Загальні відомості та методичні вказівки до виконання роботи
В умовах інтенсивного ведення сільськогосподарського виробництва значно посилюється вплив на ґрунт ходових систем сільськогосподарських агрегатів.
З появою важких енергонасичених тракторів масою понад 4-8 т (МТЗ-82, Т-150, ХТЗ-120, ХТЗ-170), особливо в зрошуваних умовах, інтерес до змін властивостей ґрунтів зріс, оскільки такі трактори негативно впливали на ґрунт.
Виявлено дві причини, які спричинюють негативний вплив техніки на властивості ґрунту і врожайність сільськогосподарських культур: це неконтрольоване зростання маси машино-тракторних агрегатів (МТА) і явна недосконалість організації ведення механізованих польових робіт.
Розширення функціональних можливостей, що пов’язане із збільшенням кількості вузлів і маси машин викликає підвищення механічної дії ходових систем на ґрунт, збільшення щільності грунту (для більшості культурних рослин оптимальною є щільність грунту 1,1-1,3 г/см3) та інших негативних наслідків (руйнування структури), які знижують родючість грунту і врожайність сільськогосподарських культур.
Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва призвела до підвищення кількості заходів, пов'язаних з роботою МТА на полі. Так, при вирощуванні зернових культур необхідно виконати близько 8-15 окремих заходів, а просапних 20-25.
Виявилося, що практично всі типи сільськогосподарських тракторів ущільнюють ґрунт на значну глибину.
За даними досліджень, опір грунту до обробітку по сліду гусеничного трактора збільшується на 25%, по сліду колісного - на 40%, по сліду важкого автомобіля - на 65% порівняно з опором неущільнених ділянок.
Несприятливі фактори ущільнення негативно впливають на водно-фізичні властивості грунту: зростає щільність і твердість (за різними даними до глибини 120 см), знижується швидкість надходження в ґрунт атмосферної вологи, зменшується її доступність і різко погіршуються умови для розвитку кореневих систем рослин. Дослідженнями встановлено, що збільшення або зменшення об'ємної маси ґрунту від оптимальної на 0,3 г/см3 призводить до зниження врожаю на 20 - 40%.
Оцінюючи дію ходових систем сільськогосподарських машин на грунт в цілому, необхідно враховувати масу машин (навантаження на вісь опорно-ходових коліс), кількість проходів по поверхні ґрунту, буксування рушіїв, конструктивні особливості ходових систем (тиск у пневматичних шинах, конструкція гусеничного рушія).
Для оцінки впливу кількості проходів і навантаження на вісь опорно-ходового колеса на ущільнення грунту використовується метод, що базується на визначенні опору грунту входженню в нього плунжера. Для визначення цього опору використовується спеціальний ударник (рис. 8.1).
Ударник має рухомий вантаж 3 з плунжером 5, який може рухатись вздовж напрямних стояків 2 і утримується у верхньому положенні тримачем 4.
Визначення опору грунту входженню в нього плунжера виконується таким чином. Ударник опорою 1 ставиться на поверхню грунту у вертикальному положенні. Тримач 4 відводиться вбік і вантаж 3 з плунжером 5 вільно падає вниз.
Потенційна енергія вантажу витрачається на заглиблення плунжера в ґрунт на глибину h. Знаючи вагу вантажу Gі висоту падіння Н, можна визначити виконану при цьому роботу:
A=G·H, (Н·м). (8.1)
З іншого боку, роботу можна визначити з рівняння:
A= F·h, (Н·м). (8.2)
де F- сила, необхідна для виконання роботи з подолання опору грунту при входженні у нього плунжера.
Рис. 8.1. Ударник: а-загальний вигляд; б-схема дії; 1-опора; 2-стояк; 3-рухомий вантаж; 4-тримач; 5-плунжер; 6 – лінійка.
З рівняння (2) маємо:
F=A/h, (Н). (8.3)
При відомій площі плунжера S опір грунту входженню в нього плунжера буде складати:
R=F/S, (Н/см2), (8.4)
Порядок виконання роботи:
1. Підготувати ґрунтовий майданчик 2 м2 з однорідними властивостями грунту по площі і глибині (20 - 25 см).
2. Взяти візок з власним навантаженням на вісь 100 Н і покласти на нього вантаж 500 Н (сумарне навантаження буде 600 Н).
3. Утворити на поверхні підготовленого грунту колію (довжиною 100 - 120 см) шляхом переміщення візка вперед і назад (імітація двох проходів агрегату по одній колії). На відстані 25 - 30 см від цієї колії утворити колію за 4 проходи колеса такої ж довжини і далі - колію за 8 проходів колеса.
