования:

- выявить особенности технологического процесса горизонтального измерения твердости почвы,

- теоретически изучить закономерности и обосновать параметры процесса взаимодействия почвы с рабочими органами твердомеров горизонтального действия, выявить факторы, определяющие точность и достоверность измерений,

- разработать и обосновать конструктивную схему устройства (твердомера) обеспечивающую возможность горизонтального послойного измерения твердости почвы, с возможно большей точностью и достоверностью результатов измерений,

- на основе разработанной конструктивной схемы создать устройства для горизонтального измерения твердости почвы,

- выполнить экспериментальные исследования с целью проверки результатов теоретических исследований и обоснования конструктивных параметров и режимов работы разработанного твердомера, а также полевые сравнительные исследования данного твердомера с твердомером Ревякина,

- провести экономическое обоснование результатов исследований

Во втором разделе «Программа и общая методика исследований» приводится полная программа теоретических и экспериментальных исследований, проводимых в соответствии с поставленной целью и задачами исследований

В данной работе планируется комплексное решение поставленных задач Исследование ведется параллельно теоретическими и экспериментальными методами При проведении исследований используются как общенаучные методы, так и частные методики, разработанные автором

В третьем разделе «Теоретическое обоснование конструктивно-технологических схем твердомеров, и геометрических параметров его конструктивных элементов» приведено теоретическое обоснование параметров конструктивной схемы твердомера горизонтального действия и обоснование параметров применяемого, в предлагаемом твердомере, наконечника

Перед наконечником, при его движении образуется уплотненное почвенное ядро конической формы (рисунок 1)

Для обоснования параметров применяемого наконечника необходимо изучить параметры уплотненного почвенного ядра, главным из которых, является угол при вершине конуса Для этого используем теорию прочности Кулона—Мора

т = с + Щфв=с + ^вгмПа (1)

где с - напряжение сцепления, Па, а - нормальное напряжение, Па, /„ - коэффициент внутреннего трения, <рв — угол внутреннего трения почвы

Уплотненное почвенное ядро

Зона уплотнения почвы Рисунок 1 — Схема уплотненного почвенного ядра с нормальными напряжениями

Угол конусности уплотненного ядра почвы определяется углом разрушения пласта почвы при воздействии деформатора, и определяется выражением

>9 = 90°-ог0=45°--^, (2)

где а0 — угол между вектором главного напряжения и плоскостью разрушения почвы, град, (рв - угол внутреннего трения почвы, град

В итоге получаем угол при вершине почвенного уплотненного ядра

Го

■ 90° —агсът-

ЗИпПвтр{\ + ^) + 2с

(3)

где 3 - коэффициент объемного смятия, Н/см3, Ивтр - глубина расположения рассматриваемой точки, м, // — параметр зависящий от вида и состояния почвы, коэффициент бокового давления

Рассмотрим три случая взаимодействия почвы с внедряемыми наконечниками в зависимости от соотношения их параметров а < уо, а = у0, а > у0

На рисунке 2 а, представлен случай, когда угол при вершине наконечника а меньше угла у0 В этом случае образования уплотненного почвенного ядра не происходит При движении такого наконечника происходит расклинивание пласта почвы с образованием уплотненной зоны по периферии наконечника, почва, при этом, просто скользит по рабочей поверхности наконечника При этом усилие, требуемое на внедрение наконечника, в большей степени зависит от коэффициента трения почвы по металлу, и при изменении параметров состояния почвы, вариация величины сопротивления почвы движению наконечника будет различной

пчотненнсч. почвенное ядро

\

Рисунок 2-Схема взаимодействия почвы с наконечниками, в зависимости от их угла при

вершине

На рисунке 2 б, представлен случай, когда а > у0, в этом случае на рабочей поверхности наконечника (даже притом, что она имеет коническую форму) образуется уплотненное почвенное ядро, которое непосредственно взаимодействует с почвой

В третьем случае, когда а = у0 образование почвенного уплотненного ядра, также как и в первом случае, не происходит, но процесс находится в граничных условиях В данном случае происходит одновременное смятие почвы и расклинивание Причем, так как угол у0 не остается постоянным даже в пределах одного поля, вследствие варьирования твердости и влажности почвы, то уплотненное ядро периодически будет образовываться, а затем разрушаться, это явление, в свою очередь, вызовет большую погрешность измерения и несопоставимость получаемых данных

Таким образом, для получения наиболее достоверных и точных данных, при измерении твердости почвы, рекомендуется использовать наконечник с углом конуса равным 180° (плоский)

Далее определим силу, действующую на наконечник со стороны почвы, при его горизонтальном движении Данная сила Рн, образуется вследствие воздействия на фронтальную поверхность наконечника главного напряжения а, (рисунок 1), определяемого по выражению (4)

(Тх = 5 И/, МПа, (4)

где <5 — коэффициент объемного смятия, Н/см3, /г„ - глубина расположения рассматриваемой точки, м, ¡.I - параметр зависящий от вида и состояния почвы

Тогда сила, действующая на наконечник со стороны почвы, определится выражением

Р„ = - Н (5)

где 5„ - площадь основания наконечника, м2

Таким образом, усилие, воздействующее на наконечник, определим по формуле

Л, = ЛЛ„

7в1„

,Н

(6)

где е/„ — диаметр наконечника, м

Основными параметрами конструктивной схемы разрабатываемого твердомера являются параметры силовой стойки (корпуса), наконечника, плунжеров и их размещение относительно друг друга и корпуса

На рисунке 3 и рисунке 4 показан механизм взаимодействия почвы с плунжером и возникающими, вследствие этого, нагрузками

Осыпаясь на плунжер, почва воздействует на его верхнюю и боковую поверхности (активные поверхности) вызывая возникновение силы трения Дуга окружности, охватывающая активную поверхность, выражается углом а

ПочСа

Плунжер

Сбивавши грпсщюипгйо (качал)

Рисунок 3 — Схема взаимодействия почвы Рисунок 4 - Схема образования активной

с плунжером поверхности плунжера

Площадь активной поверхности, таким образом, будет определяться выражением

= 7Г <■/ -!-(/!-

" зьо

ё

(7)

где с1„ — диаметр плунжера, м, а — угол сектора активной поверхности, град, /г -геометрическая длина плунжера, м, ускорение свободного падения, м/с2 (9,8 м/с2), V — скорость поступательного перемещения плунжера, м/с

Сила трения, какого либо материала о поверхность другого определяется по формуле

Ртр = Ф,Н (8)

где N - нормальная сила, действующая на поверхность плунжера, (Н),/ = tg <р — коэффициент трения

Тогда сила трения равна

360 V £ 2 2

Общее усилие Л, измеряемое твердомером, будет равно сумме всех сил, действующих на плунжер и наконечник

* = Ри+Ртр,Н (10)

я = /ж/» -^-х/ч«2с45" -Ъ+2^?(45 -т-)]+

360 V ? 2 2

(П)

+ 5/,/-^- II

4

Для обоснования параметров конструктивной схемы это выражение ценно тем, что оно позволяет определить процентное значение влияния силы трения на достоверность измерения, и сделать вывод о методе конструктивного исполнения плунжера Данный коэффициент можно получить по формуле

Рт

к = (12)

