This work presents an approach to optimise the preliminary design of high-performance axial-flow compressors. The preliminary design within the Gas Turbine Group at ITA, is carried on with an in-house computational program based upon the streamline curvature method, using correlations from the literature to assess the losses. The choice of many parameters of the thermodynamic cycle and of geometries relies upon the expertise from the members of the Group. Nevertheless, it is still a laborious and time-consuming task, requiring successive trial and errors. Therefore, to support the compressor designer in the choice of some parameters, an optimisation program, named REMOGA, was written in FORTRAN language, allowing an easy integration with the programs developed by the Gas Turbine Group. The program is based upon a multi-objective genetic algorithm, with real codification and elitism. Then the REMOGA and the preliminary design program were integrated to design a 5-stage axial-flow compressor. Therefore, the stator air outlet angles, the temperature distribution and the hub-tip ratio were varied aiming at higher efficiencies and higher pressure ratios, but controlling the de Haller number and the camber angle. Thanks to the REMOGA, thousands of designs could be quickly evaluated. Finally, using a choice criterion, four solutions were selected for further analysis, revealing that the developed program was successful in finding more efficient and feasible compressor designs.

Neste trabalho, um novo cabeçote indexador mecatrônico foi projetado, construído e testado. Dois motores de passo girando dois sem-fins acionam a mesma engrenagem de indexação. Um dos motores é usado para a indexação propriamente dita, enquanto que o outro é usado para eliminar a folga e travamento. Durante a movimentação, o sem-fim de travamento é liberado e gira sem tocar nos dentes da engrenagem. Desta forma a indexação pode ser feita com um mínimo de atrito. Alta repetibilidade, portanto, foi alcançada em consequência direta da eliminação dos efeitos da folga e do atrito não-linear. A indexação foi calibrada com o Cabeçote Divisor da "Zeiss" de alta precisão (exatidão de 1 segundo de arco). Foi verificado que os erros experimentais são periódicos. Portanto, esses erros foram decompostos em suas componentes de Fourier usando FFT. Um algoritmo de correção usando esse modelo matemático foi desenvolvido e incorporado ao programa de indexação controlado por microcomputador. A repetibilidade (ou precisão) foi melhorada em 6 vezes; o desvio padrão dos erros, baseado em 250 medições, foi reduzido para somente 14.8 segundos.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-08T16:30:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 722289 bytes, checksum: f150545d0202b0f2f87d4698e6af0c79 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-08T16:30:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 722289 bytes, checksum: f150545d0202b0f2f87d4698e6af0c79 (MD5) Previous issue date: 2002-05-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Com o objetivo de realizar a simulação do comportamento dinâmico de uma colhedora de feijão (Phaseolus vulgaris L.), foi implementado um sistema de aquisição automática de dados, avaliado o desempenho operacional de um conjunto trator- colhedora de feijão e desenvolvido e validado um modelo de simulação de sistemas mecânicos para análise do comportamento dinâmico deste conjunto. Parte do trabalho foi realizada no Laboratório de Mecanização Agrícola e no Laboratório de Projeto de Máquinas e Visão Artificial do Departamento de Engenharia Agrícola, da UFV. Esta etapa constou de instalação e configuração de sensores e de equipamentos de aquisição automática de dados. A avaliação de desempenho do conjunto trator-colhedora de feijão foi realizada na Área Experimental da Epamig e no Laboratório de Automação Agropecuária da Embrapa Milho e Sorgo em Sete Lagoas, MG. Os ensaios foram realizados com a cultura de feijão cultivar Pérola, utilizando-se um trator Massey Ferguson modelo MF 620 4x2 com tração dianteira auxiliar e uma colhedora de arrasto Colombo modelo Double Master. O conjunto trator-colhedora de feijão foi ensaiado sob diferentes condições de operação, ou seja, velocidade de deslocamento de 4, 7 e 10 km/h, número de linhas de feijão na leira colhida de 4, 7 e 10 linhas e rotação da tomada de potência (TDP) de 420 e 540 rpm. O sistema de aquisição automática de dados foi implementado, utilizando-se o programa de computador LabVIEW versão 6i e equipamentos da National Instruments. Foi desenvolvido um aplicativo para os sensores célula de carga, torquímetro, medidor de rotação tipo sensor indutivo e medidor de velocidade tipo radar, permitindo a coleta e armazenamento de dados, em tempo real, de força de tração requerida pela barra de tração, torque requerido e rotação da TDP, e velocidade de deslocamento da máquina colhedora de feijão, respectivamente. Na avaliação do desempenho operacional do conjunto trator-colhedora de feijão, foram determinadas as características operacionais, dinâmicas e de manejo que representavam o comportamento do conjunto trator-colhedora de feijão durante a operação de colheita. A capacidade de processamento do conjunto foi determinada, medindo-se a produção da máquina por unidade de tempo, não considerando os tempos perdidos. A avaliação de perdas foi feita através de amostragens durante os ensaios, em que se recolheu o material perdido nos setores de recolhimento, trilha e separação, e limpeza da máquina, além das perdas no arranquio e enleiramento e as perdas naturais da área de ensaio. Para o desenvolvimento do modelo utilizado na simulação do comportamento dinâmico do conjunto trator-colhedora de feijão, utilizou-se o programa de computador ADAMS versão 10.0. Este modelo incluiu a simulação do trator, interação entre solo e pneu, simulação do sistema de transmissão de potência e dos sistemas de trilha e limpeza da colhedora de feijão. Foram modelados o trator, composto por oito corpos