Avaliação e simulação do desempenho de uma colhedora de fluxo axial para feijão (Phaseolus vulgaris L.) - Souza, Cristiano Márcio Alves de (2001)
Na avaliação de desempenho da máquina colhedora de feijão (Phaseolus vulgaris L.) foram estudadas as exigências energéticas, a capacidade de processamento, as perdas ocasionadas no processo de colheita, a qualidade do produto colhido e o nível de ruído emitido pelo conjunto trator-máquina. Para analisar o processo de separação mecânica do produto, por meio do desenvolvimento de modelos de simulação, considerou-se que a probabilidade de separação dos grãos da vagem é proporcional à energia despendida na debulha e à transmissibilidade desta energia através da densidade da camada de palha. O trabalho foi conduzido no Laboratório de Mecanização Agrícola do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, nas empresas MIAC, COTRAME e AEMCO, pertencentes às Indústrias Reunidas Colombo Ltda., e no Campo Experimental e Laboratório de Automação Agropecuária da EMBRAPA Milho e Sorgo. Os ensaios foram realizados com a cultura do feijão, cultivar Carioca, utilizando uma colhedora de arrasto modelo “Double Master” com sistema de trilha em fluxo axial. As variáveis investigadas foram: número de linhas de feijão na leira (4, 7 e 10 linhas), velocidade de trabalho da máquina (4, 7 e 10 km/h), rotação do cilindro trilhador (420 e 540 rpm) e o teor de umidade de colheita do produto (10,65 ± 0,25 e 14,10 ± 0,81%). Foram determinados, nos testes, o torque e a rotação na TDP do trator, a força necessária para arrastar a máquina, a quantidade de produto colhido e o tempo necessário para colhê-lo, o nível de ruído emitido pelo conjunto trator-máquina e a massa de grãos perdida durante a colheita. Retiraram-se amostras no tanque graneleiro da máquina para analisar a qualidade do produto, sendo determinados a pureza, o índice de danos mecânicos, o vigor e a germinação das sementes. Por meio das análises de metodologia de superfície de resposta dos dados e interpretações dos resultados obtidos, pode-se concluir que, nas condições que o trabalho foi realizado a potência exigida no motor do trator para tracionar a colhedora, com carregamento máximo do tanque graneleiro, foi 7,90 kW e o acionamento dos órgãos internos demandou 45,28 kW. A capacidade de colheita aumentou, linearmente, com o aumento da taxa de alimentação, com maior valor de 6,56 t/h. O consumo específico de energia apresentou comportamento quadrático em função da taxa de alimentação, o menor consumo específico de energia obtido foi de 2,46 kWh/t. A perda na plataforma de recolhimento foi a maior dentre os demais componentes da colhedora, representando 49,19% da perda total da colhedora. As perdas no sistema de trilha e na separação e de limpeza foi de 44,62 e 6,19%, respectivamente. O melhor resultado de eficiência de colheita da máquina foi 96,98%. A germinação, o vigor e a pureza aumentaram com o aumento da taxa de alimentação da colhedora. Os valores desses parâmetros de qualidade foram maiores para a rotação de 420 rpm do que para a de 540 rpm na TDP. O índice de danos mecânicos decresceu com o aumento da taxa de alimentação, e aumentou com o aumento da rotação do cilindro trilhador. O conjunto trator-máquina emitiu níveis de ruído acima do limite de 85 dBA, que é considerado crítico pela NR-15 para oito horas de exposição diária, independentemente das rotações do motor utilizadas. O nível de ruído diminuiu com o aumento da taxa de alimentação, mas aumentou com o aumento da rotação do motor do trator. O nível de ruído foi menor quanto maior era o raio de afastamento lateral, sendo que o lado traseiro foi o que apresentou maiores valores. O modelo de simulação implementado foi validado, apresentando erro relativo médio na determinação da eficiência de trilha e separação do côncavo de 1,78%. Por meio da análise do modelo, verificou-se que a diferença de teor de umidade nos grãos, nas faixas estudadas, não influenciou a eficiência de trilha e separação do côncavo.