В настоящий момент на кафедре “ТКМиМ” ФГБОУ ВПО ”СПбГПУ” и кафедре НГиГФГБОУ ВПО НМСУ “ГОРНЫЙ”  проводится разработка учебной компьютерной программы по расчету режимов резания и точности размерной обработки деталей на станках токарной группы.

Одним из ключевых вопросов, рассматриваемых в курсе «Основы технологии машиностроения», является вопрос получения точных размеров и формы обрабатываемых заготовок, для студентов, не имеющих практических навыков работы на металлорежущем оборудовании, в условиях дефицита времени и ограниченных возможностей современного учебного процесса этот вопрос представляет определенную сложность в понимании и усвоении теоретического материала.

Для более наглядного изложения теоретического материала, связанного с точностью лезвийной обработки, разработана учебная компьютерная программа, блок-схема которой  представлена на рисунке1.

Расчет режимов резания и погрешностей обработки производится по известным типовым методикам  [2, 4]. При этом смещение при закреплении заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем патроне оценивалось по следующей формуле:

где P_изг – изгибающая сила;

j_суп – коэффициент жесткости суппорта;

j_пб – коэффициент жесткости передней бабки;

l– расстояние от точки закрепления до точки приложения силы;

E – модуль упругости;

– динамический коэффициент.

J– момент инерции поперечного сечения заготовки

Момент инерции поперечного сечения заготовки, определялся по формуле:

где d – диаметр обрабатываемой заготовки.

Изгибающая сила определялась по известной формуле:

где P_х и P_y–  соответственно осевая и  радиальная составляющие  силы резания.

Рисунок 1- Блок-схема разработанной учебной программы

Для разработки программы использовалась перспективная среда визуального программирования Boland Delphi [3, 5]. База данных содержащая таблицы поправочных коэффициентов, коэффициентов для расчета скорости резания, силы резания разработана в системе управления базами данных Microsoft office Access 2007. Работа с базами данных в Delphi осуществлялась при помощи современного драйвераMicrosoft Jet 4.0 OLEDB Provider и компонентов ADOConnection, TADOTable, DataSource,DBGrid.

Для ввода исходных данных использовалась экранная форма содержащая стандартные элементы управления Windows такие как поля ввода, списки, кнопки выбора и кнопки (Рисунок 2). По введенным данным, возможно, рассчитывать режимы резания как при чистовой обработке, когда основной задачей является получение низкой шероховатости поверхности и высокой точности, так и при черновой обработке, когда главной целью является увеличение производительности. При расчете режимов резания существует возможность учитывать наличие или отсутствие охлаждения и способ подвода смазочно-охлаждающей жидкости,  которая оказывает сильное влияние на технологический процесс, результаты обработки  и режимы резания, в свою очередь применение СОЖ  в учебном процессе затруднительно в связи с коротким сроком эксплуатации и необходимостью ее утилизации. Для вывода результатов использовалась отдельная экранная форма, показанная на рисунке 3.

Рисунок 2 – Экранная форма для ввода исходных данных

Для отладки управляющей программы были рассчитаны контрольные примеры, условие одного из которых представлено ниже:

-      заготовка из проката диаметром  D= 30мм;

-     заготовка закреплена в трехкулачковом патроне  с консольным  вылетом L = 50мм;

-      материал детали– Сталь 15;

-      диаметр обрабатываемой на детали поверхности  d=28мм;

-      длина обработанной поверхности l = 25 мм;

-      шероховатость получаемой на переходе поверхности Ra= 1,25мкм;

-      материал режущей части – Т15К6;

-      модель станка – 16К20.

Результаты расчета контрольного примера:

-      глубина резанияt= 1мм;

-      подача на один оборот заготовки S_о = 0,13мм/об;

-      число оборотов шпинделя n= 1600об/мин;

-      фактическая скорость резанияυ=141м/мин;

-      главная составляющая силы резания P_z=211н;

-     мощность резания N= 0,5кВт;

-      основное время T_о = 0,2мин;

-      максимальный прогиб заготовки = 2мкм.

Рисунок 3 – Результаты расчетов

Разработанное программное обеспечение позволяет студентам проанализировать многообразие технологических задач связанных с расчетом режимов резания и получаемой погрешностьюобработки заготовокна станках токарной группы, разобраться в алгоритме решения подобных задач и приобрести опыт в технологиях компьютерных исследований. Кроме того программа может использоваться для верификации студенческих курсовых и дипломных работ.

В 1991 г. было организовано крестьянское хозяйство «Перетятько Ю. А» в южной зоне Ростовской области. Основной задачей хозяйства являлось производство зерна. В условиях применения традиционной технологии в течение 16 лет урожайность озимой пшеницы была на уровне 3 т/га. В те годы практически прекратилось использование органических удобрений, почва ухудшалась в результате проявления ветровой и водной эрозии, падало содержание гумуса в почве, но появилась возможность приобретать новую технику, внедрять новые технологии. В хозяйстве с 2007 г. стали применять элементы минимальной обработки почвы, а с 2009 г. перешли к технологии прямого посева, отказавшись от приемов отвальной обработки почвы [2].

Основные элементы этой технологии:

- отказ от вспашки (No-till);

- прямой посев озимой пшеницы;

- высокое качество семян;

- применение инкрустации семян комплексом препаратов перед посевом;

- использование жидких стимулирующих составов микроэлементов в хелатной форме;

- уменьшение норм посева в два раза по сравнению с рекомендуемыми в

традиционной технологии;

- уменьшение глубины посева до 3-х см (5-6см 6-8см рекомендуемые);

- получение своевременных хорошо развитых всходов пшеницы с хорошим

коэффициентом кущения, мощным развитием корневой системы;

- разработку системы рационального питания растений на планируемый

уровень урожая и качество продукции по каждому полю;

- управление развитием растений не только по фазам, но и по макро- и микро

стадиям кода ВВСН;

- организация защиты растений от организмов конкурентов, с использова-

нием профилактических и нестандартных приемов;

- комплектование в хозяйстве комплекса машин и орудий, позволяющих

решать новые поставленные задачи.

Применение в хозяйстве этой технологии в течение 2009-2014годов позволило резко сократить затраты на семенной материал, подготовку семян к посеву, прямой посев озимой пшеницы, расходы на ГСМ, увеличить производительность труда, повысить урожайность озимой пшеницы в среднем за три года до 5,7 т/га при средней урожайности по району 3,0 т/га, снизить себестоимость продукции, повысить рентабельность производства озимой пшеницы [3].

Осенью 2014 год пришлось вынужденно применить разбросной способ посева при полном соблюдении всех остальных элементов ресурсосберегающей технологии. В условиях мягкой предыдущей зимы и потерь зерна при уборке из-за неблагоприятных метеорологических условий размножилось огромное количество мышей. Сохранить растения при малых нормах посева было бы невозможно, нужно было мышей уничтожить за короткий срок. Была применена обработка почвы на 6-8 см дискатором Carrier СR820. Выбор этого орудия был обусловлен тем, что он качественно работает на маленькой глубине, равномерно перемешивает почву с растительными остатками, закрывает влагу, измельчает растительные остатки, выравнивает и прикатывает почву, обеспечивая абсолютно ровное ложе для семян на одинаковой глубине. Поставленная цель была достигнута благодаря огромному количеству птиц, которые слетались на поля при проходе дискатора и появлению мышей на поверхности поля. Удивительным было то, что появилось огромное количество птиц, которых не было в округе (орлы).

Посев был осуществлен в оптимальные сроки с 13 по 20 сентября разбросным способом румом Уния МХ1600. Были соблюдены все элементы применяемой технологии: уменьшенные нормы посева (80, 100 кг/га, что соответствует количественной норме 2,3-2,6 млн/га вместо 5-6 млн/га рекомендуемых Зональными системами земледелия Ростовской области)[ 4 ]. До посева было внесено удобрение диаммофоска. После посева был применен дискатор на глубину 3-4 см. Фактическая глубина посева определялась после появления всходов. По диагонали поля в десяти местах на площадках по 0,25 м² растения срезались на уровне почвы, оставшаяся часть растений выкапывалась и измерялось расстояние от семени до места среза. Для сравнения была определена фактическая глубина посева при использовании сеялок Джон Дир 1590 и СЗ5,4. На сеялочных посевах определение фактической глубины проводилось по диагонали поля на 10 площадках по ходу рядков. По каждому сантиметру глубины заделки семян на всех вариантах подсчитывалось количество растений, и была определена средняя глубина посева. По агротехническим требованиям в слое почвы на средней глубине заделки семян плюс минус один сантиметр должно располагаться не менее 80% высеянных семян. Результаты распределения семян озимой пшеницы по глубине представлены на рисунке 1, где отражено количество семян , находящихся на каждом сантиметре глубины.