rígidos, e a colhedora de feijão composta por quatro corpos rígidos. A taxa de alimentação de feijão colhida pela colhedora de feijão foi calculada, em função do número de linhas enleiradas, distância entre as fileiras, velocidade longitudinal do sistema, produtividade do feijão e relação, em massa, de palha e grão da cultura. O peso do produto no tanque graneleiro foi obtido, integrando-se a taxa de alimentação do produto da máquina em função do tempo. No trabalho realizado, implementou-se um sistema de aquisição automática de dados e desenvolveu-se o aplicativo AvaliaMA para avaliação de máquinas agrícolas buscando a coleta de dados de uma forma eficiente e eliminando os erros tradicionais gerados pela coleta de dados convencional, como anotações incorretas em planilhas e perda de dados. Observou-se, durante ensaios, facilidade de operação do sistema, permitindo rapidez na operação de aquisição de dados, e a capacidade de combinar o sistema implementado para atender a demandas de diversas pesquisas, podendo ser utilizado em diferentes tipos de máquinas agrícolas. Na avaliação do desempenho operacional do conjunto trator-colhedora de feijão, foi utilizado o sistema de aquisição automática de dados implementado. O maior valor de torque requerido na TDP, observado durante os ensaios de campo para a rotação de 420 rpm na TDP, foi de 730,84 mN, resultando numa potência requerida na TDP de 26,79 kW, enquanto para a condição de 540 rpm foi de 907,21 mN, resultando numa potência requerida na TDP de 47,96 kW. O conjunto apresentou, durante os ensaios de campo, capacidade de processamento de 3,06 t/h, para uma área com produtividade média de 2186,63 kg/ha. Os valores de perdas para os sistemas da plataforma de recolhimento, trilha e separação, e limpeza encontrados foram de 114,93, 72,11, e 9,11 kg/ha, respectivamente, totalizando cerca de 11,15 % de perdas. Um modelo matemático para simular o comportamento dinâmico do trator foi desenvolvido e utilizado para simular seu raio de giro observando-se, na comparação dos valores simulados com os dados experimentais, um erro máximo de 1,82%. Um outro modelo matemático para simular o comportamento dinâmico do conjunto trator-colhedora de feijão foi também desenvolvido e utilizado, sob três diferentes condições. Comparando-se os dados obtidos sob testes experimentais desenvolvidos em condições de campo com os valores obtidos na simulação, observou-se, na primeira condição de simulação, erro relativo médio de 17,08%, 13,61%, 5,91%, 35,89% e 25,99% para a velocidade de deslocamento, taxa de alimentação, rotação da TDP, torque e potência requeridos na TDP, respectivamente. Na segunda condição de simulação, observou-se erro relativo médio de 16,91%, 5,76%, 28,88% e 27,68% para a velocidade de deslocamento, rotação da TDP, torque e potência requeridos na TDP, respectivamente. Na terceira condição de simulação, observou-se erro relativo médio de 17,16%, 36,93%, 5,99%, 36,52% e 34,55% para a velocidade de deslocamento, taxa de alimentação, rotação da TDP, torque e potência requeridos na TDP, respectivamente. / With the objective of simulating the dynamic performance of a beans (Phaseolus vulgaris L.) harvester, a data automatic acquisition system was implemented, the operational performance of a tractor-harvester system for beans was evaluated, and a simulation model for dynamic performance of the tractor-harvester system for beans was developed and evaluated. Part of the work was done in the Agricultural Mechanization and in the Machines Project and Artificial Vision Laboratories of the Department of Agricultural Engineering, Federal University of Viçosa. This stage consisted of the installation and configuration of sensors and data automatic acquisition system equipments. The performance evaluation of the tractor-harvester system for beans was done in the Experimental Area of Epamig and in the Embrapa Agricultural Automation Laboratory of Corn and Sorghum in Sete Lagoas, MG. For the field tests, a beans cultivar "Pérola" was harvested with a Massey Ferguson tractor, MF 620 model equipped with front-wheel auxiliary drive, and a Colombo Double Master beans harvester. The field tests were done in different operation conditions, varying travel speed (4, 7 and 10 km/h), number of beans lines picked (4, 7 and 10) and power takeoff (PTO) rotation (420 and 540 rpm). The data automatic acquisition system was implemented using the computer program LabVIEW 6i and National Instruments equipments. A Virtual Instrument was developed for load cell, torque meter, inductive sensor type rotation meter and radar type speedometer, allowing the acquisition and storage of data, in real time, of traction force required by the traction bar, PTO torque and rotation required, and speed travel of the system, respectively. The operational, dynamics and handling characteristics, that represented the tractor-harvester system for beans performance, were evaluated during the harvest operation. The capacity of processing of the system was determined measuring the machine production by unit of time, without considering the lost time. The losses evaluation was made through samplings, during field tests, where the lost material was collected in the pickup reel platform, threshing and separation, and cleaning sections of the machine, besides the losses in the alignment operation and the natural losses of the field. For the development of the model, to simulate the dynamic performance of the tractor-harvester system for beans, the computer program ADAMS 10.0 was used. The model included tractor simulation, and a soil/tire interface, a power train and threshing and cleaning systems of the beans harvester. The tractor was modeled as composed by eight rigid bodies, and the bean harvester, by four rigid bodies. The total feeding rate was calculated in function of the number of lines, distance among the lines, travel speed of the system, field productivity and material other than grain and grain ratio. The weight of the product in the harvester tank was obtained integrating the feeding rate of the product in function of the time. A data automatic acquisition system was implemented and an AvaliaMA Virtual Instrument was developed in order to evaluate agricultural machines. During field tests, the system showed capacity to supply results accurately acceptable and to be combined to assist specific test demands that could be used in different types of agricultural machines and in different climatic conditions. In the operational performance evaluation of the tractor-harvester system for beans, the data automatic acquisition system implemented was used. The largest PTO torque required value observed during the field tests for the 420 rpm rotational velocity was 730.84 mN, resulting in a PTO required power of 26.79 kW, and for the 540 rpm condition, it was 907.21 mN, resulting in a PTO required power of 47.96 kW. The group presented a processing field capacity of 3.06 t/h, for an area with productivity of 2,186.63 kg/ha. The loss values for the gathering, threshing and separation, and cleaning systems were 114.93, 72.11, and 9.11 kg/ha, respectively, resulting in 11.15% of loss. The simulation models of the tractor-harvester system for beans, of the interaction between soil and tire, of the power transmission system and of the threshing and cleaning systems of the harvester were developed. Finally, the dynamic performance analysis of the tractor- harvester system for beans was done. Comparing actual and simulated data, it was found, at the first simulation condition, average relative error of 17.08%, 13.61%, 5.91%, 35.89% and 25.99% for the velocity, feeding rate, PTO rotational velocity, PTO required torque and PTO required power, respectively. At the second simulation condition, it was found average relative error of 16.91%, 5.76%, 28.88% and 27.68% for the velocity, PTO rotational velocity, PTO required torque and PTO required power, respectively. At the third simulation condition, it was found average relative error of 17.16%, 36.93%, 5.99%, 36.52% and 34.55% for the velocity, feeding rate, PTO rotational velocity, PTO required torque and PTO required power, respectively. / Tese importada do Alexandria

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Due to the need to increase in production and to the high rates of losses in the header because of machines with low efficiency in harvesting, it is presented, in this thesis the knowledge systematization needed to develop new header designs to harvest beans. This work presents the machines used for the harvest of beans, the harvesting systems, and a list of influencing factors that determine the knowledge required for new projects. In the patent records, harvesters able to carry out all the harvest s phases, machines for cutting or pulling off plants, addition or replacement parts for harvesters, and machines with different technologies were found. The result of a search for machines in the market showed the main characteristics of headers such as mechanical and hydraulic couplings, dimensions and power transmission systems that are used. A comparison among subsystems was made, and it was noticed that, although the machines are designed for the same culture, and the systems are virtually identical, there are some quite different adjustments, and, in some cases, they do not observe agronomical recommendations, showing that the optimization of designs is possible. It is presented a study on the technologies in harvesting and the size relation of machines that enable their construction followed by the four main categories related to the influencing factors in the project (project scope examination, operating environment characteristics, ratification criteria, and machines available in the market). It was observed that there are still potential improvements in the recorded designs in the patents including the exploration of new concepts. It was observed that many machines recorded in patents are not found in the market. Among the possible reasons for this, there is the fact that the great majority of machines registered in patents carry out the harvest by individualizing the planting lines, which is a characteristic that does not have a good market acceptance. / Em virtude da necessidade de aumento da produção e dos altos índices de perdas na plataforma decorrentes de máquinas com baixa eficiência na colheita, apresenta-se, nesse trabalho, a sistematização de conhecimentos necessários para novos projetos de plataformas de colheita de feijão. O trabalho apresenta as máquinas atualmente utilizadas para colheita de feijão, os sistemas de colheita e a relação dos fatores de influência que determinam a base de conhecimento necessária para projetos. Foram encontrados nos registros de patentes colhedoras capazes de realizar todas as etapas da colheita, máquinas para corte ou arranquio das plantas, peças para adição ou substituição nas colhedoras e máquinas com tecnologias diferenciadas. A pesquisa por máquinas disponíveis no mercado mostrou as características gerais das plataformas como acoplamentos mecânicos e hidráulicos, dimensões e os sistemas de transmissão de potência utilizados. Foi realizada uma comparação entre os subsistemas e notou-se que, embora as máquinas sejam destinadas à mesma cultura e possuem sistemas praticamente idênticos, possuem algumas regulagens bastante distintas, em alguns casos não atendendo às recomendações agronômicas, demonstrando espaço para otimização dos projetos. É apresentado um estudo sobre as tecnologias na colheita e a relação de tamanho das máquinas que viabilizam sua construção, seguida, das quatro principais categorias relacionadas aos fatores de influência no projeto (exame do escopo, características do ambiente operacional, critérios de homologação, e, máquinas disponíveis no mercado). Foi observado que há ainda potencial de melhorias dos projetos depositados em patentes, inclusive com exploração de novas concepções. Muitas máquinas registradas em patentes não são encontradas no mercado. Dentre os prováveis motivos está o fato de que a maioria das máquinas registradas realiza a colheita individualizando as linhas de plantio, característica que não apresta boa aceitação no mercado.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The agricultural machinery design process is characterized by the transformation of elevated number abstract information in a physical model. This work presents the development of a Documentation System for the Design of Agricultural Machinery along the stages of planning and design of the Model of Reference for the Agricultural Machinery Development Process, which will be used like standard model in the execution of these projects. The methodology adopted was the employment of researches of the descriptive and exploratory kind about matters concerning the subject of the work, among them: model of reference for the agricultural machines development process; modeling of information; management of the knowledge; projects documentation systems; and, management of the communications. The specific objectives reached was definition and classification of the kinds documents, establishment of the form of presentation and of the content of each document, definition of technical way for presentation of the documents, definition of the architecture of the Design Documentation System, modeling of the documents of project and integration of the Design Documentation System to the Model of Reference for the Agricultural Machinery Development Process. The result obtained permitted the definition of three base models kinds: (i) Models of documents for alfa-numerical elements, forms and graphics; (ii) Models of documents for representative plans; and, (iii) Models of documents for illustration of technical drawings. The structure of the system of documentation developed in this work can be deployment in two parts, one with the management documents and another with the technical documents, jointly with term of opening and tutorial. It was obtained the definition, classification, relation with the domains of the knowledge and establishment of specific content for one hundred and thirty-six documents, of the which, fifty-four are of management nature and eighty-two of technical nature. / As fases iniciais do processo de projeto de máquinas agrícolas são caracterizadas pelo tratamento de elevado número de informações abstratas, as quais tornam-se mais concretas à medida que se aproximam das fases finais, tomando a forma de modelos físicos. Tal complexidade exige a prática do processo de projeto de modo sistematizado, que possibilite o registro, a gestão e a armazenagem dos conhecimentos, tecnologias geradas e decisões tomadas durante a sua execução, através de um adequado Sistema de Documentação de Projetos. Neste contexto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um Sistema de Documentação para o Projeto de Máquinas Agrícolas (SDP-MA) ao longo das macrofases de planejamento e projetação do Modelo de Referência para o Processo de Desenvolvimento de Máquinas Agrícolas (MR-PDMA), para que seja usado como modelo padrão na execução destes projetos. A metodologia adotada foi a realização de pesquisas do tipo exploratória e descritiva sobre assuntos pertinentes ao tema do trabalho, entre os quais se destacam: modelo de referência para o processo de desenvolvimento de máquinas; modelagem de informações; gestão do conhecimento; sistemas de documentação de projetos; e, gerenciamento das comunicações. Foram executadas atividades parciais na busca ao objetivo geral, entre as quais, têm-se: definição e classificação dos tipos de documentos, estabelecimento da forma de apresentação e do conteúdo de cada documento, viabilização técnica para apresentação dos documentos, definição da arquitetura do Sistema de Documentação de Projetos, modelagem dos documentos de projeto e integração do SDP-MA ao MR-PDMA. O resultado obtido permitiu a definição de três tipos de modelos base: (i) Modelos de documentos para elementos alfa-numéricos, planilhas e gráficos; (ii) Modelos de documentos para esquemas representativos; e, (iii) Modelos de documentos para ilustração de desenhos técnicos. A estrutura do sistema de documentação desenvolvido neste trabalho pode ser decomposta em dois pacotes, um com os documentos gerenciais e outro com os documentos técnicos, juntamente com termo de abertura e tutorial. Obteve-se definição, classificação, relação com os domínios do conhecimento e estabelecimento de conteúdo específico para cento e trinta e seis documentos, dos quais, cinqüenta e quatro são de natureza gerencial e oitenta e dois de natureza técnica.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3930523 bytes, checksum: 719c1fbe61cc90331cd997aac1626f55 (MD5) Previous issue date: 2010-02-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Eucalyptus has a significant importance for agribusiness forestry Brazil, in relation to GDP (gross domestic product) it participates with about 4%. Among the sectors that require more wood stand out furniture industry and paper and pulp industries experiencing changes in its production base due to legal requirements and marketing. For these reasons, the forest companies have been increasing their interest in gaining certifications that endorse on your requirements related to cultural practices and / or safety and health as FSC (Forest Stewardship Council) 18000 and OSHA (Occupational Safety and Health Administration). Thus, they increase their investments in ergonomics guaranteeing market share, adding value to their products, reducing costs and absenteeism and industrial diseases consequent increase in productivity. In view ergonomic, preservation health worker, allied to technological mechanization, can produce significant increases in production. Thus, the objective is to this work is to develop a hydraulic motocoveador for planting forest species, which meets safety standards in Brazil work and meets the ergonomic conditions, to preserve the health, improved comfort, safety, welfare and increased efficiency of workers. The development of the prototype motocoveador hydraulics was conducted in two stages: the first an appraisal of the main parameters for defining requirements that it must meet, and the second was with the assessment ergonomic operation with the final version of the prototype, conducted in four different slopes of soil. For the evaluation of the prototype was used an area belonging to the Universidade Federal de Viçosa - UFV, located in the city of Viçosa, MG, determining soil moisture between 18.7 and 20.9%. The prototype has 15 kg (with the auger drilling) and its dimensions were determined by means of percentiles (95%) of anthropometric measurements of a sample of operators responsible by pitting for eucalyptus plantation. The evaluation of physical load of work was performed by cardiac monitoring for determination of cardiac load, and the operation of the machine considered mild by this methodology. Biomechanical analysis was performed by simulating the posture and its operation weight of the machine through the software 3DSSPP University of Michigan, having shown that in only one posture the maximum compression in L4/L5 intervertebral disc was exceeded. Noise levels were evaluated using a digital decibel meter positioned near the channel hearing of the operator, indicating average values of noise around 76 dB (A) below the ceiling for a day of eight hours daily work. The collection of vibration levels were performed using a digital accelerometer and compared with the European norm (maximum of 5 m s-2 for 8 hours of work). However, the measured values were between 6.6 and 7.8 m s-2, ie, above the expected. The operational capability effective (Ce) was determined by the timing of completion of each hole in each of the slopes, the Times treated by methodology proposed by Barnes (1977) for determining the mean and thus calculate the Ce, being found from 0.0919 to 0.1093 ha h-1, depending the slope of the ground. Based on these results, the machine developed was efficient for all inclinations analyzed may be a viable alternative to the forestry companies. / O eucalipto tem significativa importância para o agronegócio florestal brasileiro, em relação ao PIB (produto interno bruto) ele participa com cerca de 4%. Entre os setores que mais demandam madeira destacam-se a indústria de móveis e a de papel e celulose, setores que vivenciam alterações em sua base produtiva devido às exigências legais e mercadológicas. Por essas razões, as empresas florestais vêm aumentando o interesse em conquistar certificações que as aprovem em seus requisitos relacionados aos tratos culturais e/ou segurança e saúde como FSC (Forest Stewardship Council) e OSHA 18.000 (Occupational Safety and Health Administration). Dessa forma, aumentam seus investimentos em ergonomia garantindo sua participação no mercado, agregando valor aos seus produtos, reduzindo custos com absenteísmo e doenças laborais e com conseqüente aumento de produtividade. Na visão ergonômica, a preservação da saúde do trabalhador, aliada à evolução tecnológica da mecanização, pode produzir aumentos de produção significativos. Assim, objetiva-se com o presente trabalho desenvolver um motocoveador hidráulico para o plantio de espécies florestais, que atenda às normas brasileiras de segurança de trabalho e cumpra os pressupostos ergonômicos, visando a preservação da saúde, a melhoria do conforto, da segurança, do bemestar e ao aumento da eficiência dos trabalhadores. O desenvolvimento do protótipo do motocoveador hidráulico foi realizado em duas etapas; a primeira consistiu no levantamento dos principais parâmetros para a definição dos requisitos que o mesmo deve atender e, a segunda, se deu com a avaliação ergonômica da operação com a versão final do protótipo, conduzido em quatro diferentes inclinações de solo. Para a avaliação do protótipo foi utilizada uma área pertencente à Universidade Federal de Viçosa UFV, localizada na cidade de Viçosa, MG, sendo determinada a umidade do solo entre 18,7 e 20,9%. O protótipo possui 15 kg (com o trado de perfuração) e suas dimensões foram determinadas por meio de percentis (95%) das medidas antropométricas de uma amostra populacional de operadores responsáveis pelo coveamento para plantio de eucalipto. A avaliação da carga física de trabalho foi realizada pelo monitoramento cardíaco para a determinação da carga cardiovascular, sendo a operação da máquina considerada leve por esta metodologia. A avaliação biomecânica foi realizada por meio de simulação da postura de operação e o respectivo peso da máquina por meio do software 3DSSPP da Universidade de Michigan, tendo mostrado que em apenas uma postura o valor máximo de compressão no disco intervertebral L4/L5 foi ultrapassado. Os níveis de ruído foram avaliados por meio de um decibelímetro digital posicionado perto do canal auditivo do operador, indicando valores médios de ruído em torno de 76 dB(A), abaixo do limite máximo para uma jornada de 8 horas diárias de trabalho. A coleta dos níveis de vibração foram realizadas por meio de um acelerômetro digital e comparados com a norma européia (máximo de 5 m s-2 por 8 horas de trabalho). Entretanto, os valores medidos ficaram entre 6,6 e 7,8 m s-2, ou seja, acima do aceitável. A capacidade operacional efetiva (Ce) foi determinada por meio da cronometragem de realização de cada cova em cada uma das inclinações, os tempos tratados por meio da metodologia proposta por Barnes (1977) para determinação do tempo médio e assim calcular a Ce, sendo encontrado 0,0919 a 0,1093 ha h-1, dependendo da inclinação do solo. Pela análise dos resultados, a máquina desenvolvida se mostrou eficiente para todas as inclinações analisadas, podendo ser uma alternativa viável para as empresas florestais.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_andre_oldoni.pdf: 3434088 bytes, checksum: 882bc33711496464287fc6624654d637 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / The onion (Allium cepa L.) is considered of great social and economic importance in Brazil, and 70% of its production comes from family farmers. The production of onions is a tradition passed from generation to generation among the farmers, using simple tools and machines for the implementation of the crop. The physical exertion demanded, especially in transplant and harvest stages, which are carried out entirely by hand, is quite large. Usually the manufacturers of agricultural machinery have no interest in this sector. The aim of this study was to develop a mechanized system for the purpose of harvesting and benefit onions adapted to needs of family farmers. The methodology used is based on a phase model which is divided into: informational design, conceptual design, preliminary design and detailed design, and performed this work is the first two. In the first phase, informational design, we identified the needs of clients according to the functions that develop within each phase of the life cycle of the product to establish the design specifications. In the conceptual design phase there was the scope of the problem, establishing the functional structures feasible to meet the design specifications. There were searches for solution principles, selecting the most promising combinations of these principles with aim to choose the most appropriate to satisfy the needs met. The scope of the problem was found, remove and bag clean and undamaged bulbs with precision suitable for different depths and widths. Thus met the functional structure that best suits complying with the requirements of the project. We obtained four conceptions of machines one of than was selected and optimized, evolving it to the final design. This was the one that was more appropriate and feasible to build a prototype to carry out the harvesting and processing of onions. / A cebola (Allium cepa L.) é considerada de grande importância social e econômica no Brasil, sendo que 70% de sua produção é proveniente da agricultura familiar. O cultivo da cebola tem passado como tradição de geração para geração entre os agricultores familiares, que utilizam uma série de ferramentas e máquinas bastante simples para a implantação da lavoura. O esforço físico demandado, principalmente nas fases de transplante e colheita, que são realizadas de forma inteiramente manual, é grande. Normalmente as empresas fabricantes de máquinas agrícolas não apresentam interesse por este setor, assim, o objetivo do trabalho foi desenvolver um sistema mecanizado com a finalidade de colher e beneficiar cebolas direcionadas às necessidades dos agricultores familiares. A base da metodologia utilizada encontra-se fundamentada em um modelo de fases o qual divide-se em: projeto informacional, projeto conceitual, projeto preliminar e projeto detalhado, sendo que neste trabalho executou-se as duas primeiras. Na primeira fase, projeto informacional, foram identificadas as necessidades dos clientes de acordo com as funções que desenvolvem dentro de cada fase do ciclo de vida do produto para estabelecimento das especificações de projeto. Na fase de projeto conceitual verificou-se o escopo do problema, estabelecendo-se as estruturas funcionais viáveis para o atendimento das especificações de projeto. Realizaram-se pesquisas por princípios de solução, selecionando as combinações mais promissoras a fim de escolher a mais adequada para o atendimento das necessidades encontradas. O escopo do problema encontrado foi: retirar e ensacar bulbos limpos e ilesos com precisão, adequada a diferentes profundidades e larguras. Desta forma encontrou-se a estrutura funcional que mais se adequou ao atendimento dos requisitos de projeto. Obteve-se quatro concepções de máquinas uma das quais foi selecionada e otimizada, evoluindo-a para a concepção final.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:33:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_tiago_lopes_bertoldi.pdf: 1296338 bytes, checksum: 152fced4a5d64147170c23e2437be26b (MD5) Previous issue date: 2013-10-29 / The growth of peach trees (Prunus L.) plays a major social and economic role in Rio Grande do Sul. In the year 2012 alone, 132,874 tons of peaches were produced in the State. This activity is largely performed on family run farms and involves a high number of farm workers, thus contributing to keeping families in rural areas. Basic machinery and tools are needed for the crop implementation. The peach tree is a plant that demands fertilization throughout its life cycle, and nutrient absorption is mainly carried out by its roots. Since the adsorption area is smaller than the deposition area performed by conventional equipment, there may be unnecessary waste in the fertilization of orchards, raising costs. There are technologies available in the marketplace today that could solve this problem; these are, however, still inaccessible to small and medium scale family farming. Thus, the aim of this study was to develop an informally and conceptually designed mechanical system for the purpose of using band placement or localized granular fertilizer application, directed to peach-growing family farmers needs. The methodology of the design is based on a phase model which has been divided into informational design, conceptual design, preliminary design and detailed design. This study developed the first two phases. The initial or informational design phase identified clients needs according the role they played within each phase of the life cycle of the product so as to establish the design specifications, including a total of 18 requirements. The scope of the problem was analyzed in the conceptual design phase, when three viable functional structures to meet the design specifications were established. Research using solution principles was performed and the most promising combinations were selected so as to choose the most adequate one. The scope of the problem was to apply granular fertilizer evenly on the target. This way, the most adequate functional structure to attend to the design needs was met. Four machine conceptions were obtained, one of which was selected. / O cultivo do pessegueiro (Prunus L.) possui grande importância social e econômica no Rio Grande do Sul, tendo sido produzidos no ano de 2012 cerca de 132.874 toneladas deste. Esta atividade é em grande parte executada em propriedades agrícolas familiares, demandando elevada mão de obra o que acaba auxiliando a fixação do homem no campo. A produção do pêssego utiliza uma série de ferramentas e máquinas bastante simples para a implantação da lavoura. O pessegueiro é uma planta exigente em adubação em todo seu ciclo de vida, a absorção dos nutrientes é realizada majoritariamente pelas raízes. Uma vez que a área de adsorção é menor do que a área de deposição realizada pelas máquinas convencionais, na adubação de um pomar podem ocorrer desperdícios e tornar a atividade onerosa. Existem no mercado tecnologias capazes de solucionar o problema, porém ainda estão distantes da realidade da agricultura familiar de pequena e média escala, assim, o objetivo do trabalho foi desenvolver o projeto informacional e conceitual de um sistema mecanizado com a finalidade de aplicar fertilizante granulado de forma localizada, direcionado às necessidades dos agricultores familiares produtores de pêssego. A base da metodologia de projeto utilizada encontra-se fundamentada em um modelo de fases o qual divide-se em: projeto informacional, projeto conceitual, projeto preliminar e projeto detalhado, sendo que neste trabalho executaram-se as duas primeiras. Na primeira fase, projeto informacional foram identificadas as necessidades dos clientes de acordo com as funções que desenvolvem dentro de cada fase do ciclo de vida do produto para estabelecimento das especificações de projeto, totalizando 18 requisitos. Na fase de projeto conceitual verificou-se o escopo do problema, estabelecendo-se três estruturas funcionais viáveis para o atendimento das especificações de projeto. Realizaram-se pesquisas por princípios de solução, selecionando as combinações mais promissoras a fim de escolher a mais adequada para o atendimento das necessidades encontradas. O escopo do problema encontrado foi: Aplicar regularmente no alvo, fertilizante granular dosado uniformemente. Desta forma encontrou-se a estrutura funcional que mais se adequou ao atendimento dos requisitos de projeto. Obtiveram-se quatro concepções da máquina uma das quais foi selecionada.

In the cassava production the conventional tillage, characterized by soil preparation with intensive mobilization, is commonly used. However, when this practice results in the maintenance of small quantities of straw on the soil surface, the erosion becomes imminent, and it is exacerbated by the spacing and slow initial development of this culture, especially until four months after planting. An alternative is the no-tillage system, a type of conservation tillage, in which only the owing/planting furrow is prepared for the deployment of culture, and is widely used in soybean, corn, wheat, beans, and others crops. For cassava, the adoption of this system has raised many questions on the basis of the soil physical properties recommended, according to which the crop requires well-drained and loose soils to allow the proper root development, where the carbohydrates produced by the plant are stored. It is believed that the deployment of a larger soil area in furrow may facilitate the proper development of cassava in no-tillage system and promote the soil protection due the maintenance of straw on the surface. In this context, the objective is improve the furrow opener device of cassava planters using the precepts of the agricultural machinery development process, with the intent of provide the cultivation of cassava in no-tillage system. For the furrow opener development it were implemented the informational, preliminary and detailed design phases of the product development process. It where formulated for the task of preparing the planting furrow, 31 needs of customers who were deployed in 30 customer requirements and then in 27 design requirements. From these requirements and the solutions available on other agricultural machines and implements, the winged tines where selected as a potential solution. So, a layout study where conducted and resulted in the construction of prototypes with different geometries to experimentation with cassava crop and tests of forces. The use of the reference model for the development process of agricultural machinery allowed the development of furrow opener device for the cultivation of cassava in no-tillage system, that have low cost, small number of components, simple manufacturing process and smooth operation. The yield obtained with the cassava crop in conventional tillage and no-tillage was similar, showing that this technique can be used to grow without com / No sistema de produção da mandioca o preparo convencional do solo (intenso revolvimento) é comumente utilizado. Quando esta prática resulta na manutenção de pequenas quantidades de palha sobre o solo, o problema da erosão se torna eminente e é agravado pelo espaçamento entre linhas e o lento desenvolvimento inicial desta cultura, principalmente até os quatro meses após o plantio. Uma alternativa é o sistema plantio direto, em que apenas o sulco de semeadura/plantio é preparado durante a implantação da cultura, e é largamente utilizado nas culturas de soja, milho, trigo, feijão, entre outras. Para a mandioca, a adoção deste sistema tem gerado muitas dúvidas em função das condições físicas do solo recomendadas, segundo as quais a cultura requer solos bem drenados e soltos para possibilitar o adequado desenvolvimento das raízes. Acredita-se que a mobilização de uma maior área de solo no sulco de plantio possa viabilizar o adequado desenvolvimento da mandioca em sistema plantio direto e favorecer a proteção do solo pela manutenção da palha sobre superfície. Nesse contexto, objetivou-se aperfeiçoar o mecanismo sulcador de plantadoras de mandioca utilizando os