Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
/
v.18
no.6
/
pp.9-18
/
2019
This study derives load characteristics and analyzes the safety of plowshares operating in dry fields. We mounted a three-blade, reversible plow on a 23.7 kW tractor and measured the plow's tractive force as well as the torque from the engine output shaft on the rear axle under various working speeds (L4, M1, M2, M3). We chose a Korean test site of Seomyeon, Chuncheon with sandy soil texture, as determined using the USDA method. We constructed the load spectrum for torque and tractive force using measured data and derived the fatigue life of the plowshare from a stress-cycle (S-N) curve of the plow material. Our results show that the M3 gear maximizes the driving shaft torque loads and, applying the tractive force load spectrum, creates a cumulative damage sum of $4.14{\times}10^{-5}$. Considering sampling time, we estimate a fatigue life of 805 hours while using the M3 gear. When using the other working speeds, however, all of the stress levels fell within the endurance limits and, therefore, our model predicts infinite plowshare lifetimes. For this analysis, we used a yield strength of 1,079 MPa for the plowshare and static safety factors, analyzed using the maximum stress, between 6.83 and 8.63 under each working speed.
A computer simulation was carried out to investigate draft characteristics of Korean paddy field for obtaining the basic reference to the selection of optimum moldboard type suitable for Korean paddy field conditions. Cylindrical, cylindroidal, semihelical moldboard plows, and one type of oriental Janggi were used for simulation. A series of soil bin experiments was conducted to compare the experimental results with the predicted drafts from computer simulation using the cylindroidal moldboard plow. The computer model predicted draft force with 1~12% error at 12~16cm plowing depth which is the most conventional plowing depth in the rural area in Korea. Thus, the computer model was considered to be good enough for simulation. Due to the different plowing width of experimental plows, specific draft was selected for comparison by computer simulations. Specific draft of cylindrical moldboard plow was ranged from 3 to 6 N/$\textrm{cm}^2$ according to the soil conditions, plowing speed and plowing depth, 2.5~3.0 N/$\textrm{cm}^2$ for semihelical moldboard plow.
This study deals with the design of snow plow for the special equipment vehicle. The purpose of the study is to develop the snow plow that can install in the special equipment vehicle such as clean up vehicle or dump truck in winter season. To do so, it is designed by 3 sub-assembly - snow shovel, main frame, and hydraulic cylinder and its support. The snow shovel consists of 3 pieces to meet the road profile and to exchange easily the damaged parts. Main frame connects the snow shovel with the hydraulic cylinder and its support and supports the weight of snow. Finally, the hydraulic cylinder and its support move the snow shovel up and down and tilt it. We designed it using 3D commercial CAD software for concurrent engineering design.
Kim, Jeong-Gil;Kim, Young-Joo;Kim, Jung-Hun;Shin, Beom-Soo;Nam, Ju-Seok
Journal of Biosystems Engineering
/
v.43
no.2
/
pp.83-93
/
2018
Purpose: This study derived the consumed power and load characteristics of a tillage operation performed in an upland field located in Seomyeon, Chuncheon, Rep. Korea, where potatoes and cabbages were cultivated in two crops. Methods: A plow and rotavator were mounted on a tractor with 23.7 kW of rated power to perform the tillage operation. The work conditions were determined, considering the actual working speed of the tillage operation performed by the local farmers. The power consumption of the rear axle, engine, and power take-off (PTO), PTO torque, and tractive force were measured under each work condition. The consumed power and load characteristics were analyzed using their average values. Results: The rotary-tillage operation consumed more engine power than the plow operation for the same tractor-transmission gear condition. The PTO in the rotary-tillage operation and the rear axle in the plow operation consumed the most power. The power consumption of the engine and the PTO for the rotary-tillage operation tended to increase as the transmission gears of the tractor and the PTO became higher. In contrast, the rear-axle power consumption was insignificant. In addition, the PTO torque tended to rise as the tilling pitch increased. For the plow operation, the drawbar power and the rear axle power accounted for 68-90% of the engine power. The engine and rear axle power, drawbar power, and tractive force tended to rise as the working speed increased. Conclusions: The power consumption and load characteristics differed for the plow and rotary-tillage operations. They may also differ depending on the soil conditions. Therefore, the power consumption and load characteristics in various work environments and regions should be analyzed, and reflected in the design of tractors and working implements. The results derived from this study can be used as a reference for such designs.
