معرفی و کاربرد گاوآهن پاراپلو و کج ساق
عدم برگردان نمودن خاك را در حفظ ثبات ساختمان خاك عامل مهم و مثبت مي باشد كه اين عمل باعث جلوگيري از فرسايش خاك و تثبيت مواد الي ان شده و ثبات بيشتر ساختمان خاك را بدنبال دارد. همچنين نقش اين وسيله جهت ايجاد سطحي مناسب پس از عمل خاكورزي براي تهيه بستر بذر و عدم نياز به خاكورزي ثانويه و در مواردي احتياج مختصر به عمليات خاكورزي ثانويه و همچنين نقش موثر ان در كنترل علفهاي هرز به سويله قطع ريشه انها مي باشد. و راندمان انرژي اين وسيله به علت تحت كشش قرار دادن خاك را به عنوان مزيتي قابل توجه مورد تاكيد قرار مي دهد.
گاواهن پاراپلو اولين بار بر اساس طرح تحقيقاتي بنام A.N.Σde عضو انجمن مديريت اب و خاك انگلستان و جهت عمليات زير شكني و زهكشي ساخته شده است. اولين بار در سال 1977 كمپاني Howard Rotovator Company اقدام به توليد و ساخت تجارتي اين وسيله نمود.
طراحي اين وسيله زيرشكني بر اساس ضرورتهاي زير انجام گرديده است.
1- اين وسيله بايد خاك را مطابق الگوهاي طبيعي بشكند نه ان كه كاملا بگسلوونه كاملا برگرداند در اين صورت اين نوع گاواهن از نظر مصرف انرژي با صرفه تر بوده و راندمان بالايي خواهد داشت.
2- اين سويله بايد خاك را به اندازه لزوم نرم كند.
3- سطح بجا مانده از وسيله مورد نظر بايد نيازمند حداقل عمليات ثانويه و تسطيح باشد. تا ضرورتا در اثر رفت و امد و ترافيك مجددا متراكم نگردد.
4- ميزان نرم شدن خاك توسط اين وسيله بايد متناسب با نوع خاك و شرايط رطوبتي قابل تنظيم باشد.
5- وسيله از نظر قيمت - كارايي - قابليت اطمينان - توان مورد نياز و ساير جنبه هاي فني و اقتصادي مناسب باشد.
6- وسيله قادر به خاكورزي در زمينهاي با پوشش گياهي متراكم باشد.
ساختمان گاواهن پاراپلو
ساختمان پاراپلو شامل ساقه و يك تيغه مورب مي باشد. اين وسيله به هنگام حركت در خاك خاك قسمت بالاي تيغه را جابجا كرده و با تحت كشش قرار دادن شكسته و نرم مي كند. در اين جريان خاك به سمت بالا حركت نموده و متورم گرديده اما بگردانده نمي شود و شكسته شدن طبيعي خاك را بدنبال دارد.
هر تيغه خميده شامل متعلقاتي از قبيل نوك گوه اي شكل و كفشك مي باشد كه به انتهاي ان نصب مي شوند. اين متعلقات سايش وسيله خاكورزي را با حداقل مي رساند. همچنين نوك قلمي يك تيغه ابديده باريك است كه به نفوذ تيغه دستگاه به داخل خاك كمك مي كند. سطح اريب لبه برش تيغه عكس العمل جانبي توليد مي كند كه باعث عدم تعادل جانبي دستگاه مي گردد. كه با قرار دادن كفشك در انتهاي ساقه اين مشكل مرتفع خواهد شد. در قسمت انتهايي هر عامل خاكورز نيز مي توان با نصب صفحه زبانه اي شكل ميزان نرم شدن خاك را تنظيم نمود. با تغيير موقعيت اين صفحه و قرار گيري بيشتر ان در امتداد عمود بر مسير پيشروي مي توان تماس خاك را با ان و همچنين حركت عمودي خاك را افزايش داد و نهايتا ميزان نرم شدن را افزايش مي دهد. در اين نوع گاو اهن تمركز تنش جهت انجام عمل برش در خاك توسط نوك گوه اي شكل صورت ميگيرد و نفوذ ان در خاك توسط شيب طولي پيش بيني شده در همين عضو امكان پذير است.
لازم به ذكر است كه وجود قطعات قابل توجهي نظير صفحه زبانه اي نوك گوه اي شكل و كفشك هميشه ضرورت نداشته و بسته به نياز مي توان از هر كدان يا همه انها استفاده نمود.
معايب و تفاوت ان با كج ساق
معايب اين دستگاه را عدم تعادل جانبي ان به لحاظ خصوصيات و شكل ساختمان ان و همچنين هزينه بالاي توليد ان بيان نموده است.
