Fabrication and evaluation two types of bentleg tine

Document Type : Original Article

Authors

1 Professor of Biosystem Engineering Department, Agricultural nad Natural Resources faculty, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

2 MSc graduate student, Biosystem Engineering Department, Agricultural nad Natural Resources faculty, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

10.22098/sr.2026.19473.1046

Abstract

Introduction:
 Soil compaction is one of the major problems for farmers around the world. Soil compaction reduces root growth and reduces crop yield. One common method of eliminating soil compaction is the use of subsoilers. Using conventional subsoiler with regular blades requires high resistance and low energy efficiency. Using subsoilers with slanted blades not only reduces required resistance and also increases energy efficiency. Paraplow and bentleg are the subsoilers are used to reduce draft requirement and also specific draft.
Materials and Methods: Paraplow and bentleg subsoilers tines were fabricated and compared with a conventional subsoiler by conducting soil bin tests. blade. For this purpose, experiments were conducted in a soil bin at the workshops of the Biosystems engineering department of Mohaghegh Ardabili university. Soil texture was Loam and soil moisture content was 14% which was under critical moisture level. Tests were conducted in a factorial design based on a completely randomized design with three replications. The factors studied were the three types of tine including conventional, bentleg and Paraplow tines, five working depth 5, 7.5, 10, 10.5, and 15 cm, and tine travel speed at 5 levels of 2.5, 5, 7.5, 10, and 12.5 cm/s.
Results and discussion: The results showed that in all tines, the required draft increased significantly with increasing depth, while increasing depth did not have a significant effect on the specific draft. The bentleg tine with 34.45 N and 0.43 N/cm2 had the required the lowest and the standard tine with 62.1 N and 1.04 N/cm2 obtained the highest draft and specific draft. In all tines, the required draft increased significantly with increasing speed, but in the bentleg tine, the trend of draft increase showed a lower slope in comparison with the other tines. Using bentleg tine is recommended for required energy reduction and maintaining conservation tillage.
Conclusion: .
1- The bentleg tine was the best blade among the three types of blades evaluated in terms of both required draft and specific draft force. Also, the conventional blade with the highest draft was the most energy-consuming blade in terms of energy consumption.
2- In all blades, increasing the depth had a significant effect on the required draft, and with increasing depth, the required draft increased exponentially in a quadratic manner.
3- With increasing speed, the draft increased in all blades. However, among the three blades considered, bentleg tine, with its lower slope, showed a lower increase in draft force than the other blades.

Keywords

Article Title [Persian]

طراحی، ساخت و ارزیابی دو نوع تیغه زیرشکن کج ساق

Authors [Persian]

  • غلامحسین شاهقلی 1
  • سامان میارعباس کیانی 2
1 استاد گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
2 فارغ التحصیل دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
Abstract [Persian]

