旋耕機(jī)中懸掛機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘要：旋耕機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著極為重要的作用，對(duì)旋耕機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，對(duì)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有十分重要的意義。本文主要從旋耕機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)模型分析出發(fā)，討論旋耕機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性。

關(guān)鍵詞：旋耕機(jī)；懸掛機(jī)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： S222.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.03.009

旋耕機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中與拖拉機(jī)配套完成工作的一種機(jī)械，作為一種高效率生產(chǎn)的機(jī)械，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，對(duì)我國農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展具有十分重要的意義。尤其是我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展將成為國民經(jīng)濟(jì)水平提升的決定性因素，在這種大環(huán)境下，正確使用農(nóng)業(yè)機(jī)械，可以有效提高農(nóng)業(yè)耕作質(zhì)量，為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展提供充分的保障。

1旋耕機(jī)中懸掛機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的分析

1.1目標(biāo)函數(shù)模型建立

旋耕機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中與拖拉機(jī)配套完成工作的一種機(jī)械，這兩種機(jī)械聯(lián)結(jié)形成了三點(diǎn)懸掛的方式，在旋耕機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中確定準(zhǔn)確的懸掛參數(shù)，可以保障旋耕機(jī)中懸掛機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的有效性，對(duì)懸掛機(jī)構(gòu)應(yīng)用于旋耕機(jī)運(yùn)作中具有十分重要的意義。懸掛機(jī)構(gòu)旋耕機(jī)一般是以三點(diǎn)懸掛方式與拖拉機(jī)進(jìn)行連接，其動(dòng)力連接中需要將萬向節(jié)軸和拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出進(jìn)行連接，只有這樣才能為動(dòng)力輸出提供充分的保障。懸掛式旋耕機(jī)在安裝過程中需要注意兩方面的問題。一是方軸的長度應(yīng)該與拖拉機(jī)的型號(hào)保持一致，只有這樣才能確保懸掛式旋耕機(jī)與拖拉機(jī)匹配；二是萬向節(jié)軸的前、后應(yīng)該在同一平面內(nèi)，避免出現(xiàn)軸轉(zhuǎn)速不均勻、振動(dòng)小、傳動(dòng)不穩(wěn)定的問題，導(dǎo)致懸掛機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部件出現(xiàn)故障，從而對(duì)旋耕機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)形成極為不利的影響作用，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提升形成阻礙。

在懸掛機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，主要以懸掛機(jī)構(gòu)中的提升桿、上拉桿等為設(shè)計(jì)變量，根據(jù)拖拉機(jī)與旋耕機(jī)之間的縱向距離，建立相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)數(shù)學(xué)模型。需要注意的是，應(yīng)該將限制旋耕機(jī)工況的要求作為約束條件，只有這樣才能確保目標(biāo)函數(shù)數(shù)學(xué)模型的有效性，為優(yōu)化懸掛式旋耕機(jī)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

對(duì)目標(biāo)函數(shù)的分析，需要包括運(yùn)動(dòng)分析、約束條件分析以及目標(biāo)函數(shù)分析三個(gè)部分。在約束條件分析的時(shí)候，需要設(shè)定相應(yīng)的高度，將旋耕機(jī)提升到相應(yīng)的高度點(diǎn)，然后根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算出動(dòng)力值。目標(biāo)函數(shù)分析主要指的是將拖拉機(jī)和旋耕機(jī)之間的橫向距離設(shè)為橫坐標(biāo)的起始點(diǎn)，將目標(biāo)函數(shù)作為懸掛式旋耕機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型中目標(biāo)函數(shù)的約束條件，為目標(biāo)函數(shù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性提供充分的保障。

1.2懸掛機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化

在懸掛式旋耕機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的目標(biāo)函數(shù)分析過程中，需要采取科學(xué)有效的方法對(duì)懸掛參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，主要是因?yàn)樵谀繕?biāo)函數(shù)模型中，懸掛參數(shù)隱含在目標(biāo)函數(shù)中，采用數(shù)學(xué)關(guān)系式表示目標(biāo)函數(shù)的模型比較困難，在這種情況下，只能采取科學(xué)有效的方法優(yōu)化懸掛參數(shù)。其中，坐標(biāo)輪換法就是一種比較有效的優(yōu)化方法。在旋耕機(jī)懸掛參數(shù)優(yōu)化的時(shí)候，采取坐標(biāo)輪換法，需要明確坐標(biāo)輪換法的基本思想，只有真正明白其基本思想，才能為懸掛參數(shù)優(yōu)化提供充分的保障。按照一鍵搜索的方式展開參數(shù)優(yōu)化，在這個(gè)過程中采取的方法主要為黃金分割法，具體的操作步驟分為四步。第一步由約束條件求出準(zhǔn)確的搜索空間；第二步將搜索空間范圍代入到相應(yīng)的公式中進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出對(duì)應(yīng)值，再利用區(qū)間消區(qū)法縮小搜索空間的范圍，確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性；第三步檢查區(qū)間范圍是否縮小到與函數(shù)值接近，否則，則需要重復(fù)計(jì)算；第四步在條件滿足的情況下，可以將平均值作為近似解，為數(shù)學(xué)目標(biāo)函數(shù)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性提供保障，進(jìn)而為旋耕機(jī)懸掛結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

2旋耕機(jī)中懸掛機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)計(jì)算結(jié)果的檢查

在旋耕機(jī)中懸掛機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型中計(jì)算出目標(biāo)函數(shù)的結(jié)果，為了確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，可以將數(shù)學(xué)目標(biāo)函數(shù)模型代入到實(shí)際應(yīng)用中，從懸掛式旋耕機(jī)應(yīng)用方案中選擇可行性方案，在這個(gè)過程中對(duì)具體數(shù)據(jù)的分析，選擇出拖拉機(jī)與旋耕機(jī)匹配的方案，使其優(yōu)化精度值最佳，提高旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的匹配率，促使拖拉機(jī)與懸掛式旋耕機(jī)進(jìn)行有效的配合，可以更高效率和更高質(zhì)量地完成工作，為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，進(jìn)而為促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供充分保障。除此之外，通過對(duì)數(shù)學(xué)目標(biāo)函數(shù)模型結(jié)果的核查，發(fā)現(xiàn)坐標(biāo)輪換法在懸掛函數(shù)優(yōu)化中發(fā)展著發(fā)揮著極為重要的作用，對(duì)旋耕機(jī)中懸掛機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化具有極為有利的影響作用。

3結(jié)語

綜上所述，隨著我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)水平進(jìn)一步提升具有十分重要的意義，而農(nóng)業(yè)機(jī)械耕作效率和質(zhì)量直接決定農(nóng)作物產(chǎn)量。因此，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)旋耕機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)的優(yōu)化。

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作者簡介：張智慧，本科學(xué)歷，吉林省偉工機(jī)械有限責(zé)任公司，工程師，研究方向：旱田旋耕機(jī)系列、水田耙漿平地機(jī)系列。