잡곡 수확용 25 kW급 소형 콤바인 시작기 설계 제작

이범섭 ( Beom Seob Lee ),지금배 ( Keum Bae Ji ),김성찬 ( Sung Chan Kim ),유수남 ( Soo Nam Yoo ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1

현재 국내에 공급되고 있는 잡곡류 수확기는 보행형 예취기, 탈곡기 위주의 저능률 기계화 수준으로 고능률의 콤바인 수확기 개발이 필요하며, 특히 잡곡류가 소규모 경작지의 영세농가 위주로 재배되어 저가격의 소형 콤바인 수확기 개발이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구는 소규모 밭의 두류 및 잡곡 수 확작업에 적응성이 뛰어나며, 농기계 임대사업소의 활용도를 높일 수 있고, 여성과 고령자도 쉽게 운전할 수 있어 수확작업의 노동력을 크게 절감할 수 있는 저가격의 25kW급 자주식 소형 콤바인을 개발하고자 시작기를 설계 · 제작하였다. 시작기의 주요부로 엔진은 25kW/2600rpm 3기통 디젤엔진을 탑재하였으며, 동력전달부는 주변속 3단, 부변속 2단의 선택맞물림 기어식의 변속장치를 이용하였다. 주행부는 궤도형으로 조향클러치와 습식 원판식 제동장치를 채용하였다. 전처리부는 선단거리 1700 mm의 디바이더와 상하좌우 수동 조절되는 회전속도 약 42 rpm의 정오각형 릴로 구성하였으며, 전처리부의 최대 승강높이는 740 mm이었다. 작물이송부는 돌기부착 오거와 체인컨베이어로 구성되어 있으며, 탈곡부는 단동형 축류식의 직경 440 mm, 길이 1180 mm의 급동과 높이 65 mm, 지름 10 mm의 46개 강봉형 급치, 격자형 수망으로 구성하였으며, 회전속도는 약 325 rpm으로 작동하도록 하였다. 선별 · 정선부는 요동 · 송풍선별식으로 곡립판, 볏짚체, 곡립체, 송풍팬으로 구성하였고 송풍팬의 회전속도는 약 850 rpm, 요동진동수는 약 5.8 Hz로 작동하도록 하였다. 곡물이송부와 재처리부는 수평이송 외경 103 mm, 수직이송 외경 110 mm의 피치가 모두 82 mm인 스크류컨베이어를 이용하였으며, 곡물탱크는 용량이 250 로 2개의 배출구로 곡물을 포대에 담도록 하였다. 그 외 시작기는 운전조작부, 유압장치부, 전기장치부 등을 갖도록 설계 · 제작하였다. 전체적인 기체의 크기는 길이x폭x높이 3935x1900x2440 mm이었으며, 기체 중량은 약 1753 kg이었다. 콩 대상 기초 성능시험결과 시작기의 작업속도는 약 0.5 m/s, 작업능률은 약 11 a/h로 나타났다.

콩 콤바인 탈곡통 회전수에 따른 탈곡성능 평가

이건호 ( Gun Ho Lee ),문병은 ( Byeong Eun Moon ),김태민 ( Tae Min Kim ),김나은 ( Na Eun Kim ),이미혜 ( Mi Hye Lee ),이정훈 ( Jeong Hoon Lee ),이범섭 ( Beom Seob Lee ),김현태 ( Hyeon Tae Kim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1

