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1 UNIJUÍ – Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul DeTec – Departamento de Tecnologia Curso de Engenharia Mecânica – Campus Panambi Rodrigo Erno Hess Schulz PROJETO DETALHADO E CONSTRUÇÃO DO PROTÓTIPO DE UMA SEMEADORA-ADUBADORA DE UMA LINHA PARA AGRICULTURA FAMILIAR Panambi 2010 2 Rodrigo Erno Hess Schulz PROJETO DETALHADO E CONSTRUÇÃO DO PROTÓTIPO DE UMA SEMEADORA-ADUBADORA PARA AGRICULTURA FAMILIAR Trabalho de conclusão de curso apresentado à banca avaliadora do curso de Engenharia Mecânica da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro Mecânico. Banca Avaliadora: 1° Avaliador: Prof. Luiz Antonio Rasia, Dr. Eng. 2° Avaliador (Orientador): Prof. Antonio Carlos Valdiero, Dr. Eng. 3 AGRADECIMENTOS Agradeço aos meus familiares, amigos e esposa pelo apoio e incentivo durante o curso de graduação em engenharia mecânica. A indústria de máquinas agrícolas Fuchs S/A (IMASA) pelo patrocínio dos componentes para a construção do protótipo e incentivo, ao amigo Carlos Renner por disponibilizar o espaço para a montagem e testes preliminares e ao colega Rogério Renner que além de companheiro de viagem ajudou na fabricação, montagem e testes preliminares do protótipo. Aos professores da UNIJUI pelo conhecimento que nos foi repassado durante este período, em especial ao Prof. Antonio Carlos Valdiero pela orientação deste trabalho. MUITO OBRIGADO! 4 RESUMO O presente trabalho contempla o projeto detalhado e a construção do protótipo de uma semeadora-adubadora de uma linha para agricultura familiar. Desafiado pelas componentes curriculares de projetos I e projetos II, onde deveríamos projetar meios de facilitar as tarefas do dia-a-dia, e ao grande interesse na área agrícola, procurou-se buscar uma solução para facilitar o plantio de milho ou qualquer outro grão, sobre a “verga” pós-colheita do fumo. Observou-se a necessidade de desenvolver um equipamento que se adequasse às características deste produtor, adequando- se ao baixo nível de mecanização da agricultura familiar, substituindo o sistema de plantio manual, lento e desgastante por um plantio mecanizado e mais eficiente, permitindo além do plantio também a adubação. O trabalho contempla o projeto detalhado, especificações para manufatura, construção do protótipo, testes, sugestões de melhoria para trabalhos futuros, visando oferecer uma melhor qualidade de vida ao pequeno produtor rural. Palavras-chave: Mecanização da agricultura familiar, Projeto detalhado, Protótipo. 5 ABSTRACT This work includes detailed design and prototype construction of a seeder in a row for family farms. Challenged by the curriculum components of design I and design II, where we design ways to facilitate the tasks of day-to-day, and the great interest in agriculture, we tried to find a solution to facilitate the planting of corn or other on the “header” smoke postharvest. There is a need to develop equipment that fit the characteristics of this producer, adapting to the low level of mechanization of family farms, replacing the manual system of seeding, slow and tiring for a mechanized seeding an more efficient, beyond fertilization. The work includes detailed design, manufacturing specifications, prototype construction, testing, suggestions for improvement for future work, aiming to offer a better quality of life for small farmers. Keywords: mechanization of family farms, detailed design, prototype. 6 LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Adubação e plantio manual do fumo [1].................................................................12 Figura 2 – Ilustração do formato do solo para plantio do fumo. ..............................................13 Figura 3 – Ilustração da disposição das plantas no solo. ..........................................................13 Figura 4 – Plantadeira manual marca Krupp ref.103 [2]..........................................................14 Figura 5 – Plantadeira de tração animal marca Fitarelli [3]. ....................................................14 Figura 6 – Plantadeira de engate de três pontos marca MAX [4].............................................15 Figura 7 – Plantadeira de engate de três pontos marca Semeato modelo PH3 [5]. ..................15 Figura 8 – Esboço do funcionamento do equipamento. ...........................................................21 Figura 9 – Divisão dos