طراحی، ساخت مکانیزم بسته بندی کاه و کلش

چکیده بقایای پس از برداشت گندم و جو شامل ساقه، برگ های خشک و خرده کاه های حاصل از پوشش های اطراف دانه، در کشور ایران، می تواند به عنوان یکی از منابع مهم علوفه نشخوار کننده گان، تولید چوب و استفاده در کمپوست سازی و تولید محیط کشت قارچ، مورد استفاده قرار گیرد. بعد از برداشت گندم توسط کمباین بقایای به جای مانده توسط کارگر یا ماشین از روی زمین جمع شده و مورد استفاده قرار می گیرد و یا به دلیل پرهزینه بودن، آن ها را در زمین آتش می زنند که سوزاندن بقایای گیاهی عوارض نا خوشایندی را بر جای گذاشته و سلامت محیط زیست را به خطر انداخته است. به منظور طراحی مکانیزم خرد کن و بسته بندی که در پشت کمباین سوار می شود، تعیین برخی خواص فیزیکی و رئولوژیکی بقایای به جای مانده گندم لازم می باشد که در تحقیق حاضر انجام شد. ابتدا بقایا به چهار نمونه آزمایشی تفکیک شدند. نمونه های تفکیک شده عبارتند از نرمه (پوشش های دانه و برگ های خرد شده)، کلش (ساقه ها و برگ های خرد نشده)، مخلوط نرمه و کلش (نمونه دست نخورده)، کاه خرمنکوبی شده (مخلوط نرمه و کلش خرد شده توسط خرمنکوب در اندازه های کوچک) بودند. سپس ضریب اصطکاک نمونه ها روی سه سطح (چوب، ورق سیاه و لاستیک)، در سه سطح نیروی عمودی و با سه تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تأثیر نوع ماده در سطح احتمال 5%، نوع سطح و مقدار بار عمودی آن ها در سطح احتمال 1%، بر ضریب اصطکاک خارجی معنی دار بود. آزمایش فشردگی به صورت محصور در سه سطح کرنش (35، 45 و 65 درصد طول اولیه) برای این نمونه ها و با سه تکرار، در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. نتایج حاصل از آزمون فشار نشان داد که با افزایش مقدار فشرده سازی (کرنش)، فشار (تنش) نهایی ایجاد شده، افزایش یافت. بیشترین تنش در سطوح کرنش طولی 65 درصد طول اولیه کاه خرمنکوبی شده حاصل شد. داده های بدست آمده از آزمایش کاهش تنش (stress relaxation) نشان دادند که تغییرات تنش پس از یک زمان محدودی نزدیک به یک مقدار ثابتی می رسد. با رسم داده ها روی کاغذ نیمه لگاریتمی کاهش تنش، مشاهده شد که مقدار کاهش تنش حدود 25-10 درصد در طی زمان 200 ثانیه اتفاق افتاد. در نهایت طراحی مکانیزم خرد کن و دستگاه بسته بند با توجه به تحقیق های محققین قبلی و آزمایش های انجام شده صورت گرفت. 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، نقشه های دستگاه توسط نرم افزار تهیه و ساخت دستگاه آغاز شد. پس از اتمام ساخت دستگاه برای ارزیابی آزمایشگاهی به صورت مشاهده ای دستگاه بسته بند، در مقابل تست ریگ قرار داده شد. با حرکت تست ریگ مواد درون کانال به سمت غلتک خرد کن که علاوه بر خرد کردن مواد کار تغذیه را هم انجام می دهد، حرکت کرده و به داخل محفظه بسته بندی انتقال داده می شدند. ارزیابی دستگاه در کارگاه به صورت مشاهده ای بود و تعداد کمی آزمایش انجام شد که هدف از انجام آزمایشات این بود که از کارکرد دستگاه مطمئن شویم.