طراحی، ساخت و واسنجی دینامومتر اتصال سه‌‌نقطه قابل تنظیم برای تراکتورهای کشاورزی رایج در ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیارگروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشجوی کارشناسی ارشد؛

3 مربی گروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

4 مربی پژوهشی بخش تحقیقات فنی و مهندسی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اردبیل

چکیده

در این مقاله طراحی، ساخت، و واسنجی یک دینامومتراتصال سه‌‌نقطه با قابلیت اتصال سریع به تراکتورها و ادوات کشاورزی بررسی شده است.  در این تحقیق یک نوع دینامومتر با قابی به­ شکل U وارونه طراحی و ساخته شد که بین بازوهای سیستم اتصال سه‌‌نقطه تراکتور و ادوات کشاورزی سوار می­شود.  دینامومتر اتصال سه‌‌نقطه به گونه‌ای طراحی گردید که قابلیت تنظیم ارتفاع فیل گوش و تنظیم فاصلة بین نقاط اتصال پایینی را داشته باشد و به­ راحتی بین تراکتورهای گروه­های (I)و (II)و ادوات کشاورزی سوار شود، تا بتوان آن را برای اندازه­گیری نیروهای افقی و قائم موجود در نقاط اتصال، سیستم اتصال سه‌نقطه تراکتورها، و ماشین­های کشاورزی گروه­های (I)و (II)به­کار برد.  واحد حس کننده نیرو شامل سه مبدل رینگی نیرو با ساختار هشت وجهی است که به­ عنوان عنصر ارتجاعی بین قاب U شکل وارونه و سیستم کوپل اتصال سریع دینامومتر قرار گرفته­اند.  کرنش­سنج­های مقاومت الکتریکی در نقاط گرهی کرنش روی مبدل­ رینگی نیرو نصب شده­اند تا بتوانند به­ طور مستقل کرنش­های مماسی روی سطح مبدل­ را که در اثر اعمال نیروهای افقی و عمودی به مرکز رینگ مبدل­ ایجاد می­شود، اندازه‌گیری کنند.  مبدل‌ رینگی بر اساس حداکثر نیروهای افقی و عمودی به ترتیب 25 و 15کیلونیوتن با در نظر گرفتن ضریب اطمینان 2 طراحی شد.  قاب دینامومتر نیز بر اساس نیروهای حداکثر افقی، عمودی، و جانبی محاسبه شده به ترتیب 50، 30، و 20 کیلونیوتن طراحی شده است.  سیستم جمع­آوری داده از یک دیتالاگر قابل برنامه­نویسی مدل DT800و یک کامپیوتر قابل حمل تشکیل شده است.  آزمایش­های مزرعه­ای به‌ منظور جمع‌آوری داده‌های نیرویی دینامومتر با استفاده از یک زیرشکن اجرا شد.  با استفاده از آزمون t، میانگین داده­های به ­دست ­آمده از آزمون دینامومتر اتصال سه‌‌نقطه، برای اندازه‌گیری نیروهای افقی موجود در نقاط اتصال، در هنگام اجرای عملیات با زیرشکن در خاکی مشخص با بافت سیلتی لومی، با دو سطح رطوبت 2/9 و 2/21 درصد و در عمق­های 15 و 25 سانتی­متری، در 4 تکرار با میانگین داده­هایی مقایسه شد که با استفاده از روش استاندارد دو تراکتوری برای اندازه­گیری نیروی افقی در حین اجرای عملیات در همان شرایط به ­دست آمده است.  نتایج آزمون‌های مزرعه‌ای نشان داد که کارایی هر دو روش یکسان است اما با توجه به مزیت­های دینامومتر اتصال سه‌‌نقطه و با توجه به قابلیت کارکرد مؤثر در مزرعه، استفاده از این دستگاه جهت سنجش نیروهایی توصیه می­شود که از ادوات کشاورزی بر تراکتورهای رایج در ایران وارد می­شود.

کلیدواژه‌ها


Al-Jalil, H. F., Khdarir, A.and Mukahal, W. 2001. Design and performance of an adjustable three-point hitch dynamometer. Soil Till. Res. 62, 153-156.

Al-Janobi, A. 2000. A data-acquistion system to monitor performance of fully mounted implements. J. Agric. Eng. Res. 75, 167-175.

Anon, 2000a. Agricultural Machinery Management Data. ASAE. St. Joseph, MI 49085-9659, USA.

Anon, 2000b. Three-point free-link attachment for hitching implements to agricultural wheel tractors. ASAE. St. Joseph, MI 49085-9659, USA.

Anon, 2003. Agricultural Wheeled Tractors and Implements-Three Point Hitch Couplers – Part 1: U-Frame coupler. ASAE. St. Joseph, MI 49085-9659, USA.

Chen, Y., Mclaughlin, N. B. and Tessier, S. 2006. Double extended octagonal ring (DEOR) drawbar dynamometer. Soil Till. Res. 93, 462-471.

Clarence, A., Johnson, E. and Voorhees, W. B. 1979. A force dynamometer for three-point hithes. Trans. ASAE. 22(2): 226-232.

Cook, N. H. and Rabinowicz, E. 1963. Physical Measurement and Analysis. Addison-Wesley, New York.

Fazel Niari, Z. 2002. Developing design and construction of three-point hitch dynamometer. M. Sc. Thesis. Faculty of Agriculture. Tehran University. Karaj. Iran. (in Farsi)

Godwin, R. J. 1975. An extended octagonal ring transducer for use in tillage studies. J. Agric. Eng. Res. 20, 347-352.

Godwin, R. J. and Reynolds, A. J. 1993. A triaxial dynamometer for force and moment measurements on tillage implements. J. Agric. Eng. Res. 55, 189-205.

Hoag, D. L. and Yoerger, R. R. 1975. Analysis and design of load rings. Trans. ASAE. 19, 995-1000.

Kheiralla, A. F., Yahya, A., Zohadie, M. and Ishak, W. 2003. Design and development of three- point auto hitch dynamometer for an agricultural tractor. AJSTD. 20 (3&4): 271-288.

Lal, R. 1959. Measurement of force on mounted implements. Trans. ASAE. 2, 109-112.

Lotfi, D., Hemmat, A. and Akhavan Sarraf, M. R. 2007. Development and evaluation of a three-point hitch dynamometer and a fifth wheel for mounted implement draft and tractor speed measurements. J. Sci. Technol. Agric. Natural Resou. 11(1):147-162. (in Farsi)

McLaughlin, N. B. 1996. Correction of an error in equations for extended ring transducers. Trans. ASAE. 39, 443-444.

O’Dogherty, M. J. 1996. The design of octagonal ring dynamometers. J. Agric. Eng. Res. 63, 9-18.

Palmer, A. L. 1992. Development of a three-point linkage dynamometer for tillage research. J. Agric. Eng. Res. 52, 157-167.

Scholtz, D. C. 1964. A three-point linkage dynamometer for mounted implements. J. Agric. Eng. Res. 9, 252-258.

Srivastava, A. K., Goering, C. E. and Rohrbach, R. P. 1993. Engineering principles of agricultural machines (2nd Edition). ASAE Textbook No. 6. ISBN 0-929355-33-4.

Thakur, T. C. and Godwin, R. J. 1988. Design of extended octagonal ring dynamometer for rotary tillage studies. AMA. 19(3): 23-28.