انتخاب ، طراحی و تحلیل نرم افزاری بخش خرد کننده یک دستگاه مکنده - خرد کننده برگ

سال انتشار: 1387
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: فارسی
مشاهده: 2,259

فایل این مقاله در 12 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

NCAMEM05_162

تاریخ نمایه سازی: 18 خرداد 1387

چکیده مقاله:

با توجه به ریزش انبوه برگهای درختان در سطوح پارکها و فضای سبز شهرهای بزرگی مانند اصفهان و عدم وجود و تولید داخلی دستگاه مکنده – خرد کننده برگ نوع چرخ دار که مخصوص استفاده در پارک ها و فضاهای سبز بزرگ می باشد ، طراحی و ساخت این دستگاه در داخل کشور ، جهت جمع آوری و بازیافت بقایای طبیعی به شدت احساس می گردد . در این مقاله ، انتخاب قسمت تیغه خردکننده دستگاه به عنوان یکی از بخش های اصلی ، مد نظر بود که با بررسی انواع تیغه های خردکننده برگ شامل تیغه های خردکننده مسطح ، مخلوط کن ، سه تایی و دیسکی ، یک تیغه چهارتایی نوع مخلوط کن با ابعاد و زوایای مشخص ، مطابق با استاندارد تیغه های خردکننده مواد طبیعی مانند برگ ، بعلت کاردهی بهتر نسبت به بقیه تیغه ها برای برش برگ ها ، انتخاب گردید . همچنین در این مقاله ، اثر نیروهای برشی برگ ها روی تیغه خردکننده ، بوسیله نرم افزار المان محدود آباکوس (ورسیون 1-5،6) تحلیل و بررسی شد . با توجه به اینکه دستگاه دارای 4 تیغه خردکننده می باشد و تیغه ها به طور همزمان ، عملیات خرد کردن را انجام می دهند ، فقط یکی از تیغه ها تحلیل شد . تیغه در حالت دورانی و در یک دوره زمانی 1 ثانیه – به عنوان مدت زمانی که تیغه تحت یک بار بیشنه قرار می گیرد که این زمان در حالت واقعیت بسیار کمتر خواهد بود – تحلیل شد . برای تحلیل نرم افزاری تیغه ، ابتدا نقشه سه بعدی تیغه به وسیله نرم افزار کتیا ترسیم و در محیط نرم افزار آباکوس وارد گردید و در مراحل بعدی وارد کردن مشخصات و خواص مکانیکی ماده مدل ، مش بندی مدل ، تعیین نوع حل مسئله ، دوره زمانی دوران تیغه ، شرایط مرزی و سرعت دورانی تیغه (3000 دور بر دقیقه با توجه به دور موتورهای محرک موجود در بازار بعنوان موتور محرک دستگاه ) و بارگذاری روی تیغه به صورت گسترده روی لبه تیز تیغه ، صورت گرفت . برای تحلیل نرم افزاری تیغه ، بایستی که مقاومت برشی برگ های ریزش شده تخمین و محاسبه می گردید ، به همین جهت آزمایشی برای تخمین مقاومت برشی برگ های ریزش شده ، طراحی گردید که طرح آن شامل یک تیغه بالایی (متحرک) و یک تیغه پایینی (ثابت) ، دو گیر نگهدارنده برگ ها و یک تکیه گاه در یک سمت و یک ترازو می شد . دقت ترازو در حد یک دهم گرم و به یک رایانه که از طریق نرم افزار مخصوص ترازوی مورد نظر نیروی اعمال شده را ثبت می کرد ، متصل بود . زاویه تیغه بالایی و ضخامت آن ، به ترتیب 45 درجه و 5 میلیمتر در نظر گرفته شد . تیغه بالایی ، دارای سرعتی تقریبا برابر با 0/1 میلیمتر بر ثانیه بود که برای حرکت رو به بالا و پایین به یک الکتروموتور و یک سیستم تسمه و پولی اتصال داشت که حرکت موتور از طریق سیستم تسمه و پولی به تیغه انتقال می یافت . در آزمایش مورد نظر برگ های 5 گونه درخت شامل توت ، چنار ، نارون ، بید و زبان گنجشک به عنوان درختان غالب فضای سبز در شهر اصفهان ، آزمایش شد و برش به وسیله تیغه بالایی دستگاه ، برای هر نوع برگ با سه بار تکرار انجام شد که با توجه به نتایج به دست آمده ، بیشترین مقاومت برشی مربوط به برگ چنار بود که با درنظر گرفتن یک ضریب ایمنی 2/5 (مطابق با روش پاگزلی) به علت اینکه علاوه بر برگ های جمع آوری شده ، امکان دارد همراه برگ ها ، ساقه های کوچک یا مانده های دیگر نیز به طرف تیغه خردکننده مکش داشته باشند که دارای مقاومت برشی بیشتری نسبت به برگ باشند ، مقاومت برشی برگ های در تحلیل 85KPa در نظر گرفته شد . همچنین برای وارد کردن مشخصات تیغه در نرم افزار آباکوس ، بایستی جنس تیغه نیز تعیین می گردید که با توجه به اینکه تیغه های در تماس با برگ های خیس و مرطوب می باشند . برای جلوگیری از زنگ زدن تیغه باید ماده ای انتخاب می گردید که از زنگ زدن آنها جلوگیری کند ، بنابراین در این تحقیق فولاد زنگ نزن AISI 304 (باتوجه به دسترسی راحت به آن در بازار آهن آلات) انتخاب گردید . پس از انجام تحلیل نرم افزاری تیغه و حل مسئله توسط نرم افزار آباکوس ، خروجی نرم افزار بصورت کانتورهای تنش ایجاد شده در اثر اعمال بار ، به دست آمد که بیشترین مقدار تنش به علت تمرکز تنش ناشی از اعمال بار روی لبه تیغه ، به اندازه 3,801 MPa رخ می دهد و کمترین مقدار تنش به اندازه 21,87 KPa ایجاد می شود که با توجه به مقدار استحکام تسلیم فولاد انتخابی که برابر با 310 Mpa می باشد ، نتایج نشان می دهد که تیغه وارد فاز پلاستیک نشده و از حاشیه امنیت بالایی برخوردار است و طراحی تیغه مشکلی ندارد .