بر اساس تحقيقات Marrision گاو اهن كج ساق از نظر ساختمان اصلي و نحوه كار مشابه پاراپلو بود و طرح جديد ان به شمار مي ايد. عدم وجود نوك گوه اي شكل و كفشك متمايز كننده اين نوع گاو اهن از نظر گاواهن پاراپلو مي باشد. دو قسمت مذكور به جهت ايجاد مقاومت به هنگام حركت از ساختمان گاواهن كج ساق حذف شده اند كه البته مدلهاي تجارتي دستگاههاي ساخته شده اين قطعات را بهمراه دارد ولي مي توان انها را از دستگاه جدا كرد و يا بسته به نياز از انها استفاده نمود.
طبق تحقيات انجام شده عمده ترين تفاوت بين دو گاواهن پاراپلو و كج ساق در عدم وجود اعضايي از قبيل نوك گوه اي شكل كفشك و صفحه نرم كننده در گاو اهن كج ساق مي باشد كه به علت افزايش زيادي كه اين متعلقات در مقاومت كششي ايجاد ي كنند در گاو اهن كج ساق حذف شده اند. در طرح اين گاواهن تمركز تنش توسط گوه اي شكل و تعادل جانبي بوسيله استفاده از تعداد مساوي تيغه هاي چپ گردان و راست گردان كه به صورت متقابل بر روي شاسي دستگاه نصب مي گردند تامين مي شود. ضمنا صفحه نرم كننده خاك نيز به علت عدم ضرورت در ازمايشات و عمليات خاكورزي متداول حذف گرديد و يا بسته به نياز مي توان مورد استفاده قرار گيرد.
دستگاه پاراپلو مي تواند تراكم خاك را رفع كرده و ميزان نفوذ اب در خاك را به ميزان زيادي افزايش داده در حاليكه بقاياي سطحي را به صورت تقريبا دست نخورده بر روي سطح خاك رها كرده و يك سيستم شخم حفاظت شده را به وجود مي اورد.
گاواهن پاراپلو از يك ساق كج تشكيل شده كه زاويه خم ساقه ) زاويه بين رويي ساقه و سطح افق در راستاي عمود به جهت پيشروي ( 45 درجه است. اين دستگاه بدون صرف نيروي زياد خاك را بلند كرده و موجب شكستن و خرد شدن خاك در طول صفحات شكست مي گردد.
افزايش 12 درصد محصول جوي بهاره را در اثر خاكورزي با پاراپلو در مقايسه با گاواهن برگردان دار گزارش شده و خاكهاي زيرشكن شده توسط پاراپلو كمترسين دانشه حجمي و بيشترين ميزان نفوذ اب در خاك در مقايسه با خاكورزي توسط چيزل گاواهن برگردان دار و روش بي خاكورزي جهت توليد ذرت داشته است و اين دستگاه در خاك سيلت لومي مقاومت بي نفوذ را مخصوصا در محدود 24/0 تا 36/0 متر كاهش مي دهد.
ارزيابي تاثير پاراپلو بر خواص فيزيكي خاك
طي ارزيابي تاثير پاراپلو و سه روش ديگر بي خاكورزي استفاده از گاواهن برگردان دار و چيزل بر خواص فيزيكي خاك از جمله نفوذ پذيري جرم مخصوص ظاهري خاك و تاثير بر ميزان بقاياي سطحي گياهان به انجام رسيده است كه در طي اين نتيجه پاراپلو به عنوان ايجاد كننده بيشترين نفوذ تجمعي اب در مدت 1 ساعت و 30 دقيقه تعيين گرديده است.
در ارزيابي گاو اهن برگردان دار و چيزل با ايجاد شرايط مشابه يكديگر در مرتبه دوم و روش بي خاكورزي به عنوان ضعيف ترين عاامل موثر بر نفوذ پذيري خاك شناخته شده است. محققين در ارزيابي تاثير ادوات فوق بر جرم مخصوص ظاهري استفاده از سه وسيله پاراپلو چيزل و گاواهن برگردان دار را متفاوت ارزيابي نموده و روش بي خاكورزي را به علت تاثير بسيار ناچيزي كه بر جرم مخصوص ظاهري خاك دارد روش مفيدي ارزيابي نمي كنند و در مجموعه استفاده از گاواهن پاراپلو را به جهت دارا بودن تاثيرات مفيدتر بر پارامترهاي مورد ازمايش نسبت به ديگر ادوات را توصيه مي نمايد.
اين وسيله مناسب بخصوص در زمين هاي كه براي كم خاكورزي مناسب نيستند معرفي مي كنند و همچنين كاهش تغييرات سطح خاك و حفظ پوشش گياهي را يكي از اهداف مديريت واحدهاي كشاورزي مي باشد. كه اين وسيله با توجه به محدوديت هاي خاك بواسطه وجود خطي فرسايش مي تواند نقش عمده اي در جهت كنترل علفهاي هرز ايفا كند.
با توجه به افزايش همزمان نفوذپذيري با حفظ بقاياي گياهي و نرم شدن خاك و تطبيق مناسب شرايط با اهداف مديريت استفاده از پاراپلو را به عنوان مناسبتر روش خاكورزي پيشنهاد شده.
