Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Hemmat,Ali Esehaghbeygi,Aminolah Masoumi
عباس همت (استاد مشاور) علی اسحق بیگی (استاد راهنما) امین اله معصومی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amar Salehi
عمار صالحی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Design and Development of an Inline Soil Bin
The tillage operation is one of the most important implements in terms of energy consumptions. To improve its energy efficiency, the design of tillage tools should be optimized. Development of soil mechanics science and soil-machine interaction studies makes its design usually done scientifical, while in the past it had done by trial and error. The most important parts of tillage tools design should be evaluated in the field conditions. Several problems limit the field conditions. Two important limitations are the weather and soil conditions. These two limitations cannot be controlled by the researchers, so laboratory environment, called soil bin can be able to simulate its field conditions and overcome the limits. The soil conditions such as soil texture and its moisture content can be controlled and the soil-machine interaction studies can be done throughout the year. Generally, a soil bin facility consists of a fixed soil tank, tools carriage and drive systems. To evaluate the soil-tool interaction studies, the soil tank filled with soil up to specified height and the tool carriage moves on the rails. In this study, a linear and indoor soil bin facility was designed and constructed. At first, the soil bin initial plan was modeled in SolidWorks and mechanical analysis conducted then the final soil bin plan was designed and developed. The length of the soil tank chassis had 12 m long, 1.5 m width, and 1 m deep and it’s surrounded covered with steel plates 2 mm in thick. A rail assembled on the top of each soil tank side walls to enable the carriage motion. Considering the height of the rails, the depth of chassis was 1.23 m. The main task of the carriage is to carry tillage tools. The carriages consist of a height adjustment system for changing the depth of tools in the soil tank and a horizontal position adjustment system for changing the tool positions in the width. These two mechanisms were: converting the rotational motion to the linear of an electric motor (1.5 hp) coupled with spiral gearbox at the top of the carriage to rotate threaded shaft for height adjustment. Four polyurethane wheels were installed at four corners at the front and back of the carriage. An electric motor (30 hp) provided drive power unit. Drive system consist of two main stages. In the first stage, the power of motor transmitted to the drive shaft by roller chain and sprockets. The second stage consists of two drive shafts, four sprockets and two roller chains that provide the carriage round trip motion. This soil bin facility can be used for soil-machine interaction studies and a new design prototype development or an existing design evaluation.
عملیات خاک ورزی یکی از مهم ترین عملیات تهیه زمین از نظر مصرف انرژی است که بهینه کردن طراحی ابزارهای وابسته به آن می تواند بازده انرژی مصرفی را افزایش دهد. با توسعه علم مکانیک خاک و پژوهش های رابطه ماشین و خاک، طراحی و ساخت ادوات خاک ورزی با استفاده از روش ها و قوانین دقیق علمی صورت می پذیرد در حالی که در گذشته به صورت تجربی و با روش های آزمون و خطا انجام می شد. یکی از مهم ترین بخش های طراحی و ساخت ابزارها و ادوات خاک ورزی، ارزیابی و آزمون عملکرد آن ها برای بهینه سازی طراحی و بهبود کیفیت کار در مزرعه می باشد. معمولاً ارزیابی ابزارهای خاک ورزی تحت شرایط واقعی مزرعه انجام می شود، اما در شرایط مزرعه محدودیت های زیادی برای انجام آزمایش ها وجود دارد. مهم ترین محدودیت مربوط به تغییر شرایط آب و هوایی و شرایط خاک است که امکان کنترل آن ها برای پژوهشگران وجود ندارد. به همین منظور با شبیه سازی شرایط مزرعه در یک محیط آزمایشگاهی به نام انباره خاک، امکان کنترل پارامترهای محدودکننده مطالعات اثر متقابل ابزار و خاک را فراهم می سازد. در انباره خاک علاوه بر کنترل شرایط خاک (مانند نوع و رطوبت خاک و غیره)، می توان آزمایش ها را در تمام طول سال و بدون توجه به شرایط آب و هوایی انجام داد. انباره خاک خطی از سه بخش اصلی تشکیل می شود که عبارتند از: مخزن ثابت، حامل متحرک و سامانه انتقال قدرت. در مخزن تا ارتفاع مشخصی خاک ریخته می شود و حامل متحرک که ابزار خاک ورز به آن متصل می شود، با استفاده از سامانه انتقال قدرت روی ریل های کناری مخزن حرکت کرده و امکان ارزیابی ابزارهای خاک ورزی و هم چنین مطالعه رابطه ابزار و خاک را مهیا می سازد. در این پژوهش یک انباره خاک خطی در محیط سربسته طراحی و ساخته شد. ابتدا طرح اولیه دستگاه در نرم افزار آماده شده و پس از انجام محاسبات مربوطه، مشخصات فنی انباره خاک طراحی گردید. شاسی اصلی مخزن ثابت دارای 12 متر طول، 5/1 متر عرض و 1 متر ارتفاع می باشد که توسط ورق های فولادی با ضخامت 2 میلی متر احاطه شد. ریل های کناری روی شاسی اصلی مخزن و در طرفین آن قرار گرفت که با احتساب ارتفاع آن، ارتفاع انباره خاک برابر 23/1 متر شد. حامل که وظیفه اصلی آن حمل ابزار خاک ورز است مجهز به یک سامانه تنظیم ارتفاع برای تغییر عمق کار ابزار در خاک و یک سامانه تنظیم موقعیت افقی برای تغییر موقعیت ابزار در عرض انباره خاک است. مکانیزم حرکت این دو سامانه عبارت است از تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی. در بالای حامل، یک موتور الکتریکی با قدرت 5/1 اسب بخار که به یک جعبه دنده کاهنده، کوپل شده است برای چرخش محور رزوه ای سامانه تنظیم ارتفاع قرار داده شد. حامل از طریق چهار چرخ پلی یورتان ثابت بر روی ریل ها حرکت می کند. توان مورد نیاز سامانه انتقال قدرت انباره خاک از طریق یک موتور الکتریکی با قدرت 30 اسب بخار تأمین می شود. سامانه انتقال قدرت از دو مرحله اصلی تشکیل شده است؛ در مرحله اول، توان موتور از طریق چرخ زنجیر و زنجیر به محور متحرک منتقل می شود. مرحله دوم از دو محور متحرک، چهار چرخ زنجیر و دو ردیف زنجیر تشکیل شده که امکان حرکت حامل در مسیر رفت و برگشت را مهیا می سازد. از این انباره خاک می توان در پژوهش های رابطه ماشین و خاک و هم چنین آزمایش و ارزیابی طراحی های جدید و یا نمونه های موجود ابزارهای خاک ورز استفاده نمود. واژه های کلیدی : خاک ورزی، انباره خاک، طراحی و ساخت، رابطه ماشین خاک.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی