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Analysis of the axle load of an agricultural tractor during plow tillage and harrowing

  • Hong, Soon-Jung;Park, Seung-Je;Kim, Wan-Soo;Kim, Yong-Joo;Park, Seong-un
    • 농업과학연구
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    • 제43권4호
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    • pp.665-669
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    • 2016
  • Analysis of the load on the tractor during field operations is critical for the optimal design of the tractor. The purpose of this study was to do a load analysis of an agricultural tractor during plowing and harrowing. First, a load measurement system was developed and installed in a 71 kW agricultural tractor. Strain-gauges with a telemetry system were installed in the shaft located between the axles and the wheels, and used to measure the torque of the four driving axles. Second, field experiments were conducted for two types of field operations (plowing, harrowing), each at two gear levels (M2, M3). Third, load analysis was conducted according to field operation and gear level. At M2 gear selection for plowing, the maximum, minimum, and average (S. D.) torque values were 13,141 Nm; 4,381 Nm; and 6,971 Nm (${\pm}397.8Nm$, respectively). For harrowing, at M2 gear selection, torque values were, 14,504 Nm; 1,963 Nm; and 6,774 Nm (${\pm}459.4Nm$, respectively). At M3 gear selection for plowing, the maximum, minimum, and average (S. D.) torque values were,17,098 Nm; 6,275 Nm; and 8,509 Nm (${\pm}462.4Nm$, respectively). For harrowing at M3 gear selection, maximum, minimum, and average (S. D.) torque values were, 20,266 Nm; 2,745 Nm; and 9,968 Nm (${\pm}493.2$). The working speed of the tractor increased by approximately 143% when shifted from M2 (7.2 km/h) to M3 (10.3 km/h); while during plow tillage and harrowing, the load of the tractor increased approximately 1.2 times and 1.5 times, respectively.

차축의 중량 분포와 타이어의 공기압이 트랙터 작업의 연료 효율에 미치는 영향 (Effects of Distribution of Axle Load and Inflation Pressure of Tires on Fuel Efficiency of Tractor Operations)

  • 이진웅;김경욱;김동현;최규정
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제36권5호
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    • pp.303-313
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    • 2011
  • This study was conducted to investigate the effects of axle weight distribution and inflation pressure of tire on the fuel economy of tractors as well as operational range of tractor engine in terms of engine speed and power when a 4WD tractor of 38.2 kW rated power at 2500 rpm is used for plowing and flooded-field rotavating in paddy fields. (1) Plowing operation required an average engine power of 9.6~13.5 kW which equals 25~35% of rated PTO power. Engine speed ranged from 1,320.4 to 1,737.4 rpm, work velocity from 3.4 to 4.8 km/h, and fuel consumption from 3.2 to 4.2 L/h, respectively. (2) Flooded-field rotavating required an average engine power of 11.5~18.5 kW which equals 30~48.4% of rated PTO power. Out of this 6.2~12.2 kW was used for PTO power. Engine speed ranged from 1,557 to 2,067 rpm, work velocity from 2.5~5.4 km/h and fuel consumption from 3.2~5.5 L/h, respectively. (3) Axle weight distribution, inflation pressure of tire and moisture content of soil did not affect significantly the specific volumetric fuel consumption but affected significantly the fuel consumption per unit area of operation. Fuel savings amounted to 65% in plowing operation and 20% in flooded-field rotavating when the axle weight distribution and inflation pressure of tire were optimally adjusted. (4) Optimal adjustment of axle weight distribution and inflation pressure of tire are expected to save fuel consumption by 10~65% per unit area of operation in plowing and 10~20% in flooded-field rotavating.

