مهندسی بیوسیستم ایران

مهندسی بیوسیستم ایران

بررسی تأثیر شکل هندسی، جنس تیغه و روش سخت‌کاری بر مقاومت به سایش تیغه‌های برش ماشین برداشت نیشکر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی ماشین‫های کشاورزی و مکانیزاسیون، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، خوزستان، ایران
2 کارشناس ارشد طراحی، مرکز تحقیق طراحی و تولید موتور ایران خودرو، ایران
3 دکتری مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه بوعلی سینا، همدان و مدیر هنرستان زنده یاد ادهم مظفری، کامیاران، ایران
10.22059/ijbse.2026.420685.665662
چکیده
یکی از مشکلات اصلی کار با ماشین‫های برداشت نیشکر، سایش تیغه‌های برش ماشین برداشت نیشکر می‌باشد. سایش تیغه‌ها موجب کاهش کیفیت برش، افزایش زمان توقف ماشین و در نهایت بالا رفتن هزینه‌های بهره‌برداری می‌شود. طراحی بهینه و مقاوم به سایش تیغه برش، موجب بالا رفتن ضریب ایمنی می‌شود. ارزیابی و مقایسه جنس‫های مختلف، به‌ویژه در کنار هندسه تیغه و روش‌های سخت‌کاری، برای طراحی تیغه‌های با عمر طولانی و عملکرد بهینه ضروری است. بسیاری از مطالعات این عوامل را به‌صورت مستقل بررسی کرده‌اند. هدف این پژوهش، ارزیابی تجربی اثر هم‫زمان جنس، هندسه تیغه و روش سخت‌کاری بر مقاومت به سایش تیغه‌های برش ماشین برداشت نیشکر و شناسایی ترکیب مناسب این عوامل در شرایط مورد مطالعه بود. نوآوری پژوهش حاضر، ارزیابی هم‌زمان سه عامل جنس، شکل هندسی و روش سخت‌کاری و بررسی اثرات متقابل آن‌ها بر مقاومت به سایش تیغه‌های برش ماشین برداشت نیشکر است. سایش از طریق اندازه‌گیری اختلاف وزن نمونه‫ها، قبل و بعد از 24 ساعت عملیات برداشت با یک ترازوی دیجیتال با دقت 01/0 گرم انجام شد. آزمایش به ‫صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا گردید. بین سختی و مقاومت سایشی رابطه رگرسیون خطی برقرار بود که ضریب تبیین آن 93/0 R2= بدست آمد. نتایج نشان داد کمترین میزان سایش در 24 ساعت کاری تیغه‌ها مربوط به جنس 100Cr6 با 35/67 گرم بود. در بین شکل‫های مختلف، هندسه تقویتی با 15/68 گرم کمترین سایش را داشت. همچنین جنس 100Cr6 و روش سخت‌کاری القایی با 41/64 گرم، کمترین سایش را به خود اختصاص داد. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the Effects of Blade Geometry, Material, and Hardening Method on the Wear Resistance of Sugarcane Harvester Cutting Blades

نویسندگان English

Ebrahim Zarei Shahamat 1
Rasoul Hematian 2
Vahid Kahrizi 3
1 Department of Agricultural Machinery and Mechanization Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Rural Development, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran.
2 Senior Design Expert, Iran Khodro Engine R&D and Manufacturing Co. (IPCo), Tehran, Iran.
3 PhD of Mechanical Engineering of Biosystems, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina, Hamadan, Iran.
چکیده English

One of the problems associated with sugarcane harvesting machines is wear of cutting blades, which leads to reduced cutting quality, increased machine downtime, and higher operating costs. Optimal and wear-resistant blade design can improve operational safety. Evaluating blade materials in combination with blade geometry and hardening methods is essential for designing blades with long service life and performance. Previous studies investigated these factors independently. The objective of this study was to evaluate the simultaneous effects of blade material, geometry, and hardening method on the wear resistance of cutting blades used in sugarcane harvesting machines and to identify suitable combination under the conditions investigated. The innovation of this study lies in adopting an integrated approach to evaluate the combined effects of blade material, geometry, and hardening method on wear performance, providing a practical basis for selecting suitable blade configuration for sugarcane harvesting applications. Wear was evaluated by measuring the difference in specimen weight before and after 24 h of harvesting operation using a digital balance with an accuracy of 0.01 g. A linear regression relationship was established between blade hardness and wear resistance, with a coefficient of determination (R²) of 0.93. The results showed that the lowest wear after 24 h of operation was observed for 100Cr6 steel, with a wear value of 67.35 g. Among blade geometries, the reinforced geometry exhibited the lowest wear, with a value of 68.15 g. Furthermore, the combination of 100Cr6 steel and induction hardening resulted in the lowest wear, with a value of 64.41 g.

کلیدواژه‌ها English

Blade Geometry
Blade material
Induction Hardening
Thermal Hardening
Wear

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 06 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 23 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 27 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 06 مهر 1405