Kültivatörler - Prof.Dr.Rasim OKURSOY

İkinci sınıf toprak işleme makinaları
İkinci sınıf toprak işleme aletleri
Pullukla işlenmiş bir tarlanın özellikle ekim işlemine hazırlanması için pulluktan sonra
tarlaya sokulan aletlerdir. Pulluğun oluşturduğu kesekleri parçalayarak tarla yüzeyinin
ekime daha elverişli hale getirilmesine ikileme adı verilir.
İkinci sınıf toprak işleme makinaları şunlardır :
Kültivatörler
Ark pullukları (listerler)
Toprak frezeleri ve çapa makinaları (rototiller)
Tırmıklar
Dipkazanlar
Boğaz doldurma aletleri
Merdaneler
Tarla sürgüleri ve Tapanlar
Kültivatörler, ikileme ve üçleme diye adlandırılan sürümü yapmada yaygın olarak
kullanılan ikinci sınıf toprak işleme aletlerinden olup, basit yapıda makinalardır.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
1
İkinci sınıf toprak işleme makinaları
İkinci sınıf toprak işleme aletlerinin kullanım amaçları
Toprağı yeteri kadar parçalayarak tohum yatağı hazırlamak
Nadaslı tarım yönteminde yabancı otları öldürmek ve topraktan buharlaşmayı
engellemek suretiyle topraktaki nem birikimini korumak
Toprak yüzeyindeki bitki artıklarını parçalamak ve üst toprak katmanındaki organik
artıkların toprakla karışmasını sağlamak
Kaymak tabakasını karmak ve bazen de toprağı kısmen sıkıştırmak suretiyle daha
iyi tav durumunu yaratarak çimlenmeyi hızlandırmak.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
2
Kültivatörler
Kültivatörler toprağı devirmeden işleyen ikinci sınıf
toprak işleme aletleridir. Toprağı devirmeden çalışır.
Görevleri :
Toprağı yırtmak, kabartmak, parçalamak
Yabancı otların köklerini kesmek ve yolmak
Toprağı havalandırmak
 Serpilen gübre ve tohumların üzerlerini toprakla
kapatmak
Bazı durumlarda anız bozmak
Arazi tesviyesi yapmak (meliorasyon)
Çeşitleri :
1-Ağır kültivatörler (çizel ve graham pulluğu)
2-Hafif Kültivatörler (kazayağı)
3-Meliorasyon amaçlı kullanılanlar (dipkazan)
4-Özel yapıdaki kültivatörler (Rod-weeder)
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
3
Kültivatörler
Çeki kaynağına göre kültivatörler, elle (insan
işgücü) çekilen, hayvanla çekilen ve traktörle
çekilen kültivatörler olmak üzere 3 çeşittir :
İnsan iş gücü ile çekilen kültivatörler
uygulamadan kalkmıştır.
Hayvanla çekilen kültivatörlerde iki yada 4
teker üzerinde bulunan çatıya 5-7 ayak
konulmuştur. İş genişliği 90 cm civarındadır.
Traktörle çekilen kültivatörler diğerlerine
göre daha ağırdır.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
4
Kültivatörler
Bir kültivatörün ana
parçaları
uç demiri
İşleyici ayak
Çatı
Bağlantı ve ayar düzenleri
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
5
Kültivatörler
Ağır kültivatörler genellikle Chisel (çizel) ve Graham Pulluğu olarak tanımlanır. Bu
aletler toprağı alt üst etmeden birinci sınıf toprak işleme aletleri gibi anız bozmada
kullanılır. Bunlarda işleyici organlar ayaklara cıvatalar ile, ayaklar da çatıya yaylı ya da
yaysız olarak özel kelepçeli donanımlar ile bağlanmaktadır.
Hafif kültivatörler, pulluktan sonra toprağa sokulurlar. Ağırlıkları çekilir tip ağır
kültivatörlere göre %40 daha azdır. Bu kültivatörlerde ayaklar çatıya yaylı, yarı yaylı
ve sabit olarak bağlanırlar.
Hafif kültivatör
Ağır kültivatör
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
6
Kültivatörler
Asılır tip kültivatörlerde üç nokta askı düzeni (3 point hitch), çekilir tip
kültivatörlerde ise makinanın kolayca yol ve iş durumunda gelebilmesi için çatı
üzerinde çeşitli ayar ve kontrol mekanizmaları bulunur. Bu ayar mekanizmaları ile
:
Kültivatör çatısının yatay pozisyonda kalması,
Çeki kancasının yüksekliğinin ayarlanması,
Her sıradaki ayağın aynı derinlikte çalışabilmesi sağlanır.
Asılır tip kültivatörlerden traktörün 3 nokta askı düzenine asılarak çalışan çeşitleri
yaygın olmakla birlikte, traktörün iki aksı arasına yandan asılarak çalışan özel
kullanım amaçlı çeşitleri de vardır. Özellikle bağ ve bahçe mekanizasyonunda bu
tip kültivatörler kullanılabilmektedir.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
7
Kültivatörler
Dipkazanlar ve dren pullukları
Meliorasyon amaçlı kullanılan kültivatörlerden en önemlisi dipkazan denilen aletlerdir.
