Πώς υπολογίζουμε και πώς πετυχαίνουμε την ιδανική ένωση ( ζεύξη ) ενός αρότρου με τον γεωργικό ελκυστήρα ;

Στο άρθρο του '' Αγροτών Ανάγνωσμα '' με τίτλο Το υνάροτρο | Μηχανήματα πρωτογενούς κατεργασίας του εδάφους (ΜΕΡΟΣ A), στην κατακλείδα γραπτή αναφορά μου σχετικά  με τις ρυθμίσεις που εκτελούμε σε ένα αναρτώμενο υνάροτρο στο πλαίσιο της προετοιμασίας ενός οργώματος, πραγματοποιήσα ιδιαίτερη μνεία για τον τρόπο που θα πετύχουμε την ιδανική ζεύξη ( ένωση ) ενός αρότρου με τον εκάστοτε γεωργικό ελκυστήρα. 

Πώς υπολογίζουμε και πώς πετυχαίνουμε την ιδανική ένωση ( ζεύξη ) ενός αρότρου με τον γεωργικό ελκυστήρα ; 

Γράφει

Κατσαντώνης Γιώργος

Γεωπόνος Φυτικής Παραγωγής & Αγροτικού Περιβάλλοντος

Διαχειριστής Αγροτών Ανάγνωσμα

Σε αυτό το άρθρο, θα μελετήσουμε μέσα από πραγματικά παραδείγματα, πώς υπολογίζουμε σε χαρτί και μολύβι, την ιδανική ένωση ενός αρότρου με τον γεωργικό ελκυστήρα ώστε να έχουμε το καλύτερο δυνατό επιθυμητό αποτέλεσμα σε μια ενέργεια που εκτελείται σχεδόν από το μεγαλύτερο μέρος του αγροτικού - παραγωγικού κόσμου.

Η ιδανική ένωση (ζεύξη) του αλετριού στον γεωργικό ελκυστήρα πετυχαίνεται όταν το κέντρο αντίστασης του αλετριού και το κέντρο έλξης του γεωργικού ελκυστήρα βρίσκονται σε μια ευθεία παράλληλη με τη κίνηση του ελκυστήρα.

Παράδειγμα 1

Ένα τρίϋνο άροτρο έχει υνία με πλάτος κοπής το καθένα 30cm ( εκατοστά ) και εργάζεται σε βάθος 20cm ( εκατοστών ). α ) Να βρεθεί το κέντρο αντίστασης του αρότρου. Με ένα σύστημα δυναμομέτρησης μετρήθηκε η δύναμη που αναπτύσσεται κατά την έλξη του υναρότρου και βρέθηκε μια μέση τιμή 28,8 ΚΝ. β ) Να υπολογιστεί η ειδική αντίσταση του εδάφους για το συγκεκριμένο άροτρο.

α ) Πάντα, το κέντρο αντίστασης ενός αλετριού,  βρίσκεται σε απόσταση από το άκρο του πρώτου υνιού ίση με το συνολικό πλάτος κοπής του αρότρου/2 + το πλάτος κοπής του υνιού/4. 

Άρα ας συμβολίσουμε όπου γ : κέντρο αντίστασης, α : πλάτος κοπής υνιού,  β  : πλάτος κοπής αρότρου, δ : βάθος οργώματος . Το συνολικό πλάτος κοπής του αρότρου θα είναι β = 3 * α => 3 * 30 => β = 90cm ( εκατοστά ). Το κέντρο αντίστασης του συγκεκριμένου τρίϋνου αρότρου θα είναι γ = β/2 + α/4 => 90/2 = 30/4 => 45 + 7,5 = 52,5 . Άρα το κέντρο αντίστασης του αρότρου για οριζόντιο άξονα είναι γ = 52,5cm.

Το κέντρο αντίστασης ενός αρότρου, για κατακόρυφο άξονα, βρίσκεται πάντα  στο 1/2 του βάθους οργώματος με σημείο αναφοράς πάντα τον πυθμένα της αυλακιάς. 

