Seed Damage Test for Roller-Type Device Designed at Different Flute Helical Angles

Abstract

Abstract. The crop producers who cannot buy a second planter due to its cost, have been seeking to take advantage of the planter with the roller-type metering device in dry bean sowing. While seemingly adequate for dry bean sowing, if the roller structural properties and operating parameters suitable for the seed dimensions are not used, it can cause an increase in the seed damage ratio. In this text, a mission was undertaken to determine the damaged seed ratio caused by the roller-type metering device under the influence of the flute diameter and helical angle, ground speed, and seeding rate. Seed damage was measured by collecting and weighing seed from each replication during seed flow. Flute diameter (18, 20, and 22 mm), helical angle (0, 10, and 20o), ground speed (1.0, 1.5, and 2.0 m s-1), and seeding rate (100, 150, and 200 kg ha-1) independent variables and seed damage rate were selected as the dependent variable, to measure seed damage level. According to the results, the ground speed definitely affects the seed damage rate, while the helical angle and flute diameter quite affected. The increase in the seeding rate, ground speed, helical angle, and flute diameter reduced the seed damage rate. The lowest seed damage rate values were obtained at 200 kg ha-1 seed rate, 2 m s-1 forward speed, 22 mm groove diameter, and 20o helical angle.

Keywords

• Flute diameter
• ground speed
• seeding rate
• planter
• dry bean

Farklı Oluk Helis Açılarında Tasarlanan Makaralı Tip Ekici Düzen için Tohum Hasarının Belirlenmesi

Öz

Maliyetinden dolayı ikinci bir ekim makinası satın alamayan üreticiler, kuru fasulye ekiminde oluklu makaralı ekici düzenli ekim makinalarından yararlanmaktadırlar. Oluklu makaralı ekici düzenli ekim makinaları kuru fasulye ekimi için yeterli görünmekle birlikte, tohum boyutlarına uygun makara yapısal özellikleri ve işletme parametreleri kullanılmazsa tohum hasarı oranında artışlara neden olabilir. Bu çalışma, farklı oluk çapı, oluk helis açısı, ilerleme hızı ve ekim normunun etkisi altındaki makaralı tip ekici düzende meydana gelen hasarlı tohum oranını belirlemek için gerçekleştirilmiştir. Tohum hasarı oranı, her bir tekerrürde makaradan akan tohumların bir kapta toplanıp tartılmasıyla belirlenmiştir. Zedelenmiş tohumları belirlemek amacıyla bağımsız değişken olarak oluk çapları (18, 20 ve 22 mm), helis açıları (0, 10 ve 20o), ilerleme hızları (1.0, 1.5 ve 2.0 m s-1) ve ekim normları (100, 150 ve 200 kg ha-1) bağımlı değişken olarak tohum hasar oranı seçilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, ilerleme hızı tohum hasar oranını önemli bir şekilde etkilerken, helis açısı ve oluk çapı oldukça etkilediği görülmüştür. Ayrıca, ekim normu, ilerleme hızı, helis açısı ve oluk çapındaki artış tohum hasar oranını düşürmüştür. En düşük tohum hasar oranı değerleri 200 kg ha-1 ekim normunda, 2 m s-1 ilerleme hızında, 22 mm oluk çapında ve 20o helisel açıda elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Oluk çapı
• Oluk çapı
• ilerleme hızı
• ekim normu
• ekim makinası
• kuru fasulye
• Oluk çapı, ilerleme hızı, ekim normu, ekim makinası, kuru fasulye