Dip kazanlar toprağı derin işlerler ve taban taşı ya da pulluk tabanı denilen sert ve
geçirimsiz toprak tabakasını kırarlar. Titreşimli ya da sabit gövdeli olanları vardır. Dren
pulluğu adı verilen çeşitleri de uygulamakta yaygın olarak kullanılmaktadır.
Rod-weederler
Rod-weederler, işleyici organları toprakla teması olmayan aletlerdir. Ot yolucular olarak
bilinene bu makinalarda, yerden belirli yükseklikte ve yere paralel olarak dönen bir
çubuk bulunmaktadır. Çubuğa dolanan yabancı otlar bu vesile ile yolunarak daha temiz
tarla yüzeyi elde edilir. Rod-weederlerde toprak işleme organı bulunmamasına rağmen
bu makinaların ikinci sınıf bir toprak işleme makinası olarak tanımlanmış bulunması
ilginçtir.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
8
Kültivatörler-uç demirleri
Asılır tip hafif kültivatörlerde kullanılan uç
demirleri şunlardır :
Kanatlı uç demirleri kuru tarım
bölgelerinde sıra arası toprak işlemede
arzulanan bir uç demiridir. Ortalama
kesme genişliği 3-10 cm arasındadır.
Ar uç demirlerinin kesme genişliği 6-6
cm civarındadır. Bazıları çift taraflı
bilendiğinden aşındıkça yönleri
değiştirilerek kullanılır.
Uç demirleri karbonlu çelik saçtan
kesilip preslenerek yapılır. Dar uç demirleri
7-10, kazayakları 3-6 mm kalınlığındadır.
a: kazayağı a-c: kanatlı uç demiri
b-d-e: dar uç demiri
15.10.2012
Keskin kenarları 500 BDS olacak şekilde
sertleştirilmektedir.
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
9
Kültivatörler-uç demirleri
Makinanın çeki kuvveti ve çeki gücüne etki eden faktörlerin başında toprak özellikleri ile
birlikte makinanın ayak yapısı ve uç demiri açıları gelmektedir.
Bir
kazayağında, toprağın etkili bir
şekilde parçalanmasına etki eden dört tip
tasarım açısı vardır :
1-göğüs açısı (α)
2-parçalama açısı (δ)
3-kama açısı (λ)
4-boşluk açısı (ε)
5-ağız açısı
Göğüs
açısı, toprağın uç demiri üzerinde yükselerek parçalanmasını sağlar.
Kazayaklarında bu açı en fazla 30º civarındadır. Yaylı ayaklara sahip kültivatör uç
demirlerinde göğüs açısı 20º civarında olmalıdır.Bunun başlıca nedeni çalışma sırasında
geriye esneyen ayak yüzünden bu açı değerinin daha da büyüyerek çeki kuvvetini
artırmasıdır.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
10
Kültivatörler-uç demirleri
Toprağın parçalanmasına etkili bir diğer açı da parçalama açısıdır.Parçalama açısı, uç
demirinin göğüs kısmından teğet geçen düzlem ile, toprak yüzeyinden geçen düzlem
arasındaki açıdır. Bu açı kama açısı ile boşluk açısının toplamına eşittir.
Kesme açısına bazen ağız açısı da denilmektedir. Küçük kesem açısına sahip kazayakları
ile yabancı otların kesilerek yok edilmesi daha iyi yapılmaktadır.
Bir kazayağında standart açılar
15.10.2012
Göğüs açısı (α)
13-30º
Parçalama açısı (δ)
18-30º
Kama açısı (λ)
12-15º
Boşluk açısı (ε)
6-15º
Ağız açısı (2γ)
70-90º
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
11
Kültivatörler-Ayaklar
Kültivatör ayakları :
Uç demirlerini üzerinde taşıyan ve bunları çatıya bağlayan organlardır.
Üç çeşidi vardır
:
1-yaylı,
2-yarı yaylı
3-sabit (yaysız)ayaklar
a : yaylı kültivatör
15.10.2012
b-c :yarı yaylı kültivatör
d-e :sabit ayaklı kültivatör
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
12
Kültivatörler-Ayaklar
a : yaylı kültivatör
b-c :yarı yaylı kültivatör
d-e :sabit ayaklı kültivatör
Yaylı ayaklar, ayağı çatıya birleştiren ve genelde silme denilen esnek metalin S şeklinde
kıvrılıp bükülmesi ile elde edilir. Ayrık otları tarafından basılmış tarlalar için uygundur. Bu tür
ayaklar en fazla 10 cm esneyecek şekil tasarlandığından, bu değerin üzerindeki esnemelerde
kalıcı deformasyonlar ortaya çıkabilmektedir.