Тогда получаем

— Д/---

360 У £ 2 2 4

где р - плотность почвы, г/см3

По предварительным расчетам погрешность составляет около 30% Из этого следует вывод, что прн горизонтальном измерении твердости почвы использовать открытый плунжер нецелесообразно, вследствие возникающих погрешностей Таким образом, конструктивная схема разрабатываемого твердомера должна предотвращать контакт почвы с плунжером

Плунжер можно расположить внутри корпуса твердомера, либо сделать его выносным, но при этом закрыть кожухом

При выносном расположении плунжера необходимо определить его минимальную длину, с учетом уплотненной зоны почвы (рисунок 5) Если наконечник будет находится в этой зоне или контактировать с ней, то показания прибора будут существенно искажены

Почйенное ядро Плунжер с наконечником

Рисунок 5 — Схема взаимодействия почвы с плунжеров в зоне уплотнения

Из этого следует, что должно выполняться условие условию ¿,, > X,

Формула для определения минимальной длины плунжера имеет вид

Ъ

218

45°

1 Л/*.„(!-£)

5И/квтр{\ + ^) + 2с

, и

(14)

В результате проведенных теоретических исследований был изучен механизм взаимодействия почвы с движущимся наконечником Обоснованы параметры наконечника и конструктивная схема твердомера горизонтального действия Обоснована необходимость использования плунжера с наконечником и неэффективность применения ножевидных деформаторов При горизонтальном измерении твердости почвы необходимо плунжер защищать от контакта с почвой, размещая его в полости корпуса или используя защитный корпус

В четвертом разделе «Методики и технические средства экспериментальных исаедований» изложены цели, задачи, общие и частные методики лабораторных и полевых исследований, описание лабораторных установок и принципа их действия, а также задаваемые и изучаемые параметры

Программа исследований включала пабораторные иссчедования по обоснованию геометрических параметров и режимов работы устройств для горизонтального измерения твердости почвы, а также факторов оказывающих наибольшее влияние на точность и достоверность результатов измерений, и сравнительные почевые испытания разработанных устройств для измерения твердости почвы

Исследования по обоснованию параметров наконечника проводились на лабораторной установке в два этапа На первом этапе проводились исследования по определению параметров уплотненного почвенного ядра Опыты проводились на лабораторной установке, дающей возможность визуального наблюдения и регистрации параметров почвенного ядра На втором этапе для установления зависимости точности и достоверности горизонтального определения твердости почвы от геометрических параметров наконечника твердомера был проведен многофакторный эксперимент с участием трех факторов

Исследуемыми факторами являлись XI — диаметр основания наконечника, мм, Х2 — угол при вершине наконечника, град , ХЗ — скорость движения наконечника, м/с

Испытания проводились на среднесуглинистой черноземной почве, уложенной в почвенный канал и равномерно утрамбованной до требуемого уровня плотности

Исходя из анализа литературных источников, были выбраны оптимальные границы варьирования влияющих факторов (таблица 1)

Табчица 1 — Матрица распределения значений факторов эксперимента

Уровни варьирования фактора Код обозначения Код фактора

XI Х2 ХЗ

Основной 0 11 20 0,25

Первый 1 16 25 0,5

Второй 2 20 30 1

Третий 3 23 35 1,5

Четвертый 4 — 40 —

Пятый 5 — 60 —

Шестой 6 — 80 —

Седьмой 7 — 100 —

Восьмой 8 — 120 —

Девятый 9 — 140 —

Десятый 10 — 160 —

Одиннадцатый 11 — 180 —

Между опытами производился контроль уровня твердости и влажности почвы Средняя влажность почвы составляла 21 %

Опыты проводились на среднесуглинистой черноземной почве Фактор XI имеет четыре уровня, что соответствует четырем уровням площади основания, соответственно равным 1, 2, 3, и 4 см2

Фактор Х2 имеет неравномерный шаг, вследствие того, что в теоретических исследованиях установлен механизм взаимодействия почвы с наконечником, от угла при его вершине В результате этого установлены шаги фактора в диапазоне 20" 40° -5°, 40° 180°-20е

Фактор ХЗ — определяющий скорость движения наконечника имеет четыре уровня, соответствующих результатам предварительных опытов

Для испытания разработанного твердомера горизонтального действия были проведены полевые опыты

- сравнительный эксперимент предлагаемого твердомера,

- эксперимент по обоснованию оптимальных режимов работы данного твердомера,

- эксперимент с целью построения карты твердости участка поля

На рисунке 6 представлен общий еид разработанного и испытуемого твердомера, на рисункс 7 представлена технологическая схема работы предлагаемого твердомера с Измерительным комплексом.

Особенностью конструктивной схемы предлагаемого твердомера является то, что плунжеры с наконечниками размещены внутри корпуса твердомера и контактируют с почвой не напрямую, а через упругую мембрану, что позволяет исключить влияние сил трения на результаты измерения и тем самым значительно повысить их достоверность, а также позволяет разместить несколько наконечников на любом возможном рассгоянии между собой, так как исключается их взаимное влияние друг на друга приводящее к возникновению дополнительных погрешностей.

Л

Бортовой компьютер или ноутбук

Рисунок 6 - Общий вид твердомера: / -■ корпус: 2 - задняя крышка; 3 - мембрана: 4 - передняя крышка: J - наконечник; 6 - втулка; 7 - тензоме-трическая балка; 8 - плунжер

Рисунок 7 - Технологическая схема работы предлагаемого твердомера с измерительным комплексом

Твердомер состоит из рамы I. задней крышки 2. мембраны 3, исключающей контакт почвы с наконечником, передней крышки 4 поддерживающей мембрану 3, наконечника 5 установленного на плунжере 8, который фиксируется во втулке б, и тензометр и ческой балки 7 закрепленной на корпусе 1,

Опыты проводились совместно с представителями Поволжской зональной машиноиспытательной станцией, с применением их оборудования АЦПУ с блоком фильтрации и компьютер (ноутбук), которые вместе с разработанным твердомером составляют измерительную цепь

Сравнительные испытания данного твердомера с твердомером Ревякина, проводились на поле по фону яровой пшеницы «Кинельская 59», после обработки почвы культиватором Smaragd-9 Испытания проводились совместно с испьп аниями следоразрыхлителя

Сравнительные испытания проводились по трем фонам по исходной почве, по следу трактора МТЗ - 82 и по следу трактора со следоразрыхлителем

При проведении скоростных испытаний трактора с твердомером устанавливалось семь вариантов скоростей в диапазоне от 4 км/ч (1,11 м/с) до 16 км/ч (4,44 м/с), с шагом фактора равным 2 км/ч (0,56 м/с)

При проведении опыта с цепью построения карты твердости почвы, методика измерений была аналогична предыдущему случаю, при этом подготавливали участок почвы размером 200 х 500 м (размер участка устанавливался исходя из общепринятых в литературе данных для обеспечения необходимой точности), вешками обозначали полосы прохода твердомера, а также начало и конец полосы прохода

Фиксация данных производилась в интегрированном виде Результат фиксировался через каждые 20 м хода твердомера Расстояние между проходами также составляло 20 м

Перед каждыми опытами проводилось контрольное измерение твердости почвы с помощью твердомера Ревякина в трехкратной повторности

В пятом разделе «Результаты экспериментальных исследований» представлены основные результаты лабораторных и полевых исследований

