نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشیار دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز
2 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز
چکیده
آزمونگر چرخ تک، دستگاه آزمایشگاهی است که با آن نیروهای وارد بر چرخ اندازهگیری و رابطة بین چرخ و خاک در انباره خاک یا مزرعهبررسی میشود. دراین آزمونگراز یک شاسی مخصوص استفاده شد که چرخ مورد آزمایش بر آن سوار و شاسی از طریق یک جفت ریل عمودی و چهار غلتک بهصورت شناور به یک ارابه متصل میشود. با اعمال گشتاور به محور چرخ، آزمونگر و ارابة متصل به آن در طول انباره به حرکت در میآید و نیروی گیرایی خالص چرخ با یک جفت حسگر نیرو اندازه گیری میشود. واحد محرک چرخ شامل یک موتور سه فاز 1/1 کیلو وات با 1400 دور بر دقیقه و یک جعبه دندة 1:48 بود. کوپلینگهای مربوط روی پلاتفرم مستقلی سوار و این مجموعه در محل گرانیگاه خود بهصورت لولایی روی شاسی آزمونگر سوار شده است. حرکت دورانی موتوراز طریق سیستم رانش زنجیری به محور چرخ انتقال مییابد و نیروی کشش زنجیر با نیروسنجی اندازهگیری میشود که در طرف دیگر شاسی موتور و جعبهدنده قرار دارد. از یک حسگر اندازهگیری سرعت خطی و یک حسگر اندازهگیری سرعت زاویهای به ترتیب برای اندازهگیری سرعت خطی آزمونگر و سرعت دورانی چرخ استفاده شده است. حسگر های بهکار برده شده در این آزمونگر قادرند پارامترهایی نظیر نیروی گیرایی خالص، سرعت خطی، سرعت زاویهای، لغزش چرخ، و گشتاور را اندازهگیری کنند. این آزمونگر برای آزمایش چرخهای حداکثر تا قطر
70 سانتیمتر و پهنای 25 سانتیمتر قابل استفاده است و بیشینة نیروی گیرایی خالص 600 نیوتن و بیشینه گشتاور 170 نیوتن- متر قابل اندازهگیری است. در آزمونهای مربوط به ارزیابی دستگاه، برخی از خصوصیات زمین گیرایی یک حلقه لاستیک تیلر کشاورزی با اندازه (12-5) و فشار باد 140 کیلوپاسکال اندازهگیری شد. نتایج ارزیابی بهصورت نمودارهای تغییرات نیروی گیرایی خالص، گشتاور چرخ، سرعت زاویهای، سرعت خطی، و لغزش چرخ در طول مسیر 5/2 متری از انبارة خاک ترسیم شد. نتایج حاکی از دقت، پایداری و تکرارپذیری سیستم سنجش پارامترهای مرتبط با عملکرد کششی چرخهای کشاورزی در امور آموزش و پژوهش است.
عنوان مقاله [English]
Design, Development and Evaluation of a Single Wheel Tester
چکیده [English]
The single wheel tester is an experimental device used to measure wheel forces when studying the relation of soil and wheel in a soil bin or in the field. In the model under development, a special frame holding the test wheel is connected to a loading carriage by two pairs of vertical rails and four rollers to provide a floating connection. By applying a driving torque to the test wheel shaft, the tester frame and loading carriage moved along the soil bin and the net traction force developed by the test wheel is measured using a pair of force transducers (load cells). The driving unit consists of a 3-phase, 1.1 kW AC motor and a reduction gear unit (gear ratio 1:48). The drive unit is mounted on an independent frame which is mounted on the tester frame by a pivot shaft running through the center of mass of the drive assembly. A chain drive system transmits the output rotation of the drive unit to the test wheel axis. The torque transmitted to the test wheel was calculated by measuring the tension force of the chain using a load cell to measure the reaction force sensed by the pivotal frame during transmission. Rotary and linear encoders equipped with infrared sensors were used to measure angular and linear velocities of the test wheel and tester frame, respectively. The sensor output was sent to a data acquisition board to digitalize the data before being sent to a computer for further processing. The single wheel tester was capable of measuring net traction, linear and angular velocities, slippage and driving torque of test wheels as large as 25 cm in width, 70 cm in diameter and with a maximum net traction of 600 N and maximum torque of 170 N-m. During the evaluation tests, the traction parameters of an agricultural tire with an inflation pressure of 140 kPa, intended for a walking tractor, were measured. The evaluation results were recorded in diagrams of net traction force, driving torque, angular velocity; travel speed and wheel slip along a 2.5 m test track in a laboratory soil bin.
کلیدواژه‌ها [English]
- Single wheel tester
- Soil Bin
- Traction Force
- Wheel Slip
)