신종 코로나바이러스 감염증의 세계적 대유행이 쉽사리 진정될 기미가 보이지 않는 가운데, 최근 국제사회는 그 영향이 글로벌 식량난으로 이어질 가능성에 대해 곤두세우고 있다. 이러한 상황 속 정부는 콩의 낮은 자급률을 현재 26.7%에서 45%까지 올린다는 목표를 제시하고 논의 타작물 재배사업 추진과 연계하여 콩 작물 재배면적을 확대하는 방안을 강구하고 있다(한국농촌경제연구원, 2021). 그러나 콩 재배면적의 확대에 따라 노동력의 뒷받침에 필수적인 기계화 수준은 아직 미흡한 상황이다. 특히 콩의 수확과정에서 탈곡률을 높이기 위한 실증연구는 다수 이루어진 반면, 실제 탈곡 시 급치 형상 및 타격 강도에 따른 콩깍지 및 콩의 분리 등의 메커니즘에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 콩 콤바인의 탈곡과정 시 급치의 타격 강도에 따른 콩 탈곡 메커니즘의 구명을 목표로 콩 콤바인 탈곡부 시험기의 탈곡통 회전수 조절에 따른 콩탈곡율을 분석, 평가하였다. 실험에 사용된 탈곡부 시험기는 콩 콤바인(ABC 270, Ofe Co. Ltd) 모델의 탈곡부를 대상으로 형상 및 성능을 동일하게 제작, 구성하였다. 탈곡통의 회전속도 조절은 시험기의 동력제어부 내 유도전동기(KMH-10HK8)의 회전수 조절을 통해 실시하였다. 경남농업기술원 내 재배한 콩(대풍)을 대상으로 바닥으로부터 약 5 cm 높이의 줄기 부분을 베어 그룹 당 평균 4.6 kg, 총 14그룹의 샘플을 수집하였다. 탈곡통 회전수는 일반적인 콩 콤바인 탈곡통의 분당 회전수 320~380 r/min을 고려하여 200부터 450r/min까지 50 r/min 간격으로 설정하였으며, 각각 2회 반복 실험을 수행하였다. 실험 결과, 탈곡 및 선별된 콩의 무게는 그룹13(400 r/min)에서 약 0.590 kg으로 가장 많은 양이 탈곡, 선별 된 것으로 측정되었으며, 그룹4(250 r/min)는 약 0.165 kg으로 가장 적은 양이 탈곡된 것으로 측정된다. 선행연구 결과를 바탕으로 탈곡통 회전속도 및 급치 타격강도에 따른 콩의 탈곡 메커니즘 구명 연구를 수행할 예정이다.

3륜 승용관리기용 콩 파종작업기의 파종성능

이창훈 ( Chang Hoon Lee ),윤영태 ( Young Tae Yun ),김성찬 ( Sung Chan Kim ),유수남 ( Soo Nam Yoo ),이범섭 ( Beom Seob Lee ),지금배 ( Keum Bae Ji ),최일수 ( Il Soo Choi ),최용 ( Yong Choi ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2

본 연구는 3륜 승용관리기 복부장착형의 경사원판식 정밀 콩 파종작업기를 설계·제작하여 장류 콩인대원 콩을 대상으로 설정 주간거리에 따른 작업속도별 파종성능을 분석하였다. 주간거리는 약 15, 20, 25cm 3수준으로 변속비를 설정하였으며, 파종기 작업속도는 약 0.6, 1.0. 1.7 m/s 내외의 3수준이가 되도록 변속장치를 설정하였고, 그 외 조간거리는 약 70 cm, 파종심은 약 3~4 cm, 주당 파종량은 약 2개 내외가 되도록 설정하였다. 주간거리를 약 15 cm로 설정하였을 때 작업속도 0.55, 0.83, 1.71 m/s에서의 파종성능은 평균 파종심이 각각 3.32, 2.78, 2.34 cm로, 평균 주간거리는 각각 15.48, 15.67, 15.69 cm로, 평균 주당 파종량은 각각 2.04, 2.16, 2.36 개로 나타났다. 주간거리를 약 20 cm로 설정하였을 때 작업속도 0.60, 1.05, 1.62 m/s에서의 파종성능은 평균 파종심이 각각 2.88, 2.66, 3.66 cm로, 평균 주간거리는 각각 20.52, 20.44, 22.04 cm로, 평균 주당 파종량은 각각 2.00, 2.04, 2.04 개로 나타났다. 주간거리를 약 25 cm로 설정하였을 때 작업속도 0.53, 0.96, 1.80 m/s에서의 파종성능은 평균 파종심이 각각 3.54, 3.84, 3.52 cm로, 평균 주간거리는 각각 20.52, 20.44, 22.04 cm로, 평균 주당 파종량은 각각 2.00, 2.04, 2.04 개로 나타났다. 또한 파종 후 출아 상황을 조사한 결과주간거리를 약 15 cm로 설정하였을 때 작업속도별로 평균 출아 주간거리는 각각 15.14, 15.10, 16.32 cm로, 평균 주당 출아 수는 각각 1.96, 2.00, 2.12 개로 나타났으며, 주간거리를 약 20 cm로 설정하였을 때는 작업속도별로 평균 출아 주간거리가 각각 20.32, 19.84, 20.45 cm로, 평균 주당 출아 수는 각각 1.90, 1.93, 1.97 개로 나타났고, 주간거리를 약 25 cm로 설정하였을 때는 작업속도별로 평균 출아 주간거리 각각 24.23, 24.44, 24.56 cm로, 평균 주당 출아 수는 각각 2.00, 1.89, 1.94 개로 나타났다. 본 연구의 3륜 승용관리기 복부장착형의 경사원판식 정밀 두류 파종작업기는 약 1.8 m/s의 파종 작업속도까지 주간 파종거리, 주당 파종량, 파종심, 출아 측면에서 매우 우수한 파종성능을 보인 것으로 판단되었다.

