بخشی از مقاله
چکیده
رشد شاخه های پرپیچ و خم به داخل تاج درخت و افزایش تراکم شاخه ها از نفوز نور به داخل تاج درخت جلوگیری نموده و رشد شاخه های جوان را تحت تاثیر قرار می دهد. از طرف دیگر شاخه های خشک و قدیمی شکل ظاهی نامناسبی را به ویژه در فضای سبز شهری ایجاد می نماید. بر همین اساس اجرای صحیح و به موقع عملیات هرس جهت ایجاد شکل و فرم مناسب و باردهی منظم و مطلوب ضروری می باشد.
مهمترین هدف این تحقیق طراحی و ساخت یک اره هرس با قابلیت قرار گرفتن بر روی بازوی تلسکوپی برای تسریع در انجام کار درختان بلند مبتنی بر دانش بومی می باشد. برای ساخت این اره حداکثر نیرو و گشتاور مورد نیاز برای برش چهار نوع چوب رایج در فضای سبز شهری شامل نارون، چنار، زبان گنجشک و توت سفید در آزمایشگاه اندازه گیری شد. فشار باد لازم برای برش ممتد نیز در آزمایشگاه تعیین گردید.
طراحی مدار پنوماتیکی با نرم افزار automation studio ، تهیه مدل سه بعدی در نرم افزار solidworks، و تعیین جنس قطعات موتور با نرم افزار key to steel صورت پذیرفت. تحلیل تنش های وارد بر شافت موتور به صورت نظری و همچنین با استفاده از نرم افزار ansys14 انجام شد. پس از ساخت نمونه دستگاه، به صورت عملی مورد آزمون دیداری قرار گرفت. نتایج کار این دستگاه برای قطع شاخه ای با قطر 6 سانتی متر بدون توقف برش در کسری از ثانیه چشم گیر بود.
مقدمه
جنگل و فضای سبز در جامعه انسانی چه از لحاظ اقتصادی، گردشگری و محیط زیستی از اهمیت خاصی برخوردار بوده ،است تا آنجا که از آن به قلب سبز زمین یاد می کنند. 30درصد خشکی های زمین را جنگل تشکیل داده که توضیع آن در همه کشورها یکسان نیست. یک سوم کشور های جهان این زمینه دچار بحران می باشند و 56 کشور دارای کمتر از 10 درصد مساحت خود فضای سبز می باشند که ایران - با 11 میلیون هکتار جنگل - جزء آنها می باشد. این باعث شده توجه ویژه ای برای کاشت درخت وایجاد جنگل های مصنوعی به ویژه در مناطق شهریی گردد و خوشبختانه در آمار فائو کشور ایران داری رشد چشمگیری در زمینه کاشت درخت داشته تا آنجا که با وجود برداشت چوب برای مصارف صنعتی مساحت فضای سبز در حال افزایش می باشد.
هر درخت در هر روز حدود 264 گرم دیاکسید کربن را جذب و 192 گرم اکسیژن تولید می کند .ایحاد فضای سبز یکی از راهکارهای مقابله با آلودگی در فضای شهری می باش و. همچنین در میان عناصر طبیعی تاثیرگذار در منظر شهری، درختان به خاطر ساختار و بافت ویژهای که دارند اهمیتی دو چندان پیدا میکنند. درختان نیز همانند بناها دارای ساختارهایی هستند که منجر به ایجاد یک سبک معماری گیاهی می گردند.
درختان در شهرهای امروزی و ایجاد منظر مناسب شهری نقش بسزایی دارند، حتی اگر فاقد ارزش کاربردی باشند.در حقیقت درختان یک فرصت برای خلق ترکیبات بدیع شهری با ترکیب هنر، مجسمهسازی و معماری در توازن و وحدت بصری شهری به دست میدهند.در شهرهای سیمان زده امروزی که نگاه آدمی در پس دیوارهای بلند محصور مانده است، درختان نقش حائل میان انسان و محیط انسانی ساخت را ایفا می کنند و مفاهیمی چون تاکید ، تکرار و تضاد و .........را بدون استفاده از ساختارهای مصنوعی و با تاکید بر ویژگی های طبیعیشان در محیط های شهری القا کرده و در نهایت به وحدت بصری شهری امروزی یاری می رسانند.