مقدمه: فشردگی خاک یکی از مشکلات عمده کشاورزان در سراسر جهان است که می تواند به صورت طبیعی یا در اثر عبور مرور ماشینهای کشاورزی یا چرای بی رویه دام ها رخ بدهد. فشردگی خاک باعث بر هم زدن ساختار خاک و تخریب آن شده و در نتیجه سبب کاهش رشد ریشه و کاهش عملکرد محصول می‌شود. بایستی با رعایت روش های صحیح مدیریتی از ایجاد تراکم جلوگیری کرد. برخی از این روش ها عبارتند از: 1- افزایش مواد آلی به خاک از انجائیکه افزایش مواد آلی خاک مدول الاستیسته خاک را کاهش داده و حاک همانند بالشتک نرم در مقابل نیروهای خارجی رفتار می کند. 2- جلوگیری از ورود و انجام عملیات کشاورزی توط ماشین های کشاورزی در رطوبت بحرانی زیرا که خاک بالاترین حساسیت به تراکم را در این رطوبت یا حوالی ان دارا می باشد. 3- انجام عملیات بی خاکورزی یا کم خاکورزی برای کاهش عبور و مرور ماشین ها و فعالیت میکروارگانیسم ها در خاک. ولی در صورت رخ دادن آن یکی از روش‌های رایج برای از بین بردن و رفع تراکم خاک، استفاده از زیرشکن در عمق های نسبتا زیاد می باشد. استفاده از زیرشکن‌های معمولی با تیغه‌های معمولی نیاز به علت مقاومت بالای خاک نیروی کششی زیادی را لازم داشته و درکل راندمان انرژی پایین دارد. استفاده از زیرشکن‌های با تیغه‌های مورب نه تنها مقاومت مورد نیاز را کاهش می‌دهد و بلکه راندمان انرژی را نیز افزایش می‌دهد. زیرشکن‌های پاراپلو و کج ساق برای کاهش نیاز کششی و همچنین کشش ویژه استفاده می‌شوند.
مواد و روش‌ها: دندانه‌های زیرشکن‌های پاراپلو و کج ساق طراحی و ساخته شد سپس با انجام آزمایش‌ها در مخزن خاک با زیرشکن معمولی از نظر عملکرد مقایسه شدند. برای این منظور، آزمایش‌های برش خاک با زیرشکن های مختلف در کارگاه‌های گروه مهندسی بیوسیستم دانشگاه محقق اردبیلی انجام گرفت. بافت خاک لوم و رطوبت خاک 14٪ بود که زیر سطح رطوبت بحرانی بود. آزمایش‌ها در قالب طرح فاکتوریل بر اساس طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. عوامل مورد مطالعه شامل سه نوع زیرشکن شامل زیرشکن معمولی، کج ساق و پاراپلو، پنج عمق کار ۵، ۷.۵، ۱۰، ۱۰.۵ و ۱۵ سانتی‌متر و سرعت پیشروی دندانه در ۵ سطح ۲.۵، ۵، ۷.۵، ۱۰ و ۱۲.۵ سانتی‌متر بر ثانیه بودند.
نتایج و بحث: نتایج نشان داد که در همه زیرشکن های مورد استفاده، نیروی کششی مورد نیاز با افزایش عمق به طور معنی‌داری افزایش می‌یابد، در حالی که افزایش عمق تأثیر معنی‌داری بر نیروی کششی ویژه نداشت.زیرشکن کج ساق با نیروی کشش و نیروی کشش ویزه ۳۴.۴۵ نیوتن و ۰.۴۳ نیوتن بر سانتی‌متر مربع کمترین مقادیر مورد نیاز و زیرشکن مرسوم با ۶۲.۱ نیوتن و ۱.۰۴ نیوتن بر سانتی‌متر مربع بیشترین نیروی کششی و نیروی کششی ویژه را به دست آوردند. در همه زیرشکن ها، نیروی کششی مورد نیاز با افزایش سرعت به طور معنی‌داری افزایش یافت، اما در زیرشکن کج ساق، روند افزایش نیروی کششی در مقایسه با سایر دندانه‌ها شیب کمتری نشان داد. بنابراین استفاده از زیرشکن کج ساق ه برای کاهش انرژی مورد نیاز و حفظ خاک‌ورزی حفاظتی توصیه می‌شود.
نتیجه‌گیری:کلی .
۱- تیغه کج ساق بهترین تیغه در بین سه نوع تیغه مورد بررسی از نظر نیروی کششی مورد نیاز و نیروی کششی ویژه بود. همچنین تیغه مرسوم با بیشترین نیروی کششی، پرمصرف‌ترین تیغه از نظر مصرف انرژی بود.
۲- در تمام تیغه‌ها، افزایش عمق تأثیر معنی‌داری بر نیروی کششی مورد نیاز داشت و با افزایش عمق، نیروی کششی مورد نیاز به صورت نمایی و درجه دوم افزایش یافت.
۳- با افزایش سرعت، نیروی کششی در تمام تیغه‌ها افزایش یافت. با این حال، در بین سه تیغه مورد بررسی، تیغه کج ساق با شیب کمتر، افزایش نیروی کششی کمتری نسبت به سایر تیغه‌ها نشان داد.

Keywords [Persian]

  • زیرشکن
  • کج ساق
  • پاراپلو
  • تراکم خاک

Files

History

  • Receive Date: 06 June 2026
  • Accept Date: 26 July 2026
  • First Publish Date: 15 August 2026
  • Publish Date: 15 August 2026

Share

How to cite

Statistics