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쟁기작업시 경심과 작업속도가 트랙터 부하에 미치는 영향 분석에 관한 연구
김연수 ( Yeon-soo Kim ),김효걸 ( Hyo-geol Kim ),천수환 ( Su-hwan Choen ),김영주 ( Young-joo Kim ),김용주 ( Yong-joo Kim ),이상대 ( Sang-dae Lee ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2
농업용 트랙터의 부하는 토양물성치 및 농작업 조건에 따른 영향을 받는다. 따라서, 필드시험을 통해 설계부하를 확보하는 것은 농기계 설계 및 트랙터 작업 조건 선정의 관점에서 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 쟁기작업 중 경심과 작업속도가 트랙터 부하에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 본 연구에서는 경심, 작업속도 및 부하를 계측하기 위해 경심계측시스템과 부하계측시스템을 구성하였다. 또한, 쟁기작업 전 시험결과 분석구간 선정을 위해 토양물성치 분석 시험을 진행하였다. 쟁기작업은 작업기 제원상의 대상 작업속도인 5-8 km/h에 해당하는 세 단수(M2-High, M3-Low, M3-High)에서 실시하였다. 계측된 데이터는 경심 순으로 정렬한 뒤 토양물성치 시험 결과 경반층으로 추정되는 13-19 cm의 경심 구간을 대상으로 부하분석을 진행하였다. 각 시험단수에서 15.5, 16.4, 14.9 cm의 평균 경심과 12.9, 19.6, 33.6%의 직진방향 슬립율을 보였다. 시험결과 M2-High는 부하가 적게 발생했지만, 작업속도가 가장 느렸다. M3-High는 16cm 보다 깊은 경심에서 엔진 최대토크의 96% 이상을 보이며, 차축 회전속도의 급격한 감소 및 낮은 연료효율을 보였다. M3-Low에서의 시험결과가 엔진 최대토크 80-90% 이상의 높은 부하를 극복하면서도 가장 깊은 경심, 낮은 견인력, 높은 연료 효율, 가장 빠른 작업속도를 보였다. 이러한 결과를 보아, M3-Low가 쟁기작업 수행시 가장 적절한 작업단수라 판단된다. 따라서, 향후 필드 계측 부하의 농업용 트랙터의 신뢰성 기반 설계 적용시 M3-Low에서 계측된 부하 데이터를 활용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 향후 연구에서는, DEM 시뮬레이션을 활용하여 경운작업 시 토양-기계 영향 인자 조건이 트랙터 부하에 미치는 영향에 대해 분석 및 검증 할 계획이다.
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