بخشی از مقاله
چکیده:
سیستم بیخاکورزی در کاهش هزینههای تولید، افزایش مواد آلی خاک، بهبود ساختمان خاک و حذف اثرات نامطلوب زیست محیطی نقش مهمی را ایفا مینمایند. لیکن بدلیل عدم وجود ماشین مناسب جهت کاشت مستقیم در اراضی شخم نخورده این روش به علت عدم تأمین تماس کافی بذر با خاک، در بسیاری از موارد موفق نبوده است. معرفی دستگاهی که بتواند در زمینهای سخت - شخم نخورده - و با وجود کلش محصول قبلی در زمین، بذر و کود را در داخل شیاری در دو عمق مختلف قرار دهد، اولین قدم در راه پیاده نمودن طرحهای پایلوت بیخاکورزی و در نهایت ترویج آن در مناطق مستعد این روش کاشت میباشد.
از لحاظ تجربی و عملی و همچنین بر اساس نتایج طرحهای تحقیقاتی بر روی ماشینهای بیخاکورزی در مزارع مناطق خشک و نیمه خشک ایران در حین عملیات بیخاکورزی پیشبرهای دیسکی مجموعه شیاربازکن به شدت آسیب میبیند این نتیجه حاصل شد که میزان ضخامت پیشبر چهار میلی متری موجود روی ماشین بیخاکورزی به ضخامت شش میلیمتر افزایش داده شود. از طرفی، بر خاک پارامترهای زیادی اثر میگذارند به همین دلیل ضریب اطمینان را نیز افزایش داده شد، تا اینکه مقاومت شیاربازکن را در برابر سنگلاخ و عوامل نامعین خاک و...بیشتر شود.
در این تحقیق حاضر اجزای شیاربازکن دیسکی توسط برنامه نرمافزاری مدلسازی Solid works صورت گرفت و به کمک برنامه ANSYS تجزیه و تحلیل این شیاربازکن و سه قطعه اصلی مرتبط به این واحد پیشبر دیسکی صورت گرفت. در آخر تنش پیشبر بر اساس معیار فان میسز به دست آمده، بیانگر این است که حداقل تنش پیشبر در تمامی صفحه به مقدار 1985.5 Pa و حداکثر مقدار آن در سوراخهای متصل به توپی برابر با 1.0819×107 Pa بوده است. ضریب اطمینان در پیشبر اولیه برابر با 17.85 است و ضریب اطمینان در پیشبر بهینه برابر با 25 بدست آمد.
.1مقدمه
واژه کمبینات از لغت - Combination - به معنای ترکیب و آمیزش گرفته شده و در اصطلاح به دستگاهی گویند که چند عملیات کشاورزی را به طور هم زمان انجام میدهد. به کارگیری ویژگیهای ادوات مختلف از جمله گاوآهن، دیسک، ماله، بذرکار، غلتک و... در مجموعهای متمرکز و در قالب یک ماشین باعث به وجود آمدن دستگاهی به نام کمبینات - ماشین مرکب - میشود که علیرغم واحد بودن توانایی انجام کارهای مختلف از جمله مراحل اولیه آماده سازی بستر خاک، کاشت بذر، تسطیح و تثبیت خاک را در یک مرحله حرکت داخل مزرعه دارا میباشد.
ماشینهای بیخاکورزی باید قادر به بریدن خاک شخم نخورده و عبور بقایا از بین بازوهای شیاربازکنها و ایجاد تماس مناسب بین بذر با خاک باشند
همچنین نوع بقایا، مقدار آنها در واحد سطح و میزان خرد شدن آنها از فاکتورهای مهم در طراحی شیاربازکن دستگاه کاشت مستقیم به شمار میآید. تحقیقات نشان میدهد که بهترین حالت برای عبور دادن بقایا از زیر ماشین کاشت حالتی است که آنها به صورت ایستاده در زمین باقی مانده باشند. بقایای خرد شده ممکن است در جلو بازوهای ماشین تجمع کرده و از طرف دیگر تماس بذر با خاک را مختل میسازند.در بین انواع شیاربازکنها، نوع بیلچهای بیشترین نفوذ را در خاکهای سخت و خشک تأمین میکند ولی باعث برهم زدن لایه سطحی خاک و مخلوط کردن بقایا با این لایه میگردد
از راه کارهای جلوگیری از افزایش وزن دستگاه استفاده از شیاربازکنهای فعال است که با حرکت چرخشی مناسب در جهت حرکت دستگاه، عمل برش را تسهیل مینمایند. در تحقیق حاضر بر اساس نتایج طرحهای تحقیقاتی بر روی ماشینهای بیخاکورزی در مزارع مناطق خشک و نیمه خشک ایران، به صورت عینی به دفعات مواجه شدن با مشکل نفوذ شیاربازکن ، که باعث خمیدگی و لهیدگی، بر اثر اعمال نیروی بیش از حد بر واحد شیاربازکن و برخورد آن با سنگ و کلوخ، میشود.
از این رو با توجه به مشاهدات در تغییرات ظاهری و آسیب دیدن در شیاربازکن ، به طراحی بهینه اجزای شیاربازکن با استفاده از نرمافزار solid work و تحلیل آن توسط نرمافزار ANSYS پرداخته شد. جهت شروع طراحی در مرحله اول نیازمند یک دید کلی از مجموعه شیاربازکن ماشین بی-خاکورزی بود که این امر به طور ظاهری بررسی شد. ضروری بود که نقشه تفکیکی قطعات مجموعه شیاربازکن تهیه گردد. بدان جهت با استفاده از ایده مهندسی معکوس تک تک قطعات از هم جدا شد و مورد تحلیل قرار گرفت.
.2مواد و روشها
طراحی بهینه واحد شیاربازکن با الگوگیری از ویژگیهای خاک مزارع مناطق خشک و نیمه خشک و نتایج مطالعات بر روی عملکرد ماشینهای بیخاکورزی در این مزارع صورت گرفت. در محاسبات طراحی از جدول استاندارد ASAE استفاده شد. سپس بوسیله نرمافزارSolid Works شبیهسازی و قسمت واحد شیاربازکن در محیط تحلیل به روش اجزای محدود، با استفاده نرم افزار ANSYS تحلیل شد.
1-2 مدل سازی مجموعه شیار بازکن
مدل سه بعدی مجموعه شیاربازکن ماشین بیخاکورزی از نوع برتینی در شکل - - 1 توسط نرمافزارSolid Works طراحی و مدل-سازی گردید. مشخصات فنی آن در جدول - 1 - آورده شده است.
شکل - 1 - مدل سه بعدی شیاربازکن
جدول - - 1 مشخصات فنی
2-2 نیروهای وارده بر واحد شیار بازکن
1-2-2 نیروهای وارد بر پیش بر دوار - شیار بازکن دیسکی -
دیاگرام آزاد نیروهای اعمالی به پیشبر دوار به شکل زیر است:
شکل : - 6 - دیاگرام آزاد نیروهای اعمالی به پیش بر دوار
با توجه به شکل - 6 - نیروی معادلی که در اثر حرکت رو به جلوی پیشبر، از طرف خاک به کمان اعمال میگردد برابر با فرض میشود که این نیرو در وسط کمان قرار داده شده است
