Evaluation of vibration transmissibility of a tractor-planter-fertilizer set in no-tillage and conventional tillage systems

Autor: Rangel, Jéssica Pontes
Přispěvatelé: Villibor, Geice Paula, Furtado Júnior, Marconi Ribeiro, Fernandes, Haroldo Carlos
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron:UFV
Popis: As operações agrícolas de semeadura são auxiliadas pelo uso de tratores agrícolas. Estas máquinas são capazes de produzir tração e potência indispensáveis para a realização das atividades no campo, por intermédio do processo de combustão interna no motor e pela relação de contato dos rodados com o solo. Os fatores que possibilitam o funcionamento dos tratores agrícolas, também, podem ser responsáveis por causar efeitos nocivos em operadores devido a exposição a determinados parâmetros de vibração. Posto isto, objetivou-se avaliar e simular a exposição a vibração incidente na interface assento-operador e mensurar a transmissibilidade das vibrações do piso do trator para o assento do operador, considerando dois tipos de manejo do solo (preparo convencional e plantio direto), três pressões internas dos pneus (10, 15 e 20 psi) e quatro velocidades de avanço (3, 5, 8, 10 km h -1 ), durante a operação de semeadura. O experimento foi realizado na Universidade Federal de Viçosa, em esquema de parcelas subsubdivididas com 4 repetições, totalizado 96 unidades experimentais. Para a execução do experimento foi utilizado um trator 4x2 TDA (tração dianteira auxiliar) com potência no motor de 63 kW acoplado a uma semeadora-adubadora para plantio direto com cinco linhas. Os dados de vibração foram aferidos com o auxílio de acelerômetros de alta sensibilidade posicionados no assento, na base do assento, nos eixos dos rodados dianteiro e traseiro nas direções transversal e vertical. A modelagem e simulação do sistema foi realizada pelo uso do software MATLAB-SimuLink ® . Verificou-se que as magnitudes das acelerações eficazes aferidas no assento e no piso da cabine do operador foram acima do limite de conforto estabelecido pela norma ISO 2631. Os valores de vibração nos rodados apresentaram maiores amplitudes que no assento e no piso, o que implica em atenuação dos níveis de vibração. A transmissibilidade calculada na direção vertical implicou em redução da vibração incidente no operador, enquanto que, a transmissibilidade estimada para a direção transversal acarretou amplificação dos efeitos de vibração no assento. Os dados adquiridos por meio da simulação computacional, apresentaram desvios menores que 15% em comparação aos aferidos experimentalmente. Palavras-chave: Ergonomia. Exposição a vibração. Modelagem e simulação. Trator agrícola. Agricultural sowing operations are aided by the use of agricultural tractors. These machines are capable of generating the traction and power essential for carrying out activities in the field, through the internal combustion process in the engine and through the contact relationship between the wheels and the ground. The factors that make it possible for agricultural tractors to function, too, may be responsible for causing harmful effects on operators due to exposure to certain vibration parameters. That said, the objective was to evaluate and simulate exposure to incident vibration in the operator-seat interface and to measure the transmissibility of vibrations from the tractor floor to the operator's seat, considering two types of soil management (conventional tillage and no-tillage), three internal tire pressures (10, 15 and 20 psi) and four forward speeds (3, 5, 8, 10 km h -1 ), during the sowing operation. The experiment was carried out at the Federal University of Viçosa, in a split-plot scheme with 4 replications, totaling 96 experimental units. For the execution of the experiment, a 4x2 FWD tractor (auxiliary front-wheel drive) with power in the 63 kW engine coupled to a planter-fertilizer machine for no-tillage with five rows. The vibration data were measured with the aid of highly sensitive accelerometers positioned on the seat, at the base of the seat, on the axles of the front and rear wheels in the Y and Z directions. The modeling and simulation of the system was performed using the MATLAB-SimuLink ® . It is concluded that the magnitudes of the effective accelerations measured in the operator's seat and floor were above the comfort limit established by the ISO 2631 standard. The acceleration values in the wheelsets presented greater amplitudes than in the seat and floor, which implies attenuation of vibration levels. The transmissibility calculated in the Z direction implied in reducing the vibration incident on the operator, while the transmissibility estimated for the Y direction caused amplification of the vibration effects in the seat. The data acquired through computer simulation, showed maximum less than 15% in comparison to those measured experimentally. Keywords: Ergonomics. Vibration exposure. Modeling and simulation. Agricultural tractor.
Databáze: OpenAIRE