طراحی و ساخت مجموعه پلتفرم تراکتور با دامنه توانی 40 تا 60 اسب بخار بخش اول: طراحی سه‌بعدی و تحلیل استاتیکی سازه محافظ واژگونی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

در این پژوهش طراحی، استخراج دانش فنی و ساخت یک مجموعه پلتفرم کامل برای تراکتور با توان‌های 40 تا 60 اسب بخار با وزن بیشینه 2450 کیلوگرم و همچنین تحلیل استاتیکی سازه محافظ واژگونی (ROPS) آن انجام شد. پلتفرم شامل شاسی اصلی، شاسی ستون فرمان، گلگیرهای راست و چپ، ROPS و سایر متعلقات اتصالی می‌باشد. شاسی اصلی به گونه‌ای طراحی شده که در برگیرنده کلیه اهرم‌ها و پدال‌های کنترلی، صندلی راننده، داشبورد و سیستم فرمان باشد. سازه ROPS به‌منظور محافظت از راننده در زمان واژگونی تراکتور از جنس فولاد آلیاژی ST44 (پروفیل با ابعاد 8×6 سانتی‌متر و ضخامت 4 میلی‌متر) توسط نرم افزار CATIA طراحی و بر روی شاسی اصلی نصب گردید. بارگذاری استاتیکی و مقاومت مکانیکی آن مطابق با استانداردISO 5700 بررسی شد. نتایج نشان داد بیشینه تنش استاتیکی بدست آمده در آزمون تخریبی در سازه ROPS در مقایسه با استحکام کششی فولاد‌ ST44 (استحکام نهایی MPa580 و مدول کشسانی MPa 210000) برای تراکتورهای یوروپارس مدل RK404-A (مدل شالیزاری/باغی) و RK604-A (مدل باغی/زراعی) در محدوده ایمن بوده است و از نظر مقاومت مکانیکی استحکام لازم را دارا می‌باشد. همچنین بیشینه انحراف ROPS در بارگذاری‌ها، محدوده ایمن راننده را نقض نکرد. در نهایت دانش فنی قطعات طراحی شده استخراج، نمونه‌های پلتفرم تولید و بر روی دو مدل ترکتور نصب و ارزیابی شد. نتایج نشان داد که مجموعه پلتفرم طراحی و تولید شده از نظر ابعادی، محل نصب پدال‌ها و سیستم‌های کنترلی و همچنین نمای ظاهری مناسب برای استفاده در تولید تراکتورهای مذکور می‌باشد. وزن کل مجموعه پلتفرم 209 کیلوگرم بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design and Manufacturing of a Tractor Platform with a Power Range of 40 to 60 hp Part one: 3D design and static analysis of rollover protection structure

نویسنده [English]

  • Sajad Kiani
Biosystems Engineering Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
چکیده [English]

In this research, the design, static analysis, and manufacturing of a platform for tractors with a power range of 40 to 60 hp and max weight of 2450 kg was performed. This platform includes the main chassis, steering column chassis, right and left fenders, rollover protection structure (ROPS), and other connecting parts. The main chassis was designed to include all the levers and control pedals, the driver's seat, the dashboard, and the steering system. The ROPS is mounted on the main chassis and is used to protect the driver in the event of a tractor overturning. The platform was designed with ST37 alloy steel for the chassis set and ST44 for ROPS using CATIA software, tested in accordance with ISO 5700 standard for static loading and mechanical strength. Maximum static stress obtained in ROPS compared to the final strength of ST44 steel (580 MPa, and with dimensions of 6×8 mm and thickness of 4 mm) for tractors RK404-A (Paddy/Garden model) and RK604-A (Garden/Farm model) was in the safe range and has sufficient strength. Also, ROPS in the maximum deflection during loadings did not enter the safe area of the driver. Technical knowledge of designed parts (2d and 3d drawings) was extracted and the parts were manufactured, assembled, and evaluated. The final results showed that the designed and manufactured platform with specific dimensions, material, and weight (209 kg) in terms of dimensions, mechanical strength, the place for installing pedals and control systems, and appearance is suitable to use in the production of tractors with a maximum weight of 2450 kg.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Driver Safety
  • Overturning
  • Platform
  • Static Loading
  • Tractor