O DA ESTABILIDADE LATERAL DE UM CONJUNTO TRATOR R

NOTA TÉCNICA
DETERMINAÇÃO DA ESTABILIDADE LATERAL DE UM CONJUNTO TRATORRECOLHEDORA DE FEIJÃO PARA O TRABALHO DE CAMPO1
2
3
3
Luiz Henrique de Souza , Luciano Baião Vieira , Haroldo Carlos Fernandes , Julião Soares de Souza
4
5
Lima e Joseph Kalil Khoury Junior
RESUMO
A estabilidade lateral de uma recolhedora-trilhadora de feijão, da Indústria Nuxmaquinagrícola,
modelo RXT 350, foi calculada para operar em condições de campo, tracionada por um trator da
marca Massey Ferguson, modelo 265 4X2 TDA. O trabalho foi conduzido no Laboratório de
Mecanização do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa e em
áreas selecionadas no município de Viçosa. A metodologia utilizada para determinação das
coordenadas do centro de gravidade foi denominada método da dupla pesagem. Para a recolhedora,
foi determinada uma inclinação-limite dinâmica de 21,38º, equivalente a 39% de declividade. Para o
trator, entretanto, o valor determinado foi de 17,50º, equivalente a 31% de declividade. Foram obtidos
resultados satisfatórios para capacidade operacional, consumo específico e capacidade de
recolhimento da máquina, os quais foram coerentes com a faixa estipulada pelo fabricante para
declividades de até 30%.
Palavras-chave: recolhedora-trilhadora de feijão; estabilidade; centro de gravidade
ABSTRACT
Determining the Lateral Stability of a Combined Bean Harvester-Tractor for Field Work
The lateral stability of a bean harvester-thrasher of the Nuxmaquinagrícola Industry, model RXT
350, was calculated to work under field conditions while pulled by a Massey Ferguson tractor, model
265 4X2 TDA. The work was conducted in the Mechanization Laboratory pertaining to the UFV
Agricultural Engineering Department, as well as in some areas selected throughout Viçosa county,
Minas Gerais State. The methodology so-called double-weighing method was used to determine the
o
gravidity center of the coordinates. A dynamic limit-inclination of 21.38 corresponding to 39% slope
o
was determined for the harvester-thrasher. For the tractor, however, the inclination was 17.50 , so
corresponding to 31% slope. The machine showed satisfactory results for operational capacity, fuel
consumption and harvesting capacity that were coherent with the range specified by the manufacturer
for declivities up to 30%.
Keywords: bean harvester-thrasher; stability; gravidity center
1
Parte da dissertação de mestrado apresentada pelo primeiro autor no Programa de Pós-graduação em
Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, UFV, Viçosa, MG.
2
Eng. Agrícola, M. S. em Engenharia Agrícola, Dep. de Engenharia Agrícola, UFV, E-mail:
[email protected]
3
Prof. Adjunto, Departamento de Engenharia Agrícola, UFV
4
Prof. Adjunto, Departamento de Engenharia Rural, CAUFES, Alegre, ES
5
Eng. Agrícola, D.S. em Engenharia Agrícola, Departamento de Engenharia Agrícola, UFV
66
Engenharia na Agricultura, Viçosa, v.12, n.1, 66-71, Jan./Mar., 2004
INTRODUÇÃO
A colheita é um dos componentes do
sistema de produção do feijão que, nos
últimos anos, vem recebendo especial
atenção por parte da pesquisa e da indústria
de máquinas e implementos. Segundo
Silva (1988), a colheita mecanizada é
uma prática imprescindível à expansão
das áreas de cultivo do feijoeiro e à sua
transformação de simples exploração de
subsistência em atividade empresarial.
A preocupação com a colheita do feijão
é devida ao grande interesse por novas
técnicas por parte dos produtores,
sobretudo aqueles que vêm explorando
a cultura em regime empresarial (Silva e
Bevitori, 1994).
Para que a cultura do feijoeiro possa
expandir, é necessário que todas as
operações, desde o preparo do solo até a
colheita, sejam mecanizadas. Enquanto a
engenharia busca um equipamento para o
arranquio
eficiente,
muitos
são
os
equipamentos que fazem o recolhimento e a
trilha das plantas já arrancadas e enleiradas
no campo, dentre os quais destacam-se as
recolhedoras-trilhadoras e as colhedoras
automotrizes.
Segundo Silva e Queiroz (1998), as
recolhedoras são dotadas de um rolo
dentado, que gira, recolhendo o produto
enleirado. O produto é, então, transportado
por
uma
esteira, responsável pela
alimentação do mecanismo de trilha. Após a
trilha do feijão, a palha é movimentada no
sentido da extremidade oposta da máquina.
O grão trilhado atravessa a peneira do
cilindro, sendo conduzido ao mecanismo de
limpeza. Finalmente, o produto a granel é
armazenado em um depósito e destinado a
um sistema de ensaque.
