بخشی از مقاله
چکیده
یکی از حساس ترین بخشهاي سیستمهاي زراعی، برداشت محصول میباشد که هزینههاي آن در زمینه باغبانی حدود 30 تا 60 درصد از هزینههاي تولید محصول را شامل میشوند. از عوامل اساسی براي کاهش این هزینهها، مکانیزاسیون یا ماشینیکردن فعالیتهاي باغبانی است. براي نیل به این هدف دستگاه شاخه تکان سبکی براي برداشت میوههاي آجیلی خصوصا بادام طراحی و ساخته شد که از نظر تکنولوژي، هزینه ساخت و شیوه عملکرد متناسب با شرایط باغهاي بادام ایران است.
توان مورد نیاز دستگاه از یک موتور دو زمانه بنزینی کوچک تامین شده و براي کاهش دور و تغییر جهت حرکت به یک جعبه دنده منتقل گردید. براي قطع و وصل توان موتور به جعبه دنده از کلاچ گریز از مرکز و براي ایجاد حرکت نوسانی و انتقال آن به بوم و گیره ، از مکانیسم لنگ- لغزنده بهره گرفته شد. براي تعیین عملکرد تکاننده، تست مزرعه اي بر روي 3 رقم بادام - آذر، حریرو یک نوع بادام بومی - با 3 سطح بسامد 10 - ، 13 و 15 هرتز - در 2 مدت زمان تکانیدن - 5 و10 ثانیه - و در یک دامنه ثابت 50 میلیمتر، در قالب یک آزمایش فاکتوریل 3×3×2 با طرح پایه کاملا تصادفی با 3 تکرار انجام گرفت.
از طرفی به منظور تعیین روند تغییر نسبت نیروي استاتیکی لازم براي جدا شدن میوهها به وزن آنها - F/W - در یک فصل و همچنین روند این تغییر براي میانگین هندسی قطر میوه ها نیز آزمونهائی انجام گرفت. نتایج نشان داد که بسامد ارتعاشی و زمان تکانیدن اثر معنیداري در سطح یک درصد روي بازده تکاننده دارند در حالیکه اثر رقم بادام و اثرات متقابل دو گانه و سه گانه معنیدار نبود که نشانگر مستقل بودن عمل آنهاست. با افزایش بسامد ارتعاشی درصد میوههاي جدا شده افزایش یافت و بسامد 15 هرتز بهترین عملکرد را یعنی 97/99 درصد داشت همچنین با افزایش مدت زمان تکانیدن از 5 ثانیه به 10 ثانیه عملکرد تکانیدن افزایش یافت. نسبت - F/W - میوهها در طول یک فصل براي هر سه رقم بادام کاهش و میانگین هندسی قطر آنها افزایش یافت.
مقدمه
یکی از حساسترین بخشهاي سیستمهاي زراعی، عملیات برداشت محصول است که هزینههاي آن احتمالا مهمترین فاکتور در تشخیص یک فصل اقتصادي موفق براي تولید کنندگان محصولات زراعی محسوب میشود. بر اساس آمار بدست آمده در زمینه باغبانی، هزینههاي برداشت حدود 30 تا 60 درصد از هزینههاي تولید را شامل میشوند - غفاري، . - 1376 از عوامل اساسی براي کاهش این هزینهها، مکانیزاسیون یا ماشینی کردن باغبانی است.
بادام یکی از مهمترین محصولات آجیلی است که کشور ما از عمدهترین تولیدکنندگان آن در جهان محسوب می- گردد، ایران با تولید حدود 95/000 تن بادام در سال بعد از ایالات متحده امریکا، اسپانیا، ایتالیا و چین مقام پنجم تولید آن را در جهان داراست - جلیلی، . - 1382 براساس تحقیقاتی که در زمینه تعیین مزیت نسبی - کیفیت محصول و قیمت مبادلات در عرصه تجارت جهانی - محصولات عمده باغبانی ایران انجام شده است بادام پس از پسته، خرما، سیب و پرتقال مقام پنجم را به خود اختصاص داده است - عزیزي، . - 1383
استان آذربایجانشرقی یکی از قدیمیترین استانهاي ایران میباشد که به علت اقلیم مناسب، کشت بادام از زمانهاي دور در آن انجام میگرفته است و اکنون نیز با تولید تقریبا 20 درصد از بادام کل کشور به عنوان قطب نخست تولید این محصول در کشور شناخته میشود. برداشت بادام در ایران مانند سایر میوههاي آجیلی به صورت دستی انجام میگیرد که گذشته از پرهزینه بودن، عملی مشکل و طاقت فرساست. یکی از روشهاي مرسوم در برداشت میوهها به ارتعاش درآوردن تنه یا شاخه درختان با استفاده از دستگاه درخت تکان است.