중경제초와 중경배토 작업이 콩 수량에 미치는 영향

이창훈 ( Chang Hoon Lee ),유수남 ( Soo Nam Yoo ),이범섭 ( Beom Seob Lee ),윤영태 ( Young Tae Yoon ),최일수 ( Il Su Choi ),최용 ( Yong Choi ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

콩 재배 시 현재 국내에서 승용관리기에 의한 중경제초, 중경배토 작업의 수행은 매우 미진한 실정으로 2015년 승용기계화율은 단지 0.7%에 머물고 있다. 본 연구는 삼륜 승용관리기용 3조식 중경제초기, 중경배토기를 설계·제작하여 콩 재배에 적용 중경제초, 중경배토 작업이 콩 수량에 미치는 영향을 분석하였다. 시험 콩 품종은 대원 콩이었으며, 2017년 6월 25일 파종, 11월 18일 수확하였다. 시험구는 파종 시와 파종 후 30일 2회 제초제를 살포한 관행 구와 이에 추가로 중경제초 1회 수행, 중경배토 1회 수행, 중경제초+중경배토 각 1회 수행, 중경제초+주간 인력제초+중경배토 각 1회 수행의 시험구로 나누어 수량을 비교분석하였다. 중경제초, 주간 인력제초, 중경배토작업은 파종 후 각각 20일, 35일, 42일에 수행하였다. 시험 결과 콩 수량은 관행, 관행+중경제초, 관행+중경배토, 관행+중경제초+중경배토, 관행+중경제초+주간 인력제초+중경배토 시험구에서 각각 249, 326, 302, 338, 449 kg/10a로 나타나 관행구에 비하여 각각 30.9, 21.3, 35.7, 80.3%의 증수 효과를 나타내었다. 생육 초기 잦은 강우로 인하여 잡초 발생이 매우 많아 중경배토 보다는 중경제초 작업이 증수효과가 컸으며, 주간 인력제초의 증수 효과가 큰 것을 고려하면 주간 제초 기능이 없는 중경제초기의 보완이 필요하였다.

중경제초, 중경배토, 순 지르기 작업이 콩 수량에 미치는 영향

이창훈 ( Chang Hoon Lee ),유수남 ( Soo Nam Yoo ),이범섭 ( Beom Seob Lee ),윤영태 ( Young Tae Yun ),최일수 ( Il Su Choi ),최용 ( Yong Choi ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

