Hidrolik alıcılarda değişken hız kontrol sistem tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of a variable speed control system in hydraulic actuators
- Tez No: 983702
- Danışmanlar: PROF. AHMET İNCE, YRD. DOÇ. CEM BOĞA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde küresel iklim değişikliği, artan nüfus ve plansız su kullanımı nedeniyle tarımsal sulamada kullanılabilir su kaynakları hızla azalmaktadır. Türkiye gibi yarı kurak iklim kuşağında yer alan ülkelerde bu durum, tarımsal üretimin sürdürülebilirliği açısından ciddi tehditler oluşturmaktadır. Özellikle bakliyat gibi suyu diğer tarımsal ürünlere göre az tüketen ancak stratejik öneme sahip ürünlerde, verimlilik odaklı teknolojik uygulamaların önemi gün geçtikçe artmaktadır. Türkiye'de son yıllarda hem ekim alanlarındaki daralma hem de hasat sonrası ürün kayıpları, tarımsal ürünlerin üretiminde arz güvenliğini tehdit eden başlıca unsurlar arasında yer almaktadır. Bu çalışmada, tarımsal üretimde yaygın olarak kullanılan bakliyat hasat makinelerinde ürün kayıplarını azaltarak verimi artırmaya yönelik yenilikçi bir hidrolik hız kontrol sistemi tasarlanmış ve uygulanmıştır. Hasat ve harman sırasında kullanılan radyal fanlar, ürünün kesme düzenine teması esnasında yedirici helezona doğru konumlanması için kritik bileşendir. Ancak sabit hızlı fan sistemleri, ürünün fiziksel özelliklerini dikkate almadığından düşük debilerde yetersiz hava hızından dolayı ürünün yetersiz eğimine, yüksek debilerde fazla ürün kaybına yol açmaktadır. Bu problemi çözmek amacıyla, fanı tahrik eden hidromotorun hızı ürünün ağırlık ve yoğunluğuna bağlı olarak oransal debi kontrollü hidrolik valf aracılığıyla ayarlanabilmektedir. Böylece operatör, potansiyometre yardımıyla fan hızını hasat koşullarına en uygun seviyeye getirebilmekte, akış kontrolü sayesinde fanın performansı dinamik olarak düzenlenmektedir. Bu yaklaşım hem ürün kayıplarını minimize etmekte hem de çiftçiye ekonomik fayda sağlamaktadır. Çalışmanın bir diğer önemi, hidrolik sistemlerin tarımsal mekanizasyona entegrasyonunda kontrol teknolojilerinin rolünü göstermesidir. Oransal kontrol gibi ileri düzey hidrolik sistemler, klasik mekanik çözümlere kıyasla çevresel ve ekonomik fayda sunmakta, özellikle değişken yük koşullarına sahip makinelerde yüksek performans sergilemektedir. Türkiye'de giderek daralan tarım alanları ve azalan su kaynakları göz önüne alındığında, bu tür teknolojik yaklaşımlar birim alandan alınabilecek verimi artırmak açısından stratejik öneme sahiptir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalar sonucunda, fan hızının ürün ağırlığına ve yoğunluğuna göre ayarlanmasının, özellikle düşük debili ürün geçişlerinde ürünün dışarı atılmasını minimize ettiği ve yaklaşık %15 oranında daha az ürün kaybı sağlanacağı düşünülmüştür. Bu sonuçlara göre hidrolik sistemlerde oransal kontrolün tarım makinelerinde verimlilik ve ürün kaybının azaltılması açısından önemli katkılar sağlayabileceği düşünülmektedir. Çalışma, tarımsal mekanizasyon alanında hidrolik kontrol sistemlerinin daha verimli kullanımı için örnek bir uygulama sunmakta ve benzer sistemlerin farklı tarım makinelerine entegrasyonu için temel bir referans oluşturmaktadır. Sonuç olarak, bu çalışma ile geliştirilen sistem; tarımsal üretimde kaynakların etkin kullanımı, ürün kayıplarının azaltılması, enerji verimliliği ve tarımda sürdürülebilirlik konularına somut katkı sağlamaktadır. İlerleyen dönemlerde bu sistemin farklı tarımsal ürünler ve farklı tarımsal makinelerle uyumlu hale getirilmesi planlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
Today, the availability of water resources for agricultural irrigation is rapidly declining due to global climate change, population growth, and unplanned water consumption. In countries located within semi-arid climate zones, such as Türkiye, this situation poses a significant threat to the sustainability of agricultural production. For strategic crops such as legumes—which require less water compared to many other agricultural products—the importance of efficiency-oriented technological applications is increasing steadily. In recent years, reductions in cultivated land and post-harvest product losses have emerged as major factors endangering supply security in