Bazı toprak işleme makinalarındaki yapısal değişikliklerin makina iş başarısına etkilerinin belirlenmesi üzerinde araştırma: Sabit ve döner kulaklı pulluk örneği
Research on determination of effects of structural changes in some soil tillage machines on machine work success: Fixed and reversible mouldboard plough example
- Tez No: 970145
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM AKINCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: İş başarısı, Work success
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tarım sektörü, insanlığın temel besin ihtiyacını karşılaması ve geniş bir kesime istihdam olanağı sunması bakımından hem ulusal hem de küresel ölçekte stratejik öneme sahip bir alan olarak öne çıkmaktadır. Gıda arz güvenliğinin sağlanması, kırsal kalkınmanın desteklenmesi ve ekonomik istikrarın korunması gibi çok yönlü işlevleriyle tarım, sürdürülebilir kalkınma hedeflerinin gerçekleştirilmesinde kritik bir rol üstlenmektedir. Bu bağlamda, tarımsal üretimdeki temel amaç, mevcut tarım arazilerinden hem kalite hem de miktar bakımından en yüksek verimin elde edilmesidir. Tarımsal verimliliği artırmaya yönelik çabalar; modern üretim tekniklerinin uygulanması, girdi kullanımının optimize edilmesi ve çevresel koşullara duyarlı üretim modellerinin geliştirilmesi gibi çok boyutlu stratejilerle desteklenmektedir. Bu araştırma, Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü (BATEM)'e ait tarım arazilerinde yürütülmüş olup, bazı toprak işleme makinalarındaki yapısal değişikliklerin makina iş başarısına olan etkilerini ortaya koymayı amaçlamaktadır. Deneysel çalışmalar kapsamında, New Holland TD110 model traktöre monte edilen beş gövdeli sabit kulaklı pulluk (SKP) ve döner kulaklı pulluk (DKP) kullanılarak arazi denemeleri gerçekleştirilmiştir. Araştırmada öncelikle, toprak işleme makinalarındaki yapısal tasarım farklılıklarının, işlemlerdeki performans üzerindeki etkileri sistematik bir şekilde analiz edilmiştir. Bu kapsamda; çeki kuvveti gereksinimi, patinaj oranı, yakıt tüketim miktarı ve tarla etkinliği gibi toprak işleme parametreleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Elde edilen veriler, çeşitli ölçüm cihazları aracılığıyla sahadan doğrudan toplanmıştır. Özellikle, traktörün çeki gücünü belirlemek amacıyla dinamometre, toprağın fiziksel direncini ölçmek için toprak penetrometresi ve kulaklı pulluklar ile sürüm işleminde süre ölçümlerinde ise dijital kronometre kullanılmıştır. Bu ölçümler ışığında yapılan hesaplamalar ve analizler, tarla koşullarında kullanılan farklı tip pullukların iş başarısı ve enerji verimliliği açısından performanslarını ortaya koyarak, mekanizasyon stratejilerinin geliştirilmesine yönelik bilimsel bir temel sunmaktadır. Araştırma bulguları, sabit kulaklı pulluk (SKP) ve döner kulaklı pulluk (DKP) kullanılarak gerçekleştirilen toprak işleme uygulamalarında, toplam işlem süresi içerisinde en fazla zamanın parsel uzunluğu boyunca yapılan ana sürüm işlemlerinde harcandığını ortaya koymuştur. Bu durum, tarla içi zaman kullanım etkinliği açısından parsel boyu işlemesinin, dönüş, ayar ve diğer yardımcı işlemlere kıyasla daha yüksek zaman gerektirdiğini ve dolayısıyla makina performans değerlendirmelerinde bu faktörün dikkate alınması gerektiğini göstermektedir. Yapılan karşılaştırmalı analizler, SKP ve DKP arasında mevcut olan yapısal tasarım ve ağırlık farklılıklarının, söz konusu süreler üzerinde belirgin etkiler yarattığını ortaya koymuştur. Bu bağlamda, 9.0 da'lık deneme alanında SKP ile gerçekleştirilen toprak işleme süresi 3,752.0 s olarak ölçülürken, DKP ile yapılan uygulamalarda bu sürenin 4,997.0 s'ye kadar çıktığı belirlenmiştir. Toprak işleme koşullarının değerlendirilmesinde önemli bir parametre olan toprak nem içeriği, ölçüm anında %21.78 olarak tespit edilmiştir. Bu değer, standart aralıkların üzerinde olup, işleme sırasında hem çeki kuvveti hem de enerji gereksinimini artırıcı yönde etki etmiştir. Nitekim SKP ile yapılan işlemlerde çeki kuvveti değeri 9.63 kN olarak belirlenirken, DKP için bu değer 15.82 kN'a ulaşmıştır. Patinaj oranları da benzer şekilde DKP'de (%19.34), SKP'ye (%18.33) kıyasla daha yüksek seyretmiştir. Bu durum, DKP'nin yapısal olarak daha ağır ve dirençli bir donanıma sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Yakıt