طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه چمن بر

قطعه کاری چمن یکی از روش های مهم احداث و ترمیم چمن می باشد. در تحقیق حاضر یک دستگاه چمن بر که توسط تراکتور دو چرخ کشیده می شود، طراحی، ساخته و ارزیابی گردید. قسمت های مختلف دستگاه چمن بر شامل تیغه زیربر، تیغه های کناربر، ساقه ها، قاب و چرخ حامل می باشد. بعد از به دست آوردن نیروهای وارد بر تیغه، قاب دستگاه توسط نرم افزار cosmosworks تحلیل تنش شد. به منظور طراحی اجزاء مختلف دستگاه ، برخی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی قطعه چمن اندازه گیری شدند. برای انتخاب نوع چرخ حامل ضریب اصطکاک خارجی با دو سطح لاستیکی و فلزی با آزمایش فاکتوریل تعیین شد. بار عمودی در چهار سطح(صفر، 8/9، 6/19 و 4/29 نیوتن) به نمونه اعمال شد. به منظور محاسبه مقدار انرژی لازم برای برش قطعات چمن و همچنین تعیین میزان رطوبت خاک برای به حداقل رساندن این انرژی، آزمایش ضربه با استفاده از آونگ بر روی قطعات چمن انجام گرفت. آزمایش های ضربه در سه سطح رطوبتی(33، 37 و 47 درصد برمبنای وزن تر خاک) انجام گردید. نمونه دستگاه ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت و پس از رفع نواقص آن دستگاه ساخته و مونتاژ گردید. به منظور ارزیابی دستگاه، زاویه حمله تیغه در سه سطح (صفر، 6 و 13 درجه) و عمق برش در سه سطح(کم، متوسط و زیاد) انتخاب گردید و مقدار لغزش چرخ های تراکتور و مقاومت کششی دستگاه اندازه گیری شدند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی انجام گرفت. نتایج نشان داد ضریب اصطکاک چمن روی سطح آهنی کمتر از سطح لاستیکی بود و متناسب با افزایش بار عمودی افزایش یافت. در نتیجه جنس چرخ دستگاه آهنی انتخاب شد. مقدار انرژی لازم برای برش در طول کل تیغه برابر 7/147 ژول به دست آمد. نتایج ارزیابی دستگاه نشان داد تأثیر زاویه حمله تیغه و عمق برش چمن بر مقدار لغزش چرخ های تراکتور و مقاومت کششی دستگاه در سطح 1 درصد معنی دار بود. با افزایش زاویه حمله و عمق برش مقدار لغزش چرخ ها افزایش یافت. متناسب با افزایش عمق برش چمن مقاومت کششی دستگاه افزایش یافت. مقاومت کششی در زاویه های حمله تیغه 6 و 13 درجه به ترتیب کمترین و بیشترین مقدار را داشت. بیشترین میزان لغزش چرخ و مقاومت کششی مربوط به زاویه حمله 13 درجه و عمق زیاد بود. بنابراین دستگاه چمن بر طراحی شده با زاویه حمله 6 درجه تیغه زیربر و عمق برش حدود 5/2 سانتی متر عملکرد قابل قبولی از نظر مقاومت کششی و سرعت انجام کار داشت.