نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• یوسف عباسپور گیلانده ¹
• سینا حقیقت شیشوان ²
• ولی رسولی شربیانی ³
• ضرغام فاضل نیاری ⁴

¹ استادیار گروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

² دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

³ مربی گروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

⁴ مربی پژوهشی بخش تحقیقات فنی و مهندسی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اردبیل

چکیده

در این مقاله طراحی، ساخت، و واسنجی یک دینامومتراتصال سه‌‌نقطه با قابلیت اتصال سریع به تراکتورها و ادوات کشاورزی بررسی شده است.  در این تحقیق یک نوع دینامومتر با قابی به­ شکل U وارونه طراحی و ساخته شد که بین بازوهای سیستم اتصال سه‌‌نقطه تراکتور و ادوات کشاورزی سوار می­شود.  دینامومتر اتصال سه‌‌نقطه به گونه‌ای طراحی گردید که قابلیت تنظیم ارتفاع فیل گوش و تنظیم فاصلة بین نقاط اتصال پایینی را داشته باشد و به­ راحتی بین تراکتورهای گروه­های (I)و (II)و ادوات کشاورزی سوار شود، تا بتوان آن را برای اندازه­گیری نیروهای افقی و قائم موجود در نقاط اتصال، سیستم اتصال سه‌نقطه تراکتورها، و ماشین­های کشاورزی گروه­های (I)و (II)به­کار برد.  واحد حس کننده نیرو شامل سه مبدل رینگی نیرو با ساختار هشت وجهی است که به­ عنوان عنصر ارتجاعی بین قاب U شکل وارونه و سیستم کوپل اتصال سریع دینامومتر قرار گرفته­اند.  کرنش­سنج­های مقاومت الکتریکی در نقاط گرهی کرنش روی مبدل­ رینگی نیرو نصب شده­اند تا بتوانند به­ طور مستقل کرنش­های مماسی روی سطح مبدل­ را که در اثر اعمال نیروهای افقی و عمودی به مرکز رینگ مبدل­ ایجاد می­شود، اندازه‌گیری کنند.  مبدل‌ رینگی بر اساس حداکثر نیروهای افقی و عمودی به ترتیب 25 و 15کیلونیوتن با در نظر گرفتن ضریب اطمینان 2 طراحی شد.  قاب دینامومتر نیز بر اساس نیروهای حداکثر افقی، عمودی، و جانبی محاسبه شده به ترتیب 50، 30، و 20 کیلونیوتن طراحی شده است.  سیستم جمع­آوری داده از یک دیتالاگر قابل برنامه­نویسی مدل DT800و یک کامپیوتر قابل حمل تشکیل شده است.  آزمایش­های مزرعه­ای به‌ منظور جمع‌آوری داده‌های نیرویی دینامومتر با استفاده از یک زیرشکن اجرا شد.  با استفاده از آزمون t، میانگین داده­های به ­دست ­آمده از آزمون دینامومتر اتصال سه‌‌نقطه، برای اندازه‌گیری نیروهای افقی موجود در نقاط اتصال، در هنگام اجرای عملیات با زیرشکن در خاکی مشخص با بافت سیلتی لومی، با دو سطح رطوبت 2/9 و 2/21 درصد و در عمق­های 15 و 25 سانتی­متری، در 4 تکرار با میانگین داده­هایی مقایسه شد که با استفاده از روش استاندارد دو تراکتوری برای اندازه­گیری نیروی افقی در حین اجرای عملیات در همان شرایط به ­دست آمده است.  نتایج آزمون‌های مزرعه‌ای نشان داد که کارایی هر دو روش یکسان است اما با توجه به مزیت­های دینامومتر اتصال سه‌‌نقطه و با توجه به قابلیت کارکرد مؤثر در مزرعه، استفاده از این دستگاه جهت سنجش نیروهایی توصیه می­شود که از ادوات کشاورزی بر تراکتورهای رایج در ایران وارد می­شود.
 

20.1001.1.26454531.1389.11.2.3.4

عنوان مقاله [English]

Design, Construction and Calibration of an Adjustable Three-Point Hitch Dynamometer for Common Agricultural Tractors in Iran

چکیده [English]

This study describes the design, construction and calibration of an adjustable three-point hitch dynamometer. The dynamometer frame design was based on an inverted U-shaped frame that was mounted between the tractor links and implement. The dynamometer frame design allows for use in both category I and II three-point hitch systems because of its flexibility in a lower point hitch spread and mast height adjustment. The dynamometer was designed to measure the maximum resultant horizontal and vertical forces of 50 kN and 30 kN, respectively. The force sensing elements comprised three steel extended octagonal ring transducers located between the frame and implement. Electrical resistance strain gauges were installed on the extended octagonal ring transducers at strain angle nodes to monitor draft and vertical forces independently at the ring center. The data acquisition system consisted of a DT800 programmable data logger and a laptop computer. Field tests on the dynamometer and data acquisition system showed that they were able to function effectively. The field experiments to collect data for evaluation of the three-point hitch dynamometer were done using a subsoiler. Field tests were conducted at soil moisture levels of 21.2 and 9.2% at two operating tillage depths with four replications. A T-test was utilized for mean comparison of the three-point hitch dynamometer and drawbar dynamometer data. A drawbar dynamometer was installed between the two tractors which the front tractor used to pull the tractor with a three point hitch dynamometer and the subsoiler connected to the dynamometer. The advantages of the three-point hitch dynamometer make it advisable for horizontal and vertical force components measurement at production fields for common agricultural tractors in Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

• Adjustability
• Extended Octagonal Ring Transducer Tractor
• Three-Point Hitch Dynamometer