Первый эксперимент заключался в визуальном определении степени деформации почвы в зависимости от параметров наконечника

Сравнивались наконечники трех основных форм конической, шарообразной и плоской

На рисунке 8 показана зависимость величины деформации почвы от угла при вершине наконечника

Из данных графиков прослеживается зависимость на возрастание деформации почвы от угла при вершине наконечника в интервале от 30° до 130° Далее происходит стабилизация функции, т к образуется устойчивое уплотненное ядро Экспериментальная зависимость описывается, в обоих случаях, параболической функцией

Теоретические и экспериментальные зависимости описываются сопоставимыми функциями с разницей значений менее 5 % Ход данного эксперимента представлены на рисунке 9 Уплотненная зона почвы (почвенное ядро) начинает образовываться при значении угла конуса от 45° и более, а при меньшем значении не образуется, происходит лишь расклинивании почвы

На основании этого можно сделать вывод, что для получения показаний, не зависящих от состояния почвы, тес наибольшей достоверностью, необходимо использовать наконечник с углом раскрытия находящимся в интервале 135° 180°

1011 ад ко

1111 ! .»-Г 70 —I-(- -4-)------| сирггич.

60 50 40

зо

20 I ^ ? ., _ л 0111_1| 1 ГС ЛЛГк. ■ (г * 17

10 '

30 45 60 75 40 105 120 135 150 165 18(1

усол, фал

Рисунок Я - Зависимость степени деформации Рисунок 9 - Определение зависимости

почвы треугольным наконечником деформации почвы от

от урла при его вершине угла при его вершине

В результате второго эксперимента (полнофакториого) получили очевидную тенденцию к снижению показаний прибора (отражающих твердость почвы) при увеличении диаметра основания наконечника. Скорость движения наконечника находилась н пределах от 0,25 до 1,50 м/с.

На рисункё 10 приведены графики зависимости показаний прибора (значения твердости почвы) от угла при вершине наконечника в сравнении со значениями полученными твердомером Ревя кипа.

Коэффициент корреляции между значениями угла и величиной твердости почвы, в среднем по опыту равен - 0,993. Что достоверно говорят о связи между значением диаметра наконечника и величиной удельного сопротивления почвы.

На рисунке 11 представлены зависимости абсолютной погрешности измерения от угла при вершине наконечника. Из графика видно, что при угле менее 40° на наконечниках всех диаметров наблюдаются существенные погрешности, которые возникают вследствие не стабильности почвенного ядра. При углах 40°...180" погрешности измерения имеют наименьшие значения. Наименьшая погрешность наблюдается при диаметрах наконечника 20 и 23 мм.

Обработав массив полученных данных, находим уравнение регрессии, связывающее действующие факторы, которое имеет следующий вид

У = 1,235 XI + 0,036 Х2 - 0,984 X, + 0,345 Х[Х2 - 0,869 Х,Х, -

— 0,124 Х3Хз (15)

Из данного уравнения видно, что наибольшее влияние оказывает фактор Х1 - угол при вершине наконечника, а наименьшее Х2 - диаметр основания наконечника.

Анализируя полученные зависимости (рисунки 10 и 11), можно заключить. что геометрические параметры наконечника оказывают существенное

влияние на показания, выдаваемые твердомером Для уменьшения погрешностей и недостоверностей необходимо использовать наконечники с диаметрами основания от 20 мм и более, и углом при вершине в интервале от 150° до 180°

« 0 14

с

2

0 32

0 3

н 0 28

0 26

0 24

0,22

02

J-

-d- 11 мм | d= 16 мм -| - d= 20 мм i d= 23 мм , "~тв Ревякина

120 160

0,09

я

§ Q08

g'0,07 |Д06

W

Q04 QC0 QCE Q01 0

d-11_ ■—d-16 н

\

k—d-20

\

\ \ _ i

\ К, \

\ V 1

N 1—

-1- Щ i

угол

20 25 30 35 40 60 80 100 120 140 160 ISO

а, град.

Рисунок 10 — Зависимость показаний прибора (твердости) от угла при вершине наконечника, при разчичных значениях диаметра «с1», 1'= 1,5 м/с

Рисунок 11 — Зависимость погрешности измерения твердости почвы от угла при вершине наконечника, при разчичных значениях диаметра «<1», У= 1,5 м/с

Третьим исследуемым фактором являлась скорость движения наконечника, полученные зависимости, отраженны на рисунке 12

2

J 03

5

g 025

6

(2 02 0 15 0,1 0 05

0 14 . 70

0,12 % 60

0 1 ¡2 50

о

0 08 в 40

0 06 t 3 0

с

0 04 20

0 02 I 0

0 00

V м/с

- а= 20" ¿- 11 .

а= 180" d = 20 мм

Рисунок 12 — Зависимость показаний прибора Рисунок 13 — Зависимость коэффициента (твердость почвы) и абсопют- вариации Кг и погрешности

ной погрешности ее измерения <5 измерения от глубины из-

от скорости движения нако- меряемого слоя

печника

Из данного графика видно, что при использовании классического наконечника — конической формы с углом при вершине в 20° и диаметром основания

равным 11 мм, погрешность измерения больше на всем диапазоне скоростей, по сравнению с плоским наконечником, при а = 180° и диаметром d = 20 мм

Наибольшая точность измерения, при использовании обоих наконечников, наблюдается в диапазоне скоростей близких к 1,5 м/с Эту скорость необходимо считать оптимальной для данных условий

После проведенных исследований нами был изготовлен твердомер для горизонтального непрерывного послойного измерения твердости почвы

На графиках наблюдается сопоставимость результатов получаемых испытуемым твердомером и твердомером Ревякина Из рисунка 13 видно, что средняя приведенная погрешность не превышает 3,5 %, а коэффициент вариации Kv, 2% Это говорит о высокой точности и надежности работы испытуемого твердомера То есть твердомер можно рекомендовать к использованию

Результаты исследований по определению оптимальной скорости движения представлены на рисунке 14

В результате сопоставления полученных данных нами была подсчитана погрешность измерения испытываемым твердомером в каждом отдельном слое почвы, и коэффициенты вариации в зависимости от скорости движения (рисунок 15)

Анализируя данные графики можно заключить, что оптимальной скоростью движения твердомера является скорость, в интервале от 8 до 12 км/ч, т к значение приведенной погрешности, в данном интервале наименьшее, и находится на уровне 2 3 %

Результаты опыта по построению карты твердости участка поля представлены на рисунке 16 После проведения опыта на карту исследуемого участка поля нанесли точки с равным значением твердости почвы Более темные участки обозначают участки почвы с большей твердостью

V, км/ч (м/с)

Рисунок 14 — Зависимость показаний прибора (твердость почвы по слоям) от скорости движения твердомера

км-'ч (м .)

Рисунок ¡5 - Зависимость коэффициента Рисунок 16 — Схема карты твердости

вариации К\- от скорости почвы на участке поля

движения твердомера

Для проверки достоверности результатов измерений во всех опытах проводили контрольные замеры твердости почвы с помощью твердомера Ревякина.

После сравнения результатов измерения получили значение абсолютной погрешности равное 0,07 МП а, что составляет 3,58 % в приведенном виде. Все данные опыта находятся в ну при 5 %— го уровня доверительного интервала. То есть, используя полученные результаты опытов, можно рекомендовать экспериментальный твердомер к внедрению.