مقايسه و ارزيابي پاراپلو روي انواع خاك
- با بكارگيري چهار سيستم بي خاكورزي گاواهن پاراپلو گاواهن چيزل و گاواهن برگردان دار بر روي نوع خاك فاقد زهكشي خاك با بافت متوسط و خاك با بافت ريز به اين نتيجه رسيدند كه تمام ابزار خاكورزي دانسته خاك و مقاومت به نفوذ را كاهش مي دهند ولي بعد از كاهش گياه تنها خاك شخم زده شده توسط پاراپلو دانسته پايين دارد. خاك سست شده توسط پاراپلو بواسطه عمليات تهيه بستر و كاشت بذر بزودي فشرده نمي گردد و بنابراين در مدت فصل رشد خاك تا اندازه اي سست باقي مي ماند گاو اهن برگردان دار با وجودي كه دانسته خاك را نسبت به پاراپلو بيشتر كاهش مي دهد. ولي به هر حال عمليات تهيه بستر و كاهش بذر سبب مي شوند كه خاك بعد از كاشت گياه دوباره فشرده شده و دانسته ان به دانسته قبل از عمليات شخم نزديك شود ) خاك فشرده گردد ( مقاومت به نفوذ خاك شخم زده شده توسط پاراپلو كمتر از مقاومت به نفوذ خاك شخم شده توسط چيزل بوده و چيزل در مقايسه با روش بي خاكورزي مقاومت به نفوذ خاك را كمي بيشتر كاهش مي دهد. بعد از عمليات شخم توسط پاراپلو بقاياي گياهي به صورت دست نخورده بر روي سطح زمين باقي مي مانند كه اين پديده بر روي ميزان سست بودن خاك تا دو سال بعد نيز اثر مي گذارد.
چنين پديده اي با توجه به پايين بودن وزن مخصوص ظاهري ) دانسته ( خام و نيز پايين بودن مقاومت به نفوذ اب در خاك در عمق كاري 1/0 تا 25/0 متر ملاحظه گرديد. بر اساس ازمايشات انجام شده متوسط موادي گياهي باقي مانده بر روي زمين بعد از عمليات خاكورزي توسط پاراپلو 67 درصد و توسط چيزل 36 درصد كل پوشش گياهي مي باشد.
توان مورد نياز جهت كشش پاراپول در عمق 35 سانتيمتري خاك و فاصله 50 سانتيمتري بين تيغه ها را 20 كيلووات به ازا هر ساق وي ا 39 وات به ازا هز ميليمتر عرض برش گزارش نموده است.
توان كشش معرفي را 20 تا 26 كيلووات به ازا هر ساق مي باشد و توان كمتر مورد نياز اين وسيله جهت كشش در مقايسه با تيغه هاي پهن نظير گاواهن برگردان دار كه با عمق يكسان كار مي كنند را كمتر بودن حجم نسبي خاك جابجا شده توسط اين ادوات با هنگام خاكورزي مي باشد.
يكي از محققين با نام pidyeon در بيان نحوه گسيختگي خاك توسط گاواهن پاراپلو ادعا مي كند اين گاواهن راندمان انرژي بالايي دارد. وي مقاومت كشش كم اين گاواهن عميق و مشاهده رگه هاي عمودي در پروفيل خاك شخم خورده توسط انرا دليل بر عدم پيروي از معيار گسيختگي موهر - كلمب خاك مي داند. بر اين اساس وي ادعا مي كند كه شكست خاك با اين گاواهن نتيجه كشش خاك مي باشد. از انجائيكه مقاومت كششي خاك نسبت به مقاومت فشاري ان كمتر است لذا مقاومت كششي كم پاراپلو قابل توجه است در حاليكه ادوات معمول خاكورزي به خاك فشار اورده و در نهايت بر مقاومت برش خاك غلبه كرده و باعث گسيختگي خاك مي گردد. وي در ادامه بيان مي كند كه يان موضوع به روش مشخص نيست وليكن انچه مسلم است پاراپلو خاك را بگونه اي متفاوت از ادوات مرسوم ديگر مورد حمله قرار مي دهد. در صورتيكه جهت شخم يكنواختي مد نظر نباشد پاراپلو نسبت به تيغه هاي پهن از نظر انرژي مصرفي مقرون به صرفه تر عمي مي كند زيرا خاك را در عمق يكسان كمتر بهم مي زند.
براساس تحقيقات انجام شده دستگاه پاراپلو عمليات خاكورزي را با ايجاد حفره اي V شكل به انجام مي رساند. از اين رو انرژي لازم جهت گسيختن خاك كمتر از وسيله خاكورزي است كه سطح مقطع را به طور كامل جابجا مي كند.
