Skip to main content
SUPERVISOR
Aminolah Masoumi,Abbas Hemmat
امین اله معصومی (استاد راهنما) عباس همت (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ehsan Movahedi
احسان موحدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Optimization of a Recompression Device for Hay Bales
Hay and wheat straw are one of the major items used in livestock feeding throughout the world. Different methods are employed to collect and conserve forages. Almost 90% of dry forage is packaged in most countries and also in Iran mainly cubic packages in different size produced by balers, called hay bales. In order to reduce the space required for storage and traortation cost of hay and straw bales, methods such as pilling and recompression are recommended. Therefore, a recompression machine was designed and fabricated by previous researchers in Iran. The mentioned machine was consisted of feed chamber, compression chamber, stress relaxation channel and hydraulic system which contained two hydraulic cylinders for compressing and opening and closing the valve of stress relaxation channel. The device operation was like this, the inlet door was closed by operator and the hydraulic cylinder was activated manually after inserting hay bales into the feed chamber. When the bale was compressed to desirable level, the cylinder was stopped and the hydraulic cylinder of the inlet valve of the stress relaxation channel was activated to open the valve, when tying was manually completed. Then, to continue movement of plunger to push the compressed bale into the stress relaxation channel, the compression cylinder was reactivated. Thereafter, plunger was stopped and the valve of stress relaxation channel was closed to prevent bale backstroke and the plunger was returned to the original place. Hydraulic power was provided from a John Deer tractor which, due to stationary operation of the device, ought to idle during operation. The device needed at least 4 workers to operate whose tasks were feeding bales to the machine, controlling actuators, tying bales and picking the compressed bales from machine outlet. The existing device has some limitations such as manual feeding, tying and controlling of hydraulic actuators; it also uses hydraulic power of tractor. To increase operation speed and optimization of device, some procedures carried out such as increasing compression rate by redesigning hydraulic circuit and cylinder, feeding hay baled into compressing chamber automatically, mounting an automatic bale tying system on the device and controlling all operations using a control circuit. Taking the costs and available credit in consideration, a circuit with a hydraulic cylinder for compressing, a cylinder for opening the valve of the stress relaxation channel and a hydro-motor for feed conveyor was selected among different hydraulic compressing circuits. A chain conveyor system was designed, which, using a control unit, automatically feeds the device once hay bales are placed on it. An automatic double tying system of a baler machine International model was mounted on the device to tie the recompressed bales again. Finally, a Programmable Logic controller (PLC) was installed on the machine to control all its functions automatically. The operation time of the optimized device for compressing one bale, reduced from 288 to 42 seconds, compared to previous device, and the labor force also decreased by approximately 50 percent by eliminating two workers, whose jobs were, respectively, controlling the system and tying bales. Keywords Hay bale, Compressing speed, Automatic tying system, PLC controller, Feed conveyor
