新耕耘用機械の開発及びその特性解析

• 研究課題/領域番号: 05660288
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 農業機械学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 上出 順一 山形大学, 農学部, 教授 (20007082)
• 研究分担者: 岩渕 和則 山形大学, 農学部, 助教授 (00193764)
• 研究期間 (年度): 1993 – 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1994年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1993年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: 駆動型デイスク / その場反転 / プラウ / 模型実験 / 反転性 / 作用力 / 剛体モデル / シミュレーション

研究概要

土つくりのための耕耘用機械で、エネルギー消費及び省力化の面から期待される、駆動型デスクテイラー及びその場反転プラウについて、作用力、所要動力、作業性の面からその特性を検討した。
1.駆動型デスクテイラー
駆動型デスクテイラーの特性を明らかにするため、実機の1/3程度の模型デスクにより、デイスク直径、曲率半径、デイスク角、耕深、耕幅、及び回転速度比を変化させた場合のデイスク作用力を測定した。各条件において、回転速度比1.5以上でデイスクのけん引方向作用力は正から負に転じ、デスクの駆動により切削抵抗は機体を押し出す耕進力としてフィードバックされる。このため、総所要動力(けん引+回転)は回転速度比が2付近で最小になった。デスク押し出し力(負のけん引抵抗)はデスクの曲率半径が小さく、デスク角が小さいほど大きくなった。また、土壌硬度が大きいほどデスク回転による効果は大きかった。駆動デスクは自由転動デスクよりもエネルギーめんからみても有利であることが明らかになった。
2.その場反転プラウ
発土板型その場反転プラウを設計した。まず刃幅約25cm模型プラウにより実験を行い、れき土のその場反転性と作用力特性を明らかにした。れき土のその場反転性は土壌水分が高いほどよく、最適けん引速度は0.6m/s程度であった。プラウ比抵抗は4-7N/ ^2であった。また剛体モデルシミュレーションによりれき土の運動、作用力を解析した。さらに、耕幅60cmの実機を試作し、圃場実験を行い、実用化の可能性について検討した。実用化についてはいくつかの問題点が明らかになった。