논의 볏짚 시용(施用)이 춘계리경작업(春季犁耕作業) 성능(性能)에 미치는 영향(影響) (Plowing Performance in the Paddy Field Spread with Rice Straw in Spring)

  • 박우풍;김성래
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제8권1호
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    • pp.9-16
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    • 1983
  • 논의 볏짚 시용(施用)이 춘계(春季) 이경작업성능(犁耕作業性能)에 미치는 영향(影響)을 분석(分析)하기 위(爲)하여 볏짚의 길이를 10,20,30,60m로 절단(切斷)하여 10a당(當) 450kg의 볏짚을 시용(施用)하고 토양수분(土壤水分)이 27~36% d.b.인 식양토(埴壤土)의 논에서 8마력(馬力) 동력경운기(動力耕耘機)로 이경작업(犁耕作業)을 실시(實施)하여 볏짚 절단(切斷)길이의 변화(變化)와 토양수분(土壤水分)의 변화(變化)가 견인력(牽引力), 견인비저항(牽引比抵抗), slip 연료소모량등(燃料消耗量等)에 미치는 영향(影響)을 분석(分析)하였으며 토양수분(土壤水分) 및 토양경도(土壤硬度)와 이경작업성능(犁耕作業性能)과의 관계(關係)를 구명(究明)하였던 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 가. 이경작업시(犁耕作業時)의 견인력(牽引力)은 볏짚 절단(切斷)길이 약(約) 30cm와 토양수분(土壤水分) 약(約) 32%에서 110kg으로 최소(最小)로 나타났다. 나. 볏짚의 절단(切斷)길이와 토양수분(土壤水分)의 변화(變化)에 따른 견인비저항(牽引比抵抗)과 slip에 대(對)한 회귀방정식(回歸方程式)을 유도(誘導)하였다. 다. 견인비저항(牽引比抵抗)과 slip은 볏짚의 절단(切斷)길이 약(約) 30cm, 토양수분(土壤水分) 약(約) 32%에서 각각(各各) $0.35kg/cm^2$, 16%로 최소(最小)값을 나타내었으며 견인비저항(牽引比抵抗)은 토양수분(土壤水分) 변화(變化)에 slip은 볏짚의 절단(切斷)길이의 변화(變化)에 더 민감한 반응(反應)을 보였다. 라. 이경작업능률(犁耕作業能率)은 토양수분(土壤水分) 약(約) 35%, 토양경도(土壤硬度) 약(約) $10kg/cm^2$에서 최대(最大)인 5.3a/hr으로 나타났으며 이경작업능률(犁耕作業能率)은 토양경도(土壤硬度)의 이차함수(二次函數)로 나타났다. 마. 볏짚을 시용(施用)한 논에서의 연료소모량(燃料消耗量)은 볏짚 길이 약(約) 30cm, 토양수분(土壤水分) 약(約) 32%에서 평균(平均) 6.5l/10a로 최소(最小)로 나타났다.

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지오멤브레인 상의 모래의 전단거동에 관한 연구 (A Study on the Shear Behavior of Sands on the Geomembranes)

  • 이석원
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.89-89
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    • 2000
  • The shear behavior of any interface is a function of the fundamental properties of both materials at the interface. This study aimed at investigating the effect of planar surface roughness on the stress-horizontal displacement curve at theinterfaces composed of various geomembrane textures and granular materials. In addition, the extent of surfacialscarring on smooth geomembranes against granular materials during shearing induced by plowing effect was studied. It wasobserved that the displacements required to achieve peak and residual interface resistance, and the stress-displacementcurve at the interface vary greatly with the surface roughness of geomembrane. Quantification of surface roughnessvariations on smooth geomembrane due to plowing effect showed that the surfacial scarring during shearing by the soilparticles is directly related to both the normal stress and the angularity of the soil particles at the interface. The findingsof this study can be used to provide the useful information for the design and selection of counterface materials.

트랙터 작업기의 경심 자동제어시스템 (Automatic Depth Control System for Tractor Implement)

  • 최창현;나경환;김재민
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제18권4호
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    • pp.328-343
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    • 1993
  • To control depth of tractor implement, an automatic depth control system based upon microcomputer was developed. This system consists of data aquisition system to measure and to record travel speed, draft and depth of the implement, hydraulic system to control the implement depth and 3-point hitch to attach the implement. Program, written in C language, was able to select position control, draft control and mixed control. To analyze parameters affecting this system, the performance of the system was evaluated through use of computer simulation and verified in soil bin experiments. 3-point hitch was lifted by hydraulic pressure and lowered by implement weight. Dead band was one of the important factors which affect the stability and the accuracy of the system. The system became unstable when the flow rate was increased or when the dead band was decreased. The position control mode with on-off control showed the great ability to control the implement at the given plowing depth. With the draft control, the tractor load could be reduced, however the plowing depth was changed unexpectedly when the soil was hard and inconsistent. The mixed control could improve the performance of the system to maintain the plowing depth without overload of the tractor.

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시설참외 연작재배지 토양의 객토 및 심토반전이 토양 화학성 변화와 토양선층 억제효과에 미치는 영향 (Effects of Soil Addition and Subsoil Plowing on the Change of Soil Chemical Properties and the Reduction of Root-Knot Nematode in Continuous Cropping Field of Oriental Melon (Cucumis melo L.))

  • 전한식;박우철;정재식
    • 한국환경농학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-6
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    • 2002
  • 우리나라의 시설참외 주산지인 성주지역의 시설참외 연작 대책으로 객토와 심경에 의한 토양 화학성분의 변화와 뿌리혹선충 억제효과를 조사한 결과는 다음과 같다. 시설참외 연작 대책으로 많은 양의 객토를 함으로 EC는 4.30 dS/m에서 1.80 dS/m 58%, 유효인산은 406 mg/kg에서 182 mg/kg으로 55% 감축되고 유기물 함량이 16 g/kg에서 11 g/kg으로 31% 줄어 퇴비 등 각종 거름 사용량을 증가해야 하며 뿌리혹선충 밀도 억제효과는 1년 차 89%, 3년 차 84%, 5년 차 69%로 되어 근본 대책이 되지 못하면서 영농비 가중 및 환경 파괴의 문제가 수반되었다. 심토반전 효과도 객토와 비슷하여 EC 4.30 dS/m에서 1.98 dS/m 54% 줄고 유효인산 406 mg/kg에서 329 mg/kg으로 19% 줄었으며 뿌리혹선충 밀도 억제 효과는 처리 후 1년 차 71%, 3년 차 67%, 5년 차 42%가 되므로 처리 3년 이후에는 다른 대책이 필요하였다.

벼 담수표면 직파재배시 진단시비와 심토파쇄가 토양이화학성 및 벼 생육에 미치는 영향 (Influence of Diagnostic Fertilization and Subsoil Breaking on Soil physico-chemical Properties in Direct Seeding of Rice on Flooded Paddy Surface)

  • 류철현;유진희;양창휴;김택겸;강승원;김재덕;정광용
    • 한국토양비료학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.334-338
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    • 2006
  • 호남평야지 논토양의 대표토양인 전북통에서 벼 담 수직파재배시 토양물리성 개선과 진단시비로 쌀 안정생산을 위한 토양관리기술을 확립하고자 관행, 진단시비, 진단시비+퇴비+규산, 진단시비(LCU 70%)+심경, 진단시비(LCU 70%)+심토파쇄, 무질소구 등 6처리를 하여 2년간(1999~2000) 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 시험후 심토에서 물리성은 관행에 비하여 경도, 용적밀도, 고상이 낮아지고 공극률이 증가되었으며 그 정도는 심토파쇄>심경 순으로 양호하였다. 시험 후 토양의 화학성은 관행에 비하여 진단시비구, 완효성비료(LCU 70%) 시용 및 토양물리성 개선구에서 유기물함량, 규산함량 등이 증가하였다. 시비질소의 토양중 $NH_4-N$ 농도는 5엽기까지는 심경구에서 가장 높게 발현되었으며 관행 대비 LCU 70% 시용구에서 성숙기까지 발현량이 많았다. 시비질소의 흡수량은 관행에 비하여 진단시비(LCU 70%)+심경, 심토파쇄구에서 많았고 질소이용률도 높았다. 쌀수량은 관행($5.22Mg\;ha^{-1}$)대비 진단시비(LCU 70%)+심토파쇄구에서 8%, 진단시비(LCU 70%)+심경구에서 4% 증수되었으며, 증수요인은 $m^2$당 입수가 많고 등숙률이 높았던 것에 기인한 것으로 사료된다.