Рисунок 1 – Распределение семян озимой пшеницы по глубине, см.

Средняя фактическая глубина при разбросном способе составила – 4,15 см, при посеве сеялкой Джон Дир 1590 – 4,10см, сеялкой. Из высеянных семян в слое почвы на средней глубине плюс минус 1 см при разбросном способе посева было 68% семян, у сеялки Джон Дир 1590 – 82%, при посеве сеялкой СЗ5,4 – 30% семян, то есть посев этой сеялкой при традиционной обработке почвы в условиях сухой осени и недостаточно качественной обработки почвы растянул семена по глубине от 2см до 10 см. Агротехническим требованиям соответствовало только распределение семян по глубине при посеве сеялкой Джон Дир 1590.

Применяемая в хозяйстве технология предъявляет повышенные требования к качеству семян. Это обусловлено тем, что при использовании уменьшенных в два раза норм высева необходимо обеспечить высокую полевую всхожесть семян не ниже 92-95% семян. Только такая полевая всхожесть позволит обеспечить равномерное развитие растений и адекватное восприятие ими всех факторов по управления развитием растений. Фактическое положение по озимым культурам характеризуется резкими колебаниями полевой всхожести по сравнению с лабораторной. Нормы высева рассчитываются на основании величины лабораторной всхожести, определенной по ГОСТ Р52325-2005. Многочисленные исследования показывают большие расхождения между лабораторной и полевой всхожестью, которые нередко опускаются до 75%, то есть более 20% высеянных семян с высокой лабораторной всхожестью не дают всходов в поле. Лабораторная и полевая всхожесть семян – это два физиологически различных показателя. Лабораторная всхожесть определяется в благоприятных условиях для прорастания семян на ранних этапах роста проростков при гетеротрофном питании только за счет запасов семени. Полевая всхожесть определяется на более поздних этапах роста в период перехода к автотрофному способу питания. Прорастающим семенам приходится сталкиваться с неблагоприятными условиями окружающей среды, при этом могут проявляться скрытые дефекты семян, которые не выявляются при определении лабораторной всхожести.

Из общего числа факторов 60-70% приходится на долю травмированных, семян механически поврежденных во время уборки, погрузки, сортировании семян, 18% вызывается повреждением вредителями и прочими факторами [5]. Такие семена не выявляются при определении лабораторной всхожести в благоприятных условиях. Можно считать, что определение только лабораторной всхожести не несет достаточной информации для прогнозирования полевой всхожести и требует дополнительных методов оценки.

Наибольшее травмирование семян вызывается воздействием молотильно-сепарирующих устройств комбайнов. В настоящее время используются новые комбайны, различающиеся по производительности, типам молотильно-сепарирующих устройств, механическим воздействиям на зерно. Исследования, проведенные в Зернограде в ВНИПТИМЭСХе и АЧИМСХе на двух сортах озимой пшеницы позволили установить оптимальный режим работы комбайнов и их влияние на качественные показатели семенного зерна, которые оценивались по дроблению зерна, количеству микроповреждений, силе роста семян (дополнительный показатель оценки качества) и полевой всхожести семян. Самые высокие показатели были получены при использовании комбайна Дон-Ротор в сравнении с комбайном Дон 1500(сила роста 92%, полевая всхожесть 82%) [6]. В рассматриваемой технологии применялись только роторные комбайны.

Помимо комбайнов механические повреждения семян возникают при очистке и сортировании семян. 5-7% травмированных семян по данным ЦМИС добавляются за счет очистки семян на решетных установках, тогда как пневматические способы очистки повреждают на 0,16%. В хозяйстве очистка и сортирование семян озимой пшеницы проводится не на Петкусе, а на безрешетной аэродинамической установке Алмаз МС40/20, которая позволяет за один проход сделать первичную, вторичную очистку вороха и одновременно с этим проводит сепарацию по плотности зерна, отбирая биологически наиболее ценное зерно, обеспечивающее максимальную энергию прорастания и всхожесть.