بر اساس تحقيقات انجام شده با حركت ابزار خاكورز در خاك تغييرات تنش بين ماكزيمم تنشان هم جهت گسيختن خاك و مينيمم تنش جهت ريشه كن كردن بقاياي سطحي بوجود مي ايد. از تغييرات تنش در خاك انرژي لازم جهت عمليات خاكورزي بدست مي ايد. با صرفنظر از ماكزيمم تنش مقداري از اين انرژي به علت اصطكاك توليد رد خاك توسط ابزار خاكورز به صورت گرما تلف مي شود. در واقع ماكزيمم تنش بر اساس معيار گسيختگي موهر - لكمب سودمند مي باشد. ابزار معمول خاكورزي از اين معيار گسيختگي پيروي مي كنند. يعني يك تنش فشاري به خاك وارد مي كنند كه باعث شكست و گسيختگي خاك مي گردد.
و خاكهايي كه داراي اصطكاك داخلي بوده و مكانيزم تنش لازم جهت گسيختن خاك با افزايش عمق افزايش مي يابد.
ازمايش ديگري به منظور بررسي عملكرد محصول مقاومت كشش و انرژي مصرفي سه عامل خاكورز شامل زير شكن پاراپلو و مروسم و گاواهن چيزل به همراه يك كاشت بدون خاك ورزي اجرا نمودند و به اين نتيجه رسيدند كه اختلاف معني داري بين مقاومت كشش به ازا هر واحد خيش پاراپلو و زير شكن مرسوم سرعت يكسان وجود ندارد و ديگر نتيجه حاصله حاكي از كاهش تراكم خاك در زير عمق 35 سانتيمتر توسط زير شكن مرسوم و پاراپلو بود.
به استفاده از گاواهن هاي برگردان دار در مناطق پرباران باعث زير و رو شدن زياد خاك و فرسايش ان مي شود كه با توجه به ويژگيهاي پاراپلو ان را به عنوان جايگزين مناسب در نظر گرفته شده و در رابطه با نحوه تاثير اين وسيله بر خاك و مزاياي ان اضافي مي كند كه شكستن خاك ني برگردان نمودن و گسيختن كامل ان نوعي نرم كردن خاك بدون خراب كردن ساختمان ان است كه باز كششي خاك و رشد ريشه تناسب دارد. شكست خاك مطابق الگوهاي طبيعي و در نقاطي كه ضعيف تر هستند انرژي كمتري صرف مي كند و شكست هاي بادوام و پايدار بيشتري در خاك ايجاد مي كند كه باعث مي شود خاك ديرتر به حالت اوليه برگردد.
با توجه به تحقيقات انجام شده عدم برگردان نمودن خاك را در حفظ ثبات ساختمان خاك عامل مهم و مثبت ذكر شده كار اين عمل باعث جلوگيري از فرسايش خاك و تثبيت مواد الي ان شده و ثبات بيشتر ساختمان خاك را بدنبال دارد. همچنين نقش اين وسيله جهت ايجاد سطحي مناسب پس از عمل خاكورزي براي تهيه بستر بذر و عدم نياز با خاكورزي ثانويه و در مواردي احتياج مختصر به عمليات خاكورزي ثانويه و همچنين نقش موثر ان در كنترل علفهاي هرز بواسطه قطع ريشه انها مي باشد و راندمان انرژي اين وسيله به علت تحت كشش قرار دادن خاك را به عنوان مزيتي قابل توجه مورد تاييد قرار مي دهد. محققين كمترين مقاومت كششي خاك در مقايسه با مقاومت فشاري خاك را دليلي بر افزايش راندمان انرژي اين وسيله مي دانند.
معرفي گاواهن كج ساق
ضمن اينكه پاراپلو پديده جديد تجارتي در شخم عميق و نرم سازي خاك در انگلستان بشمار مي رود گاواهن جديدي بنام گاواهن كج ساق را به عنوان اختراعي نوين در شخم عميق معرفي مي كند كه يكي از امتيازات اين وسيله راندمان بالاي ان است. عدم وجود نوك گوه اي و كفشك وجه تمايز اين وسيله از گاواهن پاراپلو مي باشد. نوك گوه اي و كفشك هنگام حركت در خام ايجاد مقاومت مي نمايد. با حذف اين دو عضو از ساختمان گاواهن كج ساق كاهش مقاومت كشش حاصل مي گردد.
البته لازم به تذكر است كه اغلب فمرهاي تجارتي اين دستگاه داراي اين ضمائم مي باشد كه مي توان انها را از دستگاه جدا نموده يا دز موقع نياز استفاده نمود. زاويه نفوذ در گاواهن كج ساق تجاري صفر است. به مظنور رفع اين مشكل از نوك گوه اي به عرض 62 ميليمتر و طول 235 ميليمتر و با زوايه نفوذ 17 درجه در انتهاي ان استفاده شده است. ضمنا براي برقراري تعادل جانبي دشتگاه از يك كفشك به عرض 62 ميليمتر و طول 270 ميليمتر استفاده گرديده است. با افزايش عمق و عرض كار نيروهاي عكس العمل جانبي افزايش مي يابد كه اين باعث عدم تعادل جانبي دستگاه يم رگدد. اضافه نمدن كفشك به انتهاي تيغه دستگاه تا حد زيادي اين مشكل را مرتفع مي نمايد.