tüketimi açısından değerlendirildiğinde, SKP ile yapılan işlemlerde saatlik ortalama tüketim 18.74 l olarak ölçülmüş; DKP ile yapılan uygulamalarda ise bu değerin 22.06 l'ye kadar yükseldiği görülmüştür. Zaman etüdü sonuçlarına göre, tarla etkinliği SKP'de 0.75; DKP'de ise 0.80 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen oranlar, DKP'nin sürüm süresinin daha uzun olmasına rağmen, kesintisiz ve sürekli toprak işleme avantajı sunduğunu ortaya koymaktadır. Ayrıca, makinaların efektif alan kapasitesi açısından yapılan değerlendirmede, SKP'nin 5.68 da/h, DKP'nin ise 6.06 da/h iş başarısına ulaştığı tespit edilmiştir. Tüm bu araştırma verilerine göre, SKP ve DKP'nin farklı uygulama koşulları için MS Excel yazılımında makina iş başarısı excel modeli geliştirilmiştir. Bu sonuçlar, kulaklı pulluk tiplerinin arazi koşulları, yapısal özellikleri ve enerji gereksinimleri doğrultusunda farklı iş başarıları sergileyebildiğini ve toprak işleme performansı üzerinde belirleyici parametreler oluşturduğunu ortaya koymaktadır. Toprak işleme, tarımsal üretim sürecinin temel yapı taşlarından biri olup, üretim verimliliği ve sürdürülebilirliği açısından kritik öneme sahiptir. Bu işlemlerin etkinliği; zaman etütleri, toprağın fiziksel özellikleri ve kullanılan tarım makinalarının iş başarısı gibi performans göstergeleriyle doğrudan ilişkilidir. Bu bağlamda, sürüm sırasında kullanılan kulaklı pullukların yapısal özellikleri, iş gücü gereksinimi, enerji tüketimi ve tarla içi zaman kullanımı gibi faktörler üzerinde belirleyici rol oynamaktadır. Araştırma kapsamında incelenen SKP ve DKP arasındaki yapısal tasarım farklılıklarının, toprak işleme performansı üzerinde önemli etkiler yarattığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The agricultural sector holds strategic importance both nationally and globally, as it plays a fundamental role in meeting humanity's basic food needs and provides employment opportunities for a large segment of the population. With its multifaceted functions—ensuring food security, supporting rural development, and maintaining economic stability—agriculture assumes a critical role in achieving sustainable development goals. In this context, the primary objective of agricultural production is to achieve the highest possible yield in terms of both quality and quantity from the available arable land. Efforts to enhance agricultural productivity are supported through multidimensional strategies such as the implementation of modern production techniques, the optimization of input use, and the development of environmentally responsive production models. This study was conducted on the agricultural fields of the Western Mediterranean Agricultural Research Institute Directorate and aimed to investigate the effects of structural variations in agricultural machinery on operational efficiency. Within the scope of the experimental work, field trials were carried out using a New Holland TD110 model tractor equipped with a five-furrow conventional moldboard plow (SKP) and a reversible moldboard plow (DKP). The research primarily focused on systematically analyzing the impact of structural design differences in soil tillage machinery on operational performance. In this context, key soil tillage parameters such as drawbar pull requirement, slippage rate, fuel consumption, and field efficiency were comparatively examined. The data were directly collected from the field using various measurement instruments. In particular, a dynamometer was employed to measure the tractor's draft force, while a soil penetrometer was used to assess the physical resistance of the soil. Based on these measurements, the subsequent calculations and analyses provided a scientific foundation for evaluating the performance of different plow types under field conditions in terms of operational success and energy efficiency, thereby contributing to the development of improved mechanization strategies. The findings of the study revealed that, in soil tillage operations conducted using both the conventional moldboard plow (SKP) and the reversible moldboard plow (DKP), the majority of the total operation time was spent on the primary tillage process along the length of the field. This indicates