طراحی، ساخت و ارزیابی هد برداشت کننده برگ و سرشاخه های نیشکر

در استان خوزستان بیش از 60000 هکتار از اراضی به کشت نیشکر اختصاص دارد. با احتساب 20% کل محصول به عنوان برگ و سر شاخه ها میزان این بقایا در سال زراعی 86-1385 برابر تقریباً یک میلیون تن بود. در اکثر کشورهای جهان مثل برزیل و هندوستان و ایران این بقایا آتش زده می شوند که علاوه بر آلوده کردن محیط زیست باعث از دست رفتن ماده آلی زیادی می شود. از این بقایا می توان به عنوان علوفه برای دام استفاده کرد یا به عنوان سوخت سبز بخش اعظمی از انرژی مورد نیاز در صنعت نیشکر را فراهم نمود. وجود این بقایا در زمین مانعی در برابر آبیاری می باشد و همچنین مشکلات دیگری را نیز ایجاد می کند. با توجه به حجم انبوه و خواص فیزیکی این بقایا ماشین های به کار رفته در برداشت این بقایا کارایی مناسبی از خود نشان نداده اند. به همین منظور یک هد متفاوت طراحی و ساخته شد تا بتواند بقایا را به صورت فعال از روی زمین برداشت کند. این هد از یک جفت غلتک فلزی تشکیل شده است. پس از طراحی اجزاء مختلف بر پایه اصول طراحی اجزاء ماشین با در نظر گرفتن مواردی چون ضریب اطمینان مناسب و با توجه به قطعات استاندارد موجود در بازار، ساخت دستگاه آغاز گردید. پس از اتمام ساخت دستگاه برای ارزیابی آزمایشگاهی این هد، یک کانال مشابه با عرض جوی مزرعه روی تست ریگ ساخته شد. با حرکت تست ریگ بقایا به سمت غلتک ها حرکت کرده و توسط دوران معکوس غلتک ها از روی تست ریگ برداشت می شدند. به منظور تغییر سرعت حرکت مواد روی تست ریگ و همچنین سرعت دورانی غلتک ها از دو عدد اینورتور الکتریکی در تماس با دو موتور الکتریکی یکی برای تست ریگ و دیگری برای غلتک ها در سیستم انتقال نیرو استفاده شد. فراسنجه های مورد نظر شامل سرعت پیشروی یا همان سرعت تست ریگ (در سه سطح 5/2، 5/3 و 5 کیلومتر بر ساعت)، نسبت سرعت غلتک ها به سرعت پیشروی (در سه سطح 1، 25/1 و 5/1 برابر) و نسبت سرعت دو غلتک (در سه سطح برابر، سرعت غلتک بالایی بیشتر و سرعت غلتک پایینی بیشتر) در سه تکرار و در قالب طرح کاملاً تصادفی و به صورت فاکتوریل مورد ارزیابی قرار گرفتند. اگر سرعت غلتک پایینی بیشتر باشد میزان برداشت بقایا به طور معنی داری کمتر می باشد. با افزایش سرعت پیشروی میزان برداشت بقایا به طور معنی داری کاهش پیدا می کند به طوریکه بیشترین مقدار جمع آوری در سرعت تست ریگ 5/2 کیلومتر بر ساعت بدست آمد. در مقایسه میانگین نسبت بین سرعت پیشروی و غلتک ها کمترین میزان برداشت در نسبت 5/1 بدست آمد که به طور معنی داری کمتر از نسبت 1 و 25/1 بود. ولی با توجه به معنی دار بودن اثر متقابل فاکتورها، بیشترین میزان برداشت بقایا در حالت سرعت دو غلتک برابر، نسبت سرعت 1 و سرعت تست ریگ 5/3 کیلومتر بر ساعت بدست آمد که برابر با 90 درصد بود.