ساختمان گاواهن كج ساق
ساختمان اين گاواهن كج ساق شامل ساقه و يك تيغه مورب گوه اي شكل مي باشد كه تيغه در دو نوع با زاويه تيغه 30 و 45 درجه نسبت به محورافقي در جهت عمود بر پيشروي به ساقه متصل مي گردد. در اين گاواهن جهت تمركز تنش از فرم گوه اي شكل تيغه استفاده گرديده و با پيش بيني شيب جانبي در اين عضو نوك گوه اي شكل كه عامل ايجاد مقاومت در خاك محسوب مي شود حذف گرديده است . در اين نوع گاواهن جهت پيش بيني نفوذ مناسب در خاك در محل اتصال تيغه به ساقه يك شيب جانبي تحت عنوان زاويه نفوذ منظور گرديده است كه اين امر موجب تمايل دستگاه به سمت خاك در هنگام خاكورزي مي گردد. زاويه نفوذ بين فصل مشترك ساقه و تيغه و سطح افق در جهت پيشروي مي باشد. زاويه نفوذ را مي توان به مقدرا دلخواه تنظيم نمود كه اين امر از طريق چرخش تيغه دستگاه حول محور افقي عمود بر جهت پيشروي تامين مي گردد. چنانچه زاويه نفوذ صفر درجه مورد ازمايش قرار گيرد استفاده زا نوك گوه اي شكل جهت نفوذ دستگاه در خاك لازم است. جهت كاهش مقاومت وسيله در خاك لبه برش تيغه تحت زاويه 30 درجه تيز شده است.
طي ازمايشاتي كه به بررسي نيروهاي عكس العمل خاك بر روي يك گاواهن كج ساق تجارتي پرداخته شده است كه در ان از يك خيش مجازي در جلو و يك خيش اصلي در عقب و سمت چپ خيش مجازي استفاده شده بوطريكه دينا مومتر به خيش اصلي متصل بوده است. گاو اهن مورد استفاده داراي زاويه تمايل 45 درجه و زاويه حمله صفر درجه بود. توان مورد نياز براي كشيدن خيش اصلي در عمق 310 ميليمتري و سرعت 8 كيلومتر در ساعت 27 كيلو وات گزارش شد.
مقايسه مدل گاواهن كج ساق
دو مدل گاواهن كج ساق يكي با زاويه تمايل 30 درجه و ديگري با زاويه تمايل 45 درجه يك گاواهن كج ساق با زاويه تمايل 30 با دو زاويه حمله صفر و 15 درجه و گاواهن كج ساق با زوايه تمايل 45 درجه با زاويه نفوذ 15 درجه بكار برده شده بود. جهت مقايسه نيروي كششي مصرفي استفاده كردند نتايج حاكي از اين است كه نيروي كشش مصرفي گاواهن كج ساق با زوايه تمايل 30 درجه 22 درصد بيشتر از گاواهن با زوايه تمايل 45 درجه مي باشد.
ولي عرض كاري گاواهن كج ساق با زاويه 30 درجه و 37 درصد بيتشر از گاواهن كج ساق با زاويه تمايل 45 درجه است. ضمنا در زوايه حمله 15 درجه تنش نرمال همراه با اصطكاك لازم به خاك وارد مي شود كه باعث نفوذ خيش به داخل مي گردد. اين تنش نرمال در زاويه حمله 15 درجه بيشتر از زماني است كه زاويه حمله صفر درجه مي باشد.
درگاو اهن كج ساق محور خيش نسبت به راستاي حركت زاويه اي مي سازد كه به زوايه حمله مشهور بوده و اغلب 15 درجه است. ديگر زواياي حمله مورد نياز با چرخش فيش حول محور افقي عمود بر جهت حركت قابل دستيابي است.
علاوه بر اين تيغه هاي مورب تحت زاويه اي نسبت به ساق منحرف شده كه انواع 30 درجه و 45 درجه ان متداول است. زاويه حمله ياد شده در تيغه خاكورز در واقع جايگزين مناسبي براي نوك گوه اي در نفوذ به داخل محسوب مي شود. ضمن اينكه استفاده از خيشهاي راست گرد و چپ گرد نيز كار كفشك را در حفظ تعادل جانبي انجام مي دهند.
