SUPERVISOR
Abbas Hemmat,Aminolah Masoumi,Seyed Jalil Razavi najafabadi
عباس همت (استاد مشاور) امین اله معصومی (استاد مشاور) سیدجلیل رضوی نجف ابادی (استاد راهنما)
STUDENT
Ali Bozorgi
علی بزرگی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
TITLE
Design, Development and Evaluation of a Feeding Unit for a Sugarcane Billet Planter Metering Device
One of the major problems with mechanized sugar cane billet planting is inappropriate billet planting rate in present sugar cane planters. Resolving this problem is very important technically as well as economically. In addition to wasting a large amount of sugar, planting density will be increased and, therefore, new seedlings will not grow well. Consequently thinning operation becomes inevitable and production costs will increase. On the other hand planting sugar cane billets with low density decreases crop yield. To resolve these mentioned problems Namjoo (1387) developed a sugar cane billet planter. According to initial field evaluation of the developed sugar cane billet planter, feeding billets from an arranging unit to metering device had a problem and it was necessary to design, develop and evaluate a new billet feeding mechanism to feed billets to the metering device. Several works presented by various researchers were reviewed and finally roller conveyor was selected to be applied in this situation. The conveyor receives billet from the secondary hopper of the planter and starts delivering them after passing from an arranging screen. By using chain power transmission system between feeding system and metering device, precise timing between them can be achieved. Catia software was used for technical modeling and drawing of plans. The fabricated prototype was evaluated on a laboratory test rig. An electrical motor and reduction gearbox was used to supply required speed of the test rig conveying belt and feeding system. The speed of metering device and test rig belt was controlled by two inverters. The feeding system was evaluated based on filling coefficient of metering device’s cupboards, over-overlapping and under-overlapping as affected by planting speed (2.6, 3.0, 3.5 and 4.0 km/h), cane variety ( with and without debris) with four replications. A factorial experiment with a completely randomized design was used to examine the effect of speed of planting and cane variety on filling coefficient of metering device’s cupboards, over-overlapping and under-overlapping indexes. Data obtained from experiments were analyzed using SAS and MSATAT-C statistical softwares. Results indicated that planting speed had a significant effect on filling coefficient of metering device’s cupboards. Because of sugar cane billet positive feeding, by increasing planting speed from 2.6 to 3.0 and 3.0 to 3.5 km/h, no change was observed in the mean filling coefficient of metering device’s cupboards. But as planting speed increased from 3.5 to 4.0 Km/h, the filling coefficient of cupboards decreased by 5% due to a decrease in actual cupboards filling time. Due to correct design of different cane varieties, the effect of cane variety on filling coefficient, over-overlapping and under-overlapping was not significant. Also because of suitable speed ratio between test rig and planting system, the effect of the studied factors on over-overlapping and under-overlapping was not significant. Regarding the best operating condition and wear and tear of the planter, using this sugar cane billet planter under 3 to 3.5 Km/h travel speed is suggested. Key words: sugar cane billet planter, roller conveyor, metering device and arranging unit
