ارزیابی و بهینه‌سازی هندسه اتصال سه نقطه تراکتور MF475

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی انگلیسی

نویسنده

نوروز مرادی نژاد

گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

https://doi.org/10.22067/jam.2025.95018.1422

چکیده

در سال‌های اخیر، استفاده از تراکتورهای کشاورزی باعث پیشرفت مکانیزاسیون مزارع شده است و سیستم اتصال سه‌نقطه‌ای (TPH)  نقش مهمی در اتصال ادوات ایفا می‌کند. این مقاله بر روی بهینه‌سازی هندسه سیستم اتصال سه نقطه تراکتورمسی فرگوسن مدل 475 (MF475) با استفاده از شبیه‌سازی در نرم‌افزار سالیدورک و اعتبارسنجی آن با اندازه‌گیری‌های کارگاهی متمرکز است. پارامترهای مستقل شامل: طول بازوی بالابر، طول بازوی رابط، طول بازوی پایینی و فاصله نقطه اتصال بازوی پایینی به بدنه تا نقطه اتصال بازوی رابط روی بازوی پایینی به‌منظور پیدا کردن طرح بهینه به‌صورت سیستماتیک تغییر داده شدند. علاوه‌براین، تأثیر پارامترهای مستقل بر روی پارامترهای عملکردی از قبیل: موقعیت نقاط اتصال مجازی، مزیت مکانیکی و نیروی بالابری تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که سیستم اتصال سه‌نقطه‌ای موجود در تراکتور MF475 با استانداردهای ASABE  تفاوت‌هایی دارد، در حالی‌که طرح بهینه‌شده با این استانداردها مطابقت دارد. همچنین مشخص شد که طول بازوهای پایینی بیشترین تأثیر را بر روی موقعیت نقطه اتصال مجازی دارد. علاوه‌بر این، افزایش طول بازوی بالابر، طول بازوی رابط و طول بازوی پایینی باعث کاهش نیروی بالابری شدند. در مقابل، افزایش فاصله نقطه اتصال بازوی پایینی تا نقطه اتصال بازوی رابط روی بازوی پایینی باعث افزایش نیروی بالابری گردید. تحلیل حساسیت نشان داد که این فاصله، بیشترین تأثیر را بر روی نیروی بالابری و مزیت مکانیکی دارد.

کلیدواژه‌ها

سالیدورک

شبیه‌سازی

مزیت مکانیکی

نقطه اتصال مجازی

نیروی بالابری

موضوعات

• ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

---

Authors retain the copyright. This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)