A maioria das recolhedoras-trilhadoras é
projetada, para operar em terrenos planos
ou com declividades pouco acentuadas,
devido à facilidade de operação. O uso
dessas máquinas em regiões de topografia
acentuada e acidentada pode causar
grandes prejuízos ao produtor, em
decorrência de perdas, baixa eficiência,
danos com o próprio equipamento e
possíveis acidentes, caso não sejam
previamente adequados às condições locais.
Delgado (1991), em estudo sobre
acidentes na utilização de tratores agrícolas,
apresentou dados estatísticos para mostrar
que em acidentes fatais, decorrentes da
mecanização,
60%
são
devidos
a
tombamentos de tratores. Na Alemanha, no
ano de 1954, com o emprego de
equipamento
de
proteção
contra
tombamentos, ocorreu uma diminuição de
50% no número de mortes causadas
durante a utilização de tratores. Vale
ressaltar que metade dos acidentes de
tombamento, ocorridos em tratores sem
estrutura de proteção, é fatal.
O conhecimento das condições de
equilíbrio, principalmente nas práticas
agrícolas com o plantio em nível, permite
uma utilização mais segura do trator e da
recolhedora, evitando-se o risco de
acidentes, principalmente em terrenos de
topografia acidentada.
Nos tratores agrícolas, o ângulo-limite
máximo para subida de rampas com
segurança varia entre 35 e 40º, enquanto o
ângulo-limite máximo para descidas de
rampa está em torno de 60º (Chudakov,
1977).
Em uma operação em nível, quanto maior
for a velocidade de deslocamento, mais
intensamente se manifestará a ação dos
processos dinâmicos, que poderão provocar
o tombamento lateral de uma máquina. Por
isso, recomenda-se que o ângulo de
inclinação do terreno, que permite a
estabilidade dinâmica durante uma operação
esteja entre 40 e 60% do ângulo-limite
determinado em condição estática, de
acordo com Chudakov (1977) e Mialhe
(1980).
O objetivo deste trabalho foi estimar a
estabilidade lateral de um conjunto tratorrecolhedora de feijão, para as condições de
operação em campo.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi conduzido no Laboratório
de Mecanização do Departamento de
Engenharia Agrícola da Universidade
Federal de Viçosa e em áreas selecionadas
Engenharia na Agricultura, Viçosa, v.12, n.1, 66-71, Jan./Mar., 2004
67
no município de Viçosa. A máquina foi
avaliada
quanto
à
capacidade
de
recolhimento, consumo de combustível e
capacidade operacional, em áreas com
declividade variando de 10 a 40%. Os
valores obtidos foram confrontados com
aqueles fornecidos pelo fabricante.
Nos testes experimentais, utilizou-se,
como fonte de potência, um trator da marca
Massey Ferguson, modelo 265 4X2 TDA,
com potência máxima de 48 kW no motor a
2000 rpm. A recolhedora-trilhadora é da
marca Nuxmaquinagricola, modelo RXT 350,
conforme Figura 1.
Para determinação das coordenadas do
centro de gravidade (CG), foi utilizado o
método
da
dupla
pesagem,
uma
metodologia descrita por vários autores
(Chudakov,1977; Mialhe, 1980; NBR 12567;
ABNT, 1992). Este método consiste em
pesar o eixo frontal, o eixo traseiro e o eixo
frontal novamente, porém, desta vez, com o
trator inclinado.
Embora esta metodologia tenha sido
desenvolvida para tratores, segundo Mialhe
(1980), este método pode ser adotado para
outros veículos automotores destinados ao
uso agrícola. Assim, fez-se uma analogia do
trator triciclo com a recolhedora (Figura 2),
pois, se encontra apoiada nos dois rodados
traseiros e na barra de tração, em sua parte
frontal.
Figura 1. Recolhedora-trilhadora Nuxmaquinagricola modelo RXT 350.
CG
X
Z
Figura 2. Vista superior dos pontos de apoio da recolhedora em analogia a um trator triciclo.
68
Engenharia na Agricultura, Viçosa, v.12, n.1, 66-71, Jan./Mar., 2004
 (0,5 × a ) − | Z | 
α = arctan 

Y


A estabilidade transversal foi determinada
em condição estática, pois, é muito difícil
determiná-la dinamicamente, devido ao tipo
de superfície, à capacidade de sustentação
do solo, ao carregamento, ao tipo de rodado
e à pressão dos pneus (Lima, 1998).
em que:
α – ângulo-limite para o tráfego lateral,
graus;
a – bitola, m;
|Z| – coordenada do centro de gravidade
horizontal traseira, m; e
Y – coordenada do centro de gravidade
vertical, m.
O ângulo-limite máximo de inclinação
. é definido como o ângulo ao
qual o trator ou recolhedora está na
condição estática, não sendo considerado o
WUDQVYHUVDO GHVOL]DPHQWR GRV URGDGRV 2 YDORU GH
(1)
.
pode ser determinado, considerando-se que
o tombamento começará quando a reação
normal do solo sobre as rodas laterais,
dispostas na parte superior da rampa, for
reduzida a zero.
Como o trabalho de recolhimento do
feijão ocorre em nível, torna-se dispensável
o estudo do ângulo de subida e de descida
do conjunto.
