طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه چمن بر

قطعهکاری چمن یکی از روش های مهم احداث و ترمیم چمن می باشد . در تحقیق حاضر یک دستگاه چمن بر که توسط تراکتور دو چرخ کشیده می شود، طراحی، ساخته و ارزیابی گردی د. به منظور طراحی اجزاء مختلف دستگاه، برخی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی قطعه چمن اندازه گیری شدند . برای انتخاب نوع چرخ حامل ضریب اصطکاک خارجی قطعه چمن با دو سطح لاستیکی و فلزی تحت اعمال چهار بار عمودی در چهار سطح (صفر ، 9/8 ، 19/6 و 29/4 نیوتن) با آزمایش فاکتو ریل در قالب طرح کامل تصادفی تعیین شد . به منظور محاسبه مقدار انرژی لازم برای برش قطعات چمن و همچنین تعیین میزان رطوبت خاک برای به حداقل رساندن این انرژی، آزمایش ضربه با استفاده از آونگ بر روی قطعات چمن انجام گرفت . آزمایش های ضربه در سه سطح رطوبتی (33 ، 37 و 47 درصد بر مبنای وزن تر خاک) انجام گردید . نتایج نشان داد ضریب اصطکاک چمن روی سطح آهنی کمتر از سطح لاستیکی بود و متناسب با افزایش بار عمودی افزایش یافت . در نتیجه جنس چرخ دستگاه آهنی انتخاب شد . مقدار انرژی لازم برای برش در طول کل تیغه برابر 147/7 ژول در رطوبت 33% به دست آمد . قسمت های مختلف دستگاه چمن بر شامل تیغ ه زیربر، تیغه های کناربر، ساق هها، قاب و چرخ حامل براساس اصول مهندسی طراحی و ساخته شد. بعد از به دست آوردن نیروهای وارد بر تیغه، قاب دستگاه توسط نرمافزار COSMOSWORKS تحلیل تنش شد. نمونه دستگاه ساخته شده مورد ارزیابی اولیه قرار گرفت و پس از رفع نواقص آن دستگاه ساخته و مونتاژ گردید. بهمنظور ارزیابی نهایی دستگاه، زاویه حمله تیغه در سه سطح (صفر، 6 و 13 درجه ) و عمق برش در سه سطح (کم، متوسط و زیاد ) انتخاب گردید و مقدار لغزش چرخ های تراکتور و مقاومت کششی دستگاه اندازه گیری شدند . آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی انجام گرفت . نتایج ارزیابی دستگاه نشان داد تأثیر زاویه حمله تیغه و عمق برش چمن بر مقدار لغزش چرخ های تراکتور و مقاومت کششی دستگاه در سطح 1 درصد معنی دار بود . با افزایش زاویه حمله و عمق برش مقدار لغزش چرخ ها افزایش یافت . متناسب با افزایش عمق برش چمن مقاومت کششی دستگاه افزایش یافت. مقاومت کششی در زاویه های حمله تیغه 6 و 13 درجه بهترتیب کمترین و بیشترین مقدار را داشت. بیشترین میزان لغزش چرخ و مقاومت کششی مربوط به زاویه حمله 13 درجه و عمق زیاد بود . بنابراین دستگاه چمن بر طراحی شده با زاویه حمله 6 درجه تیغه زیر بر و عمق برش حدود 2/5 سانتی متر عملکرد قابل قبولی از نظر مقاومت کششی و سرعت انجام کار داشت.

Keywords:

چمن بر , زاویه حمله , مقاومت کششی , لغزش , انرژی برشی