Modelagem da demanda de potência de uma colhedora de feijão

• Ano de defesa: 2003
• Autor(a) principal: Mundim, Jean Luis Campos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Feijão; Modelagem; Potência; Colheita Mecanizada; Simulação de sistemas mecânicos; Ciências Agrárias
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/9548

A colheita é uma das operações mais importantes no processo de produção de feijão, em razão de seu custo e efeitos sobre a qualidade do produto. Com o objetivo de realizar a modelagem da demanda de potência dos mecanismos internos de uma colhedora de feijão, um modelo de simulação, utilizando a técnica de simulação de sistemas mecânicos, foi implementado e validado. O modelo de simulação foi implementado, utilizando o programa computacional visualNastran 4D 2001 R2, versão 6.4. A máquina simulada foi uma colhedora de arrasto marca MIAC, modelo Double Master, com sistema de trilha em fluxo axial. No modelo matemático da colhedora de feijão, a máquina constituiu-se de 147 componentes rígidos. A taxa de alimentação total (palhas e grãos) da colhedora foi estimada, em função da produtividade média da área, número de linhas enleiradas, espaçamento entre as linhas, velocidade de deslocamento da máquina, e da relação, em massa, de palha e grão da cultura. A massa de produto contida no tanque graneleiro foi obtida, integrando-se a taxa de alimentação do produto à máquina, em função do tempo. O trabalho de preparação da máquina, a instalação e a configuração dos sensores, assim como os testes com a máquina operando em vazio, foram realizados no Laboratório de Mecanização Agrícola e no Laboratório de Projeto de Máquinas e Visão Artificial do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, bem como no Laboratório de Automação Agropecuária da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG. As avaliações de campo foram realizadas na localidade denominada Varginha, município de Porto Firme, MG. Foi utilizado o feijão (Phaseolus Vulgaris L.) cultivar Vermelho. Em laboratório, foram determinados o torque e a rotação no eixo cardan de acionamento da máquina, na árvore de acionamento do sistema de elevação de grãos e na árvore de acionamento da plataforma de recolhimento. Em condições de campo, além das determinações realizadas em laboratório, determinou-se a velocidade de deslocamento da máquina, a quantidade de produto colhido e o tempo necessário para colhê-lo, a capacidade de colheita e o consumo específico de energia. As potências exigidas em vazio no eixo de entrada da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos foram 12,50, 1,22 e 0,17 kW, respectivamente. Em condições de operação, os valores máximos de potência exigida no eixo de entrada da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos foram 26,94, 2,50 e 0,32 kW, respectivamente. A máxima capacidade de colheita foi 5,46 t h -1 . O consumo específico médio de energia foi 6,20 kWh t -1 . Comparando-se os valores simulados com os experimentais, para a máquina operando em vazio, o modelo apresentou erros médios de 19,91, 1,55 e 3,21% para a potência requerida no eixo cardan de acionamento da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos, respectivamente. Comparando-se os valores simulados com os experimentais, para a máquina colhendo feijão em uma área com produtividade de 1545 kg ha -1 , o modelo apresentou erros médios de 18,18, 11,26 e 17,04% para a potência requerida no eixo cardan de acionamento da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos, respectivamente. Comparando-se os valores simulados com os experimentais, para a máquina colhendo feijão em uma área com produtividade média de 1500 kg ha -1 e variação de ±300 kg ha -1 , o modelo apresentou erros médios de 20,39, 16,76 e 13,16% para os valores máximos de potência requerida no eixo cardan de acionamento da máquina, na plataforma de recolhimento e no sistema de elevação de grãos, respectivamente. Comparando-se os valores do erro médio encontrado para a potência simulada com os valores obtidos por outros modelos para cálculo de demanda de potência, o modelo desenvolvido apresentou menores valores de erro médio, sendo, então, considerado satisfatório para simular a potência demandada pela máquina.