Vonóerő optimalizálás, üzemanyag megtakarításról

Írta: Szerkesztőség - 2011 december 19.

Cégünk az Alu-Rock Kft európai támogatással, a GOP-1.1.1-09/1-2010-0176 azonosító jelű pályázat alapján végez K+F projektet vonóerő optimalizálás témakörben.

Az alapötlet azokhoz a megszámlálhatatlan mennyiségű kutatásokhoz kapcsolódik, amelyeknek célja a hagyományos energiafelhasználással működő eszközök, gépek és berendezése által felhasznált üzemanyagok fogyasztásának jelentős csökkenése.

A kutatásaink területe a mezőgazdaság, hiszen a megművelt területek nagysága csökkenésének egyik oka minden bizonnyal a költségek növekedése, és a verseny növekedése folytán a piacszűkülés következtében megvalósuló bevételek csökkenése.

 

A kis és nagyüzemi gazdálkodók, gazdaságok költségeinek egy jelentős részét az üzemanyag felhasználás adja.

A természetvédelmi okok mellett, ezért különlegesen fontos, hogy az energia, az üzemanyag felhasználás területén érzékelhető, jelentős mértékű csökkenés legyen megvalósítható. Fejlesztéseink, kutatásaink ezt célozzák.

Éppen ezért az ekefejlesztési törekvéseket a következő három csoportba sorolhatjuk:

  • A hagyományos ekék vonóerő szükségletének csökkentése;
  • A hagyományos ekék helyettesítése forgómozgású eszközökkel;
  • A szántási sebesség fokozására alkalmas eketípusok kialakítása.

A vontatási ellenállás csökkentésének egyik útja az eke rezegtetése.

Az eke néhány milliméteres kitérésű, gyors rezegtetésével az egyszerű csúszó súrlódás helyett a kormánylemez lökésszerűen továbbítja a barázdaszeleteket a szántás irányába.

A rezgetés a szántóvas metszési munkájára is kihat.

Közismert és kísérletekkel bizonyított tény, hogy ha a vágási folyamat és a súrlódási folyamat során, a vágópengén a vágott anyag részecskéi nem csak a vonóerő hatásvonalában (a vontatás irányában), hanem azzal valamilyen szöget bezáró irányban is, pl. a penge élvonalával párhuzamosan is elmozdulnak, vagy a vágópenge mozog a haladási iránnyal szöget bezáróan is, akkor a vágás vontatási irányban kifejtett erőszükséglete, azonos feltételek esetén, csökken.

A talajművelő szerszám haladási irányra merőleges mozgásának vágási, súrlódási ellenállásra gyakorolt hatása azonban a szakirodalomban nem kellően tisztázott, és talajművelő gépek fejlesztése során sem aknázták még ki az ebben rejlő energia-megtakarítási lehetőségeket.

A fenti feltételek alapján levont következtetések bizonyítására elemi méréseket végeztünk.

Választ kerestünk arra kérdésre is, hogy az oldalirányú elmozdulásnak, van-e szerepe a talajművelő szerszámok vontatási ellenállásának kialakulásában.

Összeállítottunk egy egyszerű készüléket, amelyen a vágópengét haladási irányban és él irányban is, mesterségesen, külső energiaforrás segítségével mozgatjuk a vizsgálat lefolytatása során.

Egy-egy talajállapothoz tartozóan mértük – állandó haladási sebességek mellett, különböző él irányú sebességekhez tartozóan – a vágóerő haladási irányába eső összetevőjének változását.

A vizsgálóberendezést laboratóriumi mérésekhez alakítottuk ki.

Készítettünk egy változtatható sebességgel működtethető hidraulikus munkahenger által mozgatott talajvályút, amelyben 1 mm vastagságú szimmetrikusan leélezett 6 mm széles vágólapot mozgattunk haladási irányban és vágóélvonal irányban egyaránt.

A mozgató eszköz egy kereskedelmi forgalomban kapható változtatható rezgésszámú dekopír fűrész volt.

A vágólap 19 mm amplitúdójú lengőmozgást végzett zérus vagy 10 és 60 Hz között fokozatmentesen változtatható rezgésszámmal.

A talajvályúban 6 cm vastag homokréteg helyezkedett el, amelyet teljes keresztmetszetében átvágott a penge oly módon, hogy a vágás során, a pengelap a homokrétegben, a penge vége pedig a homokrétegen kívül mozog.

A homokot minden egyes vágást megelőzően azonos módon előkészítve, tömörítve helyeztük a vályúba.

A vizsgálat célja az egyes talajállapotokhoz tartozó legkisebb vágási ellenállást eredményező frekvencia meghatározása volt.

Mértük a talajvályú sebességét és a mozgatásához szükséges erőt, amely a gördülési ellenállás levonását követően a vágóerőt adja, valamint a pengemozgás frekvenciáját.