References

1. Anantachar, M., Kumar, P. G. V., & Guruswamy, T. (2010). Neural network prediction of performance parameters of an inclined plate seed metering device and its reverse mapping for the determination of optimum design and operational parameters. Computers and Electronics in Agriculture, 72, 87–98.
2. Brown, E. (2003). Sowing seeds for the agricultural revolution: jethro tull (1674-1741). Implement & Tractor September/October: 13.
3. Ess, D. R., Hawkins, S. E., Young, J. C., & Christmas, E. P. (2005). Evaluation of the performance of a belt metering system for soybeans planted with a grain drill. Applied Engineering in Agriculture, 21(6), 965–969.
4. Huang, Y., Wang, B., Yao, Y., Ding, S., Zhang, J., & Zhu, R. (2018). Parameter optimization of fluted-roller meter using discrete element method. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 11(6), 65-72.
5. Jin, M. F., Ding, Y. Q., Yu, H. F., Liu, H. T., Jiang, Y. Z., & Fu, X. Q. (2018). Optimal structure design and performance tests of seed metering device with fluted rollers for precision wheat seeding machine. İnternational Federation of Automatic Control Papersonline, 51, 509–514.
6. Kuş, E., & Yıldırım, Y. (2009). Tahıl ekim makinalarında kullanılan oluklu makaralı ekici düzenlerde oluk şekli ve derinliğinin değişik işletme koşullarında tohum akışına etkilerinin belirlenmesi. Tarımsal Mekanizasyon 25. Ulusal Kongresi, Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Isparta.
7. Kuş, E., Yıldırım, Y., Altıkat, S., & Küçükerdem, H. K. (2018). The Effect of seed drill vibration on the seed spacing uniformity in row in lentil planting. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 28(4), 419-425.
8. Li, L., Qian, L., & Yan-yan, C. (2016). Half-precision self-walking variable fertilization seeder design. International Journal of Hybrid Information Technology, 9, 177–188.

9. Lv, H., Yu, J. Q., & Fu, H. (2013). Simulation of the operation of a fertilizer spreader based on an outer groove wheel using a discrete element method. Mathematical and Computer Modelling, 58(3-4), 842–851.
10. Maleki, M. R., Jafari, J. F., Raufat, M. H., Mouazen, A. M., & Baerdemaeker, J. De. (2006). Evaluation of seed distribution uniformity of a multi-flight auger as a grain drill metering device. Biosystems Engineering, 94(4), 535-543.
11. Nukeshev, S., Eskhozhin, D., Lichman, G., Karaivanov, D., Zolotukhin, E., & Syzdykov, D. (2016). Theoretical substantiation of the design of a seeding device for differentiated intra soil application of mineral fertilizers. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 64, 115–122.
12. Önal, İ. (2011). Planting Maintenance and Fertilization Machines. Ege University Faculty of Agriculture Publications, 623, İzmir.
13. Öztürk, İ., Yıldırım, Y., Hınıslıoğlu, S., Demir, B., & Kuş, E. (2012). Optimization of seed flow evenness of fluted rolls used in seed drills by taguchi method. Scientific Research and Essays, 7(1), 78-85.
14. Ryu, I. H., & Kim, K. U. (1998). Design of roller type metering device for precision planting. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 41(4), 923–930.
15. Sugirbay, A. M., Zhao, J., Nukeshev, S. O., & Chen, J. (2020). Determination of pin-roller parameters and evaluation of the uniformity of granular fertilizer application metering devices in precision farming. Computers and Electronics in Agriculture, 179, 105835.
16. Yang, S., Wang, X., Dou, H., Gao, Y., & Zhao, C. (2018). Design and test on variable rate fertilization system supporting seeding and fertilizing monitoring. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 49, 145–153.
17. Yıldırım, Y., & Kuş, E. (2013). Soya tohumu için oluklu ekici makaranın akış düzgünlüğü. Tarımsal Mekanizasyon 28. Ulusal Kongresi, Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Konya.
18. Yıldırım, Y., & Kuş, E. (2014). Flow accuracy of fluted feed roller used in seed drill for dry bean seed. 12th International Congress on Mechanization and Energy in Agriculture, Cappadocia, Turkey.
19. Yıldırım, Y., & Kuş, E. (2016). Ekici makaralarda farklı oluk çap ve derinliklerinin soya tohumunun akış düzgünlüğüne etkileri. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 12(2), 127-132.
20. Yu, H., Ding, Y., Fu, X., Liu, H., Jin, M., Yang, C., Liu, Z., Sun, G., & Dou, X. (2019). A solid fertilizer and seed application rate measuring system for a seed-fertilizer drill machine. Computers and Electronics in Agriculture, 162, 836–844.
21. Zeng, S., Tan, Y., Wang, Y., Luo, X., Yao, L., Huang, D., & Mo, Z. (2020). Structural design and parameter determination for fluted-roller fertilizer applicator. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 13, 101–110.