طراحی و ساخت یک مخزن خاک دوار به منظور ارزیابی سایشی تیغه های ابزار خاک ورز

سایش تیغه های ابزار خاک ورز یکی از اصلی ترین عوامل کاهش عمر آنهاست و همواره محدودیت های اقتصادی و عملکردی را برای کشاورزان بوجود آورده است، لذا شناخت و ارزیابی این مشکلات در جوامع کشاورزی، برای تمامی کشورهای فعال در این زمینه، لازم و ضروری است. بسیاری از ارزیابی های سایشی انجام شده در مزارع پرهزینه و زمان بر هستند و دستگاه های آزمایشگاهی سایش خراشان ابزار های کشاورزی به نسبتی که در کشورهای دیگر رشد و نمو پیدا کرده است، در ایران موجود نمی باشد. هدف از این پروژه طراحی و ساخت یک دستگاه آزمایشگاهی به منظور ارزیابی سایشی تیغه های ابزار و همچنین انجام مطالعات دیگری در رابطه با ماشین و خاک است. ویژگی اصلی این دستگاه، ایجاد امکان حرکت ابزار در عمق های متفاوت خاک و کنترل عوامل مختلف در حین آزمایش است. اجزای مختلف در نظر گرفته شده در طراحی دستگاه عبارتند از: مخزن خاک، سامانه انتقال توان و شاسی آن، محور اصلی، بازوهای چرخان و تجهیزات آماده سازی خاک. مخزن خاک با قطر خارجی 3/56 متر و قطر داخلی 1/9 متر با ارتفاع 60 سانتی متر ساخته شد. سامانه های مختلف انتقال توان شامل مکانیکی، هیدرولیکی و الکتریکی مورد مطالعه قرار گرفت و با توجه به معیارهای اقتصادی و کارایی هرکدام، محرکه هیدرواستاتیک انتخاب گردید. در این سامانه از یک پمپ و یک هیدروموتور جابه جایی ثابت استفاده شد. برای افزایش گشتاور نیز یک سامانه انتقال توان زنجیری و شاسی متناسب با آن طراحی و ساخته شد. برای آماده سازی خاک داخل مخزن، یک تسطیح کن و دو عدد غلتک صاف و زائده دار طراحی شد. به منظور حمل ابزار و تجهیزات آماده سازی خاک، 4 بازوی عمود بر هم به طول 5/1 متر که با شعاع کاری 1/34 متر با سرعتی در محدوده 0 تا 16 دور بر دقیقه حول محور اصلی دوران می نماید، طراحی و ساخته شد. پس از عبور تیغه ها دو عدد تیغه مورب (تسطیح کن)، خاک بهم زده شده را دوباره به مسیر ابزار برگردانده و سپس غلتک ها نیز برای آماده سازی خاک در دور بعدی، خاک زیر سطحی و سطحی را فشرده می کنند. منبع توان دستگاه شامل یک موتور الکتریکی 15 اسب بخار سه فاز و یک پمپ هیدرولیکی 45 لیتری است. سرعت دورانی دستگاه با کنترل جریان هیدرولیک و توسط یک شیر کنترل جریان تنظیم می شود. در تمام مراحل طراحی و ساخت این دستگاه توجه به ایمنی، کارایی مناسب، تعمیر و نگهداری و در انتخاب مصالح و تجهیزات نیز امکانات موجود، هزینه ها و اثر بخشی کافی از موارد مورد توجه بوده اند. این دستگاه در ابعاد و مشخصات ذکر شده به همراه تجهیزات آن به عنوان اولین مخزن خاک دوار ایران در کارگاه گروه مهندسی ماشین-های کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان ساخته و در آن مکان نصب و راه اندازی شد.