مدل سازي و بهينه سازي كيفيت برداشت و انرژي مصرفي دروگر استوانه اي در برداشت يونجه

Modeling and Optimizing Harvested Product Quality and Energy Consumption of Cylindrical Mower in Alfalfa Harvesting

يونجه يكي از گياهان علوفه‌اي وازاصلي‌ترين موادغذايي جهت تغذيه دام است وطبق آمار­هاي موجود، سطحي معادل چهار درصد از كل سطح زير كشت كشور به ­كشت اين محصول اختصاص دارد. با توجه به اينكه يونجه درطول دوره‌ رشد خود داراي چندين برداشت است، لذا دروگر­ها داراي اهميت ويژه‌اي براي كشاورزان هستند. هدف از تحقيق حاضر، ارزيابي و بهينه ­سازي عملكرد دروگر استوانه‌اي است كه با طراحي دو نوع تيغه جديد و بررسي تاثير نوع تيغه، سرعت پيشروي تراكتور و سرعت دوراني تيغه‌ها بر روي پارامترهاي ياز جمله ميزان سوخت مصرفي، ارتفاع برش، افت برداشت و شاخص آسيب انجام مي ­گيرد. تيغه‌هاي مدل‌سازي شده در محيط نرم‌افزار‌ Solid Works طراحي و در نرم‌افزار Ansys تحليل تنش شدند. تجزيه‌ داده‌ﻫـﺎي آزﻣـﺎﯾﺶ با استفاده از روش سطح پاسخ و نرم‌افزار Design Expertانجام شد. نتايج تجزيه واريانس نشان داد كه سرعت پيشروي، سرعت دوراني تيغه و اثر متقابل سرعت پيشروي×سرعت دوراني تأثير معني‌دار بر مصرف سوخت تراكتور داشتند، اما نوع تيغه و ديگر اثرات متقابل پارامتر­ها اثر معني‌داري بر مصرف سوخت تراكتور نداشت. همچنين هيچ­يك از پارامترهاي مستقل تأثير معني‌داري بر ارتفاع برش، افت برداشت و شاخص آسيب نداشتند. ارتباط بين متغيرهاي مستقل و وابسته به شكل معادلات رگرسيوني مدل‌سازي شد و مقادير بهينه براي سرعت پيشروي برابر با 15 كيلومتر بر ساعت، براي سرعت دوراني 1596 دور در دقيقه و براي طول لبه برنده تيغه مقدار 6/15 سانتيمتر برآورد شد.

Alfalfa is one of the main forage plants used for animal feed. Four percent of the total cultivated area in Iran is dedicated to this crop. Due to the fact that alfalfa has several harvests during its growth period, mowers have a special role for farmers. The purpose of this study was to evaluate and optimize the performance of cylindrical mower by designing two new blade types, and investigating the effect of blade type, forward speed and blade rotational speed on parameters such as fuel consumption, cutting height, harvest loss and damage index. The modeled blades were designed in Solidworks software environment and the force stresses were analyzed in Ansys software. Data analysis was performed using response surface method and Design Expert 12 software. The results of analysis of variance showed that the forward speed, blade rotational speed and the interaction between forward speed and rotational speed had a significant effect on tractor fuel consumption. But blade length and other mutual effects ofthis factor had no significant effect on tractor fuel consumption. Also, none of the independent parameters had any significant effect on cutting height, harvest loss and damage index. The relationship between independent and dependent variables was modeled in the form of regression equations. The optimal value for forward speed was 15 km/h, for rotational speed was 1596 rpm and for the blade lengh was 6.15 cm.