طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه خردکن ذرت علوفه‌ای با محرکه الکتریکی

نوع مقاله : مقاله کوتاه

نویسندگان

• رمضان هادی پور رکنی ¹
• عباس رضایی اصل ¹
• رضا طباطبایی کلور ²

¹ گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

² گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

https://doi.org/10.22067/jam.v8i2.64433

چکیده

در اغلب دامداری‌های سنتی کوچک و متوسط، خرد کردن ذرت علوفه‌ای به‌روش دستی انجام می‌گیرد. در این تحقیق به‌منظور رفع نیاز واحدهای کوچک دامپروری، دستگاه خردکن ذرت علوفه‌ای در مقیاس کوچک به‌وسیله نرم‌افزار Solid Works طراحی و ساخته شد. برای ارزیابی دستگاه، تأثیر سرعت دوران تیغه‌ خردکن (400، 550، 700 دور در دقیقه) و سرعت دوران غلتک‌های تغذیه (350، 400، 450 دور در دقیقه) بر عملکرد دستگاه خردکن شامل انرژی مصرفی مخصوص تیغه‌ خردکن، انرژی مصرفی مخصوص غلتک‌های تغذیه، طول ذرت خرد شده و ظرفیت دستگاه در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار با نرم‌افزار آماری SPSS مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل تنش نشان داد که در شرایط کاری تعیین شده (سرعت دورانی تیغه، عرض تیغه و میزان تغذیه) دستگاه می‌تواند به‌طور ایمن کار کند. با مطالعه مقدار نیروی برش ساقه ذرت، توان مورد نیاز دستگاه حدود 4 کیلووات و ظرفیت نظری آن 1/13 کیلوگرم در ثانیه محاسبه گردید. نتایج نشان داد که در سطح احتمال یک درصد، تأثیر هر دو عامل و نیز اثر متقابل آن‌ها بر میزان انرژی مصرفی مخصوص تیغه‌ خردکن، طول ذرت خرد شده و ظرفیت دستگاه معنی‌دار است. ظرفیت دستگاه با افزایش سرعت تیغه خردکن از 400 به 550 دور در دقیقه افزایش یافت، اما در سرعت 700 دور در دقیقه، کاهش پیدا کرد. کمترین انرژی مصرفی مخصوص (1/26 مگاژول بر تُن) و بیشترین ظرفیت دستگاه (950 کیلوگرم بر ساعت) با توجه به طول مناسب ذرت خرد شده (20 تا 30 میلی‌متر) در سرعت تیغه‌ 550 دور در دقیقه و سرعت تغذیه 400 دور در دقیقه به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها

• تیغه‌ خردکن
• چاپر
• ذرت علوفه‌ای

20.1001.1.22286829.1397.8.2.18.2

موضوعات

• طراحی و ساخت

مراجع

1. Adapa, P., L. Tabil, and G. Schoenau. 2011. Grinding performance and physical properties of non-treated and steam exploded barley, canola, oat and wheat straw. Biomass and Bioenergy 35: 549-561.

2. Azadbakht, M., A. R. Asl, and K. T. Zahedi. 2014. Energy requirement for cutting corn stalks (Single Cross 704 Var.). World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Biological, Biomolecular, Agricultural, Food and Biotechnological Engineering 8: 479-482.

3. Behrozi-lar, M. 1999. Engineering parinciples of Agricultural Machines. Islamic Azad University of Tehran. (In Farsi).

4. Bitra, V. S., A. R. Womac, C. Igathinathane, P. I. Miu, Y. T. Yang, D. R. Smith, N. Chevanan, and S. Sokhansanj. 2009. Direct measures of mechanical energy for knife mill size reduction of switchgrass, wheat straw, and corn stover. Bioresource Technology 100: 6578-6585.

5. Chen, Y., J. L. Gratton, and J. Liu. 2004. Power requirements of hemp cutting and conditioning. Biosystems Engineering 87: 417-424.

6. Halyk, R., and L. Hurlbut. 1968. Tensile and shear strength characteristics of alfalfa stems. Transactions of the ASAE 11: 256-0257.

7. Igathinathane, C., A. Womac, and S. Sokhansanj. 2010. Corn stalk orientation effect on mechanical cutting. Biosystems Engineering 107: 97-106.

8. Ince, A., S. Uğurluay, E. Güzel, and M. Özcan. 2005. Bending and shearing characteristics of sunflower stalk residue. Biosystems Engineering 92: 175-181.

9. Krone, B., and R. Heinz. 2002. Harvesting maching, especially a self-propelled pick-up chopper. United States Patent. Noumber: US 2002/0029552 A1.Mar.14.

10. McRandal, D., and P. McNulty. 1980. Mechanical and physical properties of grasses. Transactions of the ASAE 23: 816-821.

11. Shadravan, I. 2007. Mechanical Engineering Design. Tehran University Publisher.

12. Tabatabaei, K., and R. R. Hadipoor. 2016. Effect of blade parameters and some physical propertis sillage corn stem of the cutting force, cutting strerm and cutting Special energy. in Final Research Report. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.

13. Tamaskani Zahedi, K. 2014. Design, Development and evaluation of crushing machine for corn.M.Sc. Thesis. Faculty of Agriculture, Gorgan Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran.

14. Womac, A., M. Yu, C. Igathinathane, P. Ye, D. Hayes, S. Narayan, S. Sokhansanj, and L. Wright. 2005. Shearing characteristics of biomass for size reduction. ASAE Paper 56058.