اصول کار گاوآهن های برگرداندار Operation Principles of 1Moldboard Plow

تعاریف لایه شخم (به قطعه ای از خاک با ابعاد عمق شخم در عرض برش خیش که جدا و بر گردانده می شود) شیار شخم (جویچه ای که بر اثر جدا شدن و برگردان شدن لایه شخم ایجاد می شود) کف شیار (سطح افقی ایجاد شده توسط لبه برنده تیغه) به لحاظ اتکاء خیش به این سطح ، سطح اتکاء افقی نیز نامیده می شود دیواره شیار (سطحی که در اثر شکافتن پیشانی و یا پیش بر حاصل می شود) سطح اتکاء عمودی نیز نامیده می شود خط اتکاء (فصل مشترک سطوح اتکاء که توسط نوک تیغه ایجاد می شود) عرض برش (برابر طول واقعی لبه برنده) عرض کار (تصویر طول لبه برنده بر امتداد عمود بر جهت حرکت) عرض شیار (عرض موثر یک شیار شخم ، می تواند با عرض کار برابر باشد) زاویه عرضی (زاویه بین لبه برنده تیغه و خط عمود بر جهت حرکت) زاویه برش (زاویه بین خط مماس بر پشت تیغه با کف شیار) یا زاویه هجوم

نیرو های وارد بر گاوآهن Tillage Force Analysis کیفیت نیرو های مفید Useful Forces به مصرف کار مفید بریدن، بالا آوردن، خرد کردن، برگرداندن و جابجا کردن اثر چرخشی بر روی خیش نیرو های مزاحم (Parasitic Forces) اصطکاک مقاومت غلت افست بودن

نیرو های وارد بر گاوآهن Tillage Force Analysis جهت و محل اثر نیرو های طولی Longitudinal Forces (L) اصطکاک پاشنه و کف شیار اصطکاک کفش و دیواره مقاومت در اثر وزن توده خاک ( بسته به عمق شخم) نیرو های جانبی Side Forces (S) اصطکاک بر روی سطح شیبدار تیغه و برگردان جابجا شدن خاک به یک طرف افست بودن نیرو های عمودی وزن گاوآهن وزن خاک کنده شده روی گاوآهن نیروی حاصل از ارتفاع نقطه اتصال گاوآهن به تراکتور کند بودن تیغه

مقدار نسبی نیروها در شرایط متوسط S حدود 0.24 نیروی L در خاک های شنی بین 0.35- 0.45 در خاک های لوم شنی بین 0.25-0.40 در خاک های لوم رسی بین 0.2-0.3 با افزایش سرعت هر سه نیروی افزایش می یابد مقدار V در مقایسه با L بیشتر متغیر است: شرایط خاک، عمق کار، شکل لبه تیغه و تیزی آن نسبت V به L: در خاک های شنی بین 0.5- 0.6 در خاک های لوم شنی بین 0.35-0.45 قابلیت نفوذ با مقدار V سنجیده میشود

برآیند کل نیرو های وارد بر خیش C: مرکز مقاومت خیش Bottom Centre of Resistance در صفحه تصویر افقی به فاصله 4/1 از پیشانی یا دیواره شیار در حدود نصف عمق شخم در خاک های سنگین به سمت عقب با افزایش طول کفش به سمت عقب R V S L P C

مر کز مقاومت گاو آهن Plow Centre of Resistance با فرض اینکه خیش ها با کلیه مشخصات یکسان (عمق و عرض کار) موقعیت مرکز مقاومت گاو آهن با گشتاور گیری مشخص می شود موقعیت مرکز مقاومت گاوآهن از نظر عمقی همانند يک خیش است از نظر طولی در وسط گاواهن از نظر جانبی با فرض اینکه مبنا انتهای اولین خیش باشد W/2 + w/4

تنظیم گاوآهن برگرداندار عبارتست از اتصال گاوآهن به تراکتور بطوریکه شخمی با کیفیت خوب، به عمق و عرض مورد نظر زده شود بیشترین مقدار ممکن از نیروی کششی به مصرف عمل شخم برسد نیرو های مزاحم کمترین مقدار را داشته باشند واثرات انها بصورت متعادلی بین گاوآهن و تراکتور تقسیم شود

تعاریف مربوط به تنظیم گاوآهن خط مقاومت گاوآهن Line of Draft (Ld) خطی فرضی به موازات مسیر حرکت که از مرکز مقاومت گاوآهن بگذرد خط کشش تراکتور Line of Pull (Lp) خطی فرضی به موازات مسیر حرکت که از مرکز کشش تراکتور بگذرد فاصله چرخ ها Tread فاصله بین وسط پهنای دو چرخ مجاور در جلو یا عقب

اصول تنظیم گاوآهن تنظیم افقی (انطباق خط کشش بر خط مقاومت) تنظیم عمودی ( ایجاد نفوذ در گاوآهن) تراز (ایجاد شیار های یکنواخت)

تنظیم افقی Ld Lp Off set تصویر خط کشش تراکتور بر تصویر خط مقاومت در صفحه تصویر افقی بر هم منطبق باشد عدم انطباق را افست بودن Off set گویند Tr Off set= (Ld+(G/2) + 5) - (Tr/2) Off set= (Tr/2) – (Ld+(G/2) + 5) Tr = 2 (Ld+(G/2) + 5) G: پهنای لاستیک

