بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به نوع لوبیای کشت شده در ایران که از نوع رونده هستند، ماشین دروکن آن بایستی مجهز به مکانیزمی باشد که بوته را همراه غلافها قبل از بریده شدن به سمت بالا هدایت کند. در طرح حاضر جهت برش بوته لوبیا از یک شانه برش و جهت بلند کردن بوته لوبیا از مکانیزمی شبیه به واحد بردارنده بسته بند کن علوفه استفاده شد. به جهت اینکه تراکتور روی محصول بریده نشده حرکت نکند از یک مکانیزم اتصال سه نقطه جلو تراکتوری جهت جلو سوار کردن دستگاه برداشت لوبیا چیتی استفاده شد. برای دستیابی به سرعت مناسب شانه برش بهطوریکه کمترین ارتعاش را ایجاد کند، از سامانه انتقال قدرت هیدرولیکی استفاده شد تا امکان تنظیم پیوسته سرعت مهیا شود.
برای انتخاب پمپ و هیدروموتورهای مناسب، انرژی مورد نیاز برش و برداشت بوته لوبیا تعیین گردید. به این منظور میانگین انرژی برشی مورد نیاز ساقه لوبیا چیتی به روش آونگ اندازهگیری شد که مقدار آن جهت برش یک ساقه لوبیا چیتی 20 ژول محاسبه گردید. با احتساب سرعت پیشروی دستگاه 5 - کیلومتر در ساعت - و تراکم بوته در واحد سطح 60 - بوته در واحد سطح - توان مورد نیاز شانه برش تعیین گردید. توان مورد نیاز شانه برش 15 اسب بخار و توان مورد نیاز واحد بردارنده 2/30 اسب بخار تعیین گردید. پس از تکمیل مراحل طراحی و ساخت، دستگاه در کارگاه مورد آزمایش قرار گرفت. حداقل سرعت واحد بردارنده 52 دور در دقیقه و سرعت واحد برش 512 دور در دقیقه بود که با فرضیات اولیه تطابق داشت.
مقدمه
لوبیا با نام علمی - Phaseolus vulgaris l. - یکی از مهمترین گیاهان خانواده ی حبوبات است که با داشتن 18 تا 32 درصد پروتئین، در مقایسه با پروتئینهای حیوانی در رژیم غذایی مردم به ویژه افراد کم درآمد، از نقطه نظر تغذیهای اهمیت بسیار دارد و تحت عنوان گوشت مردم فقیر نامیده میشود. سطح زیر کشت حبوبات در ایران 770 هزار هکتار و میزان تولید آن 505 هزار تن برآورد شده است. ازاین مقدار، سطح زیر کشت لوبیا در ایران 114 هزار هکتار و میزان تولید آن 190 هزار تن میباشد و در استانهای آذربایجان، مرکزی، لرستان،زنجان و فارس این محصول به صورت گسترده هر ساله کشت میشود.
عملکرد متوسط لوبیا چیتی از 2500 تا 4000 کیلوگرم در هکتار است و بسته به ارقام مختلف و شرایط محیطی متغیر میباشد. البته ارقام اصلاح شده لوبیا در ایران معمولاً با عملکرد نسبتاً خوب و مقاومت به آفت و بیماریها میتوانند میزان محصول بالاتری تولید کنند. لوبیا به دو روش برداشت میشود. روش اول برداشت یک مرحله ای است. در ارقام پا بلند مانند محلی خمین غلاف ها همزمان نمی رسند و برداشت به صورت یک مرحله ای و زمانی صورت می گیرد که 65 تا 75 درصد غلاف ها رسیده باشند. از آنجا که غلاف ها و بوته های لوبیا، همزمان خشک نمی شوند، برداشت یک مرحله ای باعث تلفات زیاد در سطح مزرعه خواهد شد، زیرا کشاورز ناگزیر است تا خشک شدن تمام محصول، برداشت را به تعویض بیندازد.