módulos para detalhamento. ...............................................................22 Figura 10 – Localização do módulo de dosagem de adubo no implemento.............................23 Figura 11 – Imagem detalhada dos componentes do módulo de distribuição de adubo. .........24 Figura 12 – Localização do módulo de dosagem de semente no implemento. ........................25 Figura 13 – Componentes do módulo de dosagem de semente................................................26 Figura 14 – Localização do módulo de interação com o solo no implemento. ........................27 Figura 15 – Componentes do elemento de preparo do sulco e deposição do adubo. ...............28 Figura 16 – Vista em corte do sistema de deposição da semente.............................................28 Figura 17 – Detalhe do sistema de cobertura e compactação...................................................29 Figura 18 – Localização do módulo de transmissão de potência no implemento. ...................30 Figura 19 – Detalhamento do sistema primário do módulo de transmissão de potência. ........31 Figura 20 – Detalhamento do sist. intermediário do módulo de transmissão de potência. ......31 Figura 21 – Detalhamento do sist. acion. semente do módulo de transmissão de potência. ....32 Figura 22 – Detalhamento do sist. acion. adubo do módulo de transmissão de potência. .......33 Figura 23 – Localização do módulo estrutural e de articulação no implemento......................35 Figura 24 – Segmentação do módulo estrutural e de articulação. ............................................35 Figura 25 – Detalhamento do sistema de controle de profundidade. .......................................36 Figura 26 – Detalhamento do conjunto de suporte dos elementos de interação com o solo. ...37 Figura 27 – Detalhamento do sistema de articulação. ..............................................................38 Figura 28 – Articulação no ponto inferior (A) e no ponto superior (B). ..................................38 Figura 29 – Detalhamento da estrutura de acoplamento. .........................................................39 Figura 30 – Matéria-prima para fabricação do suporte de acoplamento. .................................40 Figura 31 – Comparativo entre a peça construída e o projeto detalhado. ................................40 Figura 32 – Componentes do módulo de dosagem de adubo. ..................................................41 Figura 33 – Componentes do módulo de dosagem de semente................................................41 Figura 34 – Elemento de preparo do sulco e deposição do adubo. ..........................................42 Figura 35 – Sistema de deposição da semente. ........................................................................42 Figura 36 – Sistema de cobertura e compactação.....................................................................43 Figura 37 – Componentes do sistema de transmissão. .............................................................44 Figura 38 – Matéria-prima para construção do suportede controle de profundidade..............44 Figura 39 – Comparativo da peça construída com o desenho detalhado..................................45 Figura 40 – Matéria-prima para construção do suporte dos elementos de interação com o solo. ..................................................................................................................................................45 Figura 41 – Matéria-prima para construção dos braços do Sistema de articulação. ................46 Figura 42 – Suporte do articulador construído e suporte projetado. ........................................46 Figura 43 – Matéria-prima para construção da estrutura de acoplamento. ..............................46 Figura 44 – Comparativo da peça construída com o projeto detalhado. ..................................47 Figura 45 – Montagem dos elementos de interação com o solo no suporte. ............................47 Figura 46 – Montagem da roda de cobertura e compactação. ..................................................48 7 Figura 47 – Montagem do módulo de distribuição de semente................................................48 Figura 48 – Montagem do módulo de distribuição de adubo e transmissão de potência. ........49 Figura 49 – Resultado final da montagem do equipamento. ....................................................49 Figura 50 – Comparação