On the basis of design theory of soil inversion, two types of moldboard plow with secondary soil mover was designed and constructed to invert furrow slice at same position with furrow bottom. A series of soil bin experiment was carried to investigate the performance of prototypes. First prototype of new concept plow showed two kinds of problems during the preliminary experiment. For the plowing depth of 6cut the prototype did not invert the furrow slice, instead it just cut furrow bottom and the furrow slice returned to the original position. For the plowing depth of 8cm, there was soil clogging problem at the rear part of plow. From the above results it was concluded that the first prototype can not be used for the inversion of furrow slice at same position with furrow bottom. Second prototype could invert furrow slice at the same position with furrow bottom, but the performance was affected by soil moisture content soil hardness and plowing speed very much. For the higher soil moisture content, for the higher soil hardness and higher plowing speed, the prototype showed higher soil inversion performance. For the second prototype the inversion ratio was almost 100%, inversion angle was in the range of 90 to 100 degree and side displacement was less than 4 cm. But the furrow slice was not continuous, it was cut in the length of 30 to 40 cm. The reason why the furrow slice was cut in that length is blamed for the design of moldboard surface. The specific draft of prototype was in the range of 37.24 kN/㎡ to 42.14 kN/㎡ this value is a little higher than that of the conventional plow, or from 30.38 kN/㎡ to 33.32 kN/㎡. But the difference was not so big. The inversion performance of the second prototype for the field experiment was much better than that of soil bin experiment due to the better soil and operational conditions. Sticky and compacted soil conditions, and higher plowing speed was suitable for the plowing operation of the second prototype
This study was carried out to investigate plow pan characteristics and to grasp the relationship between its particle size distribution fractal dimension ($D_m$) and water transport in paddy plow pan. Twenty four soil sampling sites with different management groups, ordinary and sandy-textured, were selected and investigated for physical properties of soils such as Yamanaka hardness in April, non-submerged condition, before rice seedling transplanting. The plow pan appearing depth and thickness was determined by penetration resistance profile. Undisturbed core samples with five replicates were sampled at plow pan layerwith 2 inch cores for measuring soil bulk density and saturated hydraulic conductivity. The particle size distribution fractal dimension ($D_m$) was calculated by the method following the procedure Tylerand Wheacraft (1992), using the USDA-based particle size analysis datawith fractions of 0-0.002, 0.002-0.053, 0.053-0.1, 0.1-0.25, 0.25-0.5, 0.5-1.0, and 1.0-2.0 mm. The plow pan of investigated fields appeared at a range from 5 to 30 cm depth, showing minimum value in sandy-textured management group and maximum value in ordinary management group. The thickness of plow pan were distributed from 5 to 17 cm, showing both minimum and maximum values in sandy-textured management group. Averagely, the plow appearing depth were deeper in ordinary management group than in sandy-textured management group, whereas the reverse in the thickness of plow pan. The particle size distribution fractal dimension ($D_m$) had higher value with finer textures, with higher fractality in coarser texture. Saturated hydraulic conductivities, $K_s$, of plow pan soils distributed from 0.5 to 1420 mm $day^{-1}$, having the highest value in sandy skeletal soils. The $K_s$ decreased with decreasing clay content and $D_m$, showing power function relationships. The coefficient of determination, $R^2$, of the fitted power functions were higher in $D_m$ as x-axis than in clay content. This means that $D_m$ could give us more effective estimation than clay content. Especially, sandy-textured paddy soils had higher $R^2$, compared to ordinary paddy soils. $K_s$ of relatively coarse-textured soils with less than 18%of clay content, therefore, was more dependent on particle size distribution than that of relatively fine-textured soils. From these results, it could be concluded that the fractal scaling gives us a unique quantity describing particle size distribution and then can be applied to estimate saturated hydraulic conductivity, especially more effective in coarse-textured soils.
