способ определения коэффициентов трения фракционного состава почвы

Формула изобретения

Способ определения коэффициента трения фракционного состава почвы, включающий отбор почвенных проб, взвешивание, высушивание, просеивание через набор сит с отверстиями от 0,25 до 7,5 мм без встряхивания, наклоняя их в разные стороны, получая фракции почв от 0,25 до 7,5 мм, оставшиеся фракции вручную отбирают и взвешивают, отличающийся тем, что после взвешивания каждой фракции их последовательно размещают на плите, расположенной горизонтально, один конец которой шарнирно присоединен к раме, второй покоится на основании, связанном со звеньями подъемного механизма, затем осуществляют подъем плиты с пробой определенной фракции и в момент начала перемещения пробы по рабочей поверхности подъем прекращают, по координатной линейке определяют высоту подъема у_i и по формуле

определяют коэффициент трения каждой фракции по стальной поверхности плиты или по поверхности плиты, покрытой тем же фракционным составом, для определения внутреннего коэффициента трения почвы о почву.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приборостроению и способам исследования фракционного состава почвы.

Известны способы и приемы определения фракционного состава почв, включающие отбор проб, высушивание образца почвы до воздушного сухого состояния, разделения на фракции.

Недостатком известных способов и прямого определения фракционного состава почвы при исследовании агротехнических показателей машин и орудий для поверхностной мелкой обработки следует отнести не только трудоемкость исследований, но и недостаточное количество показателей оценки работы почвообрабатывающей техники и неточность их определения.

Известен способ определения фракционного состава почвы, включающий отбор почвенных проб, взвешивание, высушивание, просеивание через набор сит с отверстиями от 0,25 до 7,5 мм без встряхивания, наклоняя в разные стороны, получая фракции почв от 0,25 до 7,5 мм, оставшиеся фракции вручную отбирают и взвешивают (прототип).

Недостатком известного способа является недостаточная точность определения и значительные затраты времени замеров; невозможность получения более полных показателей оценки работы почвообрабатывающих посевных машин и орудий.

Для устранения указанных недостатков и получения положительного результата после взвешивания каждой фракции их последовательно размещают на плите, расположенной горизонтально, один конец которой шарнирно присоединен к раме, второй - покоится на основании, связанном со звеньями подъемного механизма, затем осуществляют подъем плиты с пробой определенной фракции и в момент начала перемещения пробы по рабочей поверхности подъем прекращают, по координатной линейке определяют высоту подъема y_i и по формуле определяют коэффициент трения каждой фракции по стальной поверхности плиты, или по поверхности плиты, покрытой тем же фракционным составом.

Дополнение известного способа определения фракционного состава почвы коэффициентами трения почвы о сталь и внутреннего трения почвы о почву дает возможность получения более полнее оценить работу почвообрабатывающих машин и орудий, так как знание этих коэффициентов в зависимости от фракционного состава позволяет выбрать более рациональные параметры основных исполнительных органов.

Последовательное размещение проб определенной фракции на подвижной плите, расположенной горизонтально, один конец которой шарнирно присоединен к раме, второй - покоится на основании, связанном со звеньями подъемного механизма, позволяет сократить затраты времени замеров при исследовании, повысить точность замеров координатной линейкой.

Использование формулы , где х - расстояние от точки проекции центра тяжести пробы на горизонтальную плоскость до упора, дает возможность определить коэффициент трения каждой фракции по стали, а размещение пробы на плите, покрытой тем же фракционным составом, определит коэффициент внутреннего трения почвы о почву.

Выполнение предлагаемого способа с использованием подъемного устройства, звенья которого связаны шарнирно с основанием плиты, позволяет определить как показатели фракционного состава почвы, так и коэффициенты трения пласта о сталь, почвы о почву.

На фиг.1 изображен способ определения коэффициента трения фракционного состава почв в исходном положении при V₀=0.

На фиг.2 изображен способ в момент начала перемещения пробы по поверхности плиты, при V=V₁.

Способ определения коэффициента трения фракционного состава почвы включает отбор почвенных проб, взвешивание, просеивание через набор сит с отверстиями от 0,25 до 7,5 мм без встряхивания, наклоняя их в разные стороны, получая фракции от 0,25 до 7,5 мм. Оставшуюся часть пробы разбирают по фракциям от 10 до 20 мм и более. Затем все полученные фракции взвешивают. После взвешивания каждой фракции их последовательно размещают на плите, расположенной горизонтально, один конец которой шарнирно присоединен к раме, второй - покоится на основании, связанном со звеньями подъемного механизма, затем осуществляют подъем плиты с пробой определенной фракции и в момент начала перемещения пробы по рабочей поверхности подъем прекращают. На координатной линейке определяют высоту подъема y_i. По формуле , где х - расстояние от точки проекции центра тяжести пробы на горизонтальную плоскость до упора, определяют коэффициент трения каждой фракции по стальной поверхности плиты или по поверхности плиты, покрытой тем же фракционным составом для определения внутреннего коэффициента трения почвы о почву. Для этого используется простое устройство, включающее почвенный образец 1, плиту 2, ограничитель 3, подъемный механизм 4 со звеньями 5, винтовой механизм 6, оси шарниров 7, 8, 9, координатную линейку 10, телескопический поводок 11, основание 12, ручку 13.

При определении трения фракции почвы с использованием устройства взвешенный объем, специальной формы без дна почвы, например, 0,25 мм, укладывают на свободных концах плиты 2 на расстоянии х от ограничителя 3. Это расстояние постоянно для всех повторностей. Затем, используя ручку 13, через винтовой 6 и подъемный 4 механизм, основание 12 поднимаем вверх образцы 1 до момента его движения скольжения снизу по поверхности плиты 2. В этот момент прекращается подъем и по координатной линейке определяем высоту подъема y_i.

После замера результат эксперимента записывают в таблицу 1. Для коэффициента трения почвы о почву на поверхность плит наносят состав той фракции, которая подвергается исследованию.

Таблица 1
Показатели эксперимента определения коэффициента трения почвы о сталь (почва супесчаная)
Дата	Повторности и № п/п	Масса фракций, г	Фракция, мм	xi, мм	y i, мм	коэффициент
05.04.05	1	1000	0,75	400	140	0,35
06.05.05	2	1000	0,75	400	152	0,38
07.06.05	3	1000	0,75	400	112	0,28
08.06.05	4	1000	0,75	400	100	0,25
Таблица 2
Показатели эксперимента определения коэффициента трения почвы о почву (почва среднесуглинистая)
Дата	Повторности и № п/п	Масса фракций, г	Фракция, мм	x i, мм	yi, мм	коэффициент
10.01.06	1	1000	0,32	400	264	0,66
11.01.06	2	1000	0,32	400	256	0,64
12.01.06	3	1000	0,32	400	268	0,67
13.01.06	4	1000	0,32	400	276	0,69
14.01.06	5	1000	0,32	400	280	0,70

При исследовании фракционного состава почвы предлагаемым способом обеспечивается точность определения показателей. Способ и его техническое исполнение может быть использовано в учебных процессах ВТЗ при изучении фракционного состава почвы. При определении коэффициента трения почвы о почву используются съемные ленты, покрытые фракционным составом исследуемого образца почвы.

Таким образцом, предлагаемый способ определения коэффициента трения фракционного состава, кроме повышения точности замеров, позволяет уменьшить затраты труда исследователя, повысить его производительность, сократить время проведения эксперимента.

Дополнительный источник

Вадюнина А.Ф. и др. Методы исследования физических свойств почвы, М., Агропромиздат, 1986. С.62-63, 126.