بخشی از مقاله
-1 چکیده:
تراکتور به عنوان عامل اصلی نیروی محرک ادوات کشاورزی در عملیات کاشت، داشت و برداشت در بخش کشاورزی محسوب میشود. با توجه به وسعت زمینهای شیبدار و کوهپایهای در ایران نیازمند طراحی مکانیزمی با قابلیت کاربرد تراکتور بصورت حرکت عرضی در شیبها را افزایش دهد. لذا در این طرح با نصب مکانیزم بازویی برای چرخهای عقب و استفاده از نیروی هیدرولیک سعی شده است اختلاف ارتفاع در دو سمت تراکتور با تغییر ارتفاع چرخها جبران شود که نتایج تئوری و عملی آن در شیبهای عرضی تا 24/2 درجه موفقیتآمیز بودهاست.
با طراحی این تراکتور که فاصلهی سطح زیرین آن با سطح خاک 48cm میباشد، تراکتور دارای توانایی بالا و پایین شدن چرخها تا ارتفاع 48 cm را در زمینها با شیبهای مختلف دارا میباشند. در سطوح شیبدار حداقل فشار مورد نیاز به منظور برقراری تعادل محورها 50bar محاسبه گردیده است که نیازمند پیستونی با قطر 63 mm می باشد. حداکثر زاویهای که تراکتور با جابجایی چرخهای عقب میتواند تغییر شیب دهد 19/2 درجه میباشد که در حالت کلی تراکتور مورد نظر تا 24/2 درجه تغییر زاویه پایدار میباشد. طراحی محور جلو این تراکتور به گونهای میباشد که توانایی نوسان زاویه از 30-15 درجه را دارا میباشد.
مقدمه
کشاورزی با میزان 8 برابر مرگ و میر و آسیبهای جدی به اپراتور یکی از خطرناکترین مشاغل میباشد - بینام، . - 2009 خطرات مربوط به تراکتور در مزرعه به پایداری، ترمز، دسترسی به محلهای کار، کنترل، اپراتورها، و نیز انتقال قدرت از تراکتور به ادوات بستگی دارد
مهمترین مشکل در این راه عدم تعادل و امکان واژگونی آن در جهت جانبی در زمینهای شیبدار میباشد در اکثر حوادث اتفاق افتاده در مزارع شیبدار کشاورزی علت واژگونی را چرخش سریع تراکتور و یا نامتعادل شدن تراکتور در اثر برخورد با موانع میدانند
با توجه به بررسیهای بعمل آمده هم اکنون حداکثر شیبی که تراکتورهای معمولی بعنوان عامل اصلی عملیات کشاورزی میتوانند بصورت جانبی با ضریب اطمینان عدم واژگونی حرکت کنند، 10 تا 12 درجه است. به منظور کنترل این آسیبهای موجود در کشاورزی استفاده از مانیتور پایداری الکترونیکی مقرون به صرفه میباشد و میتواند قابلیت اطمینان را در انجام عملیات کشاورزی با استفاده از تراکتورها بهبود بخشد و از واژگونی تراکتورها جلوگیری کند
از آنجایی که زمینهای کوهپایهای و شیبدار در کشور ما دارای وسعت نسبتاً زیادی میباشند، بالطبع ماشینی مناسب که بتواند بعنوان محرک ادوات کشاورزی در سطوح شیبدار استفاده شود، بسیار کاراست. البته در زمینهایی با شیبهای بیشتر و حتی در شیبهای مذکور به منظور جلوگیری از واژگونی و با استفاده از تجربیات و مهارت خاص راننده تراکتور حرکت بصورت رفت و برگشتی در جهت شیب زمین نیز انجام میگردد.
روشهای جلوگیری از حوادث میتواند به 3 دستهی مهندسی، آموزشی و اجباری تقسیم شود که در روش مهندسی به ویژگیهای ایمنی متعددی به منظور افزایش ایمنی نیروی انسانی پرداخته میشود - رنجبر، - 1382، در سطح جهانی مطالعات و تحقیقاتی انجام گرفته که پیچیدگی و مشکلات فراوانی در ساخت دارند. اما براساس تحقیقات انجام شده بر روی تراکتوری با قدرت 17 اسب بخار که توانسته است قابلیت حرکت آن در شیبهای عرضی تا 15 درجه ایجاد نماید مفید بوده است
براساس بررسیهای انجام شده مقدار شیب مناسبی که به منظور انجام عملیات برداشت علوف به وسیله ترکتورهای معمولی حداکثر 35 بیان شد
در صورتی که با استفاده از ماشین آلات مجهز به مکانیزم شیبرو توانایی حرکت در شیب بین 60 - 65 درصد را دارا میباشد، هر چند که هزینه تهیه این ادوات زیاد میباشد ولی بهرهوری از این مزارع را با رعایت ایمنی اپراتور بهبود میبخشد
تحقیقات و اقدامات پروژه حاضر جهت طراحی و ساخت و نهایتاً نصب مکانیزمی است که تراکتور یونیورسال مدل M650 با قدرت 65 اسب بخار - تراکتور رومانی - بتواند در شیبهای عرضی حداکثر 45 درصد 24/2 - درجه - با ضریب اطمینان قابل قبول و عدم واژگونی حرکت کند، در حالیکه ماشینهای مناسب عملیات مرتع براحتی به تراکتور متصل شده و عملیات مورد نظر انجام گردد.