A series of soil bin experiment was carried out on sandy loam to investigate if it is possible to predict implement draft by some analog tool. Chisel configuration resembling a cone penetrometer section was used as an analog tool. The angle of cone was 30 degree. Three types of tillage implement, or oriental janggi, moldboard plow and chisel plow were chosen for this study. Experimental tillage speed was 0.22, 0.33, 0.49 m/s ad tillage depth was 8, 12, 16cm. For the experimental tillage speed range, the increase of tillage speed did not affect the tillage draft for the three types of implement and analog tool, but as the tillage depth increased, tillage draft of the three types of implement and analog tool increased linearly. The linear relationship was found between the tillage draft of analog tool and that of three types of tillage implement for the experimental tillage depth and speed range with high value of $R^2$ Thus it was concluded from the above results that an analog tool can be used to predict the tillage draft of oriental janggi, moldboard plow and chisel plow. But more experiment for various soil types and theoretical verification are needed for more generallization.
Kim, Taek-Jin;Kim, Wan-Soo;Kim, Yeon-Soo;Chung, Sun-Ok;Park, Seong-Un;Hong, Soon-Jung;Choi, Chang-Hyun;Kim, Yong-Joo
Korean Journal of Agricultural Science
/
v.46
no.4
/
pp.723-735
/
2019
The power-train is the most important component of an agricultural tractor. In this study, the strength of the driving gear transmission of an 82 kW-class tractor was analyzed using equivalent torque during plow tillage. The load measurement system consisted of an engine revolution speed sensor, torque-meters, revolution speed sensors for four axles, and pressure sensors for two hydraulic pumps. The load data were measured during plow tillage for four speed stages: F2 (2.78 km/h), F5 (5.35 km/h), F7 (7.98 km/h), and F8 (9.75 km/h). Aspects of the gear-strength such as bending stress, contact stress, and safety factors were analyzed under two torque conditions: the equivalent torque at the highest plow load for the F8 speed stage and the maximum engine torque. The simulation results using KISSsoft showed that the maximum engine torque conditions had a lower safety factor than did the highest equivalent torque condition. The bending safety factors were > 1 at all gear stages, indicating that gear breakage did not occur under actual measured operating conditions, nor under the maximum torque conditions. However, the equivalent torque condition in the contact stress safety factor was > 1, and the maximum torque condition was < 1 at the first gear pair. The method of analysis using the equivalent torque showed lower stress and higher safety factor than did the method using maximum torque. Therefore, when designing a tractor by applying actual working torque, equivalent torque method would support more reliable product development.
Baek, Seung Min;Kim, Wan Soo;Lee, Jun Ho;Kim, Yean Jung;Suh, Dae Seok;Chung, Sun Ok;Choi, Chang Hyun;Gam, Byoung Woo;Kim, Yong Joo
Korean Journal of Agricultural Science
/
v.47
no.4
/
pp.1135-1145
/
2020
The purpose of this study was to compare and analyze the emissions of SOx and NH3 for a 78 kW class agricultural tractor during agricultural operations. A real-time monitoring system was constructed for measuring the load data. The field test was conducted during plow and rotary tillage. The working conditions were selected with the transmission gears in M3 Low and M2 High for the plow tillage and L3 High and L3 Low for the rotary tillage. The engine torque and fuel consumption were measured using controller area network (CAN) communication, and the emissions of SOx and NH3 were calculated based on the fuel consumption. As a result of the field tests, the engine torque was higher for the plow tillage than for the rotary tillage. As the gear stage was increased, the engine torque became higher. The emissions of SOx and NH3 were higher for the plow tillage than for the rotary tillage because the fuel consumption increased. Moreover, the emissions of SOx and NH3 tended to be more distributed for the rotary tillage than for the plow tillage. To develop an emission factor for agricultural machinery, it is important to measure reliable emission data during agricultural operations. In a future study, we will collect various emission data using a portable emission measurement system during agricultural operations.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.