Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
ВОЗДЕЙСТВИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ НА ПОЧВЕННУЮ СРЩ 9
Косвенные методы исследования процессов деформации почвенной среды
Методы визуализации процессов обработки почвы
и посева . 10
I.2.I. Методы фото- и киносъемки * . 10
Ї.2.2. Радиоизотопные методы исследования 12
1.2.3. Рентгенографический метод исследований ... 14
Основные понятия прикладной рентгенографии . 16
Теоретические предпосылки экспериментальной рентгенографии применительно к исследованиям движущихся объектов 24
Технические средства обеспечения рентгенографических исследований . . 29
1.3. Выводы, цель и задачи исследования 35
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
С ПОЧВОЙ 37
2.1. Анализ условий формирования рентгеновского изображения движущегося объекта в почвенной среде
Влияние геометрических и кинематических параметров объекта на ФРИ 37
Влияние времени экспонирования на ФРИ ... 41
Стр. 2.1.3. Влияние физико-механических свойств объекта
и почвенной среды на ФРИ 44
2.2. Рентегоноконтрастность деталей объекта и выявляемость
их изображений на рентгенограмме 53
2.3. Расчет геометрических параметров условий
рентгеносъемки 55
Выбор поля контроля и фокусного расстояния рентгеносъемки 55
Выбор и регистрация направления съемки .... 57
Выбор базиса съемки 59
Обоснование стробоскопического формирования импульсов излучения для регистрации процессов на рентгеновской пленке 61
Расчет режимов рентгеносъемки процессов обработки
почвы и посева 64
2.6. Выводы по разделу. 69
3. ОБЩАЯ МЕТОДИКА РЕНТГЕНОСЪЕМКИ ПРОЦЕССОВ ПОЧВООБРАВОТКИ И
ПОСЕВА 71
Исходные данные и организация кадра 71.
Подготовка технических средств для проведения рентгенографических исследований 76
Выбор условий и режимов рентгеносъемки 84
Определение оптимальной толщины просвечивания почвы 92
Определение допускаемых значений плотности почвы . . 98
Определение массового коэффициента ослабления .... 100
4. МЕТОДИКА ДЕШИФРОВАНИЯ РЕНТГЕНОГРАММ ПРОЦЕССОВ ПОЧВООБРАВОТКИ
И ПОСЕВА . « 104
Определение базиса съемки 104
Определение координат объекта по рентгенограмме . . . 105
Определение траекторий перемещения частиц почвы
Стр.
под воздействием деформатора ЮУ
4.4. Определение плотности дефорвлируемых почвенных слоев . . 117 4.5» Определение параметров движения и взаимодействия
подвижных объектов с почвой 119
ТОЧНОСТЬ РШТГШОГРАФИЧЕСШГО МЕТОДА ИССЛЕЩОВІШИЙ
ПРОЦЕССОВ П0ЧВ00БРАБ0ТКИ И ПОСЕВА 125
5.1. Влияние погрешностей юстировки источника излучения по
направлению съемки и определения фокусного расстояния . 125 5.2# Влияние погрешностей определения элементов внешнего
ориентирования 127
5.3. Погрешность определения траекторий и скоростей пере
мещения почвенных частиц 131
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОГО МЕТОДА
ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ГОЧВООБРАБОТКИ И ПОСЕВА 135
Технические средства обеспечения рентгенографических исследований процессов обработки почвы и посева .... 135
Экспериментальные исследования процесса заделки семян двухдисковыми сошниками зерновых сеялок 149
6.2.1. Структурный анализ состава объекта и
подготовка объекта к экспериментам 150
Расчет физико-технических условий рентгеносъемки 154
Визуальный и рентгенграмметрический анализ рентгенограмм 158
Практические результаты исследования процесса посева с использованием рентгенографического метода 166
6.3. Экспериментальные исследования процесса уплотнения
почвы катком,сеялки . 170
Стр.
6.3.1. Структурный анализ состава объекта и подго
товка объекта к экспериментам 170
6*3.2. Выбор физико-технических условий съемки .... 173
Рентгенграмметрический и количественный анализ рентгенограммы процесса уплотнения.почвы. . . . 178
Результаты исследования процесса прикатывания почвы катком сеялки .............. 187
6.4. Выводы по разделу 190
7. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЩАЩИ 191
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 194
ПРИЛОЖЕНИЯ 203
Введение к работе
В,директивах ХХУІ съезда КПСС, а также в Продовольственной Программе, утвержденной на майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС, намечено добиться прироста производительности труда в сельскохозяйственном производстве на 22-24% и к 1990 году довести среднегодовой объем производства зерна до 250-255 млн.т.
