عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت مکانیزم برش و ردیف کننده برای کمباین خوشه چین جلو تراکتوری
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 555;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51330
- تاریخ دفاع
- ۲۷ دی ۱۳۹۰
- دانشجو
- امیر معماردوست
- استاد راهنما
- جواد خزائی
- چکیده
- چکیده طی دهه‌های اخیر تحقیقات گسترده ایی در زمینه کاهش تلفات برداشت دانه در کمباین های غلات صورت گرفته است. نتیجه این تحقیقات منجر به ظهور نسل جدید کمباین های خوشه چین (Striper Head) شد که تلفات برداشت آن‌ها به نحو قابل ملاحظه ایی کمتر از کمباین های مرسوم است. تحقیقات انجام شده در سال‌های اخیر در زمینه بهینه سازی کمباین های خوشه چین زمینه افزایش استقبال از آن‌ها در اکثر کشورها را فراهم کرده است. در این کمباین ها، از مکانیزم‌های برش رفت و برگشتی که در کمباین های معمولی رایج است، استفاده نمی‌شود. در حقیقت، عملیات برداشت در کمباین های خوشه چین توسط هد خوشه چین انجام می‌گردد که شامل یک استوانه دوار با ساختاری بسیار ساده است. در این کمباین ها فقط خوشه محصول کنده می‌شود و ساقه بدون هیچ برشی در داخل خاک باقی می‌ماند. طبق نتایج تحقیقات قبلی، درصد تلفات برداشت دانه در کمباین های خوشه چین کمتر از 3% گزارش شده است. ضمناً به دلیل عدم ورود ساقه‌های محصول به داخل کمباین، ظرفیت مزرعه ایی این کمباین ها اغلب حدود 50% تا 100 % بیشتر از کمباین های مرسوم می‌باشد. یکی از دلایل اقبال کمباین های خوشه چین در اروپا، عدم برش ساقه‌های محصول توسط کمباین و باقی ماندن آن‌ها در داخل مزرعه است. این مورد هم در جلوگیری از فرسایش آبی و بادی خاک و هم افزایش ارزش غذایی خاک مزرعه بسیار موثر است. این در حالی است که در ایران برداشت کاه و تمیز نمودن زمین از کاه و کلش اهمیت زیادی دارد. بر همین اساس مشکل عمده در عدم استقبال از این کمباین ها در ایران، عدم برداشت ساقه‌های محصول هم‌زمان با انجام عملیات برداشت خوشه‌ها می‌باشد، این موارد ضرورت انجام تحقیقات بیشتر در زمینه رفع مشکلات مربوط به این کمباین ها و تلاش برای گسترش استفاده از آن‌ها در ایران را نشان می‌دهند. در ایران یک نمونه کمباین خوشه چین جلو تراکتوری مخصوص گندم توسط نیک روش (1387) ساخته شد که فاقد واحد برداشت ساقه است. بنابراین در این پایان نامه هدف طراحی و ساخت یک نمونه واحد برش-ردیف ساز ساقه‌های گندم مناسب برای اتصال به کمباین های خوشه چین جلوی تراکتوری موجود در ایران بود. در این تحقیق، به منظور طراحی دقیق اجزا ساختمانی واحد برش–ردیف ساز ساقه‌های گندم و تعیین توان مورد نیاز دستگاه، تعیین برخی خواص فیزیکی (وزن، جرم مخصوص توده و تعداد در واحد سطح) و مکانیکی (نیرو و انرژی برشی، ضریب اصطکاک روی سطوح فلزی و انرژی ویژه ردیف سازی) ساقه‌های گندم ضروری بود. بر اساس اطلاعات حاصله نسبت به طراحی و ساخت نمونه اصلی واحد برش–ردیف ساز جلو تراکتوری ساقه‌های گندم بر اساس اصول مهندسی اقدام شد. این واحد در جلوی تراکتور و پشت هد خوشه چین نصب می‌گردد و نیروی مورد نیاز آن از طریق یک هیدرو موتور که از پمپ هیدرولیک تراکتور تغذیه می‌گردد، تامین می‌شود. این واحد شامل مکانیزم برش رفت و برگشتی، سینی‌های هدایت و بلند کننده، هدایت کننده‌های ستاره ایی، انگشتی‌های ردیف ساز واقع بر روی زنجیرهای حامل و بازوهای متصل کننده واحد به تراکتور می‌باشد. متناسب با عرض کار نمونه هد خوشه چین موجود (نیک روش، 1387)، عرض کار موثر این واحد معادل 90 سانتی متر انتخاب گردید. هر دو واحد خوشه چین و برش-ردیف ساز به صورت افست در جلو و سمت چپ تراکتور قرار می‌گیرند. بر اساس اطلاعات موجود، در نمونه ساخته شده واحد برش-ردیف ساز ساقه‌های گندم مقادیر پارامترهای سرعت خطی تیغه‌ها معادل 38/3 متر بر ثانیه از نوع تک گامه استاندارد، نوع تیغه‌ها مضرس با زاویه حمله 30 درجه، سرعت خطی زنجیرها معادل 74/1 متر بر ثانیه، تعداد دندانه‌های ستاره‌ها 7 عدد و فاصله انگشتی‌های روی زنجیرهای حامل 8/12 سانتی متر انتخاب گردید. ضمناً توان مورد نیاز واحد برای سرعت پیشروی 7 کیلومتر بر ساعت، معادل 02/2 کیلووات (71/2 اسب بخار) ارزیابی گردید. واژگان کلیدی : برداشت ساقه گندم، برش-ردیف ساز، خوشه چین، درو گر جلو تراکتوری.