Άρα, για κατακόρυφο άξονα, το κέντρο αντίστασης ενός αρότρου υπολογίζεται και είναι ίσο με το βάθος οργώματος/2, δηλαδή  γ = δ/2 => 20/2 => γ = 10cm . 

Ακολουθήστε τη fb σελίδα του Αγροτών Ανάγνωσμα ΕΔΩ

Επομένως, έχουμε από τα παραπάνω ότι το κέντρο αντίστασης του αρότρου για οριζόντιο άξονα είναι γ = 52,5cm και αντίστοιχα, το κέντρο αντίστασης  του αρότρου για κατακόρυφο άξονα είναι γ = 10cm. 

β ) Η ειδική αντίσταση του εδάφους για το συγκεκριμένα άροτρο υπολογίζεται από τον εξής τύπο r = F/A, όπου F : δύναμη που αναπτύσσεται κατά την έλξη, Α : επιφάνεια κοπής αρότρου. 

Η συνολική επιφάνεια κοπής του τρίϋνου αρότρου είναι Α = βάθος οργώματος * συνολικό πλάτος κοπής του αρότρου, άρα Α = δ * β => 20cm * 90cm = 1800cm = 0,18m2 , άρα 

Α = 0,18m2.

Οπότε θα έχουμε, r = F/A = > 28,8 KN / 0,18m2 = > r = 160KN / m2.

                                                               

                                                                       

Παράδειγμα 2 

Ένα εξάυνο άροτρο έχει υνία πλάτους κοπής 30cm και εργάζεται σε βάθος οργώματος 25cm. α ) Να βρεθεί η θέση του κέντρου αντίστασης του αρότρου. β ) Αν η ειδική αντίσταση του αρότρου είναι 100 ΚΝ/m2, να βρεθεί η απαιτούμενη ελκτική δύναμη. γ) Ποια είναι η απαιτούμενη ελκτική ισχύς όταν η ταχύτητα εργασίας του γεωργικού ελκυστήρα είναι 1,5 m/sec δ) Να βρεθεί ο συντελεστής απόδοσης όταν για όργωμα ενός χωραφιού 300 στρεμμάτων και με μια μέση ταχύτητα 5km/h, χρειάστηκαν 40 ώρες. 

α ) Το κέντρο αντίστασης, όπως και με το παράδειγμα 1, είναι ίσο από το άκρο του πρώτου υνιού με το  συνολικό πλάτος κοπής αρότρου/2 + πλάτος κοπής υνιού/4.  

Συμβολίζουμε όπου γ : κέντρο αντίστασης αρότρου, α : πλάτος κοπής υνιού,  β  : πλάτος κοπής αρότρου, δ : βάθος οργώματος .  Το συνολικό πλάτος κοπής του αρότρου θα είναι β = 6 * α => 6 * 30 => β = 180cm ( εκατοστά ). Το κέντρο αντίστασης του συγκεκριμένου εξάυνου αρότρου θα είναι γ = β/2 + α/4 => 180/2 + 30/4 => 90 + 7,5 = >

 γ = 97,5cm για τον οριζόντιο άξονα. 

Το κέντρο αντίστασης του αρότρου ως προς τον κατακόρυφο άξονα ισούται με το μισό 1/2 του βάθους οργώματος, άρα γ = δ/2 => 25/2 => γ = 12,5cm για τον κατακόρυφο άξονα.

β ) Όπως και στο παράδειγμα 1, θα χρησιμοποιήσουμε τον τύπο r = F/A, όπου r : ειδική αντίσταση του αρότρου, Α : επιφάνεια κοπής αρότρου, F : η δύναμη που αναπτύσσεται κατά την έλξη

Η συνολική επιφάνεια κοπής του εξάυνου αρότρου είναι Α = βάθος οργώματος * συνολικό πλάτος κοπής του αρότρου, άρα Α = δ * β => 25cm * 180cm = 4500cm = 0,45m2 , άρα 
Α = 0,45m2.

