نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 مدرس مجتمع آموزش علمی کاربردی جهاد کشاورزی لرستان
2 دانشیار دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران
3 استاد دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران
چکیده
محصولات و مواد کشاورزی در دوران رشد خود در معرض بارگذاریهای طبیعی قرار دارند و به هنگام برداشت و پس از آن نیروهای مکانیکی مختلف به آنها وارد میشود. یکی از این محصولات نیشکر است که برای برداشت آن نیروی برشی زیادی مورد نیاز است. بهینهسازی و ساخت ابزار برش در ماشینهای برداشت نیشکر نیاز به مطالعات اساسی پارامترهای مکانیکی و فیزیکی محصول و ماشین دارد. در این خصوص شناخت خصوصیات فیزیکی محصول از قبیل قطر، رطوبت، جرم مخصوص، جرم واحد طول، و خصوصیات مکانیکی برش محصول از قبیل حداکثر نیروی برش، مقاومت برش، انرژی مورد نیاز برای برش و انرژی ویژه برش اهمیت ویژهای دارد. در این تحقیق ساقة دو رقم نیشکر (Cp69 و Cp57) از مزارع تحقیقاتی کشت و صنعت امیرکبیر واقع در جنوب غربی خوزستان تهیه شد و پس از حمل با شرایط حفظ رطوبت، با دو نوع تیغة صاف و مضرس در سه سرعت 2/0، 5/0، و 35/1 متر بر دقیقه تحت برش شبه استاتیکی قرار گرفت. دادهها به کمک نرم افزار آماری SPSS تحلیل شد. نتایج نشان داد که تأثیر رقم بر حداکثر نیروی برش ساقه طبق آزمون دانکن فاقد تفاوت معنیداری اما بر مقاومت برشی در سطح احتمال 1 درصد، دارای اختلاف معنیدار است؛ همچنین اثر تغییرات سرعت بر حداکثر نیروی برش در سطح احتمال 1 درصد و بر مقاومت برشی در سطح احتمال 5 درصد و تأثیر نوع تیغه (صاف و مضرس) در نیروی برش و مقاومت برشی در سطح احتمال 1 درصد معنیدار است. نتایج نشان داد که افزایش سرعت از 2/0 تا 35/1 متر بر دقیقه خصوصاً در تیغۀ صاف بر بهبود عملکرد برش مؤثر است، اما تغییر سرعت از 5/0 به 35/1 متر بر دقیقه برای تیغۀ مضرس نه تنها به کاهش مقاومت برشی نمیانجامد بلکه آن را نیز افزایش میدهد. تیغة مضرس در سرعتهای پایین به دلیل نفوذ اولیۀ بهتر در پوستۀ ساقه و کاهش مرحلۀ فشردگی ساقه مقدار نیروی برشی کمتری نیاز دارد و متعاقب آن مصرف انرژی و مقاومت برشی
میشود.
عنوان مقاله [English]
Effect of Velocity and Blade Type on Shearing Forces for Two Varieties of Sugar Cane in Southern Khuzestan Province
چکیده [English]
Crops and agricultural products are subject to natural loading during growth. Different mechanical forces are also exerted on them during harvest. One product, sugar cane, experiences large shear forces are during harvest. An examination of the crop properties and machine parameters of sugar cane are necessary to develop appropriate cutting tools and the optimization and design of harvesting machines. The determination of such physical properties as diameter, moisture content, bulk density and mass per unit length is indispensable to this process. Mechanical properties related to cutting, such as maximum cutting force and strength, required energy and specific energy required for cutting are important. For this research, two experimental samples of sugar cane stalk (CP57, CP69) were collected from Amirkabir Research Farm in southern Khuzestan province. The samples were transported to the laboratory while maintaining the moisture content as constant as possible. The stalks were tested under quasi-static conditions using two types of blades (serrated and smooth) at three speeds (0.2, 0.5 and 1.35 m/min). The resulting data were analyzed using MSTATC and SPSS software. The effect of the variety on maximum cutting force was not significant, but cutting strength was observed to be significant at the 1% level. The effect of speed change on maximum cutting force was also significant at the 1% level. The effect of blade type on both maximum cutting force and cutting strength was significant at the 1% level. Increasing the speed from 0.2 to 0.5 and then to 1.35 m/min, especially using the smooth blade, increased the efficiency of cutting. However, increasing the speed from 0.5 to 1.35 m/min using the serrated blade increased cutting strength and energy. The serrated blade, at low speeds, was observed to require lower energy. Serration reduced energy consumption and lowered the required cutting strength because of adequate primary penetration of the blade into shell of the stalk, and the reduction of compression time.
کلیدواژه‌ها [English]
- Cutting Force
- Cutting Strength
- MECHANICAL PROPERTIES
- physical properties
- Sugar Cane Stalk
|
)