طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه آزمونگر چرخ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز

2 دانشجوی سابق کارشناسی‌ارشد دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز

چکیده

آزمونگر چرخ تک، دستگاه آزمایشگاهی است که با آن نیروهای وارد بر چرخ اندازه­گیری و رابطة بین چرخ و خاک در انباره خاک یا مزرعهبررسی می­شود.  دراین آزمونگراز یک شاسی مخصوص استفاده شد که چرخ مورد آزمایش بر آن سوار و شاسی از طریق یک جفت ریل عمودی و چهار غلتک به­صورت شناور به یک ارابه متصل می­شود.  با اعمال گشتاور به محور چرخ، آزمونگر و ارابة متصل به آن در طول انباره به حرکت در می­آید و نیروی گیرایی خالص چرخ با یک جفت حسگر نیرو اندازه­گیری می­شود.  واحد محرک چرخ شامل یک موتور سه فاز 1/1 کیلو وات با 1400 دور بر دقیقه  و یک جعبه دندة 1:48 بود.  کوپلینگ­های مربوط روی پلاتفرم مستقلی سوار و این مجموعه در محل گرانیگاه خود به­صورت لولایی روی شاسی آزمونگر سوار شده است. حرکت دورانی موتوراز طریق سیستم رانش زنجیری به محور چرخ انتقال می­یابد و نیروی کشش زنجیر با نیروسنجی اندازه­گیری می­شود که در طرف دیگر شاسی موتور و جعبه­دنده قرار دارد.  از یک حسگر اندازه­گیری سرعت خطی و یک حسگر اندازه­گیری سرعت زاویه­ای به ترتیب برای اندازه­گیری سرعت خطی آزمونگر و سرعت دورانی چرخ استفاده شده است.  حسگر های به­کار برده شده در این آزمونگر قادرند پارامترهایی نظیر نیروی گیرایی خالص، سرعت خطی، سرعت زاویه­ای، لغزش چرخ، و گشتاور را اندازه­گیری کنند.  این آزمونگر برای آزمایش چرخ­های حداکثر تا قطر
70 سانتی­متر و پهنای 25 سانتی­متر قابل استفاده است و بیشینة نیروی گیرایی خالص 600 نیوتن و بیشینه گشتاور 170 نیوتن- متر قابل اندازه­گیری است.  در آزمون­های مربوط به ارزیابی دستگاه، برخی از خصوصیات زمین گیرایی یک حلقه لاستیک تیلر کشاورزی با اندازه (12-5) و فشار باد 140 کیلوپاسکال اندازه­گیری شد. نتایج ارزیابی به­صورت نمودارهای تغییرات نیروی گیرایی خالص، گشتاور چرخ، سرعت زاویه­ای، سرعت خطی، و لغزش چرخ در طول مسیر 5/2 متری از انبارة خاک ترسیم شد.  نتایج حاکی از دقت، پایداری و تکرارپذیری سیستم سنجش پارامترهای مرتبط با عملکرد کششی چرخ­های کشاورزی در امور آموزش و پژوهش است.

کلیدواژه‌ها


Armbruster, K. and Kutzbach, H. D. 1989. Development of a single wheel tester for measurement on driven angled wheel. Proceeding of the 5th European Conference of the ISTVS. Wageningen. The Netherlands.
Billington, W. P. 1970. The N.I.A.E.   MK ІІ single wheel tester. Trans. ASAE. 18(1): 67-70.
Burt, E. C., Reaves, C. A. Bailey A. C. and Pickering, W. D. 1980. A machine for testing tractor tires in soil bins. Trans. ASAE. 23(3): 546-547, 552.
 Iagnemma, K. 2005. A laboratory single wheel test bed for studying planetary rover wheel-terrain interaction. Technical Report. Massachusetts Institute of Technology.
Kawase, Y., Nakashima, H. and Oida, A. 2006. An indoor traction measurement system for agricultural tires. J. Terramechanics. 43, 317-327.
 Krick, G. 1973. Behavior of tires driven in soft ground with side slip. J. Terramechanics. 9(4): 9-30.
Nagaoka, A. K., Lancas, K. P.,  Neto, P. C. and Benez, S. H. 2001. Evaluationof a single wheel testing device with mechanical transmission.Paper No. 01-1166. ASAE. St. Joseph. MI 49085-9659. USA.
 Okello, J. A., Dwyer, M. J. and Cottrell, F. B. 1994. The tractive performance of rubber tracks and a tractor driving wheel tire as influenced by design parameters. J. Agric. Eng. Res. 59, 33-43.
Sheikhdavoodi, M. J., Minaei, S., Almasi, M. and Ghobadian, B. 2005. Development and evaluation of an apparatus for measurement and study of traction phenomenon under controlled conditions. Scientific J. Agric. 28(1): 13-27. (in Farsi)
Shmulevich, I., Ronai, D. and Wolf, D. 1996. A new field single wheel tester. J. Terramechanics. 33, 133-141.
 Soekarno, S. and Salokhe, V. M. 2003. Soil reactions on the cage wheels with staggered echelons of half-width lugs and perfect chevron lugs in wet clay soil. CIGR J. Sci. Res. Develop. Manuscript PM 03002.
 Srivastava, A. K., Goering, C. E. and Rohrbach, R. P. 1993. Engineering Principles of Agricultural Machines. ASAE Textbook No. 6. St. Joseph. MI 49085-9659. USA.  
 Upadhyaya, S. K., Wulfsohn, D.and Glaney, J. L. 1986. Development of a uniquemobilesingle wheel traction testing machine. Trans. ASAE. 29,1243-1346.
 Walczykova, M., Walczyk, J. and. Kormanek, M. 2002. Determination of forest soil traction parameters. Electronic J. Polish Agric. Uni. 5(2): 100-111.
 Watyotha, C. and Salokhe, V. M. 2001. Tractive performance of cage wheels with opposing circumferential lugs.J. Agric. Eng. Res. 79(4): 389 – 398.
Way, T. R. 2007. Three single wheel machines for traction research. Paper No. 071109. ASABE. St. Joseph. MI 49085-9659. USA.
Werkhoven, C. 1975.The development of a single wheel tester to test tire. Instituut voor Mechanisatie, Arbeid en Gebouwen. Publikatie No. 17. Wageningen. The Netherlands.
 Zoz, F. M. and. Grisso R. D. 2003. Traction and Tractor Performance. ASAE Lecture Series No. 27. St. Joseph. MI 49085-9659. USA.