A mérőberendezéssel a próbavizsgálatokat nedves homok (nedvességtartalom 28%) alkalmazásával végeztük el.

Az azonos nedvességtartalmú, három különböző mértékben tömörített homokot álló pengével, valamint 10 és 60 Hz frekvenciával rezgő pengével átvágva.

A kezdeti vizsgálati eredmények azt mutatják, hogy a vágási ellenállás az él irányú vibráció hatására jelentős mértékben csökkent, a csökkenés mértéke függ, de a vizsgált esetekben nem jelentős mértékben a penge frekvenciájától.

A próbavizsgálatok eredményeire építve készítettünk egy szántóföldi vizsgálatokra alkalmas pneumatikus rugózással ellátott talajművelő-szerszám rezgető készüléket.

A készülék laboratóriumi tesztjét elvégeztük, és szántóföldi vizsgálatokra előkészítettük.

A koncepció szerint az eszközre szerelt talajművelő szerszám a haladási irányra merőlegesen és azzal párhuzamosan is képes lengő mozgást végezni.

A két kijelölt irány között a lengés iránya 8 lépcsőben kb. 13 fokonként állítható.

Az eszközt párhuzamos lengőkarokra függesztettük, így a szerszám minden pontja önmagával párhuzamosan mozdul el.

A rugózást 4 db pneumatikus kontrakciós henger oldja meg.

A kontrakciós henger húzórugóként viselkedik. A rugó karakterisztikája a légnyomás változtatásával módosítható.

 

Alaphelyzetben a talajművelő szerszámra ható talajellenállás működteti a rugókat, amelyek a talajellenállások által gerjesztetten véletlenszerű frekvenciával és amplitúdóval periodikusan megnyúlnak és összehúzódnak.

Így keletkeznek – öngerjesztéssel, külső energia bevitele nélkül – azok a mozgások, amelyektől a vontatási ellenállás megváltozását várjuk.

A kontrakciós hengereket úgy kötöttük be, hogy kettő-kettő egymással szemben dolgozik, így megfelelő pneumatikus vezérléssel mesterségesen is lehet a szerkezetet lengetni, ahhoz, hogy megkereshetőek legyenek a kedvező lengési frekvenciák a vonóerő kifejtés szempontjából optimális öngerjesztett mozgások lengési jellemzői.

A kísérleti eszköz elkészült, és a laborkísérleteket követően, idén ősszel a szabadföldi kísérletekre kerül sor október-november hónapokban.

Az Alu-Rock Kft. 1951-ben alapított szövetkezet utódjaként, 100%-ban magyar magántulajdonú családi vállalkozásként végzi magas minőségű kokilla öntéssel készülő termékek gyártását 90%-ban export megrendelésekre.

Több mint fél évszázados gyakorlattal és szakmai háttérrel a Vevő első osztályú kiszolgálására törekszik a határidők betartásával, pontossággal és rugalmassággal.

 

Termékeink:

Ipari termékek: Hajtóműházak, hajtóműalkatrészek, világítástechnika, komplikált formájú és vékony falú alkatrészek öntése, műszer- és gépalkatrészek hagyományos – és CNC-megmunkálással, beépítésre készen.

Saját tervezésű kerti bútorok: Teljes egészében általunk előállított termékeink az öntött alumíniumból készült kerti bútorok: székek, asztalok, padok, virágtartók és pavilonok.

Bútoraink műanyag porlakk bevonatot kapnak, majd az előszerelést és csomagolást követően készülnek el.

A késztermékek úgynevezett lapra szerelt állapotban kerülnek kiszállításra, így a felhasználónak kell a bútorokat összeállítania.

Tevékenységeink közé tartoznak:

  • kutatási és fejlesztési tevékenység
  • új alkatrész fejlesztésében műszaki közreműködés, tanácsadás
  • kokillagyártás mintadarab, gyártás rajz vagy 3D adatok alapján
  • meglevő kokillák átvétele, átalakítása
  • kokillaöntés: 50-50.000 darab közötti szériagyártás, akár homok- vagy coldbox maggal,
  • vibrációs koptatás, gépi csiszolás
  • öntvény egyengetés, hőkezelése, felületkezelés, porszórás,
  • hagyományos gépi és CNC megmunkálás
  • szerelés
  • csomagolás, zsugorfóliázás
  • raktározás
  • fuvarozás lebonyolítása

 

 

Béres István Gulyás Gábor

ügyvezető projektmenedzser

Támogató szervezet:

Nemzeti Fejlesztési Ügynökség (www.nfu.hu) képviseletében eljáró közreműködő szervezet a MAG – Magyar Gazdaságfejlesztési Központ Zrt. (www.magzrt.hu)