В шестом разделе «Экономическая эффективность применения результатов исследований» приведены результаты расчетов экономической эффективности использования разработанного трехканальноготвердомера.

При использовании данного устройства годовая экономия затрат труда составляет 220 чел. • ч., годовой экономический эффект - 2280,5 руб., срок окупаемости дополнительных капиталовложений - 1,8 года. Экономический эффект достигается за счет исключения ручного труда и автоматизации процесса обработки полученных данных.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате исследований выявлены особенности технологического процесса горизонтального измерения твердости почвы, установлена специфика процесса взаимодействия почвы с рабочими элементами твердомеров определяющая их конструктивное исполнение;

2. Теоретически изучены закономерности и обоснованы параметры процесса взаимодействия почвы с рабочими органами твердомеров горизонтального действия, выявлены факторы, определяющие точность и достовер)гость результатов измерений; установлено, что для повышения точности измерений твердости почвы необходимо использовать плоский наконечник (угол, при

вершине которого равен 180°), при этом необходимо устранить контакт почвы с плунжером Обоснованы основные параметры конструктивной схемы твердомеров горизонтального действия,

3 На основе исследований разработана конструктивно-технологическая схема твердомера позволяющая усовершенствовать метод горизонтального измерения твердости почвы за счет возможности послойного ее измерения, это привело к повышению точности и достоверности результатов измерений, а также повысило эффективность применения технологии координатного земледелия,

4 В результате исследований были обоснованы параметры конструктивно-технологической схемы твердомера и изготовлены два твердомера горизонтального действия трехканальный и одноканальный (повышенной точности), адаптированные под технологии координатного земледелия,

5 В ходе экспериментальных исследований установлено, что для наибольшей достоверности результатов измерений угол при вершине наконечника должен находиться в интервале от 40° до 180°, что соответствует результатам теоретических исследований Основными факторами, влияющими на показания твердомера, является плотность почвы и скорость движения наконечника твердомера Оптимальное значение скорости горизонтального движения разработанного твердомера составляет 8 12 км/ч (соответственно 2,22 4,44 м/с) Использование открытого плунжера не эффективно и приводит к возникновению погрешностей измерений до 30 %, Установлено среднее значение погрешности измерения, которое составляет 3,5 %, а коэффициента вариации между повтор-ностями — 5 %, то есть данное устройство позволяет определять твердость почвы одновременно в трех слоях почвы с допустимыми погрешностями,

6 Использование основного устройства (трехканального) для составления карт твердости почвы позволяет получить годовую экономию затрат труда на уровне 220 чел — ч , годовой экономический эффект - 2280,5 руб , при этом срок окупаемости дополнительных капиталовложений составит 1,8 года

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1 Нугманов, С С ТЗ обнадеживающие перспективы /С С Нугманов, С И Васильев, М В Сазонов //Сельский механизатор, 2007 — № 3 - С 22

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

2 Васильев, С И Анализ существующих показателей и технических средств для агрооценки состояния почвы /С И Васильев, С С Нугманов // Актуальные инженерные проблемы АПК в XXI веке сб науч тр инженерной секции Международной НПК, посвященной 85-летию Самарской ГСХА — Самара, 2004 -С 165-171

3 Васильев, С И Технические средства для определения удельного сопротивления почвы // Молодые ученые в решении региональных проблем АПК Сб науч тр Межрегиональной НПК молодых ученых Поволжского федерального округа - Самара, 2004 - С 102-104

4 Васильев, С И Зависимость величины удельного сопротивления почвы от диаметра наконечника основания наконечника при его горизонтальном движении /СИ Васильев, С С Нугманов // Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования Сб науч тр II Международной НПК - Самара, 2005,Вып III -С 199-202

5 Васильев, С И Зависимость удельного сопротивления почвы от параметров ее состояния /СИ Васильев, С С Нугманов // Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования Сб науч тр II Международной НПК -Самара,2005 Вып III - С 202-204

6 Васильев, С И Зависимость удельного сопротивления почвы от угла при вершине наконечника, при его горизонтальном движении /СИ Васильев, С С Нугманов // Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования Сб науч тр II Международной НПК - Самара, 2005 Вып III - С 204-207

7 Васильев, С И Результаты исследования зависимости удельного сопротивления почвы от угла при вершине наконечника твердомера /СИ Васильев, ВП Чернов//Известия Самарской ГСХА -Самара, 2006 ВыпЗ -С 144-146

8 Васильев, С И Расчет погрешности горизонтального измерения твердости почвы для обоснования конструктивной схемы твердомера /СИ Васильев, С С Нугманов, // Наука и образование - сельскому хозяйству сб мат-лов НПК, поев 55-летию Пензенской ГСХА - Пенза РИО ПГСХА, 2006 -С 234-235

9 Васильев, С И Обоснование параметров наконечника твердомера и почвенного ядра, образуемого при внедрении последнего в почву /СИ Васильев, С С Нугманов // Наука и образование - сельскому хозяйству сб мат-лов НПК, поев 55-летию Пензенской ГСХА - Пенза РИО ПГСХА, 2006 -С 236-237

Подписано в печать 16 04 07 Объем 1,15 >сл п л Тираж 100 экз Заказ №914

Отпечатано с готового оригинал-макета в мини-типографии Свидетельство № 5551 440600, г Пенза, ул Московская, 74

РЕФЕРАТ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Анализ показателей, характеризующих физическое состояние почвы.

1.2. Анализ методов определения твердости почвы.

1.3. Обзор существующих технических средств для определения твердости почвы.

1.4. Технологии координатного земледелия.

1.5. Выводы.

2. ПРОГРАММА И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Программа исследований.

2.2. Общая методика исследований.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТВЕРДОМЕРА, И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЕГО РАБОЧИХ ЭЛЕМЕНТОВ.

3.1. Изучение особенностей технологического процесса горизонтального измерения твердости почвы, в условиях применения технологий координатного земледелия.

3.2. Обоснование параметров наконечника.

3.3. Обоснование конструктивно-технологической схемы твердомера.

3.4. Выводы по главе.

4. МЕТОДИКИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Цель и задачи экспериментальных исследований.

4.2. Методика определения оптимального значения угла при вершине наконечника.

4.3. Методика двухфакторного опыта по определению влияния параметров физического состояния почвы, на величину горизонтальной твердости почвы.

4.3.1. Тарировка лабораторной установки.

4.3.2. Методика проведения эксперимента.

4.4. Методика многофакторного эксперимента по определению зависимости точности определения твердости почвы от параметров наконечника и режимов его работы.

4.4.1. Планирование полнофакторного эксперимента.

4.4.2. Тарировка лабораторной установки.

4.4.3. Методика проведения эксперимента.

4.5. Методика сравнительных лабораторных испытаний разработанных твердомеров с твердомером Ревякина.

4.5.1. Тарировка лабораторных установок.

4.5.2. Методика сравнительных лабораторных испытаний разработанных твердомеров.

4.6. Методика сравнительных полевых испытаний разработанного твердомера с твердомером Ревякина.

4.6.1. Методика проведения эксперимента.

4.6.2. Методика тарировки экспериментального твердомера.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Результаты тарировки лабораторных установок.

5.2. Результаты эксперимента по определению угла при вершине наконечника.