주요 고농서를 통한 조성시대의 도작기술 발전 과정 영구 IV. 조선시대의 비곡종 및 경지관리 (Transition of Rice Culture Practices during Chosun Dynasty through Old References IV. Preparation of Seeds and Land)

  • 이숭겸;구자옥;이은웅;이홍석
    • 한국작물학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.576-585
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    • 1991
  • 비곡종법은 중국의 $\ulcorner$범승지서$\lrcorner$부터 이미 확립 된 체계가 있어서 우리나라도 대부분 이를 인용하여 따르는 경향이 있었으며, 취종법은 비정상형의 종자를 선별해 버리고 우량종자를 선택하는 방식이었고, 선종법도 중국은 수선법을 따랐으나 우리나라는 풍선$\longrightarrow$절별$\longrightarrow$수선법을 창안발전시켰고, 최근에는 염수선이 첨가되었을 뿐, 모두가 완벽한 기술이었다. 종자흡습도 측정법이나 종자의 설즙 및 요분, 골즙처리법 등은 그 근간이 고대중국에서 유래된 것으로 우리나라의 농서들도 대체로 이를 인용하거나 다소의 가감을 통하여 수용하고 있었으나 이들 기술이 갖는 타당성은 합리성에 비하여 번거롭고 비현실적이며, 이는 우리나라 입지보다 중국의 한지, Alkali토양에서 오히려 수긍도가 높은 기술로 해석된다. 경지는 농사의 시작을 알리는 작업으로서 천지간에 기통하는 때를 기다려 시행한다는 고래 중국의 농업관을 거의 가감없이 선초부터 선말의 농서에까지 인용하고 있었다. 초경, 추경(혹은 춘경), 기경은 깊게하고 재경, 춘경(흑은 하경), 중경은 얕게 하며, 전자는 저수와 정지를 목적으로 하고 후자는 중경제초를 목적으로 하도록 기술분화 하고 있었다. 그러나 한전의 세역법에서 와 달리 상경하는 우리나라에서는 추경이 권장되고 있었으나 실제로 추경하지는 못하고 있었으며 이런 상황으로부터 시대를 경과하며 우리나라의 기경법은 녹비작물이용법, 엄경법, 분양법, 때에 따라서 건경법 등과 연계시켜 수행토록 종합처리법으로 발전을 이룩하였다. 뿐만 아니라 15세기까지는 새로운 산전과 연안지로의 경지확장을 위한 개간법을 지원하기 위한 농기구로서 윤목사용법이 창안되었고 17-18세기부터는 내외환으로 황무지화한 농경지를 대상으로 우선적으로 노동생산성을 제고시킴으로써 생산력까지 회복시키고자 하였으며, 이를 위하여 중국고대농법인 반종법과 소누법을 재인용 소개하여 왔으나 큰 성과는 불분명하며 드디어 선말에는 이에 대한 현실성을 평가하기에 이르렀다.

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3차원스캐닝과 역설계를 이용한 트랙터 복합작업기 치수 검사 (Inspection of Composite Working Implement of Tractor using 3D Scanning and Reverse Design)

  • 이충호
    • 한국기계가공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.45-53
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    • 2017
  • Disc harrow-type composite working implements of tractors are able to work almost 15km/hr. Soil reversing and plowing of agricultural fields are thereby faster than the existing rotavator speed of 2.5 km/h. In Korea, its supply process is being delayed because of the traditional tillage method of rotavator plowing operations. To develop products suitable for the domestic environment, an analysis and inspection was performed on the products of advanced specifications. 3D modeling was performed on main parts and frames using 3D scanner.

지르칼로이-4 튜브 프레팅 마멸 특성의 환경 의존성과 마멸기구 (Comparison of Fretting Wear Characteristics of Zircaloy-4 Tube in Light Water and in Air)

  • 조광희;김석삼
    • Tribology and Lubricants
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    • 제15권1호
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    • pp.83-89
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    • 1999
  • The fretting wear behaviour of Zircaloy-4 tube used as the fuel rod cladding in PWR nuclear power plants has been investigated at the different test environment, in light water and in air as a function of slip amplitude, normal load, test duration and frequency. Zircaloy-4 tubes were used for both of oscillating and stationary specimens. A fretting wear tester was designed to be suitable for this fretting test. The wear volume and specific wear rate of Zircaloy-4 tube in water was greater than those in air under various slip amplitude. Delaminates and surface cracks were observed at low slip amplitude and high load of fretting test in water, but the traces of adhesion and plowing were observed at and above 200 Um. The water accelerates the wear of Zircaloy-4 tube at lower slip amplitude in fretting.