این کار باعث می شود مقدار زیادی از محصول در حین برداشت کاملاً خشک شده و شروع به ریزش نماید.روش دوم که برداشت دو مرحله ای انجام می گیرد و در ایران مرسوم است، محصول را کمی قبل از خشک شدن برش داده و به مدت چند روز در سطح مزرعه به صورت کپه ای یا نواری رها می کنند تا غلاف ها و بوته ها به تدریج خشک شوند. سپس بوته های خشک شده را برای خرمن کوبی از سطح مزرعه جمع آوری می کنند. ماشینهایی که تا کنون برای برداشت لوبیا اختراع شدهاند، لوبیا را به صورت یک مرحلهای برداشت میکنند که این امر موجب افت شدید محصول میشود. برداشت به روش دستی، نیاز به نیروی کارگری زیاد و پرهزینه می باشد.
مبلغ بر آورد شده در سطح استان مرکزی در سال 1393 بالغ بر 70000000ریال به ازاء هر هکتار گزارش شده است.به منظور کاهش هزینه کارگری و توسعه مکانیزاسیون کشاورزی وجود یک ماشین جهت برداشت لوبیا ضروری به نظر میرسد - لطیفی و نواب پور، . - 1379 در سال 1983دستگاهی جلو سوار برای برش بوته لوبیا ساخته شد که با توان هیدرولیکی کار میکرد. مکانیزم طراحی شده از دیسکهایی تشکیل شده بود که به صورت جفتی و خلاف جهت یکدیگر چرخش میکردند.
دیسکها به صورت محدب بوده و با زمین زاویه مایل داشته و پس از بریدن بوته، آنرا به سمت بالا و عقب پرتاب میکردند و اطمینان حاصل میشد که بجز ساقه بوته جای دیگری با تیغهها تماس پیدا نمیکند. به این ترتیب صدمات مکانیکی وارده به بذر نیز کاهش پیدا میکرد. این وسیله بوتهها را بریده و در زمین رها میکرد. سپس کمباین لوبیا برای برداشت و کوبیدن آن وارد مزرعه میشد. شکل 1 دستگاه ساخته شده را نشان میدهد - . - Rossler, 1983
به منظور برداشت ماشینی محصول لوبیا از یک عدد دستگاه یونجه چین چهار چرخ موجود استفاده شد. به این منظور دماغه و چرخ و فلکی طراحی و ساخته شد و بر روی شانه برش دستگاه نصب گردید. مطابق شکل 2 دماغه به نحوی طراحی شد که بوتههای لوبیا قبل از برش تا حدی بلند میشد که غلافها توسط تیغه برش صدمه نبینند، همچنین چرخ و فلک باعث میشد که با حرکت دورانی خود، از تجمع محصول در جلوی دماغهها و تیغه جلوگیری به عمل آورد - نانکلی و همکاران، . - 1388
یکی از راههای اصولی برای جلوگیری از بروز صدمات مکانیکی، کاهش تلفات ناشی از برداشت مکانیزه و همچنین به منظور کسب نتایج مفید جهت استفاده در طراحی مهندسی، شناخت خواص و ویژگیهای مقاومتی محصول تحت شرایط مختلف است. تعیین نیرو و انرژی لازم برای گسیختگی ساقه تحت اثر نیروهای دینامیکی برایپیشگویی رفتار ماده در بارگذاری دینامیکی جهت طراحیسامانه برش و اطلاع از میزان توان مورد نیاز جهت طراحی و انتخاب سامانه انتقال قدرت مفید هستند. یکی از خواص مکانیکی که در برداشت محصولات خصوصاً لوبیا و همچنین تعیین پارامترهای مؤثر در برش وجود دارد انرژی برشی است. برای اندازهگیری انرژی برشی، علاوه بر وسایل برشی با دوران پیوسته، روش آونگ نیز یکی دیگر از روشهای رایج میباشد که در بسیاری از آزمایشهای برش ضربهای مورد استفاده قرار میگیرد.