- Abstract
- Design and construction of cutting-windrowing wheat stalk unit for tractor-mounted stripper combine harvester In the recent decades, widely researches were conducted on decreasing losses of cereal harvesting machine. Results of these researches caused the stripper combine was discovered, which harvesting losses in these combines is lower than the conventional combine considerably. In the recent years, researches were conducted on optimizing the stripper combine caused this method accepted in many countries. In these combines cutter bar has been omitted and instead stripper header is used which just ears the crop and stem stands on the ground. Harvesting loss in stripper combine is lower than 3%. Also, stripper combine increases combine capacity by 50-100% at a lower power requirement through the reduced amount of straw passing through the threshing and separating systems of the combine. Straws were remained in the fields after harvesting is one of the reasons of using the stripper header in Europe. Straw remaining can be effective to maintain soil moisture and to control water and soil erosion, although in Iran, straws harvesting and cleaning the field from straws is important. Therefore major problem of rejection these combines in Iran is do not cutting straws simultaneous with harvesting of grain with one combine harvester, therefore need further investigation and try for developing this combines in Iran. In Iran, Nikravesh (1387) constructed a stripper header mounted front of tractor for cereal, which have not cutting unit. Therefore objective of this research was to design and develop a cutting and windrowing stalks unit proportional stripper header, which mounted between tractor and stripper header. In this research, determination some physical properties (mass, bulk density and number of stalk in unit area) and mechanical properties (force and energy for shear stalks, coefficient friction between stalks and metal surface, specific energy for windrowing stalks) of wheat stalks for suitable design the component of cutting and windrowing stalks unit and for determine consume power of unit was necessary. As for obtained information Farm scale cutting and windrowing unit was Designed and constructed. This unit mounted front of tractor and behind of stripper header and it’s consume power supported through a hydro motor, which feed by hydraulic pomp of tractor. Cutting and windrowing unit consists of major parts: sickle bar mower, stalk lifters, conveying chains (with their finger) and star wheels, and arms the connected between unit and tractor. Width of unit is 90 cm, proportional with width of stripper header. Stripper header and cutting and windrowing unit located offset in front and left of tractor. In cutting- windrowing unit, velocity of the knife is 3.38 m/s and types of finger bar cutters is standard single stroke cutters, types of knife is serrated knife with attack angle, velocity of conveying chain is 1.74 m/s, number of teeth of star wheel is 7 and distance between conveying fingers of chain is 12.8 cm. however consume power of machine for 7 km/h speed of machine was calculated 2.02 kw. Keywords: wheat harvesting, cutting- windrowing, stripper, mower mounted front of tractor