Türkiye's agricultural production. This study presents the design and implementation of an innovative hydraulic speed control system aimed at reducing product losses and improving efficiency in legume harvesters. Radial fans used during harvesting and threshing are critical components that ensure the proper positioning of the product toward the feeding auger as it passes through the cutting mechanism. Traditional fixed-speed fan systems fail to consider the physical characteristics of the crop; consequently, inadequate airflow at low flow rates results in insufficient product inclination, while excessive airflow at high flow rates leads to increased product loss. To address this issue, the rotational speed of the hydraulic motor driving the fan was made adjustable based on the product's weight and density through a proportional flow-control hydraulic valve. This allows the operator to set the optimal fan speed for varying harvesting conditions using a potentiometer, enabling dynamic regulation of fan performance through precise flow control. This approach not only minimizes product losses but also yields substantial economic benefits for farmers. Another significant contribution of this study is the demonstration of the critical role of control technologies in integrating hydraulic systems into agricultural mechanization. Advanced hydraulic solutions such as proportional control provide environmental and economic advantages over conventional mechanical systems and exhibit superior performance under variable load conditions. Given the shrinking agricultural land and diminishing water resources in Türkiye, such technological advancements carry strategic importance for maximizing yield per unit area. Experimental results indicate that adjusting fan speed according to product weight and density significantly reduces unintended product discharge, particularly at low flow rates, and is estimated to decrease product losses by approximately 15%. These findings suggest that the use of proportional control in hydraulic systems can play a substantial role in enhancing efficiency and reducing losses in agricultural machinery. Overall, this study provides a practical example of the effective application of hydraulic control systems in agricultural mechanization and offers a foundational reference for adapting similar technologies to different types of agricultural machines. The developed system contributes to the efficient use of resources, reduction of product losses, improvement of energy efficiency, and enhancement of sustainability in agricultural production. Future work will focus on adapting this system for various agricultural crops and machinery types.
Benzer Tezler
- A comprehensive analysis of Turkish sea level changes and future modeling using machine learning methods
Türk deniz seviyesi değişikliklerinin kapsamlı analizi ve makine öğrenimi yöntemleriyle gelecek modellemesi
ELİF KARTAL
Doktora
İngilizce
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi destekli bir dönel kurutucu sisteminin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of a concentrated solar energy assisted rotary dryer system system
HACI PARLAMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiNecmettin Erbakan ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT SAMİ BÜKER
- GR6J hidrolojik modelindeki artık yağış ayrıştırma sabitinin model kalibrasyonuna etkisi
Effect of residual rainfall separation constant on model calibration in the GR6J hydrological model
HALİL İBRAHİM DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET CÜNEYD DEMİREL
- Yüzey pürüzlülüğünü etkileyen parametrelerin optimizasyonu ve pürüzlü mikrokanal akışının deneysel incelenmesi
Optimization of parameters affecting surface roughness and experimental investigation of rough microchannel flow
UMUT KÜÇÜKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriSakarya ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEZAKET PARLAK
- Serpantin tip minikanallı bir ısı alıcısında bypass akışın ısıl performans üzerindeki etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of bypass flow on thermal performance in a serpentine type minichannel heat sink
BAHADIR GEMİCİOĞLU
Doktora
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA DEMİRCAN