با توجه به حداکثر ریزش میوه در نتایج حاصل از آزمایش دستگاه- هاي تکاننده، مشخص گردیده که برداشت بادام با این روش امکان پذیر بوده و حتی برداشت بادام موقعی که از دستگاه تکاننده استفاده میشود، بهره وري بالائی دارد. بنابراین براي افزایش بهره وري در این زمینه بایستی روش مکانیزه جایگزین برداشت دستی گردد - زابلستانی، . - 1382 در مطالعاتی که تاکنون در زمینه برداشت مکانیکی میوه انجام گرفته معمولا دو روش همیشه مورد توجه بوده است.
الف - برداشت فلهاي میوههاي یک درخت بصورت یکجا، ب - برداشت انتخابی میوه هاي یک درخت - پولات، . - 2007 مکانیزمهاي ارتعاشی امروزه بیشترین نوید را در برداشت فلهاي میوهها میدهند که از متداولترین و پرکاربردترین آنها میتوان به تکانندههاي اینرسی اشاره نمود که با تولید نیروي اینرسی و اعمال آن به تنه یا شاخه درخت موجب ارتعاش اجزاي مختلف درخت و در نتیجه جدا شدن میوهها میگردند - تامسون، . - 1988 اصول اساسی این کار ایجاد یک شتاب در میوه بوده، بطوري که نیروي اینرسی ایجاد شده از نیروي پیوستگی بین میوه – بند میوه یا شاخه – بند میوه بیشتر باشد.
دو مکانیزم عمدهاي که براي ایجاد نیروي اینرسی در این تکانندهها مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از: الف - لنگ- لغزنده، ب - جرمهاي نامتعادلی که همجهت یا مخالف هم میگردند. دستگاههاي تنه تکان نسبت به شاخه تکانها سریعتر بوده و کاربردشان نیز آسانتر است البته فرم درخت را بایستی براي برداشت با این گونه دستگاهها آماده و سازگار نمود. - ماکزیمم 3 تا 4 شاخه اصلی در تنه درخت - - .1 - CIGR,1999 تکانیدن تنه درخت به منظور جدا شدن میوه از شاخه گاهی میتواند منجر به پارگی ریشههاي کوچک موجود در خاك گردد که جبران آن براي درخت مستلزم گذشت زمان طولانی است. در این تحقیق هدف طراحی، ساخت و ارزیابی یک دستگاه شاخه تکان براي برداشت میوههاي آجیلی خصوصا بادام میباشد که از نظر تکنولوژي، هزینه ساخت و شیوه عملکرد متناسب با شرایط باغهاي بادام ایران بوده و ویژگیهاي زیر را داشته باشد :
-1 سبک، قابل حمل و بکارگیري توسط یک شخص
-2 هزینه اولیه پائین
-3 مانورپذیري بالا خصوصا در باغ هاي کوچک
-4 سادگی طرح، سرویس و نگهداري
-5 تکنولوژي مناسب
مواد و روشها
طراحی و ساخت دستگاه شاخه تکان
معیارهاي دینامیکی و طراحی تکانندههاي اینرسی، براي اولین بار در سال 1965 ، توسط فرایدلی و آدریان مطرح شد که پس از آن براي طراحی تکانندههائی با بسامد هاي نوسانی نسبتاً بالا و دامنههاي پائین مورد استفاده قرار گرفت. تعریف ریاضی یک سیستم ارتعاشی شاخه، با بی نهایت درجه آزادي قدري دشوار است، اما در بسیاري از حالات می توان این سیستم هاي پیچیده را با دقت کافی به صورت سیستم هائی ساده با یک درجه آزادي حل نموده و یک ضابطه معتبر طراحی براي تکانندههاي اینرسی پیشنهاد کرد، البته براي چنین تجزیه و تحلیلی فرضهاي زیر ضروري میباشد:
-1 سیستم یک درجه آزادي دارد.
-2 تغییرات نیروي محرك به صورت سینوسی در نظر گرفته می شود.
-3 نیروي برگشت دهنده متناسب با جابجائی شاخه خواهد بود.
-4 میرائی از نوع ویسکوز1 بوده که در آن نیروي میرائی متناسب با سرعت است.
-5 حالت ارتعاش، پایدار است.
-6 انرژي توسط تکاننده نگهداري میشود.