مفهوم Off set اگر مثبت باشد خط کشش در سمت چپ خط مقاومت قرار می گیرد اگر منفی باشد خط کشش در سمت راست خط مقاومت قرار می گیرد با علامت افست مشخص می شود که برای انطباق تراکتور و گاوآهن باید ترد کم شود یا زیاد این روابط برای شخم داخل شیار In Furrow Hitching صادق است ساختمان گاوآهن باید به صورت IFH باشد

اهمیت Off set تمایل به دوران در گاوآهن و تراکتور نیرو های جانبی مضر افزایش می یابد در نتیجه فشار جانبی Side Thrust و کشش جانبی Side Draft ایجاد می گردد گاوآهن منحرف و به یک سو کشیده می شود فشار بر روی فرمان توسط راننده تراکتور مالیده شدن دیواره لاستیک به دیواره شیار فشار بر کفش و سایش زیاد تا 5 سانتی متر اثر سوء زیادی ندارد

مثال تراکتوری که پهنای لاستیک های عقب آن 30 سانتی متر است برای کشیدن گاوآهنی 35-3 سانتی متری استفاده می شود. ترد عقب چقدر باید باشد تا گاوآهن افست نشود؟ Ld= (W/2)+( w/4) = (3*35)/2 + (35/4) =61.25 cm Tr= (Ld+5+(G/2)) = (61.25+ 5 + 15) =162.5 cm

راه های کنترل اثرات افست اتصال تراکتور و گاوآهن به گونه ای که Side Draft بین آنها توزیع شود استفاده از On Land Hitching

اتصال به روش شخم روی زمین On Land Hitching روشی برای حذف یا کاهش افست در گاو آهن های بزرگ تمام چرخ ها روی زمین شخم نخورده قرار دارند شاسی گاوآهن باید به صورت OLH ساخته شود در گاوآهن های بزرگ اگر بخواهیم از شخم داخل شیار استفاده کنیم ترد خیلی زیادی نیاز است برای بولدوزر و چرخ های Dual مناسب است

مثال یک گاو آهن 40-8 سانتی متری به تراکتوری که پهنای لاستیک های عقب آن 50 سانتی متر است متصل گردیده است، چنانچه بخواهیم از روش شخم داخل شیار استفاده کنیم ترد تراکتور چقدر باید باشد؟ Ld= (W/2)+( w/4) =(8*40)/2 + (40/4) = 170 cm Tr= (Ld+5+(G/2)) = 2( 170 + 5 + (50/2))=400cm چنین تردی امکان پذیر نیست

روش شخم روی زمین On Land Hitching (OLH) Ld Lp Off set E Tr/2 E= Ld – (Tr/2)

مثال اگر در مثال قبل بعد از محاسبه دریافتیم که تنظیم ترد به میزان بدست آمده امکان پذیر نیست، ترد را 2 متر در نظر بگیرید و فاصله بین دیواره شیار و دیواره خارجی لاستیک را بدست آورید d= Ld – ((G/2) + Tr/2)) d= 170 – ( 25 +100) = 45 cm ملاحظات باید از مارکر استفاده شود حداقل ترد برای تراکتور انتخاب شود گاو آهن قابلیت نصب به صورت OLH را داشته باشد

مزایای شخم داخل شیار چون فشار بر کفش و پاشنه نیروی کششی مورد نیاز کمتر است دیواره شیار راهنمای خوبی برای راننده است لذا هدایت تراکتور ساده تر است حفظ عرض شخم بهتر انجام می شود در نتیجه شخم یکنواخت تر است

مزایای شخم روی زمین بدلیل قرار گرفتن چرخ ها بر روی زمین شخم نخورده فشردگی Plow Pan کمتر است چون دو چرخ در یک سطح هستند بازده کششی بهتر است می توان از چرخ های Dual استفاده نمود تا کشش مالبندی افزایش یابد راننده راحت تر است چون تراکتور تراز است سایش لاستیک ها کمتر است چون لغزش چرخ ها کمتر و یکسان است

نتیجه؟ شخم روی زمین برای گاوآهن های بزرگ شخم داخل شیار برای گاوآهن های کوچک

تنظیم عمودی گاوآهن گاو آهن از نظر عمودی تنظیم است اگر مرکز مقاومت، نقطه اتصال و مرکز کشش در یک امتداد قرار گیرند C H Cp

تنظیم عمودی گاوآهن های سوار و نیمه سوار؟

تنظیم تراز گاوآهن برای اطمینان از نفوذ و شخم یکنواخت تمام خیش ها در اراضی مسطح باید تراز باشد ولی در اراضی شیبدار باید سطح متشکل از نوک تیغه ها به موازات سطح زمین باشد در شرایط معمولی ته پاشنه تا کف شیار 1 تا 5/1 سانتی متر بالا تر باشد انتهای پاشنه تا دیواره شیار 5/1 تا 2 سانتی متر

تراز؟ طولی عرضی تنظیم پس از اولین رفت کنترل در حین کار

بررسی کیفیت شخم انحناء برگردان، سرعت پیشروی باید هماهنگ باشد زاویه پشته تحت تاثیر سرعت پیشروی انحناء برگردان نسبت عمق شخم به عرض شخم تراز بودن گاوآهن زاويه مناسب 50 درجه

زاویه بزرگتر از 70 سرعت کم حالت نفوذی (حرکت گاوآهن بر روی نوک) انحناء کم بر گردان عرض کار نسبت به عمق کم است

زاویه کمتر از 35 سرعت زیاد انحناء زیاد عرض شخم نسبت به عمق زیاد است

هم راستا بودن خیش ها Plow Bottom Alignment حالت نفوذی تمام خیش ها یکسان عدم انحراف جانبی خیش ها نسبت بهم