یکی از عمده‌ترین اقلام خوراک دام مورد مصرف در کشورهای جهان یونجه و کاه گندم است. روش های مختلفی برای جمع آوری و نگهداری علوفه بکار می رود. حدود 90% علوفه‌ی خشک در اکثر کشورهای جهان، بسته بندی می‌شود و در ایران عمدتاً بصورت بسته های مکعبی موسوم به بِیل بوده که در ابعاد متفاوت توسط دستگاه بسته بندی علوفه تهیه می شود. به منظور کاهش فضای لازم برای انبار کردن و هزینه ی حمل و نقل بسته های علوفه و کاه، تدابیری از جمله فشرده سازی مضاعف علوفه و حبه کردن علوفه توصیه می شود. به این منظور یک دستگاه فشرده ساز مضاعف بسته های یونجه و کاه توسط محققین قبلی در ایران ساخته شد. دستگاه مذکور شامل محفظه ی تغذیه ی بسته ی علوفه، محفظه ی فشرده سازی بسته، کانال آسایش تنش و سامانه ی هیدرولیک که شامل دو جک هیدرولیک برای فشرده سازی بسته و باز و بسته نمودن دریچه ی کانال آسایش تنش بود. کارکرد دستگاه مذکور به این صورت بود که، پس از قرار دادن بسته ی علوفه در محفظه ی تغذیه، درِ آن توسط کاربر بسته می شد و عملگر هیدرولیکی فشرده کننده ی بسته بطور دستی بکار انداخته می شد. هنگامی که بسته به میزان لازم فشرده می گردید، جک فشرده کننده متوقف شده و پس از گره زدن دستی علوفه، جکِ باز کننده ی دریچه ی کانال آسایش تنش بکار انداخته می شد و سپس برای ادامه ی حرکت پلانجر فشرده ساز، جهت انتقال بسته ی فشرده شده به کانال آسایش تنش، مجدداً عملگر هیدرولیکی فشرده ساز بکار انداخته می‌شد. پس از آن، پلانجر متوقف شده و دریچه ی کانال آسایش تنش برای جلوگیری از برگشت بسته ی فشرده شده، بسته شده و پلانجر به مکان اولیه ی خود بازگردانده می شد. منبع توان هیدرولیک در دستگاه مذکور، تراکتور جان دیر بود که به دلیل عملکرد ایستگاهی دستگاه، تراکتور در مدت کارکرد آن باید در جا کار می کرد. همچنین به حداقل 4 کارگر برای کار با دستگاه نیاز بود که وظیفه آن‌ها به ترتیب، تغذیه ی بسته ی علوفه به دستگاه، کنترل عملگرها، گره زدن بسته ها و برداشتن بسته های فشرده شده از خروجی دستگاه بود. دستگاه موجود، دارای محدودیت هایی چون تغذیه، گره زدن بسته ها و کنترل دستی عملگرهای هیدرولیک و نیز استفاده از منبع توان هیدرولیک تراکتور است. در این پژوهش، برای افزایش سرعت عملکرد دستگاه و نیز کارکرد خودکار آن تمهیداتی در نظر گرفته شد که از جمله ی آن، افزایش سرعت فشرده سازی علوفه با طراحی مجدد مدار و جک هیدرولیک، تغذیه ی خودکار علوفه به دستگاه، افزودن گره زن خودکار به دستگاه و کنترل کلیه ی عملیات توسط مدار کنترل بود. از میان مدارهای هیدرولیکی فشرده ساز متفاوت برای این دستگاه، با در نظر گرفتن هزینه های لازم و اعتبار موجود مداری با یک جک هیدرولیکی فشرده ساز و یک جک هیدرولیک برای باز و بسته نمودن دریچه ی کانال کاهش تنش و افزودن یک هیدرو موتور برای نقاله ی تغذیه، در نظر گرفته شد. برای تغذیه ی دستگاه نیز نقاله ی زنجیری طراحی شد که پس قرار دادن بسته های علوفه بر روی آن، توسط مدار کنترل کننده عمل تغذیه ی خودکار را انجام می دهد. سامانه ی گره زن دو ردیفه یک بیلر مدل اینترنشنال نیز به منظور گره زدن خودکار مجدد بسته ها پس از فشرده سازی، روی دستگاه نصب گردید. در نهایت سامانه ی کنترل کننده ی قابل برنامه ریزی منطقی (PLC) به دستگاه افزوده شد تا کلیه ی عملیات کارکرد دستگاه بطور خودکار انجام شود. زمان کارکرد دستگاه بهینه شده نسبت به دستگاه پیشین برای فرآیند کامل فشرده سازی هر بسته ی علوفه از 288 به 42 ثانیه کاهش یافته و نیروی کارگری مورد نیاز با حذف دو کارگری که وظیفه ی کنترل و گره زدن بسته ها را بر عهده داشتند نیز حدود 50 درصد کاهش یافت. واژه های کلیدی : علوفه ی خشک، سرعت فشرده سازی، گره زنِ خودکار، کنترل کننده ی PLC، نقاله ی تغذیه.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی