تأثیر نسبت عمق کار به پهنای تیغه‌های باریک(d/w) بر نیروی کشش، سطح مقطع خاک به‌هم خورده و بازده نرم سازی خاک

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

چکیده

چکیده
تیغه‌های خاک ورز باریک از مهم ترین ادوات خاک ورزی می‌باشند که در گاوآهن‌های قلمی، کولتیواتورها و زیرشکن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. نیروی مقاومت کششی این تیغه‌ها وابستگی زیادی به شکل هندسی و عمق کار دارد. مهم ترین ویژگی هندسی این تیغه‌ها نسبت عمق کار به پهنا (d/w) و زاویه حمله تیغه است. تلاش پژوهشگران بر آن است تا با توجه به نوع و شرایط هر منطقه، از این نوع تیغه‌ها به نحوی استفاده گردد که مصرف انرژی کمینه گشته و بیشینه بازدهی را در نرم سازی خاک داشته باشد. دراین تحقیق، تأثیر نسبت عمق کار به پهنای تیغه (d/w) در چهار سطح (2، 3، 4 و 5) و پهنای تیغه در سه سطح (5/2، 5 و 5/7 سانتی متر) بر نیروی مقاومت کششی، سطح مقطع خاک به‌هم خورده و بازده نرم سازی خاک با استفاده از آزمایش فاکتوریل 3×4 در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی و در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نیروی مقاومت کششی جهت حرکت تیغه‌ها با استفاده از یک لودسل ثبات اندازه‌گیری شد و مساحت سطح مقطع خاک به‌هم خورده توسط پروفیل‌متر و نرم افزارهای Curve Expert و Matlab5.6 تعیین گردید. بازده نرم سازی خاک نیز از تقسیم مساحت سطح مقطع خاک به‌هم خورده بر نیروی کشش محاسبه گردید. نتایج نشان داد که نسبت عمق کار به پهنای تیغه(d/w) به احتمال 99درصد بر نیروی کشش موثر است. بالاترین نیروی مقاومت کششی برای همه تیغه‌ها در نسبت d/w برابر 5 واقع گردید. برهمکنش پهنای تیغه و نسبت d/w نیز به احتمال 99درصد در تغییرات نیروی مقاومت کششی معنی دار بود. میانگین نیروی مقاومت کششی در نسبت‌های d/w مشابه، با افزایش پهنای تیغه افزایش یافت. همچنین نتایج حاصل از این آزمون‌ها نشان داد که تأثیر نسبت عمق کار به پهنای تیغه‌های باریک(d/w) و بر همکنش پهنای تیغه و نسبت (d/w) به احتمال 99درصد بر سطح مقطح خاک به‌هم خورده معنی دار است. در نسبتهای d/w مشابه، با افزایش پهنای تیغه سطح مقطع خاک به‌هم خورده افزایش یافت. آزمایش‌ها نشان داد که تأثیر نسبت d/w به احتمال 99درصد بر بازده نرمسازی خاک تأثیر معنی دار است و تیغه‌های با پهنای 5/7 سانتی متر در نسبت d/w برابر 3 به بالاترین بازدهی می‌رسند، در حالی که تیغه‌های با پهنای 5 سانتی متر و 5/2 سانتی متر به ترتیب در نسبت‌های d/w برابر با 4 و 5 به بالاترین بازده نرم سازی خاک می‌رسند. میانگین بازده نرم سازی خاک در نسبت عمق کار به پهنای تیغه(d/w) برابر با 3 حداکثر و در نسبت 2 حداقل بود. لذا توصیه می‌شود که تیغه‌های باریک در نسبتd/w برابر 3 و یا بالاتر و قبل از رسیدن به عمق بحرانی به‌کار گرفته شوند. میانگین بازده نرم سازی خاک در تیغه با پهنای 5/7 سانتی متر بالاترین و در تیغه با پهنای 5/2 سانتی متر کمترین مقدار بود. این نتیجه نشان می دهد که تیغه‌های پهن تر دارای بازده نرم سازی خاک بالاتری می‌باشند.

واژه‌های کلیدی: تیغه‌های باریک ،مقاومت کششی، سطح مقطع خاک به‌هم خورده، نرم سازی خاک، عمق بحرانی

عنوان مقاله [English]

The Effect of aspect ratio (d/w) of narrow tillage tools on draft, soil disturbed area and soil loosening efficiency

نویسندگان [English]

  • .M L
  • .H A
چکیده [English]

Abstract
Narrow tines are among the most important tillage tools, which are used in chisel plows, cultivators and subsoilers. The draft of these blades is highly dependent on their geometric shape and working depth. The most important geometric specifications of these blades are their aspect ratio (depth/width ratio) and rake angle. Researchers’ efforts have been aimed at minimizing energy consumption and maximizing soil-loosening efficiency in using these types of blades. The objective of conducting this research was to investigate the effect of narrow tine aspect ratio on draft force; soil disturbed area and loosening efficiency. The tests were conducted in the soil-bin facilities of the Agricultural Machinery Department at Shiraz University. The experiment was conducted using a complete randomized block design with factorial arrangement in three replications. The tools had the same rake angle (30 degree) with four aspect ratios (2, 3, 4 and 5) and three blade widths (2.5, 5 and 7.5 cm). Draft force was measured by a recording load cell, and the soil-disturbed area was measured by using a profilemeter and developed by using Curve Expert and Matlab Ver. 5.6 softwares. The soil loosening efficiency was calculated by dividing the soil disturbed area by the draft force. The results showed that the effect of aspect ratio (d/w) on draft force was highly significant (p