یکی از مشکلات عمده در کاشت قلمههای نیشکر با ماشین، ریزش نامناسب قلمه در قلمه کارهای موجود در کشور است و رفع این مشکل از اهمیت بسیار زیادی برخوردار میباشد. ریزش بیش از حد قلمه از لحاظ اقتصادی و زراعی مقرون به صرفه نیست؛ زیرا علاوه بر اینکه مقداری قند به وسیله قلمهها از بین میرود، فواصل کشت کم شده و جوانهها به خوبی رشد نمیکنند و هزینه اضافی جهت تنک کردن بوجود خواهد آمد. از طرفی ریزش کم قلمه، عملکرد در واحد سطح زمین زراعی را کاهش میدهد. نامجو (1387) با هدف مرتفع کردن این مشکلات اقدام به ساخت یک ماشین قلمهکار نیشکر کرد. بر اساس نتایج ارزیابی اولیه مزرعهای دستگاه مشاهده گردید که تغذیه قلمه از واحد مرتب ساز به موزعها با مشکل مواجه میباشد و ضرورت داشت که جهت تحویل قلمه به پیالههای نوار نقاله موزع، مکانیزمی به صورت فعال طراحی، ساخته و مورد ارزیابی قرار گیرد. بعد از بررسیهای انجام شده، بهترین طرح به منظور تغذیه قلمه به موزع ماشین قلمهکار، نوارنقاله غلتکی در نظر گرفته شد. عملکرد این نوار نقاله به این شکل میباشد که قلمهها بعد از قرار گرفتن در مخزن ثانویه، با حرکت سامانه تغذیه، بعد از عبور از پرده مرتبساز، به صورت مرتب شده در فاصله بین غلتکها قرار میگیرند و با حرکت رو به جلوی غلتکها، قلمهها به موزع تغذیه میشوند. استفاده از سیستم انتقال توان زنجیری بین موزع و سامانه تغذیه، امکان ایجاد زمانبندی دقیق بین آنها را فراهم میکرد. پس از اتمام مراحل طراحی، تمامی قسمتهای سامانه تغذیه در نرمافزار CATIA مدلسازی و سپس نقشههای ساخت استخراج گردید. با توجه به اینکه ارزیابی سامانه تغذیه، صرفاً در محیط آزمایشگاه و به کمک تستریگ انجام شد، لذا برای به حرکت درآوردن موزع و سامانه تغذیه از یک الکتروموتور استفاده شد. سرعت دورانی الکتروموتورهای تستریگ و موزع توسط اینورتور تنظیم شد. ارزیابی سامانه تغذیه، از نظر درصد پرشدگی پیالههای موزع، بیش همپوشانی و کم همپوشانی قلمهها بعد از کشت، تحت تأثیر عوامل سرعت کاشت (6/2، 0/3، 5/3 و 0/4 کیلومتر بر ساعت) و نوع قلمه ( با و بدون پوشال) در چهار تکرار انجام شد. به منظور بررسی اثر پارامترهای مؤثر بر شاخصهای ضریب پرشدگی، بیش همپوشانی و کم همپوشانی، آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار مورد استفاده قرار گرفت. تجزیه و تحلیل دادهها به وسیله نرمافزارهای SAS و MSTAT-C انجام شد. بر اساس نتایج بدست آمده از تحلیل آماری دادهها، تنها تأثیر سرعت کاشت بر ضریب پرشدگی معنیدار شد، به گونهایکه با افزایش سرعت از 6/2 به 0/3 و از0/3 به 5/3 کیلومتر بر ساعت تغییری در میانگین ضریب پرشدگی پیالههای موزع بوجود نیامد که این امر به علت تغذیه مثبت قلمه، از سامانه تغذیه به موزع اتفاق افتاد؛ ولی افزایش سرعت کاشت از 5/3 به 0/4 کیلومتر بر ساعت منجربه کاهش 5 درصدی در ضریب پرشدگی پیالههای موزع شد، که این امر به علت کم بودن زمان لازم برای قرارگیری قلمهها درون پیالههای موزع اتفاق افتاد. اثر نوع قلمه بر هیچ یک از فاکتورهای ضریب پرشدگی، بیش همپوشانی و کم همپوشانی معنیدار نشدکه این امر به علت طراحی درست، متناسب با قلمههای با واریتههای مختلف بود. همچنین اثر هیچ یک از فاکتورهای مورد بررسی بر شاخصهای بیش همپوشانی و کم همپوشانی معنیدار نشدند که از علل آن میتوان به وجود نسبت مناسب بین سرعت حرکت تستریگ و سامانه کاشت اشاره کرد. در بهترین حالت و با در نظر گرفتن استهلاک بین قسمتهای مختلف ماشین، استفاده از این ماشین قلمهکار، در سرعتهای 0/3 تا 5/3 کیلومتر بر ساعت پیشنهاد میشود. واژههای کلیدی: قلمهکار نیشکر، نوار نقاله غلتکی، موزع و مرتبساز