modelo real e modelo virtual. ..........................................................50 Figura 51 – Testes de acoplamento. .........................................................................................51 Figura 52 – Testes de transporte...............................................................................................52 Figura 53 – Testes de calagem. ................................................................................................52 Figura 54 – Testes de distribuição de semente. ........................................................................53 Figura 55 – Testes de profundidade da semente.......................................................................54 Figura 56 – Testes de distribuição de semente em solo inadequado. .......................................54 8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Valores de referência de dosagem do sistema Fertisystem. ....................................24 Tabela 2 - Valores de referência de dosagem em função da elicóide.......................................33 Tabela 3 - Valores de referência para dosagem de sementes. ..................................................34 9 SUMÁRIO INTRODUÇÃO........................................................................................................................11 1 CARACTERÍSTICAS DO PRODUTOR DE FUMO.........................................................12 1.1. CARACTERÍSTICAS TOPOGRÁFICAS DO SOLO. ...........................................12 1.2. LAVOURA PÓS-COLHEITA DO FUMO..............................................................13 1.3. ESTADO DA ARTE DE PLANTADEIRAS PARA AGRICULTURA FAMILIAR 13 1.3.1. JUSTIFICATIVAS ........................................................................................................16 1.4. METODOLOGIA UTILIZADA NO PROJETO .....................................................17 1.4.1. DESCRIÇÃO BASICA DOS CONCEITOS DA METODOLOGIA ...........................17 1.5. OBJETIVOS E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO..............................................19 2. PROJETO DETALHADO...................................................................................................20 2.1. INTRODUÇÃO........................................................................................................20 2.2. FUNCIONAMENTO DO EQUIPAMENTO...........................................................21 2.3. MÓDULO DE DOSAGEM DE ADUBO................................................................23 2.3.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO DE DOSAGEM DE ADUBO.............................23 2.4. MÓDULO DE DOSAGEM DE SEMENTE............................................................24 2.4.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO DE DOSAGEM DE SEMENTE ........................25 2.5. MÓDULO DE INTERAÇÃO COM O SOLO.........................................................26 2.5.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO DE INTERAÇÃO COM O SOLO .....................27 2.6. MÓDULO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA..................................................29 2.6.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA...............30 2.6.2. DOSAGEM DE ADUBO E SEMENTE .......................................................................33 2.7. MÓDULO ESTRUTURAL E DE ARTICULAÇÃO ..............................................34 2.7.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO ESTRUTURAL E DE ARTICULAÇÃO...........36 3. CONSTRUÇÃO DO PROTÓTIPO.....................................................................................39 3.1. MÓDULO DE DOSAGEM DE ADUBO................................................................39 3.2. MÓDULO DE DOSAGEM DE SEMENTE............................................................41 3.3. MÓDULO DE INTERAÇÃO COM O SOLO.........................................................42 3.4. MÓDULO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA..................................................43 3.5. MÓDULO ESTRUTURAL E DE ARTICULAÇÃO ..............................................44 3.6. MONTAGEM DO PROTÓTIPO.............................................................................47 4. TESTES ...............................................................................................................................51 4.1. TESTES DE FUNCIONAMENTO..........................................................................51 10 4.2. TESTES POSTERIORES ........................................................................................55 5. CONCLUSÃO .....................................................................................................................56 APÊNDICE A – Dimensões básicas da semeadora-adubadora ...............................................58 APÊNDICE B – Recomendações para o uso e conservação....................................................60 APÊNDICE C – Desenhos de conjunto da semeadora-adubadora de uma linha.....................62 ANEXO A – Especificações técnica e manual do dosador de adubo Fertisystem...................66 ANEXO B – Catálogo de peças referente ao elemento de deposição da semente ...................67 ANEXO C – Tabela de medidas para engate traseiro de três pontos conforme NBR ISO 730- 1/1999 (tratores agrícolas de rodas-Engate traseiro de três pontos) ....................................70 11 INTRODUÇÃO Devido ao grande crescimento populacional, o foco da agricultura está voltado para a produção de alimentos, o que fez a mecanização agrícola estar em grande ascendência não só no Brasil como no mundo. O crescimento da mecanização agrícola é muito visível em grandes produtores de grãos (soja, milho, trigo, etc.), pelo fato de plantarem grandes extensões de terra e o poder aquisitivo ser maior. Hoje no Brasil estamos vivendo um momento, onde os incentivos estão voltados para a agricultura familiar, onde não é visada a monocultura, pelo fato de as áreas serem pequenas a rentabilidade não seria suficiente para manter o produtor no campo. O enfoque está, portanto, no cultivo de vários produtos como, por exemplo, milho, feijão, verduras, legumes, criação de gado leiteiro, galinhas, porcos, etc. com o objetivo de complementar a renda familiar. Tendo em vista a melhoria da qualidade de vida do homem do campo, tornar mais prática e menos cansativas algumas atividades, e levando em conta o poder aquisitivo do pequeno produtor, desenvolveu-se no presente trabalho de conclusão de curso um equipamento de plantio para facilitar a tarefa de plantar o milho (que servirá de alimentação dos animaise abastecimento de mercados), o feijão (que servirá para consumo próprio e a venda em feiras), sobre o terreno sinuoso da pós-colheita do fumo, atividade que será descrita á seguir. O produto foi desenvolvido conforme as necessidades do pequeno produtor, levando em conta o poder aquisitivo, a estrutura da pequena propriedade, e a praticidade na sua utilização e manutenção do equipamento. Analisando as características da pequena propriedade, podemos constatar que a mão- de-obra utilizada na propriedade é da própria família, composta na maioria das vezes de 3 a 4 pessoas, o trator disponível ,geralmente é antigo,muitas vezes sem comando hidráulico, e de potência baixa (50 a 65 CV), a maioria das atividades são desenvolvidas de forma manual, ocasionando um grande desgaste físico. Focando no método atual de efetuar o plantio nestas pequenas propriedades, observa-se a predominância pela chamada “matraca”, onde os mecanismos são acionados de forma manual, e o deslocamento do equipamento através da caminhada humana. Não descartando em alguns casos o uso da enxada e a deposição manual da semente. 12 1 CARACTERÍSTICAS DO PRODUTOR DE FUMO Devido à produção de fumo ser, predominantemente, uma atividade da pequena propriedade rural e o custo de uma plantadeira para tais mudas ser elevadíssimo, o plantio e adubação é feito de forma manual, ou com o auxilio de “matracas” como mostra a figura 1. Este processo usa, praticamente, a mão-de-obra familiar, que geralmente é composta por 3 a 4 pessoas.Este ramo de atividade possui um nível de mecanização relativamente baixo, com tratores de pouca potência (50 à 65 CV) e geralmente antigos o que não torna possível a utilização de qualquer tipo de implemento. Figura 1 – Adubação e plantio manual do fumo [1]. 