Стенд для определения границы ядра уплотнения почвы

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ ЯДРА УПЛОТНЕНИЯ ПОЧВЫ(71) Заявитель Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Орда Александр Николаевич Дутко Леонид Юрьевич Гирейко Николай Анатольевич(73) Патентообладатель Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Стенд для определения границы ядра уплотнения почвы, содержащий станину с направляющими, контейнер для почвы, колесо с системой нагружения, установленное с возможностью взаимодействия с контейнером и силовую передачу, отличающийся тем,что в основании и на боковых стенках контейнера выполнены отверстия на различной высоте, в которых на внутренних поверхностях контейнера установлены плунжеры, соединенные с подпружиненными штоками, установленными с наружной стороны контейнера. 841 Полезная модель относится к средствам для исследования свойств почв и грунтов, в частности для исследования взаимодействия с почвогрунтами ходовых систем сельскохозяйственной и дорожной техники. Известно устройство для исследования взаимодействия колес с почвой, содержащее тягач, раму, испытуемое колесо, установленное на раме посредством оси и силовую передачу 1. Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не позволяет ограничить объем исследуемой почвы и исследовать глубину распространения деформаций. Известно также устройство для исследования уплотняемости почв, содержащее станину с направляющими, контейнер для почвы, колесо с системой нагружения, установленное с возможностью взаимодействия с контейнером и силовую передачу 2. Такое устройство более приспособлено для исследования свойств почвы при уплотнении колесом, так как исследование проводится в объеме почвы, ограниченном контейнером. Свойства почвы в данном устройстве определяются со стороны образовавшегося следа, поэтому точность замера свойств почвы в нижних точках ядра уплотнения очень низкая. Задача, которую решает полезная модель заключается в повышении точности исследования. Техническая задача решается с помощью стенда, содержащего станину с направляющими, контейнер для почвы, колесо с системой нагружения, установленное с возможностью взаимодействия с контейнером и силовую передачу, где в основании и на боковых стенках контейнера выполнены отверстия на различной высоте, в которых на внутренних поверхностях контейнера установлены плунжеры, соединенные с подпружиненными штоками, установленными с наружной стороны контейнера. Отличительные признаки полезной модели позволяют определять свойства почвы со стороны неуплотненной зоны. Благодаря этому легко определяется нижняя граница ядра уплотнения почвы и ее физико-механические свойства. На фиг. 1 показано устройство, общий вид на фиг. 2 - сечение А-А с установленным пружинным узлом на фиг. 3 - схема замера параметров ядра уплотнения почвы. Стенд содержит станину 1 с направляющими 2, контейнер для почвы 3, перемещающиеся на роликах 4 по станине 1, силовую передачу для перемещения контейнера (на рисунке не показана). К станине 1 жестко прикрепляется вертикальная стойка 5, на которой шарнирно установлена продольная балка 6, в которой на оси 7 установлено колесо 8,взаимодействующее с контейнером 3, в котором находится почва. На свободном конце балки 6 расположены съемные грузы 9 для вертикального нагружения колеса 8. В основании и на боковых стенках контейнера 3 выполнены отверстия 10, в которых установлены плунжеры 11. Соосно отверстиям 10 прикреплены фланцы 12 с резьбовой частью. Фланцы соединяются при помощи резьбы с пружинным узлом 13, включающим в себя пружину 14, указатель сжатия пружины 15, выполненный с резьбовым отверстием и перемещающийся в направляющих корпуса 16, рукоятку 17, на которой имеется резьба для связи с указателем сжатия пружины, и указатель перемещения плунжера 18. Снаружи к корпусу прикреплены две линейки - линейка 19, взаимодействующая с указателем сжатия, и линейка 20, взаимодействующая с указателем перемещения. Стенд работает следующим образом. Контейнер 3 засыпается почвой соответствующего состава и состояния, во фланцы 12 поочередно устанавливается и соединяется с плунжерами 11 пружинный узел 13. На почву опускается колесо 8, нагруженное с помощью грузов 9. С помощью силовой передачи производится продольное перемещение контейнера 3, перекатывающегося на роликах 4 по направляющим 2 станины 1. Колесо 8, вращаясь на оси 7 за счет трения обода колеса с поверхностью почвы, образует в почве след за счет уплотнения различных по глубине 841 слоев почвы. Глубина следа, плотность и твердость почвы в следе замеряются известными приборами. Для замера твердости, а следовательно и степени уплотнения почвы, на глубине, равной высоте ядра уплотнения почвы Н, производится вдавливание в почву плунжера 11 со стороны основания и стенок контейнера. Для этого производится равномерное вращение рукоятки 17. Глубина проникновения плунжера определяется с помощью линейки 20 и указателя перемещения 18. Сжатие пружины 14 определяется при помощи линейки 19 и указателя 15. Определенная с помощью тарировки пружины степень ее сжатия в зависимости от усилия показывает сопротивление проникновению плунжера в почву. Зная размеры контейнера, высоту наполнения почвы в контейнере и глубину следа , можно определить высоту и форму ядра уплотнения почвы. Так, замерив сопротивление проникновению плунжера на различной глубине неуплотненной почвы после прохода колеса,определяется различие твердости почвы до и после уплотнения. Определив с помощью предварительной тарировки зависимость сопротивления проникновению плунжера от плотности почвы, можно узнать на какую глубину распространяется уплотнение почвы и форму уплотненного ядра при различной нагрузке на колесо. С помощью плунжеров, установленных в боковых стенках, определяется как распространяется уплотнение почвы в боковых направлениях. Предлагаемый стенд позволяет определить оптимальную нагрузку на колеса, при которой уплотнение почвы не распространяется глубже пахотного слоя. Это особенно важно, так как в подпахотном слое постоянно накапливается уплотнение, из-за чего на 5 20 снижается урожайность сельскохозяйственных культур. К тому же для рыхления подпахотного слоя применяют энергоемкие глубокорыхлители почвы. Таким образом,применение предлагаемого устройства позволит обосновать допустимые нагрузки на колеса сельскохозяйственной техники, что приведет к повышению урожайности культурных растений и снижению расхода топлива при почвообработке. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3