5.3. Результаты исследования зависимости достоверности определения удельного сопротивления почвы от геометрических параметров наконечника.

5.3.1. Результаты двухфакторного эксперимента по определению влияния параметров физического состояния почвы, на величину твердости почвы.

5.3.2. Результаты полнофакторного эксперимента по обоснованию геометрических параметров наконечника, полученные в почвенном канале.

5.4. Зависимость точности измерения твердости почвы от скорости движения наконечника

5.5. Результаты сравнительных лабораторных испытаний предлагаемого твердомера с твердомером Ревякина.

5.6. Результаты полевых испытаний предлагаемого твердомера.

5.7. Выводы.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

6.1. Расчет стоимости изготовления устройства для определения твердости почвы (твердомера).

6.2. Расчет эксплуатационных затрат на проведение одной серии измерений твердости почвы.

В диссертации обоснована актуальность проблемы совершенствования методов и технических средств для горизонтального измерения твердости почвы с целью повышения эффективности применения технологий координатного земледелия.

Разработаны и теоретически обоснованы конструктивные схемы устройств для горизонтального непрерывного измерения твердости почвы.

Теоретически и экспериментально установлены и обоснованы параметры и технологические режимы работы устройств для горизонтального измерения твердости почвы:

1. Трехканального твердомера горизонтального действия с внутренним расположением плунжеров;

2. Одноканального твердомера горизонтального действия повышенной точности.

Даны рекомендации по применению разработанных устройств при использовании технологий координатного земледелия.

Экономический эффект от применения трехканального (основного) устройства составляет 2280,5 руб., годовая экономия затрат труда 220 чел.-ч., срок окупаемости 1,8 года.

ВВЕДЕНИЕ

Проведение агротехнических мероприятий в современном сельском хозяйстве производится без точного изучения исходного состояния почвы: твердости, влажности и т.д. Применение подобных подходов часто приводит к переуплотнению почвы, нарушению ее структуры, потере влаги, а также перерасходу топливо - смазочных материалов (ТСМ), удобрений и т.д., так как в этом случае не учитывается неоднородность участка почвы.

Из обзора и анализа литературы известно, что такие основные физико - механические свойства почвы как твердость, плотность, влажность и др., изменяются через каждые 5. 10 м по ходу движения сельскохозяйственных агрегатов. Определение показателей, характеризующих состояние почвы, производится лишь в определенных точках поля, предварительно разбитого на сектора, участки и т.д., при этом, количество точек, в которых производятся измерения, ограничивается сложностью, трудоемкостью и длительностью проведения этих измерений. То есть, становится понятно, что картина, отражающая распределение данных свойств почвы по площади поля, при описанном методе измерения, не соответствует действительной.

В настоящее время в мировом сельском хозяйстве активное развитие получают технологии точного или координатного земледелия, при использовании которых производится индивидуальный подход к обработке небольших отдельных участков поля в зависимости от их исходного состояния.

Развитие данных технологий требует опережающего развития и совершенствования методов и технических средств позволяющих производить массовые измерения определенных параметров (в частности твердости) состояния почвы непосредственно при движении сельскохозяйственных агрегатов.

Проблема заключается также в том, что приходится определять множество показателей характеризующих состояние почвы. Итоговым же является плодородие почвы, т.е. способность почвы воспроизводить урожай. Плодородие почвы зависит от множества свойств, наиболее интегральным среди которых, является твердость. Твердость характеризует сопротивление почвы вдавливанию в нее каких-либо деформаторов, и она напрямую определяет условия работы почвообрабатывающих машин, при этом она зависит от плотности, агрегатного состава, влажности, пористости, наличия гумуса и других свойств почвы.

Существующие на данное время методы и технические средства для определения твердости почвы, либо не позволяют эффективно применять технологии координатного земледелия, т.к. требуют высоких затрат ручного труда и времени на производства массовых измерений, либо обладают низкой достоверностью результатов измерений.

Кроме этого, при проведении испытаний сельскохозяйственных машин и полевых опытов, особые требования предъявляются к однородности почвенного участка. При этом, оценка однородности участка поля является одной из самых трудоемких и длительных подготовительных мероприятий. Как правило, в этом случае пользуются рекогносцировочным посевом, на проведение которого затрачивается около года времени, тогда как внедрение технологии координатного земледелия требует быстрого получение результатов массовых измерений однородности почвы и построения карты.

Учитывая все изложенное выше, можно сделать вывод, что актуальной задачей современной науки является совершенствование методов и технических средств, которые позволят обеспечить непрерывное послойное массовое измерение твердости почвы, и тем самым эффективно применять технологии координатного земледелия.

Целью исследования является совершенствование метода и технических средств для горизонтального измерения твердости почвы при внедрении технологии координатного земледелия.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи исследования:

- выявить особенности технологического процесса горизонтального измерения твердости почвы;

- теоретически изучить закономерности и обосновать параметры процесса взаимодействия почвы с рабочими органами твердомеров горизонтального действия, выявить факторы, определяющие точность и достоверность измерений;

- разработать и обосновать конструктивную схему устройства (твердомера) обеспечивающую возможность горизонтального послойного измерения твердости почвы, с возможно большей точностью и достоверностью результатов измерений;

- на основе разработанной конструктивной схемы создать устройства для горизонтального измерения твердости почвы;

- выполнить экспериментальные исследования с целью проверки результатов теоретических исследований и обоснования конструктивных параметров и режимов работы разработанного твердомера, а также полевые сравнительные исследования данного твердомера с твердомером Ревякина;

- провести экономическое обоснование результатов исследований.

Объектом исследования является процесс взаимодействия почвы с рабочими органами твердомеров при горизонтальном измерении ее твердости в пахотном слое.

Предметом исследования являются параметры процесса взаимодействия почвы с рабочими органами твердомеров и факторы, определяющие точность и достоверность результатов измерений.

Научная новизна: Конструктивные схемы устройств для горизонтального измерения твердости почвы, позволяющие повысить точность и достоверность результатов измерений твердости почвы;

Аналитические зависимости, раскрывающие механизм взаимодействия почвы с рабочими органами твердомера; Параметры рабочих органов твердомера, являющиеся специфическими для процесса горизонтального измерения твердости.

Новизна конструктивных решений подтверждается положительным решением о выдаче патента на изобретение «Устройство для непрерывного измерения твердости почвы» [Заявка № 2005139670/28(044231)] (Приложение 1).

Практическая ценность работы заключается в разработке устройства, позволяющего производить горизонтальное непрерывное измерение твердости почвы одновременно в нескольких слоях, применение которого совместно с измерительным комплексом позволяет производить массовые измерения твердости почвы, и тем самым эффективно использовать технологии координатного земледелия, и снизить затраты труда и времени на проведение измерений и составление карт твердости почвы.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1. Теоретическое обоснование конструктивных и рабочих параметров устройств для горизонтального измерения твердости почвы.

2. Конструктивные схемы устройств для горизонтального непрерывного измерения твердости почвы.

