Kuyruk milinden hareketli tek etkili diskli tırmığın toprak işleme performansının belirlenmesi
Determination of pto powered single acting disc harrow of soil tillage performance
Yazar: ERGÜN ÇITIL
Danışman: PROF. DR. TAMER MARAKOĞLU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Bilimleri ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmanın amacı, tarımsal faaliyetlerin zamanında yapılması, en az sayıda geçişle toprak ve bitki kalıntılarını parçalanması, karıştırılması, traktörün motor gücünün daha etkin ve verimli kullanılmasını sağlamak için kuyruk milinden tahrikli tek etkili bir diskli tırmığın kullanımına yönelik uygun yapısal ve işletme özelliklerini belirlemektir.
Bu çalışmada; topraktan hareket alan tek etkili diskli tırmık ile kuyruk milinden hareketli tek etkili diskli tırmık, makineleri kullanılmıştır. Topraktan hareket alan tek etkili diskli tırmık, iki farklı disk çapı (610 mm ve 660 mm) ve üç farklı yön açısında (160- 230 ve 300), kuyruk milinden hareketli tek etkili diskli tırmık iki farklı disk çapı (610 mm ve 660 mm), üç farklı yön açısında (160- 230 ve 300) ve üç farklı disk devrinde (104.97-119.97 ve 143.96 min-1) denemeler yapılmıştır. Uygulamalar sonucunda, toprağın nem muhafazasına, penetrasyon direncine, deformasyon alanına, toprağın ağırlıklı ortalama çapına, toprak işleme sonrası yüzey düzgünsüzlüğüne, anızı parçalayıp gömme oranı ve anız miktarına, yakıt tüketimine, çeki kuvvetine ve çeki gücüne etkileri her iki makine için karşılaştırılmıştır. Ayrıca kuyruk milinden hareketli tek etkili diskli tırmığın, tork ihtiyacı belirlenmiştir. 
Disk çapı ve yön açısı artışına bağlı olarak, kesme genişliği ile iş derinliğinin arttığı ve buna bağlı olarak deformasyon alanının arttığı tespit edilmiştir. Yön açısı arttıkça nem kaybı oranı artış göstermiş, uygulamalar arasında Y1 uygulaması en düşük çalışma derinliği olduğundan nem kaybı en az olmuştur.  Bütün uygulamalar içinde en düşük penetrasyon direnci 0-205 mm çalışma derinliği aralığında 0.39 MPa olarak D2 N3Y3 uygulamasından elde edilmiştir. Bütün uygulamalar içinde en düşük kesilme direnci 0.32 N cm -2 değeri ile D2N3Y3 uygulamasında görülürken, bunu sırasıyla 0.33 N cm -2 ile D1N3Y3 ve 0.36 Ncm -2 D1N2Y3 ve D2N2Y3uygulamaları takip etmiştir. Kesilme direncinin disk çapı ve yön açısı arttıkça, azaldığı görülmüştür. En yüksek yüzey düzgünsüzlük değerleri Y1 yön açısının ayarlandığı uygulamalardan elde edilirken, en düşük yüzey düzgünsüzlükleri de Y3 yön açısının ayarlandığı uygulamalardan elde edilmiştir. Ağırlıklı ortalama çap için yapılan elek analizlerinden sonra en düşük ağırlıklı ortalama çap değeri 2.05 mm ile D2N2Y3 uygulamasından elde edilirken, en yüksek ağırlıklı ortalama çap değeri ise 4.70 mm ile D1Y1 uygulamasından elde edilmiştir. Kuyruk milinden hareketini alan diskli tırmık uygulamaları içinde en az anız miktarı, 20.67 g m-2, 22.67 g m-2 ve 25.33 g m-2 olarak sırayla D1N3Y3, D1N3Y2 ve D2N3Y3 uygulamalarından elde edilmiştir. En yüksek anız gömülme oranı, D1N3Y3, D1N3Y2  ve D1N2Y3 uygulamalarından sırayla %87.30, %86.07 ve %84.02 olarak tesbit edilmiştir.
