بخشی از مقاله
چکیده
طراحی سیستم اتصال سه نقطه استفاده شده در تراکتورهای کشاورزی کاملا روند تکاملی خود را طی کرده است و توسط یک سری استانداردهای حاکم مدیریت میشود. آزادی در عرض استانداردها، میتواند برای سازماندهیکردن عملکرد و کارایی اتصال مناسب باشد. یک اتصال سه نقطه میتواند مانند یک مکانیزم چهار میلهای در صفحه طولی و عمودی رفتار کند. در حال حاضر مسائل مشکلات ترکیبی بسیاری وجود دارد، چرا که محدودیتهای اعمال شده به وسیله استانداردها بزرگ و پیچیده هستند. در این مقاله یک مثال که استفاده از این تکنیک را نشان دهد آورده شده است و یک دید هندسی از قیدهای اعمال شده از مکانیزم را برای مدل انتخاب شده با برجسته کردن عملکردها نشان داده است.
مقدمه
اتصال سه نقطه به عنوان یک روش استاندارد برای اتصال ادوات به تراکتور است که برای اولین بار توسط هری فرگوسن در سال 1926 معرفی شد. اتصال سه نقطه از اجزای مختلف کاری متشکل از سیستم هیدرولیک تراکتور، بازوهای بلندکننده، نقاط اتصالی و تثبیت کنندهها ساخته شده است. یک اتصال سه نقطه از دو بازوی بلندکننده بیرونی و یک لینک مرکزی تشکیل شده است، که دو لینک بیرونی عمل بلندکردن و پایین آوردن را میسر ساخته و برای تنظیم شیب یک ادوه همچون گاوآهن استفاده میشود. هر دو بازوی بلندکننده توسط سیستم هیدرولیک تراکتور هدایت میشود.
سیستم هیدرولیک توسط اپراتور کنترل شده و انواع گوناگونی از تنظیمات برای آن در دسترس است. در قسمت مرکزی عقب تراکتور لینک مرکزی قابلیت تنظیم و جابهجایی را دارد و معمولا به سیستم هیدرولیک تراکتور مجهز نیست. این لینک یک تنظیم دستی برای رسیدن به زاویه بهینه ادوه وصل شده به آن و تنظیمات طولی آن را دارد. سیستم اتصال سه نقطه میتواند همچون یک مکانیزم چهارمیلهای در صفحه طولی و عمودی تعریف شود
این مکانیزم میتواند به صورت مرکب به عنوان یک مکانیزم ششمیلهای و یا دو مکانیزم چهارمیلهای که در دو لینک با هم مشترک هستند تعریف شود . - Ambike and schmiedeler, 2007 - مکانیزم چهارمیلهای اول مکانیزم حرکتی یا راهانداز سیستم اتصال نامیده میشود
مکانیزم چهارمیلهای محرک شامل بازوی بالابر - CD - ، میلهی بالابر - DE - ، لینک پایینی - A1E - و بدنه تراکتور است و مکانیزم چهارمیلهای دیگر سیستم اتصال سه نقطه نامیده میشود که شامل لینک بالایی - B1B2 - و دو لینک پایینی - A1A2 - میباشد.
شکل -1 اعضای سیستم اتصال سه نقطه - تطبیق یافته با استانداردهای - ASAE,2001
مزیت عمده اتصال سه نقطه، انتقال وزن و افزایش تنش برشی منجر به کشش در چرخهای محرک طی اتصال ادوات به تراکتور است. یک تجزیه و تحلیل سینماتیکی و دینامیکی جامع از سیستم اتصال سه نقطه توسط مورلینگ ارائه شده است - Morling, . - 1979 مهندسین به دنبال کنترل بهتر ادوات با کنترل سیستم اتصال سه نقطه در طول عملیات کشاورزی هستند
به منظور ترکیب حرکتی مکانیزمهای سطحی در یک سری موقعیتهای متناهی مخصوص، از برنامهنویسی هندسه اتصالات و این روش در تحقیق دیگری برای طراحی سینماتیکی اتصال سه نقطه استفاده شد
در تحقیقات صورت گرفته با استفاده از برنامهنویسی برای هندسه اتصالات سه نقطه - GCP - ، به طور مؤثر از آزادی در طراحی برای ایجاد تنظیمات حرکتی که محدودیتهای اعمال شده توسط استانداردها را تامین کرده است، بهره گرفتند و از این طریق برای دستیابی به عملکرد مورد نظر، تراکتور مناسب را طراحی کردند.