콩 재배 시 현재 국내에서 승용관리기에 의한 중경제초, 중경배토, 순지르기 작업의 수행은 매우 미진한 실정으로 2015년 승용 기계화율은 단지 0.7%에 머물고 있다. 본 연구는 삼륜 승용관리기용 3조식 중경제초기, 중경배토기, 2조식 순지르기 작업기를 설계·제작하여 콩 재배에 적용 중경제초, 중경배토, 순지르기 작업이 콩 수량에 미치는 영향을 분석하였다. 시험포장은 경남 창원시 의창구 동읍 봉곡리 소재 농가 논 시험포장에서 수행하였으며, 시험작물은 장류 콩인 태광 콩으로 2018년 6월 7일 파종, 11월 16일 수확하였다. 시험구는 관행 시험구에 관행 2(2회 제초제 살포), 관행 2+순지르기, 관행 2+순지르기+ 중경배토, 관행 2+중경제초+중경배토 4개 시험구를 배치하였으며, 중경제초·중경배토·순지르기 작업기 시험구에 관행 1(1회 제초제 살포)+중경제초, 관행 1+중경제초+순지르기, 관행 1+중경제초+순지르기+중경배토, 관행 1+중경제초+중경배토 4개 시험구를 배치하여 총 8개 시험구를 시험하였다. 분석항목으로는 10a 당 수량, 수확 시 잡초 발생량(건물 중, kg/10a) 조사하여 시험구별로 비교·분석하였다. 10a 당 평균 콩 수량은 관행 2(2회 제초제 살포), 관행 2+순지르기, 관행 2+순지르기+중경배토, 관행 2+중경제초+중경배토, 관행 1(1회 제초제 살포)+중경제초, 관행 1+중경제초+순지르기, 관행 1+중경제초+순지르기+중경배토, 관행 1+중경제초+중경배토 시험구에서 각각 289.2, 172.9, 185.9, 338.8, 266.6, 150.8, 171.5, 286.4 kg으로 나타났다. 순지르기 작업을 수행한 시험구는 10a 당 수량이 크게 떨어지는 것으로 나타났으며, 이는 적정 작업시기보다 약 1달 정도 늦게 작업하였기 때문으로 순지르기 작업의 수량 증수효과는 나타나지 않았다. 관행 2+중경제초+중경배토 시험구와 관행 2 시험구, 관행 1+중경제초+중경배토 시험구와 관행1+중경제초 시험구의 수량을 비교해 보았을 때 중경제초와 중경배토 작업을 추가한 시험구가 각각 약 17.2%, 7.4%가 증수되어 중경제초와 중경 배토 작업이 수량 증대에 기여한 것으로 판단되었으며, 제초제 2회 살포 시험구가 제초제 1회 살포 시험구보다 증수효과가 큰 것으로 나타났다. 순지르기 작업을 수행한 시험구를 제외한 모든 시험구에서 농촌진흥청(2015)에서 제시한 태광 콩의 10a 당 수량인 266 kg 보다 비슷하거나 높게 나타나 3륜 승용관리기에 의한 중경 제초, 중경배토 작업이 콩의 수량을 증대시킬 수 있는 것으로 나타났다. 수확작업 시 10a 당 잡초발생량(건조중량)은 관행 2(2회 제초제 살포), 관행 2+순지르기, 관행 2+순지르기+중경배토, 관행 2+중경제초+중경배토, 관행 1(1회 제초제 살포)+중경제초, 관행 1+중경제초+순지르기, 관행 1+중경제초+순지르기+중경배토, 관행 1+중경제초+중경배토 시험구에서 각각 17.1, 79.0, 61.0, 5.4, 24.9, 104.2, 89.8, 19.4 kg으로 나타났다. 순지르기 작업이 적정 수행 작업시기보다 늦게 이루어져 순지르기 작업을 수행한 시험구에서 잡초발생량이 많아진 것으로 판단되었으며, 제초제 2 회 살포 시험구가 제초제 1회 살포 시험구보다 잡초발생량이 적어 제초제 1회 추가 살포가 중경제초, 중경배토 작업 1회 수행한 것보다 잡초발생 억제 효과가 큰 것으로 나타났다.