Yarı yaylı ayaklar yarım yaylı ayaklar olarak ta tanımlanmıştır. Yaylı ayaklara göre daha sert ve
ağır toprak koşullarında kullanılır.Bu ayaklarda uç demirinin bağlandığı bölgenin üst kısmı sabit
yapılır. Yaylar gövde üzerinde olduğu gibi, ayrı olarak helisel yaylar olacak şekilde de tasarlanır.
Yarı yaylı kültivatörlerde iş derinliği en fazla 15 cm, ayakların yüksekliği hafif kültivatörlerde 4550 cm, ağır kültivatörlerde 60-90 cm arasındadır.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
13
Kültivatörler-Ayaklar
Çekilir Tip Kültivatörler
Ayak Tipi
Önemli parametreler
a
b
g
F
i
Kazayağı ve yarı yaylı ayak
8-12
15-25
1.2-1.5
30-50
13-19
Kazayağı ve yaysız ayak
10-16
20-25
1.5-2.2
30-60
13-19
Dar uç demiri ve yaysız ayak
10-22
15-20
1.5-2.0
30-150
7-17
Yaylı ayak, değiştirilebilir uç demiri
6-10
12-20
0.7-0.9
20-40
13-19
Kazayağı, yarı yaylı ayak
8-12
15-25
0.8-1.0
30-50
11-15
Kazayağı, yaysız ayak
10-16
20-30
1.0-1.3
30-60
9-13
Asılır Tip kültivatörler
a-iş derinliği (cm),
b-ayak izleri arasındaki uzaklık (cm)
g-birim iş genişliği başına düşen kültivatör ağırlığı (kg/m)
F-bir ayağa gelen çeki direnci (kg)
i-ortalama ayak sayısı (adet)
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
14
Kültivatörler-Ayaklar
Kulaklı
pulluklarda olduğu gibi makinanın tüm
organları çatı tarafından taşınır. Makinanın çeki
kaynağına bağlantısı çeki kancası ile yada 3 nokta
askı düzeni ile yapıldığından bu organlar çatı
üzerinde yer alır.
Ayakların çatı üzerine dizilişlerinin toprak işleme
tekniği açısından büyük önemi vardır. Toprakta
meydana gelen bozulma mekanizmasına göre
yandaki şekil dikkate alınarak aşağıdaki bağıntı
yazılabilir :
w
)
2 +b
A=
k
Cos(α + ρ)
2aTan(
Eşitlikte a : iş derinliği (cm), bk:bir ayağın kesme genişliği (cm) w:toprağın yanal yöndeki yer
değiştirmesine ilişkin açı değeri, α ve ρ ise sırasıyla uç demiri göğüs açısı ile toprakla metal
arasındaki sürtünme açısıdır Sürtünme açısı değeri en fazla 45º olabilmektedir. Şekildeki ∆b ise
örtme payıdır.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
15
Kültivatörler-Ayaklar
Ayaklar arası mesafe olan C değerinin hesapla
bulunan A değerinden fazla olması durumunda örtme
payı oluşmaz. Bu istenmeyen durumu ortadan
kaldırmak için ayaklar çatıya yüksekliği az olan
kültivatör ayakları için örtme payının 4-6 cm, fazla
yüksek olan ayaklar için ise 6-8 cm olacak şekilde
bağlanmalıdır.
Birbirinin ardı sıra dizilen ayaklarda, ayaklar arası
uzaklığın değeri l+lo değerinden az olması durumunda
tıkanmalar yaşanmaktadır.
Yabancı otların kesilerek yok edilmesinde kullanılan
kültivatör ayaklarında ise kesme genişliği ayaklar arası
mesafesi olan C değerinden daima fazla tutulmalıdır.
Örtme payı dikkate alındığında ayak
sayısı n olan bir kültivatörün etkili iş
genişliği şu formülle bulunur :
B = n(bk ) -(n -1)Δb
15.10.2012
Genel bir kural olarak ayakların çalışma derinliği (a),
ayaklar arası uzaklıktan az olamaz.Ayaklar arası
mesafe (A) hiçbir zaman 10 cm’den az
tutulmayacağından bu yönde bir tıkanma söz konusu
değildir.
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
16
Kültivatörler-çeki kuvveti
Çok genel bir tanımlama ile iş genişliği B
olan bir kültivatörün çalışma derinliğine bağlı
olarak gereksinim duyduğu çeki kuvveti şu
eşitlikle bulunur:
İş derinliği (cm)
q (kg/m)
2.5
40-80
5.0
50-90
7.5
80-150
10.0
120-200
12.5
150-200
15.0
220-320
17.5
300-400
20.0
350-500
Px = qB
Burada, Px traktör tarafından uygulanan
çeki kuvveti (kg) B, kültivatörün efektif iş
genişliği (m) ve q ise (kg/m) olarak özgül
kesme direncidir.
Özgül kesme direnci, kültivatörlerde birim
iş genişliğine düşen direnç olup tabloda
belirtilmiştir.
Normal koşullarda iş derinliği arttıkça özgül
kesme direnci de artmaktadır.
15.10.2012
Prof.Dr.Rasim OKURSOY
17