در یک کار تحقیقی از مکانیزم اتصال سه نقطه برای بهینهسازی توان مورد نیاز خاکورز استفاده شد . - Bentaher et al., 2008 - به منظور مطالعه و بهینهسازی قدرت خاکورزی، یک سیستم اندازهگیری نیرو با ترنسدیوسر در مکانیزم اتصال سه نقطه ساخته و سپس کالیبره گردید. در این تحقیق یک برنامه محاسباتی دینامیکی ایجاد گردید تا تغییرات هندسه مکانیزم اتصال سه نقطه در طول عملیات خاکورزی را در نظر بگیرد. نتایج حاصل از کالیبراسیون نشان داد که یک ارتباط خطی بین نیروهای اعمال شده روی سیستم و مقادیر اندازهگیری شده وجود دارد. این سیستم به وجود آمده میتواند به آسانی برای به حداقل رساندن انرژی مصرفی طی عملیات خاکورزی مورد مطالعه قرار بگیرد.
در تحقیقاتی که در رابطه با شبیهسازی ریاضیاتی سینماتیک کوپلرهای اتصال سه نقطه برای تراکتورهای کشاورزی انجام شده، یک روش تحلیلی برای کوپلرهای اتصال سه نقطه استفاده شد . - Padureanu and nastasoiu, 2011 - یک برنامه کامپیوتری نیز برای تولید مسیر نقاط اتصال تراکتور ایجاد شده است . - Kumar, 2012 - در این تحقیق راهحل نیوتون رافسون برای مشخصکردن محدودهی حرکتی یک بازوی بالابر و تولید مسیر حرکتی نقاط اتصال لینکهای بالا و پایین در محدوده حرکتی آن، به کار گرفته شده بود. برنامه ایجاد شده توانایی تولید مسیر حرکت نقاط اتصالی لینکها را داشت و همچنین پارامترهای عملکردی هندسی اتصال سه نقطه را مشخص کرده بود.
یک سیستم اتصال متفاوت برای بهبود ثبات تراکتور، برای تهیهکردن و میسرساختن ارتفاعهای مختلف از اتصالات از 0/4 متر به 0/7 با درنظر گرفتن سیستم هیدرولیک تراکتور و با استفاده از تحلیل المانهای محدود طراحی و توسعه داده شد
در پژوهشی برای طراحی بهینه سیستم اتصال سه نقطه در جهت افزایش راندمان بالابری روشی پیشنهاد شد. هدف از این تحقیق ارائه یک ابزار طراحی برای بهینهسازی اتصال سه نقطه با افزایش ظرفیت بالابری و حفظ قیدهای اعمال شده توسط استانداردها بود. این روش از یک تکنیک بهینهسازی روی سیستم اتصال سه نقطه استفاده میکند که در نتیجه آن اجازه یک نیروی حداکثر بالابری، حدودا 25 درصد بیشتر از مقدار موجود را میدهد
پارامترهای عملکردی هندسه سیستم اتصال سه نقطه تراکتور دو چرخ محرک هندی توسط کومار مشخص شده است
در موقعیتهای مختلف از نقطه اتکاء محوری لینک بالایی و پایینی و تنظیمات در طول میله بالابری سیستم اتصال سه نقطه تمامی الزامات استانداردهای اعمال شده برای دستههای 1و2 اتصالها تعبیه شده است. یک دید جامع در رابطه با آنالیز حرکتی نشان داد که سیستم اتصال پیوندی تراکتور انتخاب شده مناسبترین انتخاب برای عملیات با ادواتی که روی خاک کار میکنند میباشد. این پژوهش دربرگیرنده ایجاد مختصات مسیر نقاط بالایی و پایینی اتصال سه نقطه و جابه جایی بازوی بالابر تراکتور با استفاده از تجزیه و تحلیل سینماتیکی به کمک رایانه است. از سویی تعیین پارامترهای عملکردی هندسی اتصال بر اساس مختصات مسیر ایجاد شده نقاط اتصال نیز در همین راستا میسر گردید.