Осенью 2014 года в хозяйстве высевались семена трех сортов: Москвич (собственные семена), семена сортов Юка и Гром были приобретены. Семена сорта Москвич были убраны роторным комбайном Кейс и очищены на установке Алмаз, а семена сортов Юка и Гром убирались комбайном с барабанной молотилкой и очищались на установке Петкус. Соотношение между фракциями семян по крупности у сорта Юка показаны на рисунке 2

Рисунок 2 – Фракционный состав семян озимой пшеницы Юка при разных способах очистки, %.

Сортирование на Петкусе удалило мелкое зерно, дробленое зерно, на Алмазе-биологически неполноценное зерно по плотности, изменив соотношение между крупной и средней фракциями. Результаты фракционного состава семян, подготовленных к посеву по трем сортам, показаны на рисунке 3.

Рисунок 3 – Фракционный состав семян озимой пшеницы по сортам, %.

По сортам Юка и Гром в посевных партиях преобладали семена крупной фракции по сорту Москвич – средней. Использованные сорта различались по крупности семян и массе 1000 зерен.

Характеристика фракций по размерам (толщине семян) и массе 1000 семян приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Масса 1000 зерен семян озимой пшеницы, в зависимости от

крупности семян, г.

В посевных партиях преобладали семена крупных и средних фракций, мелкие семена с толщиной 2,2-3,9 практически были удалены. Выход семян при уборке комбайном Кейс и сортировании на Алмазе у сорта Москвич составил 75%.

Биологические свойства семян оценивались по лабораторной всхожести и силе роста семян. Сила роста – это дополнительный показатель для выявления скрытых дефектов семян, которые могут проявляться при прорастании семян в полевых условиях, но не выявляются при определении лабораторной всхожести семян. Для определения силы роста семян могут применяться различные тесты. При выявлении реакции семян, используемых сортов на различную глубину заделки семян был применен почвенный тест.

Отличительной особенностью посева по данной технологии является заделка семян на глубину до 3 см. Такая глубина позволяет использовать влагу, которая осенью появляется на поверхности и в верхнем слое почвы из-за разности дневных и ночных температур. На глубине 3 см ее бывает достаточно для набухания семян. Облако из питательных веществ и стимулирующего состава, полученного семенем при инкрустации, соединяясь с влагой в верхнем слое, начинает стремиться из зоны высокой концентрации в зону меньшей концентрации, вокруг зерна образуется питательная среда, и корни и росток в этой зоне быстро прорастают, обеспечивая появление дружных, равномерно развитых всходов. Зональные системы земледелия Ростовской области рекомендуют при посеве озимой пшеницы в недостаточно увлажненную почву увеличивать глубину заделки семян до 9 см.

В лабораторных условиях с помощью почвенного теста в сосудах проращивали семена, заделанные на глубину 3, 5, 9 см. Почву для проращивания брали с поля, предназначенного для посева озимой пшеницы. Почва увлажнялась до 70 % от наименьшей влагоемкости. Проращивание велось в течение 10 суток, после которых определялось количество ростков, вышедших на поверхность, и выражалось в процентах по отношению к количеству высеянных семян. Для расчетов этого показателя использовались результаты, удовлетворяющие допустимым для каждого класса амплитудам колебаний. Показатели силы роста семян по сортам озимой пшеницы при заделке семян на разную глубину приведены в таблице 2.

Таблица – 2 Сила роста семян озимой пшеницы при разной глубине заделки,%

Семена всех трех сортов удовлетворяли всем требованиям по лабораторной всхожести для высших категорий, существенной разницы не было (1-2%). Сила роста по сортам была различна. Наименьшая сила роста у сорта Юка, который имел дробление при уборке более 5% и дважды подвергался сортированию. Выявлена реакция сортов на глубину заделки семян. Наименьшая сила роста семян получена при заделке на 9 см.

Перед посевом семена всех сортов были инкрустированы комплексом препаратов, в составе которого: фунгициды Премис Двести и Дерозал Евро, системный инсектицид крузер кс, монофосфат калия, концентрированный жидкий удобрительный состав в биологически активной хелатной форме. Использование монофосфата калия при инкрустировании семян обусловлено его эффективностью и высокой усвояемостью растениями химически чистых питательных веществ. Одновременное применение микроэлементов и фунгицидов способствует меньшему накоплению резистентных штаммов грибов в посевах растений, чем при применении одних фунгицидов. [7]

