در حوزه کشاورزی، چیزل به عنوان یکی از مهمترین ادوات خاکورزی اولیه و ثانویه شناخته میشود. این دستگاه با نفوذ عمیق در خاک (تا عمق 40 سانتیمتر)، لایههای سخت را میشکند، تهویه را بهبود میبخشد و بدون برگرداندن کامل خاک، بستر کشت را آماده میکند. اما عملکرد بینقص آن، مرهون قطعات چیزل است که عبارتند از: آونگ، غلاف، روبند، ناخن یا سوک و باله. در این مقاله به بررسی قطعات چیزل می پردازیم.
آونگ چیزل
آونگ چیزل (که به پایه چیزل یا ساقه چیزل نیز معروف است)، اصلیترین قطعه باربر در سیستم چیزل به شمار میرود. این قطعه به عنوان رابط مستقیم بین نوک خاکورز (سوک) و شاسی دستگاه عمل میکند.
جنس و مشخصات فنی
- جنس: فولاد ریختهگری با استحکام بالا (معمولا از نوع فولادی صادراتی با خواص مکانیکی برتر). این جنس به دلیل تحمل بارهای دینامیکی سنگین خاک (فشارهای فشاری و برشی تا چند تن) انتخاب میشود.
- ابعاد استاندارد: بسته به مدل چیزل (۵، ۷، ۹ یا ۱۱ شاخه)، طول آونگ حدود ۴۰ الی۶۰ سانتیمتر و ضخامت ۸ الی۱۲ میلیمتر.
- ویژگیهای مکانیکی: مقاومت کششی بالا (حداقل ۵۰۰ مگاپاسکال) و سختی سطحی برای جلوگیری از فرسایش.
عملکرد
آونگ چیزل نیروی هیدرولیکی تراکتور را به سوک منتقل کرده و خاک را در عمق نفوذ میدهد. در شرایط سخت (مانند خاکهای سنگی یا رسی فشرده)، پیچ برشی (Shear Pin) به عنوان مکانیسم ایمنی عمل میکند. این پیچ با مقاومت کمتر نسبت به آونگ، در بار بیش از حد (overloading) میشکند و پایه را به عقب آزاد میکند تا از خمش دائمی یا شکست جلوگیری شود. این طراحی بر اساس اصول مهندسی شکست (Failure Mechanics) است و عمر مفید آونگ را تا ۵۰۰۰ ساعت کارکرد افزایش میدهد.
غلاف چیزل
غلاف چیزل (Sheath یا Sleeve) نقش حیاتی در تثبیت پایه بر روی شاسی دارد و فشارهای وارده را توزیع میکند.
جنس و مشخصات فنی
- جنس: فولاد ریختهگری با چگالی بالا و مقاومت به ضربه (Impact Resistance). ضخامت دیوارهها ۱۰ الی ۱۵ میلیمتر برای تحمل نیروهای برشی.
- وزن: حدود ۵ الی۷ کیلوگرم در مدلهای استاندارد.
عملکرد
غلاف به عنوان یک اتصالدهنده انعطافپذیر عمل میکند و ارتعاشات خاک را جذب مینماید. در تحلیل تنش، غلاف نقطه ضعف احتمالی است؛ اگر پیچ برشی دیر بشکند، فشار به غلاف منتقل شده و ممکن است ترک بردارد. این قطعه با طراحی هندسی (شکل U) شاسی را در مرکز نگه میدارد و تعادل دینامیکی دستگاه را حفظ میکند.
روبند چیزل
روبند چیزل، قطعهای فولادی است که غلاف را از بالا محکم کرده و کل مجموعه را به شاسی متصل مینماید.
جنس و مشخصات فنی
- جنس: فولاد ریختهگری یا ورقی (نوع ورقی برای مدلهای سبکتر). استحکام کششی بالا و مقاومت به خوردگی.
- ابعاد: عرض 6 الی 7 سانتیمتر، با سوراخهای دقیق برای پیچها.
عملکرد
روبند فشارهای محوری و عرضی را از غلاف به شاسی منتقل میکند و از لغزش پایه در حین کار جلوگیری مینماید. از دیدگاه مهندسی، این قطعه نقش گیره ایمنی (Clamp) را ایفا میکند و توزیع یکنواخت بار (Load Distribution) را تضمین مینماید. در چیزلهای روتوچیزل، روبندهای تقویتشده برای سرعتهای بالاتر طراحی شدهاند.
ناخن یا سوک چیزل
ناخن یا سوک چیزل، قطعهای سایشی و حیاتی است که به طور مستقیم با خاک درگیر میشود.
جنس و مشخصات فنی
- جنس: فولاد ضد سایش (Wear-Resistant Steel) یا میکروآلیاژی (Micro-Alloyed Steel) با سختی سطحی ۵۰۰ الی ۶۰۰ برینل.
- ویژگی: دوطرفه (Reversible) برای استفاده از هر دو لبه.
عملکرد
سوک با زاویه نفوذ ۳۰ الی ۴۵ درجه، خاک را میشکافد و لایههای سخت را خرد میکند. از نظر تریبولوژی (Tribology)، این قطعه بیشترین سایش را تحمل میکند (تا ۲۰% وزن آن در ۱۰۰۰ ساعت کاهش مییابد).
باله چیزل
باله چیزل، قطعات جانبی هستند که بر روی پایه نصب میشوند و کارایی خاکورزی را تکمیل میکنند.
جنس و مشخصات فنی
- جنس: فولاد سخت با پوشش ضدزنگ، مشابه آونگ.
- تعداد: دو باله در هر پایه (یکی در هر طرف).
عملکرد
بالهها فاصله بین پایهها را پوشش داده، علفهای هرز را قطع میکنند و خاک را یکنواختتر میکنند. در مدلهای بالهدار، پوشش خاکورزی تا ۹۵% افزایش مییابد و از رشد مجدد علف جلوگیری میشود. این طراحی بر اساس هیدرودینامیک خاک (Soil Hydrodynamics) است.