잡곡 수확용 소형 콤바인 3차 시작기의 메밀 수확성능

이창훈 ( Chang Hoon Lee ),유수남 ( Soo Nam Yoo ),이범섭 ( Beom Seob Lee ),윤영태 ( Young Tae Yun ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

곡물 손실, 작업능률 면에서 성능이 미흡하였던 잡곡 수확용 소형 콤바인 2차 시작기의 주 변속장치를 선택 맞물림식에서 정유압식(Hydrostatic Transmission, HST)으로 변경하고, 릴 장치의 구조와 조절 범위 등을 변경한 3차 시작기를 설계·제작하여 산파 재배된 메밀을 대상으로 수확성능을 분석하였다. 시험은 2018년 11월 16일, 경남 의령군 가례면 농가 포장에서 실시하였으며, 시험 메밀은 곡립 함수율 약 17.7%, 줄기 함수율 약 68.9%, 작물높이 약 86.8 cm, 도복각 약 35.5°, 예취높이 약 17.5 cm로 작업속도 약 0.10~1.08 m/s 범위에서 곡물 손실비율, 곡립구 조성비율, 작업능률 등을 분석하였다. 작업은 작업 폭 약 1.2 m, 최대 작업속도 약 1.08 m/s까지 작업 가능하였으며, 적정 작업능률은 포장효율을 약 70%로 가정할 때 작업속도 약 0.5 m/s에서 약 15.1 a/h로 추정되었다. 곡물 손실비율은 작업속도 약 0.10~1.08 m/s의 범위에서 탈립 손실비율 3.7~15.9%, 수집 손실비율 0.8~5.0%, 배진 손실비율 0.9~4.8%, 미 예취 손실 비율 0.1~3.1% 범위로 총 곡립 손실비율은 8.2~21.8%의 범위로 나타났다. 작업속도가 증가함에 따라 탈립 손실비율과 배진 손실비율은 증가하는 경향을, 수집 손실비율과 미 예취 손실 비율은 감소하는 경향을 보였다. 전반적인 총 곡립 손실비율은 작업속도 증가에 따라 약간씩 증가하는 경향으로 나타났다. 2차 시작기의 포장시험에서는 탈곡, 선별·정선에 의한 배진구의 곡립 손실 비율이 약 13.0% 정도로 크게 나타났으나 3차 시작기는 HST 주 변속장치의 채용으로 다양한 작업속도에서 배진구의 곡립 손실비율을 0.9~4.8%의 범위로 크게 줄일 수 있었다. 3차 시작기의 총 곡립 손실비율은 일본 Kitakura et al.(2008)의 연구결과에 비해서는 약간 높게, Morishita and Suzuki(2012 and 2017)의 관행 품종 연구결과에 비해서는 비슷하게, 탈립저항성 품종 연구결과에 비해서는 높게 나타난 것으로 판단되었다. 곡립구 조성비율은 작업속도 약 0.10~1.08 m/s의 범위에서 완전립 비율 83.2~96.7%, 이물질 비율 3.3~16.8%의 범위를 보였으며, 손상립은 없는 것으로 나타났다. 작업속도가 증가함에 따라 완전립 비율은 약간씩 감소하는 경향을 보인 반면 이물질 비율은 약간씩 증가하는 경향으로 나타났다. Naka et al.(1982)은 자탈형 콤바인으로 수확 시 곡립구의 이물질 비율 20%, 손상립 비율 3~4%로 매우 크게 발생하며, 보통형 콤바인은 곡립구의 곡립 비율이 80~95% 정도라고 보고하고 있으나 Kitakura et al.(2008)은 곡립 비율과 이물질 비율이 대부분 예취 폭 1.7~2.1 m 보통형 콤바인은 각각 97% 이상, 3% 이하, 예취 폭 1.3~1.5 m 소형 보통형 콤바인은 각각 98% 이상, 2% 이하라고 보고하고 있다. 따라서 3차 시작기는 Naka et al.(1982)의 연구결과 보다는 약간 양호한 곡립구의 곡물품질을 나타냈으나 Kitakura et al.(2008)의 연구결과와 비해서는 완전립 비율이 낮고, 특히 이물질 비율이 높은 것으로 나타났다. 이는 시작기의 경우 흐리고 이슬비가 약간 내리는 포장조건에서의 시험과 함께 메밀 곡립 크기에 비하여 부적절한 정선장치 곡립체 눈금 채용이 원인인 것으로 판단되며 향후 양호한 수확조건 확보와 정선장치 개선을 통하여 곡립구의 곡물품질 개선을 기할 필요가 있었다.