Εφαρμόζοντας λοιπόν, τον παραπάνω τύπο για να βρούμε την απαιτούμενη  ελκτική δύναμη και καθώς γνωρίζουμε την τιμή του r = 100ΚΝ/m2, θα έχουμε  
r = F/A = > 100 KN/m2 = F / 0,45m2 = > F = 100 KN/m2 * 0,45 m2 = > 
F = 45KN. 

γ ) Η απαιτούμενη ελκτική ισχύς του γεωργικού ελκυστήρα βρίσκεται από τον τύπο 

P = F *U , όπου F : η δύναμη που αναπτύσσεται κατά την έλξη, U : ταχύτητα εργασίας γεωργικού ελκυστήρα, άρα εφαρμόζοντας τον τύπο θα έχουμε 

P = F * U = > 45KN * 1,5m/sec = > P = 67,5 ΚW 

Επειδή η ισχύς στον γεωργικό ελκυστήρα μετριέται σε ίππους ΗP = 0,74KW , άρα η απαιτούμενη ελκτική ισχύς θα είναι τελικά P = 67,5ΚW / 0,746 KW = > P = 90,5 HP (ίππους).

δ ) Ο συντελεστής απόδοσης αποδίδεται από τον τύπο Σ.Α = Π.Α / Θ.Α * 100 , όπου Π.Α : Πραγματική απόδοση, Θ.Α : Θεωρητική απόδοση

Η πραγματική απόδοση βρίσκεται διαιρώντας τα στρέμματα του χωραφιού και πόσες ώρες χρειάστηκαν για το συγκεκριμένο όργωμα άρα Π.Α = 300στρ / 40h = > Π.Α = 7,5 στρ / ώρα.

Η θεωρητική απόδοση βρίσκεται πολλαπλασιάζοντας το συνολικό πλάτος κοπής του αρότρου ( β= 180cm ) με την μέση ταχύτητα του γεωργικού ελκυστήρα ( 5 km/h ), άρα 
Θ.Α=  = 180cm * 5km /h = > 1,8m * 5000m / h = > Θ.Α = 9000m2 / h = >
Θ.Α = 9 στρ. / ώρα.

Οπότε Σ.Α = 7,5 / 9 *100 = > Σ. Α = 83,3 %.

Παράδειγμα 3 

Ένας γεωργικός ελκυστήρας έλκει ένα τετράυνο άροτρο με πλάτος κοπής υνιών 30cm και με βάθος οργώματος τα 20cm. Όταν το πλάτος των ελαστικών είναι 50cm, να υπολογιστεί το εύρος των τροχών που πρέπει να έχουν οι τροχοί του ελκυστήρα ώστε να έχουμε την ιδανική ένωση ( ζεύξη ) με το άροτρο.

Το εύρος των τροχών ενός ελκυστήρα ώστε να πραγματοποιήσουμε την ιδανική ένωση με το άροτρο βρίσκεται από τον τύπο 

εύρος τροχών = 2 * (συνολικό πλάτος κοπής αρότρου / 2 + πλάτος κοπής υνιού / 4 + πλάτος ελαστικών γεωργικού ελκυστήρα / 2).

Όπου d : εύρος τροχών, β : συνολικό πλάτος κοπής αρότρου, α : πλάτος κοπής υνιού

Επειδή έχουμε τετράυνο άροτρο, το συνολικό πλάτος κοπής του αρότρου είναι
 β = 4 * πλάτος κοπής υνιού = > β = 4 * 30 = > β = 120cm

Γίνετε μέλος της fb ομάδας του Αγροτών Ανάγνωσμα ΕΔΩ

Oπότε για το εύρος των τροχών του γεωργικού ελκυστήρα,  θα έχουμε στον τύπο

 d = ( 120 / 2 + 30 / 4 + 50 / 2 ) *2 = > d = ( 60 + 7,5 + 25 ) * 2 = > d = 92,5 *2 = > d = 185cm = > d = 1,85m.

Βιβλιογραφία

Διδακτικές σημειώσεις μαθήματος εξαμήνου Γεωργικής Μηχανολογίας

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας

Σχολή Γεωπονικών Επιστημών

Τμήμα Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος

Καθηγητής Γέμτος Θεοφάνης