1.1. CARACTERÍSTICAS TOPOGRÁFICAS DO SOLO. Para o plantio das mudas de fumo é necessário o preparo do solo de forma a criar “vergas” ou elevações, conforme ilustra a figura 2, nas quais será efetuado o plantio. Tais elevações são características do tipo de cultura, pois evita o excesso de umidade na raiz garantindo que a planta se desenvolva normalmente, conforme ilustra a figura 3. A “verga” pode variar a distância entre uma e outra de acordo com o tipo de trator disponível para a execução do preparo do solo. 13 Figura 2 – Ilustração do formato do solo para plantio do fumo. Figura 3 – Ilustração da disposição das plantas no solo. 1.2. LAVOURA PÓS-COLHEITA DO FUMO Após a colheita do fumo o pequeno produtor necessita fazer o plantio de milho que servirá para alimentação de animais ou até mesmo para comercialização em feiras, porém as “vergas” e “talos” remanescentes do cultivo anterior permanecem dificultando o uso de qualquer tipo de semeadeira para a efetuação do serviço, tornando a maneira mais viável o plantio pela força braçal. 1.3. ESTADO DA ARTE DE PLANTADEIRAS PARA AGRICULTURA FAMILIAR Esta seção apresenta uma breve descrição do estado da arte de plantadeiras voltadas para a agricultura familiar. O que fornece um parâmetro balizador para o inicio das atividades do projeto visando às necessidades do mercado. A seguir, apresentar-se-á um breve resumo das principais plantadeiras para agricultura familiar existentes no mercado. 14 A figura 4 mostra uma plantadeira manual, destinada ao plantio em locais de difícil acesso ou áreas pequenas, ocasiona um grande esforço físico durante a sua utilização, que é um dos motivos para a implantação da mecanização. Este equipamento é fabricado pela empresa Krupp. Figura 4 – Plantadeira manual marca Krupp ref.103 [2]. A figura 5 mostra uma plantadeira de tração animal com uma linha de plantio. Esta plantadeira é destinada ao plantio em pequenas propriedades, 55 Kg , possui rodados de apoio frontais, elementos de interação com o solo sem controle de profundidade, ficando a cargo do operador o controle, sem contar o desgaste físico proveniente da caminhada guiando o implemento. Este equipamento é fabricado pela empresa Fitarelli. Figura 5 – Plantadeira de tração animal marca Fitarelli [3]. 15 A figura 6 mostra uma plantadeira de engate de três pontos com duas ou três linhas de plantio. Esta plantadeira é destinada ao plantio em pequenas propriedades, pesa 322 Kg, possui rodados laterais, o que dificulta a sua utilização em cultivos como o em questão e os elementos de contato com o solo destinados ao plantio direto. Equipamento fabricado pela empresa Max. Figura 6 – Plantadeira de engate de três pontos marca MAX [4]. A figura 7 mostra uma plantadeira de engate de três pontos, com duas a cinco linhas de plantio. Destinada ao plantio em pequenas propriedades, pesa 720 Kg , possui rodados laterais, o que dificulta a sua utilização em cultivos como o em questão e os elementos sulcadores também são voltados ao plantio direto. Equipamento fabricado pela empresa Semeato. Figura 7 – Plantadeira de engate de três pontos marca Semeato modelo PH3 [5]. 16 Enfim a grande maioria dos equipamentos voltados para a agricultura familiar é construída de forma semelhante, com as linhas de plantio presas a um chassi tubular, podendo variar a quantidade, com rodados de apoio e transmissão de torques laterais, exceto as plantadeiras manuais e de tração animal. O enfoque do plantio sobre as “vergas” dificulta a utilização de equipamentos com rodados laterais, pois se posicionaria nos vales formados entre duas “vergas” podendo ocorrer patinagem e a não distribuição eficiente da semente, alem do fato de os elementos de interação do solo ser voltados ao plantio direto e não ao plantio em estudo que necessita que o primeiro elemento de interação seja uma haste sulcadora para fazer a remoção dos talos da cultura anterior e preparando o sulco para o elemento responsável pela deposição das sementes. A plantadeira de tração animal se aproxima mais do conceito proposto neste trabalho, porém não isenta o operador da caminhada guiando o equipamento. Esta breve descrição é muito útil no sentido de focalizar o desenvolvimento do projeto, objeto deste trabalho. 