طراحی، ساخت، ارزیابی و شبیه سازی سامانه مرتب ساز قلمه ها در یک قلمه کار نیشکر

کاشت قلمه نیشکر با استفاده از قلمه کار های موجود در کشور به دلیل ریزشی بودن موزع آنها، مصرف بی رویه قلمه و عدم دقت و کنترل در کاشت را به همراه دارد. به منظور اصلاح موزع آنها از طریق جایگزینی موزع ریزشی شان با یک موزع تک قلمه کار، خانی(1385) نمونه ای آزمایشگاهی شبیه به موزع تک قلمه کار ابداعی پاپولین و همکاران (1976) را ساخته و ارزیابی نمود. نتایج ارزیابی آن نشان داد که تغذیه درهم برهم قلمه ها به مخزن ثانویه موزع بازتاب نامطلوبی در عملکرد موزع دارد و لازم است قلمه ها به صورت مرتب شده به مخزن ثانویه موزع تغذیه شوند. لذا در این تحقیق ابتدا یک طرح اولیه برای سامانه مرتب ساز قلمه ها ارائه و سپس یک نمونه از آن ساخته و ارزیابی گردید. در ارزیابی سامانه ساخته شده اثر تیمار های سرعت تغذیه قلمه به سامانه، زاویه قسمت ابتدایی و موقعیت دهانه خروجی سطح شیبدار نسبت به مخزن ثانویه، هرکدام در سه سطح روی برخی پارامتر های معرف کیفیت مرتب سازی قلمه ها مورد بررسی قرار گرفت. سپس به منظور صرفه جویی در وقت و هزینه در اصلاح و توسعه طرح ارائه شده، شبیه سازی المان گسسته آن به کمک نرم افزار ویژوال نسترن (visual nastran) مورد هدف قرار گرفت. به دلیل نیاز به دو ویژگی مهم فیزیکی قلمه ها یعنی ضریب اصطکاک جنبشی (µk) و ضریب جهش (e) در شبیه سازی، اقدام به طراحی، ساخت و واسنجی دو ابزار برای تعیین هریک از این دو ویژگی گردید. اساس طراحی ابزار اندازه گیر µk محاسبه شتاب حرکت یک جسم روی سطح شیبدار از طریق معادلات حرکت آن بود. لذا در آن از سه چشم الکترونیکی جهت تشخیص حرکت جسم و یک پردازنده الکترونیکی جهت پردازش پیام های دریافتی از چشم ها و انجام محاسبات لازم استفاده گردید. در ساخت دستگاه اندازه گیر e از یک آونگ چوبی که در انتهای وجه جلوی آن قطعه ای از میانگره قلمه نصب می گردید و روی یک قلمه یا سطح فولادیِ نصب شده روی یک سندان بتونی برخورد می کرد، استفاده شد. µs و µk به دو روش استفاده از قلمه تکی و استفاده از مجموعه قلمه در دو حالت سطوح تر و سطوح خشک و e قلمه ها هم در این دو حالت اندازه گیری شدند. در مرحله دیگری از تحقیق، سامانه ساخته شده تحت یک طرح آزمایشی دیگری مورد ارزیابی قرارگرفت تا معیاری برای اعتبارسنجی مدل ساخته شده بدست آید. همراه با نتایج حاصل از این مرحله، چگالی، مرکزجرم و تعدادگره های 180 قلمه حدود 50 سانتی متری بدست آمدند. در پایان مدلی از سامانه ساخته شد و نتایج آن با نتایج مرحله دوم از ارزیابی سامانه مقایسه گردید. سپس مدل مذکور جهت اصلاح و توسعه طرح اولیه ارائه شده برای سامانه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از ارزیابی سامانه ساخته شده حاکی از عملکرد خوب و رضایت بخش سامانه بود؛ به طوری که بیش از %90 قلمه ها به صورت مرتب شده وارد مخزن های ثانویه شدند. مهم تر اینکه درصد خطای کل در سرعت تغذیه 2/2 قلمه درثانیه بیشترین و در موقعیت نزدیک به دیواره کنار برای دهانه خروجی سطح شیبدار کمترین بود. همچنین قریب به همه قلمه های عمودی دارای طولی کمتر از عرض مخزن ثانویه بودند. چگالی های محاسبه شده از اندازه گیری جرم و ابعاد قلمه ها نشان داد که با افزایش تعداد گره های یک قلمه چگالی آن افزایش می یابد. از آزمایشات اندازه گیری µk، رابطه ای خطی برای µkی قلمه ها روی سطح فولادی برحسب سرعت لغزش، و در اندازه گیری های e مقادیر میانگین e برای قلمه روی قلمه و قلمه روی فولاد بدست آمده و در شبیه سازی استفاده گردیدند. ضمن همخوانی نتایج شبیه سازی با نتایج حاصل از مرحله دوم ارزیابی، تغییر موقعیت دهانه خروجی سطوح شیبدار در مدل موازی با نتایج ارزیابی سامانه، باعث بهبود بیشتر مرتب شدن قلمه ها گردید. واژه های کلیدی: ، .