Uygulamalar arasında en düşük u/v oranı 3.03 ile D1N1Y1 elde edilirken, en yüksek u/v oranı ise 4.63 ile D2N3Y3 uygulamasından, en düşük patinaj oranı %3.17 ile D1N3Y1 uygulamasından, en yüksek patinaj oranı ise %11.99 ile D2Y3 uygulamasından elde edilmiştir. En az çeki kuvveti D1N1Y1, D2N1Y1 ve D1N1Y2 uygulamalarında sırayla, 0.43 kN, 0.57 kN ve 0,85 kN olarak bulunmuştur.  Kuyruk milinden hareketli diskli tırmığın D1 çapındaki tork değerleri 411.34 Nm ve 710.72 Nm arasında, D2 çapındaki tork değerleri ise 510.94 Nm ve 742.33 Nm arasında tespit edilmiştir. Kuyruk milinden hareketli makineye ait yakıt tüketimleri D1 çaplı disk uygulamaları için 8.10 – 11.70 l h -1 arasında, D2 çaplı disk uygulamaları için ise 9.38 – 13.69 l h -1 arasında bulunmuştur.

Abstract:
The aim of this study is to determine the appropriate structural and operational features for the use of a single-acting disc harrow driven by the PTO in order to carry out agricultural activities on time, to break up and mix soil and plant residues with the least number of passes, and to use the engine power of the tractor more effectively and efficiently.
In this study; Single-acting disc harrow moving from the soil and single-acting disc harrow moving from the PTO were used. Single-acting disc harrow driven by the soil, two different disc diameters (610 mm and 660 mm) and three different direction angles (160- 230 and 300), single-acting disc harrow driven by the PTO, two different disc diameters (610 mm and 660 mm) Trials were made at three different directional angles (160- 230 and 300) and three different disc speeds (104.97 - 119.97 and 143.96 min-1). As a result of the applications, the effects of soil moisture retention, penetration resistance, deformation area, weighted average diameter of the soil, surface unevenness after tillage, stubble breaking rate and amount of stubble, fuel consumption, draft force and draft power were compared for both machines. In addition, the torque requirement of the single-acting disc harrow driven from the PTO was determined.
It was determined that the cutting width and working depth increased depending on the increase in disc diameter and direction angle, and accordingly the deformation area increased. As the angle of direction increased, the moisture loss rate increased, and since the Y1 application was the lowest working depth among the applications, the moisture loss was the least. The lowest penetration resistance among all applications was obtained from D2 N3Y3 application as 0.39 MPa in the range of 0-205 mm working depth. Among all applications, the lowest cut resistance was observed in the D2N3Y3 application with a value of 0.32 N cm-2, followed by 0.33 N cm-2 with D1N3Y3 and 0.36 Ncm-2 D1N2Y3 and D2N2Y3 applications, respectively. It was observed that the shear resistance decreased as the disc diameter and directional angle increased. While the highest surface roughness values were obtained from the applications where the Y1 direction angle was adjusted, the lowest surface roughness values were obtained from the applications where the Y3 direction angle was adjusted. After the sieve analyzes for the weighted average diameter, the lowest weighted average diameter value was obtained from the D2N2Y3 application with 2.05 mm, while the highest weighted average diameter value was obtained from the D1Y1 application with 4.70 mm. The least amount of stubble was obtained from the D1N3Y3, D1N3Y2 and D2N3Y3 applications as 20.67 g m-2, 22.67 g m-2 and 25.33 g m-2, respectively, among the disc harrow applications that are driven by the power take-off shaft. The highest stubble burial rate was determined as 87.30%, 86.07% and 84.02% in D1N3Y3, D1N3Y2 and D1N2Y3 applications, respectively.
D1N1Y1 had the lowest u/v ratio with 3.03, the highest u/v ratio was obtained from D2N3Y3 with 4.63, the lowest skid rate was obtained from D1N3Y1 with 3.17%, and the highest skid rate was obtained from D2Y3 with 11.99%. The minimum drawbar force was found to be 0.43 kN, 0.57 kN and 0.85 kN in D1N1Y1, D2N1Y1 and D1N1Y2 applications, respectively. The torque values of the disc harrow driven from the PTO were determined between 411.34 Nm and 710.72 Nm in diameter D1 and torque values between 510.94 Nm and 742.33 Nm in D2 diameter. The fuel consumption of the PTO driven machine was found to be between 8.10 – 11.70 l h -1 for D1 diameter disc applications, and 9.38 – 13.69 l h -1 for D2 diameter disc applications.