Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Jalil Razavi najafabadi,Fakhreddin Ashrafizadeh,Ali Esehaghbeygi
سیدجلیل رضوی نجف ابادی (استاد راهنما) سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد مشاور) علی اسحق بیگی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mostafa Shahkarami
مصطفی شاه کرمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Effect of Heat Treatment and Surface Hardening on Mechanical Properties and Wear Resistance of Cutting Blade of Sugarcane Harvester
Cutting blades of sugarcane harvester prone to wear and failure due to dynamic loading and contact with soil while, harvesting. In this study, surface hardening and heat treatment was used to improve impact and wear resistance of 18CrNi8 steel to produce the cutting blades of sugarcane harvester. Results showed heat treatment Ca+Q (gas carburizing and quenching) had high hardness while, heat treatment Ca+ (gas carburizing and austempering at 400 °C) had minimum value. Minimum and maximum failure energy belong to Ca+Q+ (gas carburizing, quenching and annealing at 400 °C) and Ca+ (gas carburizing and austempering at 500 °C), respectively. Minimum and maximum wear resistance related to Ca (gas carburizing) and Ca+ , respectively. Impact resistance (toughness) increased with increasing abrasion resistance; so treatments Ca+ , Ca+ and Ca+Q+ (gas carburizing, quenching and annealing at 300 °C) despite having a surface hardness lower than Ca+Q showed a better wear resistance. Due to high abrasion resistance and impact energy of Ca+ , it was introduced good for making the sugarcane harvester blade. The blades are attached to the basecutter using bolts, too much time is wasted while, changing blades. Basecutter dosn’t have fast changing blade mechanisms. Consecutive dulling of the blades need to replace it; that stop and prolonged the sugarcane harvester. In this study, a mechanisms of the blade changing was designed using SolidWorks software to fast changing of the blades. To evaluate field performance of the blades, 5 blades were built for full scale using optimal heat treatment (Ca+ ). The blades performance were evaluated in the field conditions in Haft-Tapeh agro-industry in Khuzestan, Iran. The results showed the optimal heat treatment blades was approximately 3 times better. Optimal blades used 43.2 hectares while, 14.9 hectare for the blades traditionaly used. Working time of the optimal heat treatment blades was 216 hours while, 48.74 hours for the blades traditionaly used. Keywords: basecutter, surface hardening, blade changing, heat treatment, sugarcane.
تیغه های برش ماشین برداشت نیشکر، در حین عملیات برداشت به دلیل بارگذاری دینامیکی و تماس با خاک، در معرض سایش و شکست قرار دارند. در تحقیق حاضر با بهره‌گیری از سخت‌کاری سطحی و عملیات حرارتی، به بهبود مقاومت به ضربه و مقاومت به سایش فولاد 18CrNi8 بمنظور ساخت تیغه های برش ماشین برداشت نیشکر اقدام شد. طبق نتایج به‌دست‌آمده تیمار عملیات حرارتی Ca+Q (کربوراسیون گازی و کوئنچ) بیشترین مقدار سختی سطحی و تیمار عملیات حرارتی Ca+ (کربوراسیون گازی و آستمپرینگ در دمای 400 درجه سانتی‌گراد) کمترین مقدار سختی را ایجاد نمودند. کمترین و بیشترین انرژی شکست فولاد به ترتیب متعلق به تیمارهای Ca+Q (کربوراسیون گازی و کوئنچ و بازپخت در دمای 400 درجه سانتی‌گراد) و Ca+ (کربوراسیون گازی و آستمپرینگ در دمای 500 درجه سانتی‌گراد) بود. کمترین و بیشترین مقاومت سایشی به ترتیب مربوط به تیمارهای Ca (کربوراسیون گازی) و Ca+ بود. افزایش مقاومت به ضربه (چقرمگی) موجب افزایش مقاومت سایشی شد؛ به‌طوری‌که تیمارهایCa+ ، Ca+ و Ca+Q+ (کربوراسیون گازی و کوئنچ و بازپخت در دمای 300 درجه سانتی‌گراد) باوجود دارا بودن سختی سطحی پایین‌تر نسبت به تیمار Ca+Q مقاومت سایشی بهتری از خود نشان دادند. تیمار Ca+ بدلیل دارا بودن بیشترین مقاومت سایشی و مقاومت به ضربه بعنوان بهترین روش برای ساخت تیغه‌های برداشت نیشکر معرفی شد. از آنجا که تیغه‌ها با پیچ و مهره به بیس کاتر متصل می‌شوند، هنگام تعویض تیغه وقت زیادی هدر می‌رود. بیس کاتر فاقد سامانه تعویض سریع تیغه است. کند شدن پی‌درپی تیغه‌ها و نیاز به تعویض تیغه منجر به توقف‌های پی‌درپی و طولانی‌مدت دستگاه برداشت نیشکر می‌شود. لذا یک سامانه تعویض تیغه برای سرعت بخشیدن به عملیات تعویض تیغه در نرم‌افزارSolidWorks طراحی شد. بمنظور ارزیابی عملکرد مزرعه‌ای تیغه‌ها، 5 عدد تیغه در ابعاد واقعی ساخته شد و تحت عملیات حرارتی تیمار بهینه (Ca+ ) قرار گرفت. سپس عملکرد این تیغه‌ها در شرایط مزرعه در کشت و صنعت هفت تپه خوزستان مورد ارزیابی قرار گرفت. کارکرد تیغه‌های ساخته شده حدود 3 برابر تیغه های فعلی مورد استفاده در کشت و صنعت هفت تپه خوزستان بود. کارکرد تیغه با عملیات حرارتی بهینه از لحاظ مساحت 2/43 هکتار و 9/14 هکتار برای تیغه موجود در کشت و صنعت هفت تپه خوزستان بود. از لحاظ مدت زمان کارکرد، تیغه با عملیات حرارتی بهینه 216 ساعت و 48/74 ساعت برای تیغه موجود در کشت و صنعت هفت تپه خوزستان کارآیی داشت. کلمات کلیدی: بیس کاتر، سخت کاری سطحی، تعویض تیغه، عملیات حرارتی، نیشکر.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی