Análise operacional de um trator agrícola em função da pressão interna dos pneus e inclinação da linha de tração

Autor: Furtado Júnior, Marconi Ribeiro
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFVUniversidade Federal de ViçosaUFV.
Druh dokumentu: masterThesis
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The importance of Brazilian agriculture in the global scenario is closely related to the expansion of the agricultural frontier throughout the country in recent decades. This process occurred through the use of new techniques, processes and equipment that allowed the expansion of crops for areas previously considered unsuitable. The tractor had an instrumental role in jump national agriculture and can be considered the main source of power in the field. The use of tractors in production enhances the quality of service performed and ensures achieving greater operational efficiency at all stages of production. The tractor is a complex machine, comprising a number of elements and mechanisms which operate concurrently to ensure basic function of a tractor, in other words, provide power for agriculture. The performance of a machine in traction is affected by several variables such as the internal pressure of the tires and weight transfer. Thus, the aim of this work was to evaluate the following questions: Influence of the internal pressure of the tires and the slope of the line traction in operating parameters and the mechanical vibration of the base station operation; Change in the internal pressure of the tire dynamic condition due to the weight transfer between front and rear axle. Work was done on the campus of the Federal University of Viçosa, in the period from March to August 2012. The experiment conducted to determine the performance and vibration in the post of operation was performed in firm ground track, and the treatments of the combination of three tire inflation pressure (12, 14 and 16 psi), three inclinations of traction line and four traction forces (3.57, 6.86, 12.46 and 16.23 kN), in a completely randomized design, with eight replications. The experiment conducted to evaluate the variation of the internal pressure of the tires in dynamic condition was performed on concrete track, with four treatments consisting of traction forces of 4.44, 14.57, 18.6 and 23.92 kN, in a completely randomized design, with four replications. We used a tractor with front wheel assist, equipped with bias tires and a set of transducers for measuring the parameters of interest. The results showed that the slip of wheelsets of the tractor increased progressively with increasing traction force, that reducing the internal pressure of the tires caused a reduction in the slip of the wheelsets in the greatest traction forces and that the inclination of the line traction had significant effect only for the tensile strength of 16.23 kN. The hourly fuel consumption increased by about 65% with increasing tensile strength of 3.56 to 16.23 kN, the internal pressure of the tires and the class of inclination of the line traction had limited effect on this variable. The traction force and the internal pressure of the tire exerted a positive effect on levels of longitudinal vibration at the base of the post operating, the highest levels were observed for the combination of tensile strength of 16.23 kN and the internal pressure of 110,32 kPa, with values close to 0,61 m s-2, and the lowest for the force of 3,56 kN and 82,74 kPa pressure, with values close to 0,20 m s-2. The traction force and the internal pressure of the tires had a quadratic effect on vibration levels in the vertical direction at the base of the post operating, the highest levels were observed for the combination of traction force of 16,23 kN and the internal pressure of 110,32 kPa, with values close to 0.75 m s-2, and the lowest for the force of 3,56 kN combined with the internal pressure of the tires of 82,74 kPa. The variation of weight transfer acting on each axle of the tractor was able to provide the change in the internal pressure of tires in dynamic condition. The traction force showed a linear variation of the internal pressure of the tire during the development of tensile, being generated model considered valid to estimate the traction force from the variation of the internal pressure of the tires.
A importância da agricultura brasileira no cenário mundial está intimamente relacionada com a ampliação da fronteira agrícola ao longo do território nacional nas últimas décadas. Esse processo ocorreu mediante a utilização de novas técnicas, processos e equipamentos que permitiram a expansão dos cultivos para áreas antes consideradas impróprias. O trator agrícola teve papel fundamental no salto da agricultura nacional e pode ser considerada a principal fonte de potência no campo. A utilização de tratores na produção aprimora a qualidade do serviço realizado e garante a obtenção de maior rendimento operacional em todas as etapas da produção. O trator é uma máquina complexa, composta de uma série de mecanismos e elementos que operam concomitantemente para garantir a função básica de um trator, ou seja, fornecer potência para a agricultura. O desempenho de uma máquina em tração é afetado por diversas variáveis como a pressão interna dos pneus e a transferência de peso. Deste modo, objetivou-se com esse trabalho avaliar os seguintes quesitos: Influência da pressão interna dos pneus e da inclinação da linha de tração nos parâmetros operacionais e nas vibrações mecânicas na base do posto de operação; Alteração da pressão interna dos pneus em condição dinâmica decorrente da transferência de peso entre o eixo dianteiro e traseiro. Os trabalhos foram executados no campus da Universidade Federal de Viçosa, no período de março a agosto de 2012. O experimento conduzido para determinar o desempenho e a vibração no posto de operação foi realizado em pista de solo firme, sendo os tratamentos constituídos da combinação de três pressões internas dos pneus (12, 14 e 16 psi), três inclinações da linha de tração e quatro forças de tração (3,57; 6,86; 12,46 e 16,23 kN), no delineamento inteiramente casualizado, com oito repetições. O experimento conduzido para avaliar a variação da pressão interna dos pneus em condição dinâmica foi realizado em pista de concreto, com quatro tratamentos constituídos das forças de tração de 4,44; 14,57; 18,6 e 23,92 kN, no delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Foi utilizado um trator agrícola com tração dianteira auxiliar, equipado com pneus diagonais e um conjunto de transdutores para mensurar os parâmetros de interesse. Os resultados demonstraram que o deslizamento dos rodados do trator aumentou progressivamente com o aumento da força de tração, que a redução da pressão interna dos pneus promoveu a redução do deslizamento dos rodados nas maiores forças de tração e que a inclinação da linha de tração apresentou efeito significativo apenas para a força de tração de 16,23 kN. O consumo horário de combustível aumentou cerca de 65% com o aumento da força de tração de 3,56 para 16,23 kN, a pressão interna dos pneus e a classe de inclinação da linha de tração apresentaram efeito reduzido sobre essa variável. A força de tração e a pressão interna dos pneus exerceram efeito positivo nos níveis de vibração longitudinal na base do posto de operação, sendo que os maiores níveis foram observados para a combinação entre a força de tração de 16,23 kN e a pressão interna de 110,32 kPa, com valores próximos a 0,61 m s-2, e as menores para a força de 3,56 kN e pressão de 82,74 kPa, com valores próximos a 0,20 m s-2. A força de tração e a pressão interna dos pneus apresentaram efeito quadrático nos níveis de vibração no sentido vertical na base do posto de operação, sendo os maiores níveis observados para a combinação entre a força de tração de 16,23 kN e a pressão interna de 110,32 kPa, com valores próximos a 0,75 m s-2, e as menores para a força de 3,56 kN combinada com a pressão interna dos pneus de 82,74 kPa. A variação da transferência de peso atuando sobre cada eixo do trator foi capaz de propiciar a alteração da pressão interna dos pneus em condição dinâmica. A força de tração apresentou efeito linear na variação da pressão interna dos pneus durante o desenvolvimento de tração, sendo o modelo gerado considerado válido para estimar a força de tração a partir da variação da pressão interna dos pneus.
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