3. Результаты лабораторных и полевых исследований разработанных устройств для горизонтального измерения твердости почвы (твердомеров).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате исследований выявлены особенности технологического процесса горизонтального измерения твердости почвы, установлена специфика процесса взаимодействия почвы с рабочими элементами твердомеров определяющая их конструктивное исполнение;

2. Теоретически изучены закономерности и обоснованы параметры процесса взаимодействия почвы с рабочими органами твердомеров горизонтального действия, выявлены факторы, определяющие точность и достоверность результатов измерений; • установлено, что для повышения точности измерений твердости почвы необходимо использовать плоский наконечник (угол, при вершине которого равен 180°), при этом необходимо устранить контакт почвы с плунжером. Обоснованы основные параметры конструктивной схемы твердомеров горизонтального действия;

3. На основе исследований разработана конструктивно-технологическая схема твердомера позволяющая усовершенствовать метод горизонтального измерения твердости почвы за счет возможности послойного ее измерения, это привело к повышению точности и достоверности результатов измерений, а также повысило эффективность применения технологии координатного земледелия;

4. В результате исследований были обоснованы параметры конструктивно-технологической схемы твердомера и изготовлены два твердомера горизонтального действия: трехканальный и одноканальный (повышенной точности), адаптированные под технологии координатного земледелия;

5. В ходе экспериментальных исследований установлено, что для наибольшей достоверности результатов измерений угол при вершине наконечника должен находиться в интервале от 40° до 180°, что соответствует результатам теоретических исследований. Основными факторами, влияющими на показания твердомера, является плотность почвы и скорость движения наконечника твердомера. Оптимальное значение скорости горизонтального движения разработанного твердомера составляет 8.12 км/ч (соответственно 2,22.4,44 м/с). Использование открытого плунжера не эффективно и приводит к возникновению погрешностей измерений до 30 %; Установлено среднее значение погрешности измерения, которое составляет 3,5 %, а коэффициента вариации между повторностями - 5 %, то есть данное устройство позволяет определять твердость почвы одновременно в трех слоях почвы с допустимыми погрешностями;

6. Использование основного устройства (трехканального) для составления карт твердости почвы позволяет получить годовую экономию затрат труда на уровне 220 чел,- ч., годовой экономический эффект -2280,5 руб., при этом срок окупаемости дополнительных капиталовложений составит 1,8 года.

1. Андриянов, А А. Портативный электронный измеритель влажности почв. / А. А. Андриянов, И.Н. Кордунян //Почвоведение. М., 2001 - № 11.- С. 35 - 39.

2. Аксенов, А.В. Физико-механические свойства почв и энергетическое состояние почвенной влаги: Дисс. канд. с.-х. наук. М., 1995. - 151 С.

3. Амплевская, С.В. Изучение методов определения удельного сопротивления почвы при работе плуга: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Ташкент, 1955.-22 С.

4. Аржаных, А.И. Оперативное определение свойств почвы. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. М., 1977. - № 2. - С. 46 - 47.

5. Агрофизические методы исследования почв./Под ред. И.С. Долгова. -М.: Наука, 1996.-259 С.

6. Бакаев, Н.М. Почвенная влага и урожай. Алма-Ата.: Кайнар, 1975. -136 С.

7. Баширов, P.M. Обоснование и исследование математической модели удельной энергоемкости вспашки. / P.M. Баширов, И.Ф. Юсупов // Совершенствование методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники: Сб. нау. тр. Уфа, 1982. - С. 11 - 17.

8. Буров, Д.И. Научные основы обработки почв Заволжья. Куйбышев: Куйбышевск. книжн. Издательство, 1970. - 294 С.

9. Буромский, В.И. Исследование физико-механических свойств почвы при помощи переносного плотномера: в кн. Труды всесоюзного научно-иссле-довательского института механизации сельского хозяйства (ВИМ), Т.34.-М.: Колос, 1964.-С. 298-316.

10. Бахтин, П.У. Исследование физико-механических и технологических свойств почв СССР. М.: Колос, 1969 - 271 С.

11. Бахтин, Н.У. Физико-механические свойства почвы, как фактор, определяющий условия работы сельскохозяйственных машин. Труды почвенного ин-та им. В.В. Докучаева, Т. XLV. М.: изд. АН СССР, 1954. - 215 С.

12. Бахтин, П.У. Проблемы обработки почвы. М.: Колос, 1969. - 62 С.

13. Берлянт, A.M. Геоиконика. М.: Астрея, 1996. - 208 С.

14. Береславский, С. JI. Способ оценки агрегатного состава почвы и устройство для его осуществления /С. JI. Береславский, В.А. Прокопенко, В.Д. Переверзов, //Описание изобретения к AC SU № 1146569 С1. Ужгород: Патент, 1983. - 6 С.

15. Бородкин, В.В. Изучение деформаций почвы при вспашке. /Автореф. канд. техн. Наук. М., 1953. - 18 С.

16. Браун, Э.Д. Некоторые вопросы теории трения, связанные с земледельческой механикой: В кн. Земледельческая механика: Сб. науч. тр., Т.12. М.: Машиностроение, - С. 42 - 51.

17. Вадюнина, А.Ф. Методы исследования физических свойств почв. /А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. М.: Агропромиздат, 1986. - 416 С.

18. Викторов, А.И. Система определения пространственных координат мобильных сельскохозяйственных агрегатов. /А.И. Викторов, A.M. Чмель,

19. М.М. Фирсов //Современные технологии, средства механизации и технического обслуживания в АПК: Сб. нау. тр. Всерос. НТК посвященной 40-летию Ин-та механики и энергетики /МГУ им. Н.П. Огарева. Саранск: Красный Октябрь, 2002. - С. 26 - 28. .

20. Винокуров, В.И. Разработка карты изнашивающей способности почв. /В кн. Изучение технологических свойств почв: Сб. науч. тр. под ред. Е.А. Самохваленко. Киев, 1984. - С. 78 - 81.

21. Воронин, А.Д. Основы физики почв. М.: МГУ, 1986. - 244 С.

22. Васильковский, С.М. Исследование физико-механических свойств почвы. /С.М. Васильковский, В.В. Клюев //Совершенствование конструкции, эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники: Тематический сб. Ульяновск, 1979. - С 39 - 42.

23. Васильковский, С.М. Сопротивление почвы движению культива-торной лапы. // Техника в с х-ве. М., 1996. - № 3, - С. 17 - 20.

24. Виноградов, В.И. Снижение тягового сопротивления плугов. //Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: Труды. Вып. 37. -Челябинск, 1970.-С. 134- 142.

25. Виноградов, В.И. Влияние скорости нагружения на величину временного сопротивления почвы. /В.И. Виноградов, Г.А.Семенов // Труды ЧИМЭСХ, вып. 33. Челябинск, 1970. - С. 50 - 55.

26. Высоцкий, А.А. Об определении плотности или твердости почвы плотномерами. //Сельхозмашина. М., 1957. - №12. - С. 32 - 39.

27. Гаранин, Г.В. О контроле качества механизированных работ. /Г.В. Гаранин, И.П. Полканов //Совершенствование методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники: Сб. науч. тр. Уфа, 1982. - С. 8 - 11.

28. Гарифуллин, Ф.Ш. Физические свойства почв и их изменение в процессе окультуривания. М.: Наука, 1979. - 142 С.

29. Горбачев, Ф.П. Минимальная обработка почвы в севообороте. /Ф.П. Горбачев, Г.А. Жидков, В.П. Кодинцев /В кн. Обработка почвы в интенсивном почвозащитном земледелии: Сб. науч. тр. п. Рассвет: НПО Дон, 1986.-С. 48-55.