Урожайность озимой пшеницы – величина интегральная, определяемая такими элементами структуры, как количество растений и количеством продуктивных стеблей на единице площади, количеством колосков в колосе, числом зерен в колосе и массой зерна, исчисляемой по массе 1000 зерен. Рассматриваемая технология предусматривает воздействие на каждый из этих элементов и управление развитием растений на всех стадиях его развития. Урожайность озимой пшеницы формируется использованием семян высокого качества, применением эффективных методов подготовки семян к посеву, организацией рационального питания растений с учетом особенностей каждого поля. Годовая потребность растений в элементах питания рассчитывается на основе нормативного метода на планируемую величину урожайности. По каждому полю при расчете учитывается его плодородие и обеспеченность влагой. Фактором, который находится в минимуме и определяет уровень урожайности в южной зоне Ростовской области, является вода. Нормы удобрений и дозы будут различны в зависимости от перечисленных факторов.

Рациональное питание растений обеспечивается применением расчетных доз удобрений по фазам развития растений с учетом микростадий их развития в соответствии с децимальным кодом ВВСН, который каждую макростадию (макрофазу) разделяет на десять микростадий. [8]

Необходимость учета микростадий вызвана тем, что продолжительность условных фаз развития может быть различна и иногда превышать двадцать дней из которых эффективное воздействия проявляется в пределах 7 дней. Необходимо точное попадание в такие дни чему и способствует, наличие микростадий. В условиях разбросного способа посева была использована, применяемая в хозяйстве при прямом посеве схема управления формированием урожая по микростадиям развития растений озимой пшеницы. Обеспечение рационального питания растений производится по следующей схеме:

13 стадия 3-го листа. Макростадия 1. Развитие листьев.

Осенняя внекорневая подкорма: карбамид, сульфат аммония, жку, ормисс. Предпочтение было отдано ормиссу, который по сравнению с жуссом, применяемым в предыдущие годы, кроме макро и микроэлементов содержит стимуляторы для развития корневой и вегетативной части растений и веществ, способствующие увеличению зимостойкости озимых культур на 20-25%. Эта подкормка позволит подготовить растения к перезимовке, способствует кущению растений, развитию мощной корневой системы и активизирует физиологические процессы в растении.

24-25 стадия после появления третьего побега кущения. Макростадия 2. Кущение.

Корневая подкормка аммиачной селитрой 100 кг/га.

Внекорневая подкормка: мочевина 15кг/га, жку- 5л/га, ормисс-2л/га; инсектециды: гербициды Дикамба 150г/га, и Гранстар Про 15г/га; фунгицид: Дерозал Евро 50% от рекомендуемой дозы;

29-31 стадия. 29 – конец кущения. 30 – начало выхода в трубку. 31- стадия 1-го узла. Макростадия выход в трубку.

Обработка касом 130 кг/га.

Вторая весенняя листовая подкормка состав: мочевина 15кг, жку 5л/га, – ормисс- 2л/га; фунгицид: Дерозал Евро вторая половина рекомендуемой дозы;

39-41 микростадия. Макростадия 4 набухание соцветий.

Корневая подкорма аммиачной селитрой 100 кг/га.

Третья внекорневая подкормка: мочевина -10 кг/га, ормисс-2л/га, жку-5л/га, Фалькон 0,6л/га, пиретроид-50% от рекомендуемой дозы.

Макростадия 7 образование зерен.

Обработка посевов на качество пшеницы: мочевина-7кг/га, пиретроид 50% от рекомендуемой дозы.

Применение внекорневых подкормок является наиболее эффективным способом преодоления дефицита питательных веществ и способствует быстрому усвоению элементов питания. Скорость питания через лист в несколько раз выше скорости корневого питания, что особенно важно при дефиците влаги в почве, характерном для южной зоны Ростовской области. При этом происходит быстрое проникновение всего комплекса применяемых элементов баковой смеси через кутикулу листа и включение поступивших элементов питания в метоболизм клетки. Листовые подкормки должны проводиться при температуре воздуха до 24 градусов и относительной влажности воздуха не ниже 64%. В хозяйстве все листовые подкормки проводилась с 18 часов до 3 часов утра до выпадения росы, так как дневные температуры превышали 30⁰ С.

Приведенная схема питания корректируется в зависимости от складывающихся условий и иногда вызывает замену препаратов и удобрений. Внекорневые подкормки предусматривают применение фунгицидов и инсектицидов в профилактических целях и выполняются в дозах сниженных в двое. Это позволяет получать здоровое зерно и защищает озимую пшеницу на стадии созревания от поражения клопом вредной черепашки и другими вредителями, которые ухудшают качество зерна и переводят продовольственную пшеницу в фуражную.