4. Установити на візку вантаж 1000 Н (сумарне навантаження буде 1100 Н) і утворити на поверхні грунту поряд з вже утвореними коліями ще-три колії такої ж довжини відповідно за 2, 4 і 8 проходів колеса (рис. 8.2).
5. Послідовно, починаючи з колії 1 (див. рис. 8.2) виконати п'ять вимірів глибини h (рис. 8.1) входження плунжера ударника у грунт відповідно до схеми на рис. 8.3.
Рис. 8.2. Схема досліду.1, 2, 3 - колії, утворені відповідно за 2, 4, 8 проходів візка з вантажем 500 Н; 4, 5, 6 - колії, утворені відповідно за 2, 4, 8 проходів візка з вантажем 1000 Н.
Рис. 8.3. Схема виконання вимірів глибини входження плунжера в грунт
6. Дані вимірів занести в табл. 8.1.
Таблиця 8.1
| Номер колії | Глибина входження плунжера у грунтh, мм | |||||
| Виміри | Середнє значення | |||||
7. За формулою (8.1) визначити роботу, виконану при падінні вантажу ударника вагою 25 Н з висоти Н = 0,4 м (див. рис. 8.1,6).
8. За формулою (8.3), використовуючи результати вимірів з табл.8.1 визначити силу F для кожного варіанту досліду.
9. За формулою (8.4) визначити опір грунту входженню в нього плунжера (площа S = 4,15 см2) для кожного варіанту досліду.
10. Результати обчислень занести у табл. 8.2.
11. Побудувати графіки залежності опору грунтуR від кількості проходів n колеса по поверхні грунту і навантаження на вісь Р;
12. Написати висновок стосовно впливу на ущільнення грунту кількості походів і навантаження на вісь опорно-ходового колеса.
Таблиця 8.2
| Номер колії | Навантаження на вісь колеса Р,Н | Кількість проходів колеса, n | Опір грунту R, Н/см2 |
Звіт по роботі
4. Ознайомитись з основними показниками щільності ґрунту та методикою його визначення;
5. Виконати розрахунки згідно порядку проведення роботи та занести в таблицю 8.1;
6. Побудувати графіки;
7. Зробити висновки по роботі.
Контрольні запитання
1. Яке значення щільності ґрунту є оптимальним для культурних рослин?
2. Вказати негативні наслідки ущільнювальної дії ходових систем сільськогосподарської техніки на грунт.
3. Які фактори необхідно враховувати при оцінці ущільнювальної дії ходових систем сільськогосподарської техніки на грунт?
4. Пояснити методику оцінки ущільнювальної дії ходових систем сільськогосподарської техніки на ґрунт.
Література
1. Войтюк Д.Г., Аніскевич Л.В., Гаврилюк Г.Р., Волянський М.С. Методи реалізаци системи точного землеробства. - Київ, Науковий вісник НАУ. Вип. 9.-1998.-С. 67-69.
2. Аніскевич Л.В. Сенсор-технологія в точному землеробстві Київ, Науковий вісник НАУ. Вип. 9. - 1998. - С. 70-72.
3. Войтюк Д.Г., Аніскевич Л.В., Гаврилюк Г.Р., Волянський М.С. Терміни точного землеробства. Техніка АПК, № 5, 1999. - С. 29-30.
4. Аніскевич Л.В. Місцевизначене керування технолопчними процесами сшьськогосподарських машин. Збірних наукових праць НАУ Механізація сільськогосподарського виробництва", т. IX. - Київ, НАУ, 2000. - С. 43- 46.
5. Аніскевич Л.В. Модель функцюнування посівної машини в системі точного землеробства. Сб. научн. труд. Керченскогоморского техн. инст-та "Механизацияпроизводственныхпроцессоврыбногохозяйства, промышленных и аграрныхпредприятий", в.1, - Керчь: КМТИ, 2001. С. 112-118.
6. Аніскевич Л.В. Технологія компенсаційних внесень технологічних матеріалів в системі точного землеробства. Збірник наук, праць НАУ "Механізащя сільськогосподарського виробництва". Том XI. - Київ: НАУ, 2002.-С. 30-43.
7. Войтюк Д.Г., Аніскевич Л.В., Ковбаса В.П., Зелинський М.З. Розробка спеціалхзованого обладнання сільськогосподарських машин для технології точного землеробства, (рекомендації) / - К.: Ред. ж. Дім, сад, город, 2003. - 58 с.