30. Гуренев, М.Н. Основы земледелия. -М.: Агропромиздат, 1988.-351 С.

31. Гуков, Я.С. К обоснованию параметров режущих элементов почвообрабатывающих орудий. //Аграрная наука, М., 2000. - № 2. - С. 21 - 22.

32. Горячкин, В.П. Сборник научных трудов. Т1.-М.:Сельхозгиз, 1937.-350С.

33. ГОСТ 20915-75 Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний. М., 1975. - 34 С.

34. ГОСТ 23728 88 Основные положения и показатели экономической оценки. -М., 1988.-19 С.

35. ГОСТ 30416 96 Грунты. Общие положения, термины и определения.-М., 1996.- 17 С.

36. ГОСТ 20069 81 Метод полевого испытания статическим зондированием.-М., 1981.-18 С.

37. ГОСТ 12536 79 Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. -М., 1979. - 13 С.

38. ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. М., 1984. - 14 С.

39. ГОСТ 25100 95 Грунты. Классификация. - М., 1995. - 8 С.

40. ГОСТ 23061 90 Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности. - М., 1990. -1С.

41. ГОСТ 19912-81 Метод полевого испытания динамическим зондированием. М., 1981. - 8 С.

42. Горячкин, В.П. Собрание сочинений в семи томах. Т. 3. М.: Сель-хозгиз, 1937.-160 С.

43. Домжал, X. Изменение структуры порового пространства под влиянием ходовых систем сельскохозяйственных машин. /X. Домжал, О.Г. Усьяров, К.В. Зотов, Я. Пранагал //Почвоведение. -М., 1996. №12. С. 54 - 58.

44. Добролюбов, И.П. Моделирование тягового сопротивления машин при основной обработке комплексных почв. /И.П. Добролюбов, Г.Л. Утенков //Вестник РСХА. Рязань, 1999. -№ 5. - С. 22 - 25.

45. Дьяков, В.П. Усилие вертикального резания почвы. //Механизация и электрификация сельского хоз-ва. М., 1987. № 4 - С. 34 - 37.

46. Драпкин, Б.М. Способ определения механических свойств материала //Описание изобретения к патенту Российской Федерации, № RU 2066859 С1-М.: Патент, 1996.-3 С.

47. Де Мерс, М.Н. Географические информационные системы. М.: Да-та+, 1999.-490 С.

48. Желиговский, В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии сельскохозяйственных материалов. — Тбилиси: Изд-во Грузинского СХИ, 1960. 147 С.

49. Жук, Я.М. О сопротивлении почвы различным деформациям /Я.М.Жук, В.Ф. Рубин //Почвообрабатывающие машины. Вып. 3: Сб. НИР.- M-JL: ГНТИ машиностроительной литературы, 1940. 335 С.

50. Забазный, П.А. Краткий справочник агронома. /2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1983. - 320 С.

51. Заев, П.П. Общее земледелие с почвоведением. /П.П. Заев, А.А. Короткое /4 -е изд., перераб. и доп. JL: Колос, 1978. - 416 С.

52. Золоторевская, Д.И. Закономерности деформирования почв. //Почвоведение. М., 1999. - № 1. - С. 16 - 21.

53. Золоторевская, Д.И. Основы теории и методы расчета уплотняющего воздействия на почву колесных движителей мобильной сельскохозяйственной техники: Дисс. доктора техн. наук. М., 1997. - 457 С.

54. Зеленин, А.Н. Физические основы теории резания грунтов. M-JL: Академия наук СССР, 1950. - 354 с.

55. Иванов, Д.И. Спектральный анализ почв. М.: Колос, 1974. - 162 С.

56. Иванов А.И. Контрольно-измерительные приборы в сельском хозяйстве /А.И. Иванов, А.А. Куликов, Б.С. Третьяков: Справочник. -М.: Колос, 1984. -352 С.

57. Иофинов, С.А. Эксплуатация машинно-тракторного парка /С.А. Иофинов, Г.П. Лышко. /2-е изд., пераб. и доп. М.: Колос, 1984. - 351 С.

58. Ицхакин, В.Д. Устройство для исследования физико-механических свойств грунта /Описание изобретения к патенту РФ SU № 1158892 А.- Ужгород: Патент, 1985. 6 С.

59. Калиев, А.Ж. Основная обработка почвы, находящейся в экстремальном состоянии. /А.Ж. Калиев, А.С. Путрин, В.Н. Варавва //Земледелие. М., 2002. - № 3 - С. 15 - 18.

60. Канаев, А.И. К вопросу оценки пространственной неоднородности некоторых физико-механических свойств почвы //Энергосберегающие технологии механизации сельского хозяйства: Сб. науч. тр. Самара, 1998. - С. 17 - 20.

61. Канаев, А.И. К вопросу оценки некоторых параметров неоднородности гумусового слоя почвы. /А.И. Канаев, Б.А. Иралиев //Энергосберегающие технологии механизации сельского хозяйства: Сб. науч. тр. Самара, 1998.-С. 31-32.

62. Канаев, А.И. Исследование параметров рабочего органа устройства для оценки неоднородности почвенного покрова. /А.И. Канаев, Б.А. Иралиев //Энергосбережение в механизации сельского хозяйства: Сб. науч. тр. Самарской ГСХА. Самара, 2000. - С. 19 - 21.

63. Качинский, Н.А. Почва ее свойства и жизнь. М.: Наука, 1975. - 180 С.

64. Качинский, А.Н. Физика почвы: ч 2. /В кн. Водно-физические свойства и режимы почв. М.: Высшая школа, 1970. - 367 С.

65. Киносашвили, Р.С. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1968. - 584 С.

66. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы. /Н.И. Кленин, В.А. Сакун. /3-е изд., перераб и доп. -М.: Колос, 1994.-671 С.

67. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. /Н.И. Кленин, В.А. Сакун./2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1980. - 582 С.

68. Ковда, В.А. Почвоведение: ч.1. Почва и почвообразова-ние./В.А. Ковда, Б.Г. Розанов. М.: Высшая школа, 1988. - 298 С.

69. Князев, А.А. Физико-механические и технологические свойства почв в процессе обработки зяби в условиях среднего поволжъя. -Куйбышев: тип. им. Мяги, 1975. 254 С.

70. Кукта, Г.М. Испытания сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1964. - 458 С.

71. Ковриго, В.П. Почвоведение с основами геологии. /В.П. Ковриго, И.С. Кауричев, JI.M. Бурлакова. М.: Колос, 2000. - 380 С.

72. Кин, Б.А. Физические свойства почвы. М.: ГТТИ, 1933. - 264 С.

73. Кострыкин, А.К. Резание сплошной грунтовой среды ножами и конусами. //Сб. тр. о земледельческой механике. /ВАСХНИЛ. Том 3. М.: Гос издат. сельскохозяйственной литературы, 1956. - С. 247 - 290.

74. Кострицын, А.К. Об угле сдвига почвы рабочими органами почвообрабатывающих орудий: Сб. науч. тр. ВИМ. Т. 96. М.: ВИМ, 1983. - С. 102 -107.

75. Концепция развития технологий и техники для обработки почвы на период до 2010 года. М.: ВИМ, 2002. - 102 С.

76. Кузьмин, М.В. К разработке теории прочности почвы: Сб. науч. тр. ВИМ. Т.34. -М .: ВИМ, 1964.-350 С.