Такая система питания растений позволила получить по непаровым предшественникам в условиях разбросного способа посева достаточно высокую урожайность озимой пшеницы, данные по которой приведены в таблице 3.

Таблица 3- Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при разбросном способе посева 2015г, т/га.

Наиболее высокая урожайность (более 6 т) была получена по сортам Юка и Гром при посеве после озимой пшеницы. Условия уборки были осложнены прошедшим ураганом, после которого сорт Москвич, менее устойчивый к полеганию, полностью полег. После этого выпали ливневые дожди, что увеличило срок уборки. По качеству зерно всех сортов удовлетворяло требованиям третьего класса стандарта, и было реализовано, как продовольственная пшеница.

Урожайность сорта Гром, высеянного после подсолнечника на 9-м поле, была ниже урожайности по другим полям на 1,7 – 2,5 т. Это было вызвано не столько предшественником, сколько более низким плодородием и низкими запасами влаги 9-го поля.

В таблице 2 приведены результаты оценки агрохимических свойств почвы при мониторинге почв хозяйства, проведенном в 2009 году Ростовским Агрохимическим Центром, в год перехода хозяйства к ресурсосберегающей технологии возделывания озимой пшеницы с применением прямого посева. Результаты оценки агрохимических свойств почвы приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Агрохимическая характеристика почв, 2009г.

Почвы 9–го поля характеризуются более низким содержанием гумуса, подвижного фосфора, калия и в большинстве случаев самыми низкими запасами продуктивной влаги, которые отражены на рисунке 4 .

Рисунок 4 – Запас продуктивной влаги в метровом слое почвы, мм

По запасам продуктивной влаги в метровом слое почвы 9-го поля в большинстве случаяев были меньше запасов влаги на других полях вдвое.

Показателем плодородия почвы является и наличие почвенных микроорганизмов разных эколого-трофических групп. Образцы почв для определения численности микроорганизмов отдельных групп с полей хозяйства были проанализированы в отделе сельскохозяйственной микробиологии ГБУ Научно-исследовательского института сельского хозяйства Крыма в 2015г. Результаты определения приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Численность микроорганизмов в почвах после уборки озимой пшеницы, 2015г.

Диазотрофы принимают участие в трансформации азотных соединений, связывают молекулярный азот и переводят его из инертного в мобильное состояние. Фосфатмобилизаторы, осуществляют минерализацию неорганического фосфора, мобилизацию нерастворимых минеральных фосфатов, что очень важно для почв хозяйства, так как на карбонатных почвах идет иммобилизация фосфора и переход его в недоступную для растений форму трехзамещенного кальциевого фосфата. Почвы 9-го поля характеризуются сниженным в два раза числом диазотрофов и фосфатмобилизаторов.

Применение вынужденного разбросного способа посева в условиях ресурсосберегающей технологии оценили по прямым затратам при возделывании озимой пшеницы.

Преимуществом применения ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур является снижение затрат, материально-технических ресурсов на производство единицы продукции, трудоемкости выполнения работ. В условиях, применения ресурсосберегающей технологии возделывания озимой пшеницы в хозяйстве был проведен расчет при прямом и разбросном способах посева и определена технологическая эффективность этих двух способов посева. Результаты расчета удельного веса эксплуатационных затрат, себестоимости производства озимой пшеницы при разных способах посева приведены на рисунке 5.

Рисунок 5 – Удельный вес эксплуатационных затрат в себестоимости производства озимой пшеницы при разных способах посева, %

Выявлено снижение эксплуатационных затрат на выполнение технологических операций при проведении прямого посева в сравнении с разбросным способом посева.

Технологическая эффективность применения разных способов посева определялась по количеству зерна, произведенного на каждый рубль производственных затрат, затрат на ГСМ, эксплуатационных затрат, заработной платы и на 1 кг нефтепродуктов при равной продуктивности единицы площади. Данные сравнительной характеристики эффективности применения различных способов посева приведены на рисунке 6.

Рисунок 6 – Сравнительная характеристика технологической эффективности применения различных способов посева озимой пшеницы

Сравнительная оценка технологической эффективности различных способов посева показала преимущество применения прямого способа посева в условиях и ценах 2014года.