8. Войтюк Д.Г., Аніскевич Л.В., Гаврилюк Г.Р. Оптимізащямехагізованих технологій змінних норм внесениятехнолопчних матеріалів (рекомендації) / За заг. ред. Д.Г.Войтюка. - К.: Аграрна освіта, 2003, - 55 с.
9. Аніскевич Л.В. Модель формування щільності розподілу матеріалів в технологіях точного землеробства // Науковий вісник НАУ - К.: 2005. В. 92,ч.2, - С. 370-378.
10.Аніскевич Л.В., Адамчук В.І. Технології точного землеробства. // Науковий вісник НАУ - К.: 2006. - В. Г01, - С. 8-27.
11.Аніскевич Л.В., Войтюк Д.Г., Захарін Ф.М. Управління рухом польового інформацшногороботизованогооб'екту // Науковий вісник НАУ. - К.: 2006.- С. 95-105.
12.Аніскевич Л.В., Войтюк Д.Г., Сівак І.М. Зелінський М.З. Спеціалізоване обладнання машин для високоточного внесення заданих норм мінеральних добрив в технологіях точного землеробства (рекомендації) / За заг. ред. Л.В.Аніскевича. - К: Аграрна освіта, 2006. - 49 с.
13.Аніскевич Л.В. Комплексна навігаційна система машинно-тракторного агрегату для технології точного землеробства. // Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин / КНТУ. -2006, випуск 36. - С. 3-12.
14.Аніскевич Л.В. Адаптивне управлінняя нормами внесення технологічних матеріалів в точному землеробстві // Науково-виробничий журнал "Електротехніка і механіка", № 1, 2007. - С. 57-66.
15.Войтюк Д.Г., Аніскевич Л.В., Захарін Ф. М., Сівак І.М. Моделювання адаптивних технологічних процесів місцевизначеного землеробства. Рекомендації до застосування в галузі сільськогосподарського машинобудування. - К.: НАУ, 2007. - 55 с.
16.Аніскевич Л.В., Марченко В.В.,Сівак І..М.Обгрунтування конструкції системи дозування розподільника мінеральних добрив в умовах керованого землеробства // Агроном № 4(22), 2008. - С. 126-129.
17.Аніскевич Л.В. Обгрунтування складу навігацшної системи МТА для технології інформаційного землеробства // Науковий вісник НУБІП України - К.: 2008. - В. 128. - С. 203-208.
18.Аніскевич Л.В. Математична модель навігаційної системи МТА для технології інформаційного землеробства // Науковий вісникНУБІП України - К.: 2009. - В. 134,ч.2.-С. 112-124.
19.Аніскевич Л.В., Войтюк Д.Г., Захарін Ф. М., Броварець О.О. Польова інформацшна машина системи піддтримки виробництва продукції рослинництва. Рекомендації до застосування в галузі сільськогосподарського машинобудування. - К.: МінАПК, 2010. - 77 с.
20.Войтюк Д.Г., Аніскевич Л.В., Левчук С. С., Попович О.М. Спещалізоване обладнання до посівних машин в системі точного землеробства. Рекомендації. - К.: МінАПК, 2010. - 42 с.
21.Аніскевич Л.В., Войтюк Д.Г. Управління режимами роботи збиральних машин в системі точного землеробства. //Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин / КНТУ. -2010, випуск 40, ч. П.-С. 3-11.
Зміст
Лабораторна робота №1.Програмний продукт для
точного землеробства АgroLog………………………………..….3
Лабораторна робота №2.Відбірзразківґрунту для
побудовикартограмрівняпоживнихелементів по площі
поля при агрохімічномуаналізіґрунту…………………………..11
Лабораторна робота №3.Побудовакартограмагрохімічнихпараметрів грунту за допомогоюпрограмного продукту
"surfer" (ч. і)…………………………………………………………………..16
Лабораторна робота №4.Аналіз формату передачі даних обладнання ГСП……………………………………………….....22
Лабораторна робота №5. Обладнання картографування врожайності зернових культур………………………………………..30
Лабораторна робота №6.Застосування програмного
продукту "fsyieldmapping" для побудови картограм врожайності зернових культур……………………….………....36
Лабораторна робота №7. Застосування програмного
продукту "fsapplicationmapping" для побудови
картограм заданих норм внесення мінеральних добрив………41
Лабораторна робота №8. Оцінка ущільнювальної дії
ходових систем сільськогосподарських машин на ґрунт……...44
Літратура……….…...……………………………….…………..50