در تحقيقات ديگري دو مدل گاواهن كج ساق با سه زاويه حمله صفر 5/7 . 15 درجه در دو عمق 300 و 360 ميليمتري مورد ارزيابي قرار گرفت. در يكي از خيش هاي تيغه مورب 45 درجه نسبت به جانب متمايل شده بود در حاليكه خيش دوم 15 درجه بيشتر خم شده بود. بطوريكه صفحه خاكورز ان نسبت به افق زاويه اي برابر 30 درجه مي باشد. محور خيش براي هر دو خيش 15 درجه نسبت به افق و امتداد حركت زاويه داشت بطوريكه زاويه حمله 15 درجه در تيغه خاكورز ايجاد مي كرد. ديگر زاوياي حمله كه شامل صفر و 5/7 درجه بودند با دوران و چرخش خيش حول راستاي عمود بر امتداد حركت قابل دسترسي وبد و خيش هاي ازمايش ذكر شده بر عكش گاواهن هاي كج ساق تجارتي فاقد تيغه و كفشك بودند.
نتايج بدست امده عبارت بودند از
1- نيروهاي عكس العمل خاك اعم از مقاومت كشش نيروي جانبي و نيروي عمودي با كوچكترين تغيير در عمق خاكورزي افزايش مي يابد.
2- استفاده از خيش مجازي و پيشرو نيروهاي عكس العمل بخصوص نيروهاي جانبي و عمودي را كاهش مي دهد.
3- پيچش در ساق خيش داراي زاويه تمايل 30 درجه بمراتب بيشتر از 45 درجه است.
4- عكس العمل جانبي خاك استفاده از تعداد مساوي خيش هاي راست گرد و چپ گرد و يا نوع دو طرفه و يا هر تركيب مناسب ديگري از انواع خيش هاي مذكور را در كنار يكديگر ايجاب مي كند.
5- نفوذ در زاويه حمله 5/7 درجه بهترين وضعيت را داشته و كمترين نيروي كشش مصرفي را دارا بود.
بر اساس ازمايشات انجام شده گاواهن كج ساق در دو نوع منفرد و دو طرفه ساخته شده است. در گاواهن كج ساق دو طرفه هر ساقه دو تيغه به صورت متقارن متصل است كه بدليل تقارن نيروهاي عكس العمل خاك پيچش در ساق خيش محدود مي گردد نتايج حاصل از مقايسه توان مصرفي اين دو دستگاه حاكي از اين است كه گاواهن كج ساق منفرد داراي راندمان بيشتري نسبت به گاواهن كج ساق دوطرفه مي باشد و يان افزايش راندمان بسته به موقعيت خاك از 10 تا 20 درصد تغيير مي كند و راندمان انرژي گاواهن كج ساق تجارتي بيشتر از زيرشكن معمولي باله دار است زيرا گاواهن كج ساق در مقايسه باز يرشكن معمولي باله دار در عمق مشخص خاك را كمتر بهم مي زند. در صورت حذف كفشك و نوك گوه اي از گاواهن كج ساق تجارتي افزايش راندمان نسبت به زيرشكن معمولي بدون باله انتظار مي رود.
واضح ترين تفاوت بين گاواهن كج ساق منفرد و دو وسيله زيرشكن معمولي و پاراپلو در تفاوت به عدم وجود نوك گوه اي شكل بر روي گاواهن كج ساق مربوط مي شود. اين گاواهن بخصوص بجاي تيغه قلمي با تيغه گوه اي و مورب خود به خاك فشار مي اورد . امتيازي كه حذف نوك قلمي بدنبال دارد متمركز كردن تنشهاي خاك در يك طرف ديواره شيار ايجاد شده در خاك است.
اختلاف مهم ديگري كه بين انها وجود دارد به جهت تمايل لبه هادي ساقه در اين گاواهن مربوط مي شود. در گاوااهن كج ساق اين تمايل رو به عقب است. در حاليكه در گاواهن پاراپلو و زيرشكن معمولي لبه هادي ساق عمودي و يا رو به جلو قرار مي گيرد. اين وضعيت تيغه هاي قلمي را نسبت به ساق جلوتر قرار داده و بدين ترتيب شرايط براي گير كردن تيغه به سنگها و كلوخه هاي بزرگ و اوردن انها به سطح خاك فراهم مي شود. گاواهن كج ساق با داستن ساق رو به عقب و عدم وجود نوك قلمي ) گوه اي ( در ساختمان ان براحتي از روي براحتي از روي بسياري از موانع لغزيده عبور مي كند.
عكس العمل خاك براي مدل هاي گاواهن
در ازمايشات ديكري نيروهاي عكس العمل خاك را براي سه مدل گاواهن كج ساق با زاويه تمايل 30 درجه و زواياي حمله 20 - 25 و 30 درجه از دو نوع منفرد و نوع دوطرفه و يك دستگاه زيرشكن ريپر بررسي كردند.
در اين ازمايش نيز تاثير خيش مجازي يا پيشرو بر نيروهاي ياد شده مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج بدست امده به قرار زير مي باشد
1- گاواهن كج ساق از 5 تا 50 درصد نسبت به زيرشكن ريپو راندمان انرژي بالاتري دارد. اين امر مرهون تمركز تنشهاي ايجاد شده در يك طرف ديواره شيار شخم خورده توسط گاواهن كج ساق مي باشد.
