هیوا گل پیرا

حبوبات به عنوان دومین منبع مهم غذایی بشر مطرح بوده که از ویژگی های غذایی قابل توجهی برخوردار می باشند. نخود زراعی یکی از مهمترین گیاهان خانواده حبوبات بوده و بیش از 64 درصد از سطح زیر کشت حبوبات در ایران فقط به کشت نخود اختصاص دارد. عملیات برداشت، توسط کمباین (ماشین برداشت نخود) با تلفات بالایی همراه است که بیشترین میزان تلفات، مربوط به دماغه در اثر نیروی اعمالی زیاد بین محصول و دماغه می باشد. در طی عملیات برداشت به علت ساییده شدن انگشتی ها با بوته، تعدادی از غلاف ها از بوته جدا شده و باقیمانده غلاف ها همراه با بوته قطع شده با دوران چرخ فلک موجب ریزش و تلفات محصول برداشت شده می گردد. لذا برای جلوگیری از این امر از یک صفحه روزنه دار متناسب با متوسط اندازه و ضریب کرویت غلاف های نخود در سامانه استفاده شد تا حین برداشت و سایش، جدایش غلاف نیز به راحتی صورت گیرد. در این تحقیق بازطراحی، مدل سازی و ارزیابی دماغه ماشین برداشت نخود به منظور کاهش وزن دماغه و تلفات محصول صورت گرفته است. برای ارزیابی ماشین متغیرهای مستقل شامل شیب صفحه روزنه دار در سه سطح 5، 11 و 18 درجه، رطوبت محصول در سه سطح 10، 12 و 14 درصد و سرعت پیشروی ماشین در سه سطح 84/2، 86/3 و 2/5 کیلومتر بر ساعت بود. میزان تاثیر عوامل مذکور بر متغیر وابسته در قالب آزمایش فاکتوریل بر مبنای طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در نرم افزار SPSS انجام شد. نتایج نشان داد رطوبت محصول بر میزان برداشت و ریزش محصول در سطح یک درصد معنی دار است. به عبارت دیگر با افزایش آن میزان ریزش کاهش یافته و میزان محصول برداشت شده کاهش می یابد. برای بهینه سازی وزنی دماغه ماشین برداشت نخود با در نظر گرفتن نیروهای وارده بر دماغه با تعداد حداکثر 50 سیکل (بهینه سازی توپولوژی با کمترین خطا) انجام گرفت. به این منظور ابتدا دماغه در نرم افزار Solid-works طراحی سه بعدی شده و توسط نرم افزار Abaqus-Ansys فراخوانی شد. روند بهینه سازی بر حسب میزان انرژی وارد شده به حجم کل دماغه انجام گردید. نتایج نشان داد تمرکز سازه در سمت راست و بالای آن به دلیل وجود باری که از طرف چرخ فلک وارد می شود بیشتر است. بیشترین تغییرات تنش در محل جوش خوردن تیکه گاه دماغه نخود به شاسی به دست آمد. در نهایت حجمی که برای دماغه به دست آمد به اندازه حداقل 10 درصد (1/0) نسبت به حجم اولیه کاهش یافته و تاحدودی می تواند در ساخت اولیه دستگاه و میزان انرژی لازم برای برداشت تاثیر داشته باشد.

نخودگیاهی است دولپه ای از خانواده بقولات که به واسطه ارزش غذایی و پروتئین موجود در آن، تثبیت نیتروژن در زمین و ایجاد درآمد برای کشاورزان بسیار مورد توجه است. هدف از اجرای این پژوهش، برداشت مکانیزه نخود با تلفات کم و عملکرد مزرعه ای مناسب است. هدف از انجام این تحقیق، بازطراحی چرخ فلک برداشت نخود برای کاهش ریزش دانه، طراحی و مدل سازی، تحلیل دینامیکی و استاتیکی چرخ فلک ماشین برداشت نخود با کم ترین میزان ریزش مورد نظر است. برای طراحی از نرم افزار Solid-works و برای تحلیل استاتیکی و تحلیل دینامیکی چرخ فلک طراحی شده از نرم افزار Ansys و Abaqus استفاده شد. میزان تغییرات کرنش و تنش تحت اثر سرعت دورانی چرخ فلک با توجه به ضخامت پره ها و میله چرخ فلک با استفاده از خروجی نرم افزار Abaqus مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش ها در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در نرم افزار SPSSانجام شد، برای سرعت دورانی چرخ فلک در سه سطح 4/85، 2/94 و 3/105rpm ،ارتفاع چرخ فلک نسبت به شانه برش در سه سطح 31، 41 و 46 سانتی متر و فاصله افقی چرخ فلک از شانه برش در سه سطح 2، 4 و 5 سانتی مترمورد نظر بود. نتایج آماری نشان داد که عوامل فوق تاثیر معنی داری در مقدار برداشت، ریزش و نخود باقی مانده نداشته اند. اما تاثیر فاصله افقی چرخ فلک بر میزان ریزش نخود در سطح یک درصد معنی دار بود. در آنالیز دینامیکی چرخ فلک بیشترین تنش اعمالی در محل تماس میله های چرخ فلک مشاهده شد و بیشترین مقدار کرنش در لبه های پره چرخ فک رخ داد. با توجه به تجزیه و تحلیل دینامیکی مدل جدید ی برای چرخ فلک ماشین برداشت نخود به کمک مدل سازی رایانه ای برای افزایش عملکرد چرخ فلک ارائه شد. (ابعاد پره یا ضخامت پره، سطح مقطع ملیه وسط، سطح مقطع اتصال پره به ملیه وسط) با تجزیه و تحلیل دینامیکی بهینه شده و مدل جدید چرخ فلک ماشین برداشت نخود ارائه شد. در طرح ارائه شده نیروی متقابل بین محصول و چرخ فلک ماشین برداشت نخود سبب کاهش ریزش و آسیب رسیدن به محصول شد.

عملیات برداشت غلات توسط کمباین با تلفات بالایی همراه است که بیشترین میزان تلفاتمربوط به دماغه است. هدف از انجام این تحقیق کاهش تلفات دماغه کمباین و کاهش ریزش دانه گندم است. برای این منظور اقدام به طراحی و ساخت سامانه ای شده است که توسط حسگر مافوق صوت تراکم محصول را اندازه گیری می کند و بر اساس آن سرعت چرخ فلک را در لحظه و بدون دخالت راننده کنترل می نماید. این سامانه شامل دو قسمت مکانیکی و الکترونیکی است. برای پیاده سازی سیستم تشخیص تراکم، یک مدل کارگاهی از چرخ فلک کمباین به قطرcm 85با تعداد چهار پره ساختهو روی یک شاسی نصب شد. نیروی محرک آن توسط یک موتور الکتریکی تک فاز با قدرت 5/1 اسب بخار و دورrpm1400 تامین شد و به منظور ایجاد سرعت-های دورانی مختلف،دستگاه مجهز به سیستم تغییر سرعت پولی متغیر شد.به منظور طراحی، ساخت و ارزیابی سایر قسمت های این سیستم،آزمایش های متعددی انجام گرفت. در آزمایش اول از نمونه های محصول زراعی گندم به منظور ایجاد تراکم های مختلف استفاده شد و حسگرها در فواصل معینی از هم قرار گرفتند. سپس اقدام به طراحی و ساخت مدار اصلی براساس نتایج آزمایش اول گردید. حسگرها در فاصله استاندارد 3/4 متری از هم قرار گرفتند. سپسبه منظور مقایسه دو سیستم معمولی و مجهز به سامانه سنجش تراکم،مدت زمان پاسخگویی سیستم و تلفات محصول بررسی شد. نتایج آزمایش بیانگر توانایی این سیستم برای ارزیابی تراکم غلات بود. در ضمن مناسب ترین حسگر برای انجام این آزمایش، حسگری با برد موثر 6 متر و فرکانس 43 کیلو هرتز بود. نتایج عملکرد حسگرهای فراصوت پس از طراحی و قرار گرفتن در مدار تقویتی نیز به این صورت بود که قدرت سیگنال دریافتی به صورت منظمی با توجه به افزایش تراکم محصول کاهش یافت و حرکت دورانی چرخ فلک را به نسبت این تراکم تحت کنترل قرار داد. بر این اساسمیانگین ساقه های شکسته شده در حالت معمولی 1/32 ساقه شکسته و برای حالت مجهز به سامانه فراصوتی 3/20 ساقه شکسته بود. مقایسه میانگین ها نشان داد که میانگین زمان پاسخگویی سیستم و تلفات محصول در حالت اتوماتیک نسبت به حالت معمولی تفاوت معناداری دارد.