잡곡 수확용 소형 콤바인 3차 시작기의 율무 수확성능

이창훈 ( Chang Hoon Lee ),유수남 ( Soo Nam Yoo ),이범섭 ( Beom Seob Lee ),윤영태 ( Young Tae Yun ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

곡물 손실, 작업능률 면에서 성능이 미흡하였던 잡곡 수확용 소형 콤바인 2차 시작기의 주 변속장치를 선택 맞물림식에서 정유압식(Hydrostatic Transmission, HST)으로 변경하고, 릴 장치의 구조와 조절 범위 등을 변경한 3차 시작기를 설계·제작하여 인력 조파 재배된 율무를 대상으로 수확성능을 분석하였다. 시험은 2018년 11월 5~6일, 경남 의령군 가례면 농가 포장에서 실시하였으며, 시험 율무는 곡립 함수율 약 24.6%, 줄기 함수율 약 62.6%, 작물높이 약 152.3 cm, 예취높이 약 63.3 cm로 작업속도 약 0.24~1.05 m/s 범위에서 곡물 손실비율, 곡립구 조성비율, 작업능률 등을 분석하였다. 작업은 작업 폭 약 1.2(2조) m, 최대 작업속도 약 1.05 m/s까지 작업 가능하였으며, 적정 작업능률은 포장효율을 약 70%로 가정할 때 작업 속도 약 0.6 m/s에서 약 18.1 a/h로 추정되었다. 곡물 손실비율은 작업속도 약 0.24~1.05 m/s의 범위에서 탈립 손실비율 2.2~6.8%, 수집 손실비율 1.6~20.3%, 배진 손실비율 1.4~7.3%, 미 예취 손실 비율 0.7~14.0%의 범위로 총 곡립 손실비율은 11.6~43.6%의 범위로 나타났다. 2차 시작기와 비교해 볼 때 전반적으로 미 예취 손실을 제외한 모든 손실비율이 감소하였으며, 특히 수집 손실비율이 절반 정도로 크게 감소하여 평균 총 곡립 손실비율은 30% 후반에서 20% 전후 이하로 감소하였다. 작업속도가 증가함에 따라 탈립 손실비율과 배진 손실비율은 약간씩 증가하는 경향이었으나, 수집, 미 예취 곡립 손실비율은 크게 증가하는 경향을 보였으며, 전반적인 총 곡립 손실비율은 작업속도 증가에 따라 증가하는 경향이 뚜렷하였다. 3차 시작기의 총 곡립 손실비율은 작업속도와 작업 폭을 고려해 볼 때 자탈형 콤바인으로 시험한 일본의 Takamatsu et al.(1985), Ohtsuka et al.(1985), Okabe et al.(1987)의 연구결과 보다는 약간 우수한 성능을 보인 것으로 판단되며, 보통형 콤바인으로 시험한 Ohtsuka et al.(1985), 작물높이가 약 1.4 m 이내로 낮았던 율무를 시험한 Okabe et al.(1987)의 연구결과 보다는 약간 높은 총 곡립 손실비율을 보인 것으로 판단되었다. 전반적으로 3차 시작기의 경우 경우 릴의 구조 및 작동, 예취 날에 대한 위치를 개선함으로써 곡물손실을 크게 줄일 수 있었으며, 향후 콤바인 수확에 적합한 수확 작물의 높이가 낮고 탈립 저항성이 큰 품종 개량이 이루어지면 총 곡립 손실비율을 크게 감소시킬 수 있을 것으로 판단되었다. 곡립구 조성비율은 작업속도 약 0.24~1.05 m/s의 범위에서 완전립 비율 87.1~95.7%, 손상립 비율 0.5~3.6%, 지경 부착립 비율 0.1~2.0%, 미숙립 비율 1.6~7.8%, 이물질 비율 0.9~3.2%의 범위를 보였다. 작업속도가

잡곡 수확용 소형 콤바인 2차 시작기의 메밀, 율무 수확성능

윤영태 ( Young Tae Yoon ),이창훈 ( Chang Hoon Lee ),유수남 ( Soo Nam Yoo ),이범섭 ( Beom Seob Lee ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

현재 국내에 공급되고 있는 잡곡류 수확기는 보행형 예취기, 탈곡기 위주의 저능률 기계화 수준으로 고능률의 콤바인 수확기 개발이 필요하다. 특히 메밀, 율무 등 잡곡류는 소규모 경지의 영세농가 위주로 재배되어 노약자 운전이 가능한 저가격의 소형 콤바인 수확기 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 자주식 잡곡 수확용 소형 콤바인을 개발하고자 2차 시작기를 설계·제작하여 메밀과 율무를 대상으로 수확시험을 수행하여 그 수확성능을 분석하였다. 메밀 수확 성능시험은 곡립 함수율 약 19.9%, 줄기 함수율 약 60.8%, 산파 재배된 메밀을 대상으로 시험하였으며, 율무 수확 성능시험은 곡립 함수율 약 21.4%, 줄기 함수율 약 34.9%, 작물 높이 약 140 cm, 점파 재배된 율무를 대상으로 시험하였다. 조사 및 분석 항목으로 작업 폭, 작업속도 등 운전조건과 그에 따른 곡립 손실비율, 곡립구 수확물의 곡립비율, 이물질비율 등 곡립구 조성 비율을 분석하였다. 성능시험 결과 메밀은 부 변속 저속, 주 변속 1단의 변속단수, 작업 폭 약 0.6~0.7 m에서만 작업 가능하였으며, 최대 작업속도는 약 0.36 m/s로 나타났다. 총 곡립손실비율은 18.9~24.5%, 곡립구의 곡립비율과 이물질비율은 각각 93.4~94.8%, 5.5~7.0%의 범위로 나타났다. 율무는 부 변속 저속, 주 변속 1, 2단의 변속단수, 작업 폭 약 1.2 m (2조 작업)까지 작업 가능하였으며, 최대 작업속도는 주 변속 2단에서 1, 2조 수확 시 각각 약 0.47, 0.46 m/s로 나타났다. 총 곡립 손실비율은 1조 수확 시 34.7~41.8%, 2조 수확 시 35.9~37.1%, 곡립구의 곡립비율과 이물질비율은 1조 수확 시 각각 92.3~96.6%, 3.4~7.7%, 2조 수확 시 각각 92.3~96.6%, 3.6~5.0%의 범위로 나타났다. 포장효율이 70%일 때 유효작업능률은 메밀 수확의 경우 약 5.9 a/h, 율무 수확의 경우 약 13.9 a/h로 예측되었다.

3륜 승용관리기용 순 지르기 작업기 설계 제작

최일수 ( Il Soo Choi ),최용 ( Yong Choi ),이범섭 ( Beom Seob Lee ),지금배 ( Keum Bae Ji ),윤영태 ( Young Tae Yun ),유수남 ( Soo Nam Yoo ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1