2- استفاده از فيش پيشرو و يا مجازي مقاومت كششي مجموعه را كاهش مي دهد. بنابراين با ساخت گاواهن از نوع كج ساق كه هر دو خيش ان از نوع منفرد باشد نسبت به نوع دوطرفه ميتوان راندمان انرژي را افزايش داد.
3- فقدان مجال كافي در زير تيغه هاي گاو اهن كج ساق در زاويه حمله صفر درجه نيروي مقاومت كششي را افزايش داده و نفوذ در بعضي از انواع خاكها را مشكل مي كند.
4- پيچش در ساق خيشهاي گاواهم كج ساق نوع يكطرفه كه ناشي از نيروهاي جانبي است احتمالا وجود يك زاويه مناسب قرارگيري خيشها را نسبت به راستاي حركت ايجاب مي كند.
5- افزايش زاويه حمله افزايش نيروي كشش را در پي داشت كه دليل ان را افزايش اصطكاك ناشي از جابجايي بيشتر خاك دانسته اند.
ارزيابي و كاربرد گاواهن كج ساق منفرد با زوايه تمايل 30 درجه
در تحقيقاتي كه توسط Majidi and Raufat انجام شد. با استفاده از يك گاواهن كج ساق منفرد راست گرد و با زوايه تمايل 30 درجه به بررسي اثر عمق كار و تغييرات زاويه حمله بر روي مقاومت كششي و پارامترهاي فيزيكي همچون نفوذپذيري اب جرم مخصوص ظاهري خاك بقاياي گياهي و سطح بهم خورده خاك پرداخته اند و در ضمن پارامترهاي يادشده را با تيمار گاواهن برگردان دار كه به عنوان شاهد انتخاب شده بود مقايسه نمودند عمق هاي كاري گاواهن كج ساق 250 - 350 و 450 ميليمتر و زواياي حمله 5/7 - 15 و 5/22 درجه بودند. ضمنا عمق كاري گاواهن بر گردان دار 250 ميليمتر بود.
نتايج حاصل از ازمون نيروي كشش نشان مي دهد كه در عمق يكسان ) 250 ميليمتر ( مقاومت كشش گاواهن كج ساق نصف مقاومت كشش گاواهن برگردان دار است. از اينرو خاكورزي با گاواهن كج ساق را كاملا مقرون به صرفه معرفي مي كنند.
نتايج بدست امده حاكي از مصرف حداقل نيروي كشش در گاواهن كج ساق به هنگام كار با زاويه 5/7 درجه مي باشد. و همچنني اختلاف معني داري بين نيروهاي كشش بهنگام كار در زواياي حمله مختلف وجود داشت. عمق كار نيز بر روي مقاومت كشش اثر معني داري داشته و با افزايش عمق كار مقاومت كشش افزايش مي يابد. نتايج حاصله از ارزيابي جرم مخصوص ظاهري خاك پس از خاكورزي و نفوذ پذيري بيانگر اين موضوع بود كه تاثير گاواهن كج ساق بر جرم مخصوص ظاهري خاك و نفوذپذيري ان بيشتر از گاواهن برگردان دار است. بدين لحاظ تاثير گاواهن كج ساق را بر روي خاك تحت الارض مناسبتر و مطلوبتر از تاثير گاواهن برگردان دار مي دانند. در ادامه درصد بقاياي گياهي باقميانده در سطح شخم خورده توسط گاواهن كج ساق و برگردان دار به ترتيب 84 و 26 درصد گزارش كرده است. و از اين نظر گاواهن كج ساق را براي كنترل فرسايش خاك نسبت به گاواهن برگردان دار مناسب توصيف مي كند.
در خصوص مقاومت ويژه ادوات مورد ازمايش از ظريق مطالعه پروفيل عرض حاصل از تيمارها به اين نتيجه رسيدند كه عرض و سطح مقطع شيار حاصل از گاواهن كج ساق در مقايسه با گاواهن برگردان دار بيشتر بوده بنابراين مقاومت ويژه ان به طرز محسوسي كمتر است كه اين امر بالا بودن راندمان انرژي گاواهن كج ساق را تاييد مي كند.
ارزيابي گاو اهن كج ساق نوع دوطرفه با زوايه تمايل 30 درجه
در اين ازمايش اثرات عمق كاري و تغييرات زاويه حمله بر مقاومت كششي وسيله و پارامترهاي فيزيكي خاك مورد بررسي قرار گرفت كه نتايج حاصل از ازمون نيروي كششي نشان داد كه اولا دو فاكتور عمق و زاويه حمله بر يكديگر اثر مقابل داشته اند ثانيا بين سطوح مختلف هر يك از فاكتورهاي فوق اختلاف معني داري مشاهده مي شود. نيروي كشش واحد گاواهن كج ساق دو طرفه را 2/17 كيلونيوتن به ازا واحد عرض كار ) متر ( گزارش شده است كه مقدار كمتري را نسبت به ازمايش انجام شده با گاواهن كج ساق منفرد نشان مي دهد. همچنين بهترين زاويه حمله در اين نوع وسيله را 5/7 درجه مي باشد كه در ان كمترين ميزان نيروي كششي جهت حركت وسيله در خاك مي باشد.