سرانه ایده آل فضای سبز در حدود 20 متر مکعب می باشد. در شهر های مختلف این میزان بین 7 تا 14 متر مربع می باشد البته تنها کاشت درخت در این مناطق کافی نمی باشد، مراقبت از آنها نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. کود دهی، سم پاشی و هرس لازمه داشتن فضای شهری زیبا می باشد اما در این بین آنچه بیشتر مورد توجه بیننده قرار می گیرد شکل هندسی و ظاهر درخت می باشد که این کار نیازمند نیروی ماهر و تکنولوژی مناسب می باشد.
برخی بر این باور هستند هرس درخت بر خلاف رشد طبیعی آن می باشد و باعث آسیب رسیدن به درخت و انتقال آفات بخصوص در درختان جوان می گردد. اما هرس سرشاخه درختان یکی از فعالیت های حیاتی برای بقای رشد درخت به حساب می آید که به دلایل متفاوتی مانند فراهم نمودن شرایطی بهتر برای نفوذ نور به داخل تاج درخت، بهبود کیفیت و کمیت محصول، جلوگیری از آتش سوزی شاخه های خشک، کاهش ارتفاع و فرم دادن به درخت می باشد. معمولا قطر شاخه هایی که باید هرس گردند کمتر از 3 اینچ می باشد مگر به دلایلی مثل آفت زدن یا شکستگی های ناشی از باد، باران و برف شاخه های ضخیم تر قطع گردد. البته در فضای شهری چون درختان متفاوتی در کنار یکدیگر قرار می گیرند درختان بزرگتر بر درختان کوچک تاثیر می گذارند و مانع رشد آنها می گردند.
همچنین ایجاد امنیت در معابر شهری اهمیت هرس را در این مناطق فزونی می بخشد اما روش های هرس زمانی اهمیت دو باره می گیرد که مجبور به هرس شاخه هایی باشیم که در ارتفاع قرار دارند در این هنگاه نیاز به افراد ماهر برای انجام این کار هستیم و همچنین باید وسایل مورد نیاز را به بالای درخت انتقال داد، استفاده از اره بادی به دلیل مجهز بودن به بازوی تلسکوپی میتوان مشکلات ناشی از کار در ارتفاعات را نیز کم کرد.
در حال حاضر از انواع قیچی و اره برای هرس استفاده می گردد. انواع قیچی ها عبارتند از قیچی دستی، قیچی پنوماتیکی - نیوماتیکی - و قیچی هیدرولیکی. مکانیزم کار قیچی های هرس بر پایه اعمال نیروی برشی می باشد لذا این روش برای هرس شاخه های قطور مناسب نمی باشد. انواع اره هرس عبارتند از: اره دستی، اره برقی، اره بادی، اره هیدرولیکی. اره دستی در حال حاضر در کشور ما پر مصرف ترین نوع می باشد، اما پر مشقت، وقت گیر و با صرف هزینه و نیروی کارگری بالا است. اره برقی دارای استهلاک زیاد و به علت نیاز به منبع تغذیه برق دارای محدودیت استفاده در فضاهای مختلف می باشد. اره هیدرولیکی دارای وزن زیاد، گرانی قطعات، خطرات ناشی از فشار زیاد روغن هیدرولیک و نشتی روغن می باشد. اره بادی دارای توان کافی، وزن کم، سرعت بالا و مانور بالا هست.
با توجه به موارد فوق ساخت یک دستگاه اره بادی با توجه با در نظر گرفتن بودن، کم هزینه بودن، قابلیت مانور برای درختان بلند و مبتنی بر دانش فنی داخلی و بومی مورد توجه و به اجرا درآمد.
مواد و روش ها
در این مطالعه قبل از ساخت فعالیت ها به دو بخش مطالعات آزمایشگاهی و محاسبات نظری تقسیم و انجام شد. سپس اطلاعات بدست آمده برای تولید نمونه آزمایشی استفاده شد. در مرحله آزمایشگاهی نیروی مورد نیاز برای برش انواع چوب، و فشار و دبی مورد نیاز موتور بادی اندازه گیری و تعیین شد. در بخش نظری مواردی از قبیل - 1 طراحی مدار پنوماتیکی با نرم افزار automation studio، - 2 ایجاد مدل سه بعدی توسط نرم افزار solidworks و تبدیل آن به فرمت IGES، - 3 تعیین جنس قطعات موتور با نرم افزار key to steel، - 4 تحلیل تنش های وارد بر شافت موتور با استفاده از نرم افزار ansys 14، و - 5 انتخاب بلبیرینگ مناسب بر اساس استاندارد ABMA انجام شد. با تعیین این موارد ساخت دستگاه نمونه آزمایشی صورت پذیرفت.
