Análise De Tensões Na Faca De Corte De Uma Colhedora De Forragem

Abstract

RESUMOCom o objetivo de se avaliar a distribuição de tensões na faca de corte da colhedora de forragem, modelo JF 90 Z 10, desenvolveu-se um modelo matemático usando-se o programa computacional ANSYS, versão 5.3, que funciona baseado na técnica de elementos finitos e cuja verificação foi feita comparando-se os resultados obtidos pelo programa ANSYS com os obtidos por solução analítica para um problema formulado mais simples. Dos resultados, concluiu-se que o modelo desenvolvido usando o programa ANSYS apresentou resultados próximo aos da solução analítica. Para simular a aplicação das forças atuantes na faca de corte, foram consideradas uma rotação do rotor de corte de 1.450rpm e uma potência requerida para acioná-lo, de 29.000W. A tensão equivalente máxima encontrada na faca de corte ocorreu na extremidade de seu fio de corte e teve o valor de 144,6MPa.Palavras-chave: colhedora de forragem, elementos finitos, simulação ANALYSIS OF STRESS APPLIED IN A FORAGE HARVESTER KNIFE ABSTRACTThe analysis of stress applied in the knife of the JF 90 Z 10-forage harvester was evaluated in this study. A model to analyze the knife stress was developed using ANSYS 5.3, a finite element type software. Model verification was done by comparing ANSYS results to analitical results for a simpler problem. A close agreement was found between the developed ANSYS model and the analytical solution. To simulate the application of the forces applied in the knife, a rotor rotation of 1,450rpm and a rotor cutting power of 29,000W were considered. The maximum equivalent stress found was 144.6MPa and its position was in the knife cut edge. INTRODUÇÃOAnimais domesticados têm sido usados como fonte de potência e/ou alimento, durante o registro de toda a história da agricultura. Através do pasto, os animais são capazes de fazer uso de gramíneas, leguminosas e outras culturas forrageiras, que o homem não pode consumir diretamente. O clima permite a utilização de pastagem o ano inteiro em várias partes do mundo, mas em diversas regiões as forrageiras devem ser colhidas e armazenadas para alimentação de animais num período de baixa produção de alimentos (Srivastava et al.,1993).Segundo Balastreire (1990), o desenvolvimento da mecanização nas operações de colheita e conservação de forragens foi uma das formas encontradas pelos produtores rurais para obter produtos de menor custo e com alto valor nutritivo; as forrageiras mais utilizadas na alimentação de animais são, entre outras, o milho, o sorgo e o capim-elefante, que podem ser utilizados ainda verdes ou podem ser armazenados para serem utilizados posteriormente em outra estação. O principal

Uniformidade de picado processado por colhedora de forragem

“…Boa parte das colhedoras de forragens em uso é desenvolvida pelo processo conhecido como "tentativa-erro" (GARCIA et al, 1998), método predominante no projeto inicial de boa parte das máquinas agrícolas fabricadas no Brasil, sem passar por processo de otimização inicial do produto, o que resultaria em equipamento que atenda a todas as necessidades do produto na fase final do projeto. Para SOUZA et al (2009), grande parcela dos fabricantes de implementos destinados a processamento de forrageiras não realiza testes satisfatórios de seus produtos.…”

“…Durante o processamento das plantas forrageiras, há necessidade de corte, carregamento e transporte do produto (BORGES et al, 2004), atividades feitas pelas ensiladoras. Assim, as facas de corte das ensiladoras são os principais componentes da colhedora ligadas diretamente às funções antes citadas, responsáveis pela qualidade e pela uniformidade do picado (CHATTOPADHYAY & PANDEY, 1999), pois realizam o corte do material de forma uniforme e transmitem energia cinética para lançar a massa verde para fora da máquina (GARCIA et al, 1998).…”

Análise dos ciclos de tensões em colhedoras de forragens

“…No processo da colheita de forragem, há necessidade de corte, carregamento e envio do material cortado e picotado para o meio de transporte, daí a importância das colhedoras, que são máquinas destinadas a esse fim. Segundo GARCIA et al (1998), grande parte das colhedoras de forragens em uso no Brasil foram desenvolvidas por tentativas e erros, sem passarem por um processo de otimização de seu projeto. Por essa razão, são vários os pontos que merecem atenção por parte dos engenheiros projetistas, entre os quais a influência das vibrações na vida útil destas máquinas.…”

Avaliação econômica e energética da colheita de forragem para alimentação suplementar bovina

“…Segundo Schlosser et al (2010), a qualidade final da silagem está diretamente ligada ao correto planejamento e dimensionamento do sistema de colheita. As máquinas são usadas para cortar e picar o material vegetal ainda verde, visando principalmente facilitar a ingestão do alimento, aumentando a superfície de contato para ação dos agentes digestivos; facilitar o transporte do material assim como permitir maior compactação da biomassa reduzindo a presença de ar no interior dos silos, garantindo assim as condições ideais para a produção de silagem de boa qualidade (GARCIA et al, 1998). Beauchemin et al (1994) citam que o tamanho de partícula inferior a 20 mm favorece a disponibilidade de carboidratos solúveis, estimulando o crescimento das bactérias láticas e facilitando a compactação da silagem e o aproveitamento pelo animal.…”

“…A concentração ideal de umidade é entre 65 e 70% para a ensilagem do milho, esse ponto de umidade coincide com o estágio de desenvolvimento que assegura produção máxima de nutrientes digestíveis totais, concordando com Zopollatto e Nussio (2009). Garcia et al (1998) relatam que grande parte das colhedoras de forragens em uso no Brasil foram desenvolvidas por tentativas e erros, sem passarem por um processo de otimização de seu projeto. Assim, vários são os pontos que merecem atenção por parte dos engenheiros projetistas, entre os quais a influência das vibrações na vida útil dessas máquinas.…”