نویسندگان

مجیدرضا شیرنشان

کارشناس ارشد مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه شهرکرد

محمدعلی قضاوی

استادیار مکانیک ماشینهای کشاورزی دانشگاه شهرکرد

مهرداد پورسینا

استادیار مکانیک دانشگاه شهرکرد

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • پورمعصومی، ع، 1385، آموزش نرم‌افزار آباکوس، تهران، نشر ناقوس. ...
  • ساعتچی، ا و ادریس، ح، 1380، کلید فولاد، ویرایش دوم، ...
  • Anonymous, 2006. A green guide to yard care, Small Business ...
  • Anonymous, 2002. Leaf and yard Waste composting Guidance Document, Department ...
  • Anonymous, 2007. S elf-propelled Vacuum chipper shredder owner's manual, USA, ...
  • Anonymous, 2005. S hredd er-blower- Vac catalogue, USA, Patriot Company, ...
  • Bold, A. J., S. E. Kodesch and W. F. Sheehan. ...
  • Ford, S. N., 1994. Combination chipper and shredder apparatus and ...
  • Hammett, J. D. and R. W. Trevino. 1998. Portable lawn ...
  • Leholm, A., 1998. Mulching tree leaves into lawns, Department of ...
  • McLaurin, W. J. and G. L.Wade. 2000. Composting and mulching, ...
  • Persson, S., 1987. Mechanics of cutting plant material, USA, American ...
  • Rote, S. J. and T. H. Lohr, 1993. Apparatus for ...
  • Ruhl, W. F., A.W. Nelson and J.J. Lucy. 1976. System ...
  • Sanson. G., J. Read., N. Aranwela, F. Clissold, and P. ...
  • Somerlot, K. 2005. Composting autumn leaves, USA, Cornell Cooperative Extension ...
  • Williams, D. J. 2005. Leaf disposal, Cooperative Extension Service, Department ...
  • نمایش کامل مراجع