77. Кравченко, В.И. Изучение изменения плотности почвы под действием сельскохозяйственных тракторов и машин. /Изучение технологических свойств почв: Сб. науч. тр. /Под ред. Е.А. Самохваленко Киев: 1984. - С. 53 - 59.

78. Кравченко, В.И. Некоторые вопросы методики измерения плотности и влажности почво-грунтов с помощью радиометрической установки. Т.49, вып. 29. М.: Гидрометиздат, 1972. - 210 С.

79. Кульков, О.В. Инструментальный контроль в системах принятия аг-ротехнологических решений./О.В. Кульков, М.В. Петрова.http://www.libs.ru/tech/0ch21/de5s700. 5 С.

80. Казаков, Г.И. Обработка почвы в Среднем Поволжье. Самара: Сам-Вен, 1997.- 196 С.

81. Кудряшев, В.А. Методы и технические средства исследований состояния почвы: Дисс. канд. техн. наук. М., 1989. - 172 С.

82. Кулижский, С.П. Физические свойства основных типов почв: Дисс. канд. с.-х. наук М., 1998. - 175 С.

83. Кострикина, И.А. Методы и средства измерений электрических параметров материалов для оценки влажности: Дисс. канд. техн. наук М., 1992,-145 С.

84. Каюмов, А.Д. Устройство для контроля плотности грунтов /Описание изобретения к патенту РФ, AC SU № 1529073 А1. Ужгород: Патент, 1989.-4 С.

85. Мушкатов, О.В. Влияние усилия, необходимого для дробления почвенных глыб от угла заострения деформатора. /Энергосбережение в механизации сельского хозяйства: Сб. науч. тр. Самарской ГСХА. Самара, 2000.-С. 261-263.

86. Методические рекомендации по изучению почвенной структуры /Под ред. И.Б. Ревута, А.А. Роде Л.: Колос, 1969. - 527 С.

87. Маркелов, В.А. Пенетрометр /В.А. Маркелов, И.Д. Кухарев,

88. A.А. Барановский, В.М. Калашников //Описание изобретения к патенту РФ, AC SU № 1474515 А1. Ужгород: Патент, 1986. - 3 С.

89. Носов, С.Н. Изучение и картографирование сельскохозяйственных земель дистанционными методами: Сб. науч. тр. ГИЗР. М., 19997. - С. 74 - 79.

90. Нугманова, Т.С. Совершенствование методов и технических стредств для определения показателей состояния почвы при испытаниях почвообрабатывающих машин: Дисс. канд. техн. наук. Самара, 2002. - 157 С.

91. Нугманова, Т.С. Устройство для измерения твердости почвы. /Т.С. Нугманова, А.И. Канаев, Б.А. Иралиев. //Описание полезной модели к свидетельству № RU № 17622 U1. Ужгород: Патент, 2001. - 5 С.

92. Основы земледелия и растениеводства. /B.C. Касинский, B.C. Никля-ев, В.В. Ткачев, А.А. Сучилина. /Под ред. B.C. Никляева. М.: Агропром-издат, 1990.-497 С.

93. Ольховский, Ю.В. Зонд для исследования свойств грунта //Описание изобретения к патенту РФ № RU 2111476 С1 М.: Патент, 1998. - 8 С.

94. Путрин, А.С. Актуальность создания рабочих органов для обработки почв, находящихся в экстремальном состоянии //Энергосберегающие технологии механизации сельского хозяйства: Сб. науч. тр. Самара, 1998. -С. 151-153.

95. Путрин, А.С. Основы проектирования рабочих органов для рыхления почв, находящихся за пределами физически спелого состояния: Дисс. доктора техн. наук. Оренбург, 2003. - 475 С.

96. Поляков, И.С. Устройство для определения в полевых условиях механических свойств грунта /И.С. Поляков, Н.А. Завитневич, В.М. Горохов,

97. B.И. Ефремов //Описание изобретения к патенту РФ AC SU № 1249391 А1 Ужгород: Патент, 1986. - 4С.

98. Рахимов, Р.С. Исследование устойчивости хода полунавесных плугов по глубине вспашки: Дисс. канд. техн. наук, Челябинск: ЧИМЭСХ, 1971.- 158 С.

99. Растворова, О.Г. Физика почв: Практическое руководство. JL:1. ЛГУ, 1983.- 193 С.

100. Стерик, А. Почвенный плотномер //Техника в сельском хозяйстве. -М., 1962.-№6.-С. 45-49.

101. Сулейманов, М.К. Влияние плотности почвы на прорастание зерновых культур. //Вестник сельхоз. науки Казахстана. Алма-Ата, 1973. - №1. -С. 36-42.

102. Сивицкий, Г.И. Установка для испытания грунтов динамическим зондированием /Г.И. Сивицкий, В.Б. Шахирев, М.Л. Леонюк, В.И. Перхунов. //Описание изобретения к патенту СССР AC SU № 1180754 А. Ужгород: Патент, 1985. - 6 С.

103. Токушев, Ж.Е. Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы: Дисс. канд. техн. наук. -М., 2003.-215 С.

104. Цикуров, A.M. Влияние размера наконечника твердомера на твердость почвы. // Техника в сельском хозяйстве. М., 2000. - №1. - С. 23 - 28.

105. Цветков, В.Я. Геоинформационные системы и технологии. //Финансы и статистика. М., 1998. - 288 С.

106. Чудинова, С.М. Измерение влажности почв методом TDR. /С.М. Чудинова, А.А. Понизовский //Почвоведение. -1998. №1. - С. 31 - 35.

107. Щучкин, Н.В. Физико-механические свойства почвы и сила тяги плугов //Почвообрабатывающие машины: Сб. науч. исследовательских работ. Вып. 3. М-Л.: Государственное НТИ машиностроительной литературы, 1940.-С. 156-178.

108. Ярмагомедов, А.Н. Прибор для непрерывного определения твердости почвы. /Описание изобретения к патенту РФ, AC RU № 2064673 С1 -Ужгород: Патент, 1996. 5 С.

109. Applications of geographical information system in agrophysics and agro ecology. Proc. of the 1st Int. Symposium of St. Petersburg Branch of ISTRO 6-9 September 1999. AFI, St. Petersburg, 1999, 28 p.

110. Nichols, M.L. The Sliding of Metall over Soil. Agricultural Engineering, 1925, April.

111. Jungk, A. Phosphatdynamik in der Rhizosphare und hosphatverfugbfrkeit fur Pflanzen. Bodenkultur. 1984. Bd 35. N2. S. 99-107.

112. Ruhm, E. Bodenbearbeitung im Fruhjahr- ohne Pflug. Feld and Wald. 1983. Bd. 102. N6. S. 23-24.

113. Tl. Topp, G.C., Pavis, J.L., Annan A.P. Electromagnetic determination of soilwater content: Measurement in coaxial transmission linos // Water Re-sour. Res. 1980. V.16 P.574 -582.

114. Terzaghi, K. Erdbaumechanik auf Bodenphisikalischer Grundlage.

115. The effect of soil physical conditions on growth of winter wheat. Ron-hamsted Experimental Station Report for 1983. 1984. P. 171-172.

116. Bogatin, G.J., Podoyma, V. Method of magnetically treating a fluid and apparatus. US Patent № 5753124.1998.