3륜 승용관리기는 4륜 승용관리기에 비하여 작업기를 복부에 장착함으로 작업의 정밀도, 편이성, 관측의 용이성 향상과 함께 지상고 제고, 차폭 조절, 조향 등의 성능 개선을 기할 수 있다. 국내에서는 3륜 승용관리기용 복부 장착 부속작업기가 거의 개발되어 있지 않으며, 특히 두류 재배에 있어서 일관기계화작업을 위한 관리작업기의 개발이 매우 필요한 실정이다. 콩의 순 지르기 작업은 콩이 지나친 생육을 한 경우 미리 줄기의 윗부분을 제거하는 저심처리를 해주면 곁가지들의 왕성한 생육을 유도하여 많은 꼬투리를 얻고 쓰러짐도 줄어들어 수량을 높일 수 있다. 순 지르기 작업은 보통 낫이나 배부식 예취기를 이용하여 작업함으로 노동력이 많이 들고 작업부담이 심하여 개선이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 3륜승용관리기에 적합한 복부장착형의 순 지르기 작업기를 설계 · 제작하였다. 3륜 승용관리기용 순 지르기 작업기는 승용관리기의 복부 PTO에서의 구동력 전달을 위한 연결 조인트, 중간축, 기어 전동기구, 구동축으로 구성된 동력전달부, 2 조의 원판형 작업 날, 다양한 조간거리에 적응을 위한 조간조정 나사부, 3륜 승용관리기에의 부착을 위한 프레임 및 부착보조 작업기 이동용 바퀴장치 등으로 구성 설계 · 제작하였다. 원판형 칼날은 시판 중인 예취기의 외경 305 mm, 칼날 톱니 수 90개의 초경 비트 부착 날을 사용하였다. 작업 날의 승강높이는 150~540 mm 범위로 조절하도록 하였다. 조간거리의 조절범위는 수동나사에 의하여 660~860 mm 범위로 무단조절 할 수 있도록 하였다. 순 지르기 작업기는 3륜 승용 관리기 복부의 평행링크에 부착되므로 작업기의 이동 및 부착 편이를 위하여 이동용 바퀴를 설치하였다. 제작된 순 지르기 작업기의 크기는 길이x폭x높이가 514x1138x810 mm, 중량은 약 100 kg으로 제작되었다.

3륜 승용관리기용 중경제초기 설계 제작

최일수 ( Il Soo Choi ),최용 ( Yong Choi ),이범섭 ( Beom Seob Lee ),지금배 ( Keum Bae Ji ),윤영태 ( Young Tae Yun ),유수남 ( Soo Nam Yoo ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1

현재 국내의 경우 4륜 승용관리기가 개발되었으나 성능 미비와 편이성 부족으로 승용관리기 및 부속작업기 보급이 매우 저조한 상태이다. 3륜 승용관리기는 작업기 복부 장착으로 작업의 정밀도, 편이성, 관측의 용이성 향상과 함께 지상고 제고, 차폭 조절, 조향 등의 성능 개선을 기할 수 있다. 국내에서는 3륜승용관리기용 복부 장착 부속작업기가 거의 개발되어 있지 않으며, 특히 두류 재배에 있어서 일관기계화작업을 위한 관리작업기의 개발은 매우 필요한 실정이다. 승용관리기에 의한 중경제초는 잡초방제는 물론 물 빠짐과 토양 속 통기가 좋아지고, 지온 조절, 쓰러짐 방지, 부정근 발생을 조장하여 콩의 생육과 결실을 좋게 함으로써 수량이 증가되는 효과가 있다. 따라서 본 연구는 3륜 승용관리기에 적합한 복부장착형의 중경제초기를 설계 · 제작하였다. 3륜 승용관리기용 중경제초기는 승용관리기의 복부 PTO에서의 구동력 전달을 위한 연결 조인트, 중간축, 기어 및 체인 전동기구, 구동축으로 구성된 동력전달부, 중경제초를 위한 5개의 로타리 날과 후방 1개의 제초날로 구성된 3조의 작업날, 경심 조절을 위한 바퀴, 다양한 조간거리에 적응을 위한 조간조정나사부, 흙의 비산 방지를 위한 로타리 날 커버 및 케이스, 3륜 승용관리기에의 부착을 위한 프레임 및 부착보조 작업기 이동용 바퀴장치 등으로 구성 설계 · 제작하였다. 로타리 날은 기존 시판 관리기용 로타리중경 날을 사용하였는데 진행방향에 역으로 회전하도록 하였고, 날의 회전반경은 약 330 mm, 조당 경운폭은 약 250 mm, 최대 경심 100 mm로 설계하였다. 조간거리의 조절범위는 수동나사에 의하여 620~900mm 범위로 무단조절 할 수 있도록 하였다. 중경제초기는 3륜 승용 관리기 복부의 평행링크에 부착되므로 작업기의 이동 및 부착 편이성을 위하여 이동용 바퀴를 설치하였다. 제작된 중경제초기의 크기는 길이x폭x높이가 660x2072x880 mm, 중량은 약 200 kg으로 제작되었다.