طراحی و ساخت و ارزیابی ماشین برداشت پنوماتیکی و ضربه ای زیتون
چکیده
امروزه یکی از مشکلات عمده ی تولید زیتون چیدن میوه از درخت است. استفاده از روش های برداشت مکانیزه علاوه بر سرعت بخشیدن به کار و کاهش نیروی انسانی مورد نیاز، باعث کاهش ضایعات و افزایش کیفی محصول نیز می گردد. هدف از این پژوهش طراحی و ساخت ماشین برداشت پنوماتیکی و ضربه ای زیتون به منظور برداشت مکانیزه زیتون و ارزیابی عملکرد این ماشین در مقایسه با دستگاه های وارداتی از جمله campagnola ساخت کشور ایتالیا بود. برای طراحی و ساخت ماشین، ابتدا خواص بیوفیزیکی چهار رقم زیتون روغنی، زرد، شنگه و ماری بررسی شد. این ماشین پس از طراحی و مدلسازی در نرم افزار catia، ساخته و ارزیابی شد. خواص فیزیکی اندازه گیری شده شامل ابعاد، وزن، حجم، قطر میانگین هندسی، قطر میانگین حسابی، ضریب کرویت، تخلخل و مساحت سطح بود. برای تعیین خواص مکانیکی از دستگاه آزمون مواد استفاده شد. آزمایش فشار در سرعت بارگذاری mm?min 8 انجام شد. متغیر های بدست آمده از این آزمایش نیرو، انرژی شکست و چغرمگی بودند. میانگین نیروی شکست در 4 رقم زیتون روغنی، زرد، شنگه و ماری به ترتیب 01/108، 53/121، 1/123 و 08/90 نیوتن محاسبه گردید. میانگین انرژی شکست در 4 رقم زیتون روغنی، زرد، شنگه و ماری به ترتیب 246/0، 256/0، 304/0 و 204/0 ژول محاسبه گردید. میانگین چغرمگی در 4 رقم زیتون روغنی، زرد، شنگه و ماری به ترتیب 81/0، 072/0، 099/0 و 049/0 مگاژول بر متر مکعب محاسبه گردید. نتایج حاصل از خواص مکانیکی نشان داد که رقم بر شاخص های نیرو، انرژی شکست و چغرمگی در سطح 1% معنی دار بوده است. خواص آیرودینامیکی زیتون با استفاده از تونل باد اندازه گیری شد، که شامل سرعت حد و ضریب دراگ بود. سرعت حد در 4 رقم زیتون روغنی، زرد، شنگه و ماری به ترتیب 34/22، 07/25، 03/24 و 6/25 متر بر ثانیه بدست آمد. ضریب پسا در 4 رقم زیتون روغنی، زرد، شنگه و ماری به ترتیب 61/0، 84/0، 65/0 و 7/0 محاسبه گردید. مکانیزم عمل این دستگاه بر اساس حرکت نوسانی یک شانه است که توسط یک سیلندر پنوماتیکی (بادی) تأمین می گردد. برای طراحی، ابتدا روابط حاکم به همراه معادلات حل شد، که نیروی سیلندر 340 نیوتن، قطر داخلی سیلندر 25 میلی متر، قطر اصلی لوله انتقال هوا 15 میلی متر و سوپاپ با اندازه نامی یک هشتم اینچ بدست آمد. سپس یک سیلندر با سرعت بالای 1290 بار در دقیقه و بدون استفاده از سیستم کنترل طراحی و ساخته شد. بر اساس نتایج بدست آمده از طراحی، مدلسازی قطعات مختلف در محیط نرم افزار catia انجام شد و بر اساس نقشه های cad، قطعات سیلندر، شانه، بادامکی، پایه ی اتصالات ساخته شدند و در انتها مونتاژ گردیدند. سپس بر اساس نتایج بدست آمده، دستگاه برداشت ساخته شد. برای ارزیابی دستگاه، مزرعه شرکت کشت و صنعت اشرفیه واقع در طارم انتخاب شد که برداشت توسط دو ماشین طراحی شده در این تحقیق و نمونه ی ایتالیایی campagnola با روش دستی مقایسه شد. نتایج ارزیابی نشان داد که بازده برداشت ماشین طراحی شده 65 % می باشد که نسبت به بازده دستگاه وارداتی (86%) اختلاف معنی داری داشت. بهره وری در دستگاه برداشت وارداتی 33/21 کیلوگرم در ساعت و دستگاه ساخته شده و روش دستی به ترتیب 47/9 و 37/9 کیلوگرم در ساعت بدست آمد که اختلاف آنها در سطح 5% معنی دار می باشد. روش برداشت اثر معنی داری در سطح 5% بر ریزش برگ و سرشاخه داشت.اما به طور کلی دستگاه بسیار خوب و در حد نوع وارداتی آن عمل کرد.