طراحی و ساخت یک دینامومتر سه محوره جهت اندازه گیری نیروها و ممانهای وارد بر ادوات خاک ورزی درشرایط مزرعه ای

در تحقیق حاضر طراحی، ساخت و کالیبراسیون یک دینامومتر سه محوره ادوات خاک ورزی با قابلیت اتصال به تراکتورها و ادوات خاک ورزی مورد بررسی قرار گرفته است. اجزاء دینامومتر شامل یک شاسی، مبدل اندازه گیری نیروها و گشتاورها و سیستم جمع آوری داده می باشد. دینامومتر سه محوره ادوات خاک ورزی به گونه ای طراحی گردید که دارای قابلیت اتصال به اکثر ادوات خاک ورزی با تعویض صفحات واسط بین دینامومتر و ادوات خاک ورزی، دارا می باشد. ابزار مذکور برای اندازه گیری نیروهای وارد بر ادوات خاک ورزی در سه جهت عمود برهم (در راستای محورهای مختصات) تا محدوده حداکثر 20 کیلو نیوتن و همچنین گشتاورهای ایجاد شده حول محورهای مختصات تا حداکثر 20 کیلونیوتن متر، طراحی و ساخته شد. واحد اندازه گیری نیرو شامل دو عدد مبدل حلقوی نیرو با ساختار هشت وجهی که به صورت پشت به پشت با زاویه 90 درجه توسط حلقه های واسط به هم متصلند و یک گشتاورسنج لوله ای که به یکی از این مبدل ها پیچ شده است، می باشد. مبدل های حلقوی با ساختار هشت وجهی، نیرو های سه گانه و گشتاور های خمشی وارد بر آنها و گشتاورسنج لوله ای گشتاور پیچشی وارد بر واحد اندازه گیری را اندازه گیری می کند. به منظور طراحی مکانیکی شاسی دینامومتر و همچنین واحد اندازه گیری آن از روش اجزای محدود و یک نرم افزار شبیه ساز نظیرcatia استفاده شد. تحلیل و توزیع کرنش با استفاده از نرم افزار مذکور برای مشخص نمودن نقاط گرهی کرنش دقیق بر روی مبدل های حلقوی نیرو با ساختار هشت وجهی و گشتاورسنج لوله ای به منظور کاهش اثرات متقابل نیروهای افقی و قائم در حین اندازه-گیری، انجام گرفت. کرنش سنج های مقاومت الکتریکی در نقاط گرهی کرنش بر روی مبدل حلقوی نیرو و گشتاورسنج لوله ای نصب شده اند تا بتوانند به طور مستقل کرنش های مماسی روی سطح مبدل را که در اثر اعمال نیروهای افقی و عمودی بر مرکز حلقه مبدل ایجاد می شود، اندازه گیری کنند. سیستم جمع-آوری داده از یک دیتالاگر قابل برنامه نویسی مدلdt800 و یک رایانه قابل حمل تشکیل شده است. آزمون های کالیبراسیون استاتیکی واحد اندازه گیری دینامومتر خاک ورزی به صورت یکپارچه با استفاده از سامانه ای که در گروه مهندسی مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی طراحی و ساخته شد، انجام گرفت. نتایج کالیبراسیون واحد اندازه گیری نشان داد که دینامومتر طراحی وساخته شده دارای دقت،حساسیت و قابلیت تکرار مناسبی به منظور اندازه گیری نیروها و گشتاورهای موردنظر نیز می باشد. منحنی های کالیبراسیون خطی بوده و اثرات متقابل نیروها و گشتاورها نیز بسیار ناچیز بود.