مراجع

1. Ambike, S. S., & Schmiedeler, J. P. (2007). Application of Geometric Constraint Programming to the Kinematic Design of Three-Point Hitches. Applied Engineering in Agriculture, 23(1), 13-21. https://doi.org/10.13031/2013.22325
2. Anonymous. (2020). Service Manual of MF285 Tractors. Iran Tractor Manufacturing company. (In Persian). Retrieved from: itmco.ir
3. ASABE (2007). S217.12: Three-point free-link attachment for hitching implements to agricultural wheel tractors. St. Joseph, Mich.: ASABE. https://doi.org/10.4271/j715_198806
4. Avello Fernández, L., Maraldi, M., Mattetti, M., & Varani, M. (2022). A Computational Tool for Three-Point Hitch Geometry Optimisation Based on Weight-Transfer Minimisation. Agriculture, 12(4), 460. https://doi.org/10.3390/agriculture12040460
5. Bauer, F., Porteš, P., Slimařík, D., Čupera, J., & Fajman, M. (2017). Observation of load transfer from fully mounted plough to tractor wheels by analysis of three point hitch forces during ploughing. Soil and Tillage Research, 172, 69-78. https://doi.org/10.1016/j.still.2017.05.007
6. Chukewad, Y. M., Chadha, S., Jagdale, K. S., Elkunchwar, N., Rosa, U. A., & Omohundro, Z. (2024). Tractor Three-Point Hitch Control for an Independent Lower Arms System. AgriEngineering, 6(2), 1725-1746. https://doi.org/10.3390/agriengineering6020100
7. Dhruw, L. K., Pareek, C. M., & Singh, N. (2018). A Visual Basic Programme for Performance Evaluation of Three-point Linkage Hitch System of Agricultural Tractors. Current Journal of Applied Science and Technology, 28(6), 1-12. https://doi.org/10.9734/CJAST/2018/43491
8. ISO. (2009). ISO 730: Agricultural wheeled tractors -Rearmounted three-point linkage- Categories 1N, 1, 2N, 2, 3N, 4N, and 4. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization. https://doi.org/10.3403/30143302u
9. Jeon, H.-H., Jung, Y.-J., Siddique, M. A. A., Nam, K.-C., Kim, T.-B., Choi, C.-H., & Kim, Y.-J. (2019). Development and Validation of simulation model for three point-hitch during agricultural operation. 2019 Boston, Massachusetts July 7- July 10, 2019. https://doi.org/10.13031/aim.201901032
10. Molari, G., Mattetti, M., & Guarnieri, A. (2014). Optimal Three-Point Hitch Design to Maximize Lifting Performance. Transactions of the ASABE, 371-379. https://doi.org/10.13031/trans.57.10353
11. OECD. (2012). Code 2: OECD standard code for the official testing of agricultural and forestry tractor performance. Paris, France: Organization for Economic Cooperation and Development.
12. Padhiary, M., Roy, P., & Kumar, K. (2025). Simulation Software in the Design and AI-Driven Automation of All-Terrain Farm Vehicles and Implements for Precision Agriculture. Recent Progress in Science and Engineering, 01(02), 1-13. https://doi.org/10.21926/rpse.2502006
13. Pásztor, J., & Popa-Müller, I. (2021). Study of Three-Point Linkage of Power Machine. Műszaki Tudományos Közlemények, 14(1), 60-64. https://doi.org/10.33894/mtk-2021.14.09
14. Pranav, P. K., Kumar, A., Ansh, A. K., & Kumar, S. (2024). Geometrical analysis of 3-point linkage of tractors for measurement and display of implement’s working depth. Research in Agricultural Engineering, 70(4), 237-244. https://doi.org/10.17221/23/2024-RAE
15. Prasanna Kumar, G. V. (2012). Development of a computer program for the path generation of tractor hitch points. Biosystems Engineering, 113(3), 272-283. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2012.09.004
16. Prasanna Kumar, G. V. (2015). Geometric performance parameters of three-point hitch linkage system of a 2WD Indian tractor. Research in Agricultural Engineering, 61(1), 47-53. https://doi.org/10.17221/79/2012-RAE
17. Selech, J., Ulbrich, D., Kęska, W., Staszak, Ż., Marcinkiewicz, J., Romek, D., & Rogoziński, P. (2019). Design of a cultivator mounted on a tractor with a power of up to 20 kW. MATEC Web of Conferences, 254, 05003. https://doi.org/10.1051/matecconf/201925405003
18. Selvi, K. C., & Kabas, O. (2018). Use of Solidworks in designing agricultural machines (a sample: rotary tiller). ANNALS of Faculty Engineering Hunedoara – International Journal of Engineeri, 101-107. Retrieved from: https://annals.fih.upt.ro/pdf-full/2018/ANNALS-2018-4-15.pdf
19. Singh, N., & Pandey, K. (2017). Development of Visual Basic Program to Design Front Mounted Three-Point Linkage for Higher Power Tractors. Advances in Research, 11(2), 1-10. https://doi.org/10.9734/air/2017/35767
20. Uicker, J. J., Pennock, G. R., & Shigley, J. E. (2016). Theory of machines and mechanisms (fifth). Oxford University Press.
21. Wu, D., Zhang, Z., & Wang, Z. (2019). Application research of solidworks in modeling of straw carbonization preparation plant. Journal of Physics: Conference Series, 1303(1), 012048. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1303/1/012048