preceitos do processo de desenvolvimento de máquinas agrícolas, com o intento de viabilizar o cultivo de mandioca em sistema plantio direto. Para o desenvolvimento do mecanismo foram executadas as fases de projeto informacional, preliminar e detalhado. Formularam-se, para a função de preparar o sulco de plantio, 31 necessidades de clientes que foram desdobradas em 30 requisitos de clientes e posteriormente em 27 requisitos de projeto. A partir destes requisitos e das soluções disponíveis em outras máquinas e implementos, selecionou-se a haste sulcadora alada como potencial solução. Desta forma, realizou-se um estudo de leiautes que culminou na construção de protótipos com diferentes geometrias para testes, experimentação com a cultura da mandioca e ensaio de esforços. A utilização do modelo de referência para o processo de desenvolvimento de máquinas agrícolas permitiu o desenvolvimento de uma haste sulcadora alada de baixo custo, pequeno número de componentes, processo de fabricação simples e bom funcionamento. A produtividade obtida com a cultura da mandioca em preparo convencional e sistema plantio direto foi semelhante, evidenciando que esta técnica pode ser utilizada para o cultivo sem comprometer a produtividade e ainda melhorar a sustentabilidade do sistema.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The growing demand for energy that causes the increased traffic of agricultural machinery, larger and more robust, acts negatively on soil compaction, directly and indirectly affecting crop productivity, as many changes in soil physical attributes. As a potential technique to solve this problem has the chiseling, which promotes the disruption of these compacted layers, without causing the inversion of the soil, keeps the plant residues deposited on the surface, improves infiltration, the structure and porosity of the soil and thus facilitates erosion control. However this operation has a high demand for traction. Seeking a more efficient operation of scarification, ie, better utilization of energy, developed and evaluated a tool to break ground in layers simultaneously. For this purpose it was necessary to construct a Structure-Port Mobile Tools capable of performing experimental procedures resulting from the planned treatments. As a mobile source of power was used a Massey Ferguson tractor model MF 275 with 53 kW. The experiment was conducted in the Municipality of Capon Beautiful South, Rio Grande do Sul, in a clayey soil. As a general objective, we sought to answer the following questions: (i) is there any significant difference between chiseling in a single layer or more than one layer, considering the average horizontal force on the drawbar, the specific resistance and the average hourly fuel consumption as criteria for each level of speed? (Ii) how the deepening affects the average horizontal force in the drawbar? And (iii) acts as the advance on the soil area mobilized? Configurations were tested with chiseling of the soil in one, two and three layers, with variations in longitudinal distances between the tips of the spikes. The chiseling treatments in two concurrent 0,15 meters layers and longitudinal distance between the tip ends of 0,30 and 0,40 meters, with one in 0,10 meter of deepening and 0,30 meters advancing presented as the most promising. It was concluded at the end of this work, considering all the tested configurations, there are combinations of deepening, advancing and speed, which proved more efficient than chiseling a single layer. / A crescente demanda de energia que ocasiona o aumento do tráfego de máquinas agrícolas, maiores e mais robustas, atua negativamente na compactação do solo, afetando direta e indiretamente a produtividade das culturas, pois modifica diversos atributos físicos do solo. Como técnica potencial para solucionar este problema tem-se a escarificação, que promove o rompimento dessas camadas compactadas, sem ocasionar a inversão do solo, mantém os resíduos vegetais depositados na superfície, melhora a infiltração, a estrutura e a porosidade do solo e facilita assim o controle da erosão. Contudo esta operação apresenta elevada demanda de tração. Visando uma operação de escarificação mais eficiente, ou seja, com maior aproveitamento de energia, desenvolveu-se e avaliou-se uma ferramenta para o rompimento do solo em camadas, de forma simultânea. Para tanto foi necessária a construção de uma Estrutura Porta-Ferramentas Móvel, capaz de executar os procedimentos experimentais decorrentes dos tratamentos planejados. Como fonte móvel de potência foi utilizado um trator marca Massey Ferguson, Modelo MF 275 com 72 CV (53 kW) de potência. O experimento foi conduzido no Município de Capão Bonito do Sul, Rio Grande do Sul, em um solo de textura muito argilosa. Como objetivo geral, buscou-se responder às seguintes perguntas: (i) existe alguma diferença significativa entre a escarificação em única camada ou em mais de uma camada, considerando a força horizontal média na barra de tração, a resistência específica e o consumo horário médio de combustível como critérios, para cada nível de velocidade? ; (ii) de que forma influi o aprofundamento (espessura das camadas) na força horizontal média na barra de tração? ; e (iii) como atua o avanço (distância longitudinal entre as ponteiras das hastes), sobre a área de solo mobilizada? Foram testadas configurações com escarificação do solo em uma, duas e três camadas, com variações nas distâncias longitudinais entre as pontas das ponteiras. Os tratamentos com escarificação em duas camadas simultâneas de quinze centímetros e distância longitudinal entre as pontas das ponteiras tanto de trinta quanto de quarenta centímetros, juntamente com aquele com aprofundamento de dez e avanço de trinta centímetros apresentaram-se como mais promissores. Concluiu-se ao final deste trabalho, considerando todas as configurações testadas, que existem combinações de aprofundamento, avanço e velocidade, que revelaram-se mais eficientes que a escarificação em camada única.