Экономическая эффективность применения различных способов посева характеризовалась урожайностью озимой пшеницы, себестоимостью продукции, чистым доходом, экономическим эффектом. Результаты расчета экономической эффективности приведены в таблице 6.

Таблица 6 – Экономическая эффективность применения различных способов посева ресурсосберегающей технологии возделывания озимой пшеницы

С экономической точки зрения более эффективным в сложившихся условиях является применение прямого способа посева в сравнении с разбросным. Экономический эффект составил соответственно на единицу продукции и на 1 га 96 руб. и 0,6 тыс. руб. Чистый доход соответственно при разбросном и прямом способе 5801 и 5897 руб. на 1 т; 34,8 и 35,4 тыс. руб. на 1 га.

Выводы.

1.Разбросной способ посева в ресурсосберегающей технологии позволил получить урожай озимой пшеницы по непаровым предшественникам на уровне 4-6 т/га;

2.Формирование урожая при разбросном способе посева обеспечивалось высоким качеством семян, управлением питанием растений, применением корневых и листовых подкормок, защитой растений в течение всего вегетационного периода;

3.Расбросной способ посева обеспечил высокую производительность агрегатов в смену 230-250 га одним агрегатом;

4.По экономической эффективности разбросной способ посева уступил посеву сеялкой Джон Дир 1590, так как увеличил затраты на обработку почвы и расход гсм;

5.Разбросной способ посева можно рекомендовать как альтернативный в условиях запаздывающих сроков посева и наличия соответствующей техники.

Изначально радиоинтерфейс обладал дальностью действия равной 10 метрам. Этого расстояния хватало только для взаимодействия устройств в пределах комнаты. Но современными спецификациями Bluetooth уже определяются и вторая зона взаимодействия – около 100 м, позволяющая покрыть стандартный дом или офис. Стоит отметить, что для Bluetooth в настоящее время нет необходимости нахождения соединяемых устройств в зоне прямой видимости друг друга. Допускается что их могут разделять различные препятствия (мебель, стены и т. п.), которые не экранируют высокочастотные радио-сигналы.

Для работы устройства Bluetooth в настоявшее время используется диапазон 2,45 ГГц, который предназначен в первую очередь для работы медицинских, научных и промышленных приборов.

Для канала радиочастот Bluetooth характерна полная пропускная способностью около 1 Мбит/с, что позволяет обеспечить передачу данных на скоростях 723,3 кбит/с с помощью создание асимметричного канала. При использовании Bluetooth- соединение появляется возможность передачи до 3 дуплексных аудиоканалов в каждом направлении со скоростью 64 кбит/с. Кроме того, также используется комбинированная передача данных и звука.

Большинство современных устройств, которые используют технологию Bluetooth, на уровне протокола защищены шифрованием передачи данных.

Технология bluetooth подразумевает в себе многоточечный радиоканал, который управляется многоуровневым протоколом.

Организация локальной радиосети осуществляется по принципу множественных пикосетей (PAN), которые между собой взаимодействуют по стандартному радиоканалу. В этом случае в пикосетях устройства Bluetooth осуществляется взаимодействие по принципу master-slave. Предпочтительно статус “master” должно иметь наиболее мощное устройство, которое устанавливает соединения с несколькими другими, и которое осуществляет координацию посылки и приема данных в рамках образованной пикосети.

В пикосети может находиться до 7 активных slaves- устройств. Стоит отметить, что кроме активных допускается существование и множества неактивных устройств, которые не могут обмениваться данными с активными устройствами, пока заняты все каналы. Однако такие неактивные устройства, остаются синхронизированы с Bluetooth. При условии, что в радиусе действия “ведущего” оказалось более 7 активных устройств, то происходит формирование второй пикосети, управляемая первой. В этом случае роль master будет выполнять одно из slave устройств первой сети. Таким образом, наращивание сети может идти неограниченно долго.

Пикосетей во множественном количестве осуществляют взаимодействие друг с другом множество, формируя при этом распределенную сеть (scatternet), в рамках которой разные устройства могут являться для различных пикосетей одновременно master и slave. Также они могут выполнять роль slave для разных сетей. Более того, при необходимости у любого slave в пикосети всегда есть возможность стать master. В этом случае старый master станет выполнять роль одного из slave-устройств Таким образом, в scatternet может осуществляться объединение любого количества устройств Bluetooth. Соответственно логические связи будут образовываться и изменяться, как это потребуется.