هدف این تحقیق درجهبندیمیوه گردو براساس ابعاد و چگالی میباشد. ماشین درجهبندی برای درجهبندی گردو براساس چگالی و ابعاد طراحی و ساخته شد. ماشین شامل دو قسمتغلتکهای واگرا و سیستم بادی است. غلتکهای واگرا گردو را براساس ابعاد به سه درجه با قطر هندسی کمتر از 29 میلیمتر، 29 تا 35 میلی متر و بزرگتر از 35 میلیمتردرجهبندی میکند.سیستم بادی گردوهای درجهبندی شده توسط غلتکهای واگرا را، براساس چگالی به دو دسته توخالی وتوپردرجهبندی میکنند. سیستم بادی شامل فن، لولههای انتقال و سه راهیهای ورود و خروج گردو است. برای ارزیابی قسمت اول ماشین، سرعت و زاویه غلتکها نسبت به افق به ترتیب هر کدام در سه سطح 150، 300 و 450 دوردردقیقه و 3، 5 و 7 درجه با استفاده از روش پاسخ سطح استفاده شد. بهترین سرعت و زاویه غلتکها برای حداکثر عملکرد به ترتیب 150 دوردردقیقه و 5 درجه میباشد.برای ارزیابی سیستم بادی سرعت باد در سه سطح 13، 14 و 15 متربرثانیه برای گردوهای درجه یک، 14، 15 و 16 متربرثانیه برای گردوهای درجه دو و 15، 16 و 17 متربرثانیه برای گردوهای درجه سه مورد بررسی قرار گرفت سرعت باد بیشتر از سرعت حد گردو توخالی و کمتر از سرعت حد گردوی توپر تاثیری روی درجهبندی چگالی گردو ندارد.بهترین عملکرد سیستم در سرعت باد 14، 15 و 16 متربرثانیه به ترتیب برای گردوهای درجه یک، درجه دو و درجه سه می باشند.برای بهینه سازی ماشین و تحلیل نیروهای وارد به گردو از دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شد. از نرم افزارهایSolidWorks، ICEM-CFD، Fluent و CFD-Post برای مدلسازی استفاده شد. هدف از مدل سازی طراحی طول لوله میباشد. برای اعتبار سنجی مدل، نیروی دراگ بدست آمده در حالت پیشبینی شده با نیروی وزن و سرعت در خروجی در حالت واقعی و پیشبینی شده مورد بررسی قرار گرفت. حداکثر ظرفیت ماشین 70 کیلوگرم در ساعت است.

تلفات زیاد دانه ی نخود در برداشت با کمباین های متداول غلات باعث شده این محصول در ایران به صورت دستی و با صرف هزینه و زمان زیاد برداشت شود. برای مکانیزه کردن برداشت نخود، یک ماشین غلاف چین طراحی و ساخته شد تا دانه را با کمترین تلفات ممکن برداشت کند. این ماشین کنار تراکتوری سوار که انرژی خود را محور تواندهی تراکتور میگیرد از دو قسمت اساسی شامل: 1) چرخ فلک و 2) سیستم انتقال توان تشکیل شده است. هد با کاربرد همزمان چرخ های حامل و کفش های لغزنده مانوور پذیری مناسبی در مزرعه دارد. عملکرد موثر مزرعه ای ماشین 0.23 هکتار بر ساعت است

یک سیستم انتقال مواد شامل فن مکشی باد و سیکلون جدا کننده مواد برای اتقال دانه نخود در سال 1391 در دانشگاه کردستان طراحی و ساخته شد. برای بهینه سازی و ارتقای این سیستم از دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شد. با استفاده از بادسنج پره ای در دورهای مختلف پروانه سرعت مکشی باد در مجرای ورودی فن اندازه گیری و از ان برای اعتبارسنجی مدل استفاده شد. برای مدل سازی سیکلون جداکننده مواد ابعاد آن با ندل های ریاضی موجود مقایسه شد و سرعت هوا در ورودی و خروجی سیکلون اندازه گیری شد.پس ار انتخاب مدل ریاضی لورنز و تغییر در ابعاد سیکلون عملکرد ان بر اساس شاخص قطر حدی، افت فشار و بازده جداسازی در دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شد. برای محاسبه افت سرعت در مجاری انتقال سرعت مکشی باد در ورودی و خروجی لوله ای با طول و قطر 90 و 130 سانتی متر اندازه گیری شد. ارزیابی سیستم انتقال بهینه شده صحت نتایج مدل را تایید کرد