that, in terms of field efficiency, the longitudinal tillage process requires significantly more time compared to turning, adjustment, and other auxiliary operations, and thus should be considered a critical factor in the evaluation of machine performance. Comparative analyses demonstrated that structural design and weight differences between the SKP and DKP had a substantial impact on the duration of these operations. In this context, the time required for soil tillage using the SKP was measured at 3,752.0 seconds, whereas the same operation conducted with the DKP extended to 4,997.0 seconds. Soil moisture content, a key parameter in the evaluation of tillage conditions, was measured at 21.78% at the time of the field study. This value exceeds standard ranges and contributed to increased drawbar force and energy requirements during the tillage process. Specifically, the drawbar force was recorded as 9.63 kN for operations conducted with the conventional moldboard plow (SKP), whereas it increased to 15.82 kN for the reversible moldboard plow (DKP). Similarly, slippage rates were higher with the DKP at 19.34%, compared to 18.33% with the SKP. This outcome can be attributed to the DKP's structurally heavier and more resistant configuration. When evaluated in terms of fuel consumption, the hourly average consumption was measured as 18.74 liters in the operations carried out with SKP; this value increased to 22.06 liters in the applications carried out with DKP. According to the time study results, field efficiency was calculated as 0.75 in SKP and 0.80 in DKP. These ratios show that although the DKP has a longer working time, it has the advantage of uninterrupted and continuous processing. In addition, in the evaluation made in terms of the effective area capacity of the machines, it was determined that SKP reached a work success of 5.68 da/h and DKP reached a work success of 6.06 da/h, and a program was developed in MS Excel Software on field efficiency and work success. These results reveal that moldboard plow types can exhibit different work successes in line with the field conditions, structural features and energy requirements and constitute decisive parameters on soil processing performance. Soil tillage operations represent one of the fundamental stages in the agricultural production process, and their efficiency is directly influenced by performance indicators such as time-motion studies, soil tillage parameters, and machine operational effectiveness. In this context, the structural characteristics of the machines used during tillage play a critical role in factors such as labor requirements, energy consumption, and in-field time utilization. The findings of the study revealed that the structural design differences between the SKP and DKP had significant effects on soil tillage performance.
Benzer Tezler
- Şeker pancarı tarımında farklı toprak işleme yöntemlerinin etkinliklerinin belirlenmesi
Determination of the efficiency of different soil tillage methods in the sugar beet cultivation
KOÇ MEHMET TUĞRUL
Doktora
Türkçe
2002
ZiraatAnkara ÜniversitesiTarım Makineleri Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. İLKNUR GÖKNUR DURSUN
- Türkiye'de soğan üretiminde mekanizasyon ve soğanın mekanizasyonuna yönelik bazı özelliklerinin saptanması
Başlık çevirisi yok
BAHATTİN AKDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. YUSUF ZEREN
- Electric vehicle powertrain design and implementation
Elektrikli araç sürüş sistemi tasarımı ve imalatı
MERT SAFA MÖKÜKCÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Bazı toprak işleme aletlerinin işleyici organlarında uygulanan ısıl işlemler ve uygun ısıl işlemlerin belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
SÜLEYMAN YALDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
ZiraatSelçuk ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. FİKRET DEMİR
- Bazı toprak işleme aletlerinde çeki kuvveti ile çalışma derinliği arasındaki ilişkilerin saptanması üzerinde bir araştırma
Determination of the relations between draft force and working depth for some tillage equipment
VELİ ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
ZiraatTrakya ÜniversitesiTarım Makineleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YILMAZ BAYHAN