خااكورزي با گاواهن مورد نظر در افزايش ميزان نفوذ پذيري و كاهش جرم مخصصو ظاهري نقش عمده داشته. همچنين در مورد چگونگي سطح مقطع خاك بهم خورده از عدم يكنواختي سطح مقطع خاكورزي شده توسط گاواهن مورد ازمايش نسبت به نوع منفرد متقابل و افزايش معني دار ميزان سطح بهم خورد. خاك در اثر افزايش عمق مي باشد و بيشترين مقدار اين پارامتر را در زاويه نفوذ 15 درجه مي دانند. در اين نوع گاواهن افزايش نيروي كشش ويژه بر اثر افزايش عمق مي باشد كه دليل ان افزايش نسبي ميزان نيروي كشش وسيله نسبت به افزايش سطح مقطع خاك بهم خورده در اثر افزايش عمقي مي باشد.
نتيجه گيري و اهداف
خاكورزي حفاظت شده توسط انواع مختلف زير شكن منجر به نفوذ پذيري بهتر و بيشتر اب در خاك مي گردد. باقي ماندن درصد زيادي از بقاياي گياهي بر روي سطح خاك به منظور كاهش خطر فرسايش خاك توسط ابروي سطحي از ديگر مزاياي كاربرد خاكورزي حفاظت شده است. طبق تحقيقات متعددي كه انجام گرديده لايه متراكم در زير اعماق خاكورزي شده توسط ادوات خاكورزي مرسوم در اثر تردد بي رويه ماشين الات در مراحل مختلف عمليات زراعي بوجود مي ايد. و لزوم استفاده از خاكورزي عيمق توسط ادوات زيرشكن محسوس مي گردد.
اين ادوات كلا توان بالايي را در طي عمل زيرشكن مصرف مي كنند. تاكنون تلاشهاي زيادي جهت ساختن ادواتي كه داراي راندمان انرژي بالا باشند انجام شده است. از جمله ادوات ساخته شده در اين راستا زيرشكن با ساق خميده مي باشد كه بر اساس تحقيقات انجام شده انرژي مصرفي ان نسبت به زير شكن معمولي تا حدودي كمتر است. زاويه اانحراف ساقه اين زير شكن نسبت به راستاي عمودي سبب كاهش توان مصرفي اين ادوات مي گردد و گاواهن كج ساق به علت اينكه فاقد متعلقاتي از قبيل نوك گوياي و صفحه نرم كننده هستند راندمان انرژي بالاتري را نسبت به گاواهن پاراپلو دارند.
اهداف تحقيق
1- استفاده از زيرشكن كه ساق منفرد در حات متقابل به منظور خاكريزي در اعماق بيشتر.
2- بررسي و تعيين مقادير سطح خاكورزي شده در معيارهاي مختلف و محاسبه شاخص مربوطه.
3- بررسي تاثير رطوبت خاك . عمق خاكورزي و نوع دستگاه زيرشكن بر تغييرات شاخص مخروطي خاك.
منابع
1- كپنر - ار.ا.1371. اصول ماشينهاي كشاورزي- ترجمه - سيد احمد شفيعي - چاپ اول - جلد اول - تنتشارات دانشگاه تهران
2- شفيعي- س- 1374- ماشين هاي كشاورزي- چاپ اول - انتشارات دانشگاه تهران
3- منصوري راد - 1374- تراكتور و ماشين هاي كشاورزي- چاپ چهارم - جلد اول
انتشارات دانشگاه ابوعلي سينا.
4- مجيد كاظمي- 4-1378 - جلسه بحث كارشناسي دانشكده كشاورزي دانشگاه شيراز- مجموعه چكيده مقالات ااولين كنگره علمي مهندسي ماشين هاي كشاورزي و مكانيزاسيون- كرج
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه 1
ساختمان گاو اهن پاراپلو 2
معايب پاراپلو و تفاوت ان با كج ساق 3
ارزيابي تاثير پاراپلو بر خواص فيزيكي خاك 5
ارزيابي پاراپلو روي انواع خاك 6
معرفي كج ساق 10
ساختمان كج ساق 11
مقايسه مدل گاو اهن كج ساق 12
عكس العمل خاك براي مدل هاي گاو اهن 15
ارزيابي و كاربرد گاو اهن كج ساق منفرد با زاويه تمايل 30 درجه 16
ارزيابي گاو اهن كج ساق نوع دو طرفه با زاويه تمايل 30 درجه 18
نتيجه گيري و اهداف 19
منابع 21