В Bluetooth-технологии используется метод скачкообразной перестройки частоты, благодаря чему взаимодействие различных пикосетей друг с другом возможно с минимальным риском взаимных помех. При этом у пикосети, входящих в один scatternet, должны быть в наличии  разные каналы связи. Другими словами, работать они должны на различных частотах. Также важным для пикосетей иметь отличающейся друг от друга порядок смены каналов, который будет определятся в виде последовательности скачков в стандарте параметра FHSS.

Одним из важнейших свойств Bluetooth-технологии является то, что в пикосетях соединения происходит автоматически, при условии нахождения различных устройств в пределах досягаемости. Это обстоятельство является большим преимуществом для дальнейшей разработке устройств, использующих bluetooth. Для того, чтобы реализовать такой автоматизм, работа любых Bluetooth-устройств в незнакомом окружении будет начинаться с режима поиска других устройств. При этом на начальном этапе посылается специальный запрос, ответ на который, однако, будет зависеть не только от того имеются ли в наличия других активных Bluetooth-устройств в радиусе связи, но и от режима их работы. На этом этапе возможным являются три основных режима:

1) устройства на полученные запросы отвечают всегда, так называемый режим discoverable mode;

2) устройства на полученные запросы отвечают только ограниченное время, так называемый режим limited discoverable mode;

3) устройства на полученные новые запросы не отвечают, так называемый режим non-discoverable mode.

В первом случае обнаруженное устройство настроить параметры соединения не позволяет. Следовательно, обмен данными с таким устройством становится невозможен. Во втором случае – связавшимся Bluetooth-устройствами устанавливаются между собой соглашения о параметрах соединения. Такими параметрами являются:

- определенный размер страниц данных,

- диапазон частот, используемый в работе устройств,

- порядок смены частот в устройствах.

По окончании процесса обнаружения в новом Bluetooth-устройстве появляется набор адресов для идентификации. Для каждого устройство Bluetooth характерен уникальный сетевой адрес (48 бит), а также наличие «имен» всех доступных устройств. Затем происходит определение услуг (service discovery), которые предоставляются этими устройствами.

В Bluetooth-устройствах, в качестве еще одной меры защиты, предусмотрено осуществление кодировки передаваемых данных, а также выполнение процедуры авторизации устройств. В результате возможными являются три уровня защиты:

минимальная, когда кодировка данных осуществляется с использованием общего ключа; в этом случае прием данных может осуществляться любыми устройствами без ограничений;

защита на уровне устройств, когда непосредственно в чипе осуществляется прописывание уровня доступа, в соответствии с которым у каждого устройства имеется возможность получать определенные данные от других устройств;

защита на уровне сеанса связи, когда кодировка данных осуществляется 64/128-битными случайными числами, которые хранятся в каждой паре устройств, участвующих в конкретном сеансе связи.

Технологии Bluetooth находят свое применение в различных практических сферах. Так одним из современных направлений является использование Bluetooth в медицине.

Для современных медицинских устройств с автономным питанием, все более распространенным является использование беспроводных технологий для передачи данных и осуществления управления [2]. При этом Bluetooth – это одна из наиболее часто встречающееся в этой области беспроводная сетевая технология.

Самое широкое распространение технология Bluetooth получило в мобильных медицинских устройствах в связи с высокой скоростью передачи данных и неплохой энергоэффективности.

Стандарт Bluetooth LE изначально был предназначен для применение в системах, где осуществления мониторинга возможно исключительно в условиях автономного питания и низкого энергопотребление. Эти условия являются очень важными для медицинского оборудования, так как в таком случае обеспечивается требуемое время диагностического наблюдения. Кроме того, такие приборы очень удобно использовать, в связи с  тем, что они могут работать длительное время без подзарядки и смены элементов питания.

Низкое потребление Bluetooth LE обеспечивает возможность создания беспроводных медицинских датчиков [4].

У технологии Bluetooth имеется достаточно прочная система защиту от несанкционированного доступа. В случае правильного построения сети в качестве наиболее вероятной угрозы безопасности следует рассматривать нарушение физической целостности, являющейся нехарактерным для проводных сетей. При этом, в сетях Bluetooth без каких-либо ограничений могут быть применены те средства обеспечения безопасности, которые предоставляются операционными системами.