مواد و روشها:
با توجه به وسعت و بخشهای مختلف کاری، عملیات طراحی و ساخت و نصب به چهار بخش اصلی تقسیم گردید که شامل موارد زیر میباشد: الف - مکانیزم جابجایی و حرکت در صفحه قائم چرخهای عقب - تغییر ارتفاع - به منظور متعادل کردن و تغییر شیب عرضی بدنه تراکتور ب - مکانیزم تغییر وضعیت محور جلو و تغییر زاویه چرخهای جلو با سطح شیبدار به منظور جلوگیری و مقاومت در برابر لغزش و سرخوردن در شیب ج - مکانیزم کنترل دستی و اتوماتیک با استفاده از سنسور و مدارات حساس الکترونیکی و هماهنگی کامل با سیستم هیدرولیک د - نمایشگر شیب در هر لحظه
- 3- 1 مکانیزم جابجایی و هدایت چرخهای عقب:
دیاگرام کلی طراحی و ساخت طرح تراکتور شیب رو مطبق شکل می باشد.
شکل-1 بلوک دیاگرام کلی تراکتور شیبرو
-3-2 محاسبات و برآوردهای اولیه طرح:
از آنجایی که سیستم تعلیق و نصب چرخهای جلوی تراکتور بصورت لولایی از طریق محور جلو به بدنه تراکتور متصل و با توجه چرخهای عقب عمده وزن تراکتور را تحمل مینمایند و نیروی رانش نیز به آنها اعمال میشود، لذا به منظور اجرای طرح و شیبرو نمودن تراکتور، کار اصلی و تغییرات اساسی بایستی بر روی چرخهای عقب انجام گردد؛ به نحوی که چرخها به منظور جبران شیب در صفحه قائم بتوانند بالا و پایین روند و همچنین گشتاور چرخشی خروجی از محور دیفرانسیل تراکتور با کمترین تلفات به چرخها انتقال یابد. برای رسیدن به خواسته مذکور باید به چهار پرسش اساسی پاسخ داده شود:
الف - چرخ ها بر روی چه سازهای و در چه فاصلهای قرار گیرند؟ ب - سازه مذکور که چرخها بر روی آن نصب میشود توسط چه مکانیزم و با چه نیرویی چرخها را جابجا میکند؟ ج - با توجه به تغییرات انجام شده آیا تراکتور در شیب مورد نظر واژگون می گردد یا خیر؟ د - قدرت خروجی محور دیفرانسیل توسط چه مکانیزمی به محور جدید چرخ منتقل می گردد؟
در این طرح با استفاده از تحقیقات و طرح آزمایش شده بر روی تراکتور 17/5 اسب بخار یانمار 1992 - ، - Tajiri، چرخهای عقب بر روی بازوهای L شکل قرار گرفتهاند، به نحوی که با توجه به شکل - - 2، نقطه C محور خروجی دیفرانسیل تراکتور - محل قبلی چرخهای عقب تراکتور که در بازو بعنوان محور محرک عمل میکند - میباشد و چرخ بر روی محور متحرک در نقطه D از بازو قرار میگیرد و نقطه B بر روی باله دیگر بازو، محل نصب انتهای دسته پیستون یک جک هیدرولیک میباشد که انتهای سیلندر آن در نقطه A به بدنه تراکتور متصل میگردد
شکل-2 شمای کلی بازوی L شکل
در اینصورت با توجه به صلبیت و یکپارچه بودن بازوی BCD و اتصال آن به دسته پیستون جک هیدرولیکی چنانچه نقطه B در اثر جابجایی دسته پیستون حول محور C دوران یابد به پیروی از آن نقطه D که محور چرخ بر آن قرار دارد نیز دوران مینماید که میزان جابجایی نقطه D - چرخ - نسبت مستقیم با فاصله CD و نسبت عکس با فاصله CB دارد