Realizando o somatório dos momentos
em torno do eixo Y (Figura 3) tem-se o valor
do ângulo-limite máximo de inclinação
WUDQVYHUVDO . HP IXQção das medidas da
bitola e localização do CG do trator e da
recolhedora, representado na Equação 1,
utilizada por Lima (1998).
A estabilidade transversal estimada para
o ângulo α, na condição dinâmica de
tráfego, foi considerada como 50% do valor
do ângulo obtido na condição estática, de
acordo com Chudakov (1977) e Mialhe
(1980).
Z
CG
α
Y
0.5 a
Figura 3. Ângulo-limite de tombamento para o tráfego lateral (.
Engenharia na Agricultura, Viçosa, v.12, n.1, 66-71, Jan./Mar., 2004
69
RESULTADOS E DISCUSSÃO
As coordenadas do centro de gravidade
do conjunto trator e recolhedora, utilizadas
no ensaio, encontram-se apresentadas no
Quadro 1.
Para a recolhedora, foi determinada uma
inclinação-limite
dinâmica
de
21,38º,
equivalente a 39% de declividade. Para o
trator, o valor determinado foi de 17,50º,
equivalente a 31% de declividade.
Observou-se que o limite de estabilidade
lateral do trator foi inferior ao limite da
recolhedora.
Os ângulos-limite determinados para o
tráfego, com segurança, em terrenos de
topografia acidentada, para o conjunto,
constituem, apenas, um indicador para
avaliar se a recolhedora teria condições de
acompanhar o ângulo-limite do terreno,
perante o ângulo estipulado para o trator.
Apesar de o ângulo de inclinação,
apresentado
pela
recolhedora,
ser
relativamente alto, este não deve ser
considerado como indicador, pois, o
desempenho e a segurança do trabalho
dependerão do ângulo de inclinação do
trator.
A
máquina
obteve
resultados
satisfatórios para capacidade operacional,
consumo específico e capacidade de
recolhimento, os quais foram coerentes
com a faixa estipulada pelo fabricante,
para declividades de até 30%.
Quadro 1. Coordenadas do centro de gravidade (CG) e bitola do trator e da recolhedora
Máquina
Recolhedora
Trator
Coordenadas (m)
Y1
Z1
0,91
-0,09
Y2
Z2
1,10
0
X1
4,36
X2
1,10
CONCLUSÕES
De acordo com os resultados obtidos e
nas condições em que foi desenvolvido este
trabalho, conclui-se que:
• O ângulo-limite de estabilidade lateral
dinâmico da recolhedora foi de 21,38o
(39%) e o da máquina-motriz dinâmico foi
de 17,50º (31%).
• Foram obtidos resultados satisfatórios
para capacidade operacional, consumo
específico e capacidade de recolhimento
da máquina que foram coerentes com a
faixa estipulada pelo fabricante para
declividades de até 30%.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS – ABNT. NBR 12567; trator
agrícola - Determinação do centro de
gravidade, método de ensaio. Rio de
Janeiro: 1992. 6p.
70
Bitola
1,86
Bitola
1,54
CHUDAKOV, D. A. Fundamentos de la
teoria y el cálculo de tratores y
automóveis. Moskow, Mir Publishers. 1977.
435 p.
DELGADO, L. M. El tractor agrícola
características y utilización. Secretaria
General de Estructuras Agrarias; Ministerio
de Agricultura, Pesca y Alimentación, 1991.
235p.
LIMA, J. S. S. Avaliação da força de
arraste, compactação do solo, e fatores
ergonômicos num sistema de colheita de
madeira, utilizando os tratores florestais
“Feller-Buncher” e “Skidder”. Viçosa-MG:
UFV, Impr. Univ., 1998. 132 f. Tese
(Doutorado em Ciência Florestal) –
Universidade Federal de Viçosa, 1998.
MIALHE, L. G. Máquinas motoras na
agricultura. Vol. 2. São Paulo: EDUSP,
1980. v.2, 367p.
Engenharia na Agricultura, Viçosa, v.12, n.1, 66-71, Jan./Mar., 2004
SILVA, C. C.; BEVITORI, R. Colheita e
Informe
beneficiamento
de
feijão.
Agropecuário, Belo Horizonte, v.17, n.178,
p.63-65, 1994.
SILVA, J. G. Colheita Mecânica. In:
ZIMMERMANN, M. J. de O.; ROCHA, M.;
YAMADA, T. Cultura do feijoeiro: fatores
que afetam a produtividade. Piracicaba,
SP: Associação Brasileira para Pesquisa da
Potassa e do Fosfato, 1988. p. 345-356.
SILVA, J. S.; QUEIROZ, D. M. Colheita,
trilha, secagem e armazenagem. In: VIEIRA,
C.; DE PAULA JÚNIOR, T. J.; BORÉM, A.
Feijão – Aspectos gerais e cultura no
Estado de Minas. Viçosa, MG: UFV, 1998.
p. 559-585.
Engenharia na Agricultura, Viçosa, v.12, n.1, 66-71, Jan./Mar., 2004
71