Решение этих задач предопределяет высокие требования к научно-исследовательским и опытно-конструкторским разработкам по созданию новых высокопроизводительных почвообрабатывающих и посевных машин,, ежегодный объем работ для которых в целом по СССР составляет 214,3 млн, га. Эффективность научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в этом направлении определяется научно-техническим уровнем и оперативностью их выполнения.
Опыт показываетг что при разработке конструкций почвообрабатывающих и посевных машин значитвльная часть времени и средств тратится на экспериментальные исследования и испытания рабочих оргннов» Применяемые в настоящее время методы экспериментального исследования процессов обработки почвы и посева весьма трудоемки и не обеспечивают достаточно полной информации о взаимодействии рабочих органов спочвой. Это ограничивает возможности оперативного выявления причин неудовлетворительного выполнения технологических операций.
Принципиально новые возможности в этом напрвлении открывает использование рентгенографического метода, обеспечивающего визуализацию явлений, происходящих в почве при воздействии на нее рабочего органа. Однако существующий уровень развития прикладной рентгенографии позволяет исследовать процессыг выполняемые при незначительной скорости (до 0,2 м/с) движения рабочего органа. Поэтому разработка рентгенографического метода, обеспечивающего визуализацию процессов почвообработки и посева в рабочем диапазоне скорое-
тей до 4 м/с является актуальной научно-технической задачей.
Отмеченное выше позволяет сформулировать цель исследования: разработать рентгенографический метод исследований, обеспечивающий визуализацию и возможность оценки процессов обработки почвы и посева в диапазоне скоростей движения рабочих органов, соответствующем их эксплуатации в полевых условиях.
В соответствии с поставленной целью в диссертации разработаны:
теоретические зависимости основных характеристик системы формирования изображения ж физико-технических условий рентгеносъемки перемещающихся в почве объектов;,
общая методика проведения рентгенографических исследований процессов почвообработки и посева;
методики определения параметров и качественных показателей процессов взаимодействия объектов с почвой и оценки достоверности результатов исследования.
Практическая ценность результатов исследования заключается в том, что достигнута возможность визуализации процессов деформации почвы и посева, что открывает качественно новые возможности для создания рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин, а также позволяет сократить сроки - проведения их экспериментальных исследований. Кроме того, созданы специализированные технические средства для реализации рентгенографических исследований процессов в почвообработке и посеве, выполняемых в реальном диапазоне скоростей эксплуатации рабочих органов. Разработанные методики и технические средства апробированы в экспериментальных исследованиях процессов заделки семян и уплотнения почвы в рентгенографической лаборатории СХМ РИСХШ.
Работа выполнялась в соответствии с плановой тематикой НИР: "Рентгенографические исследования качества заделки семян зерновых культур в полевых условиях" план ОКР и НИР Минтракторсельхозмаша
8 на 1976-1980 гг, шифр темы 50.019-76) и "Разработка рентгенографической установки для исследования работы заделывающих рабочих органов посевных машин в динамике" (там же, шифр темы ЗЬ.2.30,046-78).
Предложенные методики и технические средства внедрены: в проектно-конструкторском институте по почвообрабатывающим и посевным машинам (ПКИ, г. Кировоград);!Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственного машиностроения им.В.П.Горяч-кина (ВИСХОМ, г. Москва); Кубанском научно-исследовательском институте испытания тракторов и сельскохозяйственных машин (КубНИИТиМ г. Новокубанск); Средне-азиатском НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства (САИМЭ, п. Янгиюль). Использование разработанных методик и средств позволило повысить научно-технический уровень исследований и испытаний посевных машин, а также создать двухдисковый сошник (ВИСХОМ, РИСХМ) , позволяющий улучшить качество заделки семян по глубине.
Кроме того, указанные методики и технические средства с 1978 г. используются в учебном процессе при проведении лабораторных работ со студентами по курсу "Машины для возделывания сельскохозяйственных культур (РИСХМ).