1.3.1. JUSTIFICATIVAS Como o momento vivido pela economia Brasileira está voltado para a produção de alimentos e na permanência do produtor no campo, nada melhor do que aproveitar os incentivos do governo para proporcionar uma melhor qualidade de vida ao pequeno produtor. Baseado na colocação acima desenvolveu-se uma semeadeira-adubadeira voltada exclusivamente para agricultura familiar, a qual aproveita o pequeno trator existente na propriedade para a acoplagem do equipamento, substituindo o plantio manual lento e cansativo por um plantio mecanizado, rápido e eficiente. Proporcionando menos desgaste físico ao pequeno produtor, proporcionando uma melhor qualidade de vida. 17 1.4. METODOLOGIA UTILIZADA NO PROJETO A metodologia para o desenvolvimento do projeto esta descrita, detalhadamente, em VALDIERO (1997), onde a presente técnica foi utilizada com o intuito de amenizar a tarefa do plantio do milho sobre as “vergas” do cultivo do fumo, conforme descrito em conversas com produtores deste ramo de atividade da agricultura familiar. A metodologia baseia-se nos seguintes conceitos: 1- Identificação do problema; 2- Identificações dos desejos do cliente (casa da qualidade); 3- Análises do ciclo de vida do produto (QIP); 4- Análise e concepções de uma estrutura de funções (FAST); 5- Busca por princípios de soluções; 6- Geração de concepções para solução do problema; 7- Avaliação e escolha da melhor concepção. 8- Projeto detalhado 9- Construção do protótipo 10- Testes e modificações 11- Documentação 1.4.1. DESCRIÇÃO BASICA DOS CONCEITOS DA METODOLOGIANesta seção são feitas as considerações sobre a metodologia e os conceitos básicos de projeto. Identificação do problema: Parte inicial e fundamental para o inicio das atividades de projeto, pois é a partir dos dados coletados junto ao cliente que será balizada todas as atividades subseqüentes. Identificação dos desejos do cliente (Casa da Qualidade): A casa da qualidade é uma metodologia que organiza as informações do consumidor, identificando explicitamente seus desejos, relacionando-os com características de engenharia, avaliando as características potencias do produto com relação aos produtos concorrentes, dando uma visão de quais as características deverão ter maior enfoque. 18 Análise do ciclo de vida do produto (QIP): O objetivo do quadro de identificação do problema é analisar todas as etapas do ciclo de vida do produto. Assim identificando os requisitos e as restrições, relacionados a cada fase do ciclo de vida (projeto e produção; distribuição; uso e operação; descarte). Análise e concepções de uma estrutura de funções (FAST): O FAST é uma técnica que induz o pensamento lógico, da qual partimos de uma função de alto nível, ou seja, uma função desejada no produto até se chegar a funções de nível mais baixo ou funções básicas as quais tornam possíveis a função de alto nível. Busca por princípios de soluções: O objetivo da técnica é propiciar a busca por princípios de soluções para os problemas que foram considerados anteriormente como funções de baixo nível. A vantagem da aplicação da técnica é se desprender do convencional na busca de uma solução inovadora. Geração de concepções para solução do problema: Através do agrupamento dos princípios de soluções para cada função de baixo nível montam-se concepções para a solução do problema em questão. Avaliação e escolha da melhor opção: A partir das concepções geradas no item anterior é construída uma tabela de avaliação que contem os critérios técnicos, seus respectivos pesos e uma nota (de 0-ruim a 10-excelente) com relação a cada concepção gerada. Os critérios técnicos e seus respectivos são extraídos e agrupados a partir dos desejos do cliente descritos na Casa da Qualidade. Por fim, são computados os pontos e o grau de satisfação de cada concepção. Projeto detalhado: Após a definição da melhor concepção, inicia-se o projeto detalhado, onde se define formas, medidas, tolerâncias, especificações de materiais, processos de fabricação, viabilidade econômica entre outros Construção do protótipo: São confeccionadas as peças conforme o projeto detalhado é montado o equipamento, dando origem a primeira versão do produto. Testes e modificações: O equipamento é submetido a testes de bancada ou de campo, onde são simuladas as rotinas de funcionamento, analisando seu desempenho e propondo mudanças no projeto para aperfeiçoar e melhorar seu desempenho. Documentação: São elaborados manuais, catalogo de peças, arquivados desenhos e cálculos pertinentes ao projeto. 19 1.5. OBJETIVOS E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO O objetivo principal do trabalho de conclusão de curso é o projeto detalhado, a construção do protótipo e os testes de funcionamento de uma semeadora-adubadora de uma linha para agricultura familiar, a qual efetua o plantio de milho ou qualquer outro grão sobre o terreno sinuoso proveniente da cultura de fumo. O enfoque do trabalho está no detalhamento e construção do protótipo de uma concepção pré-definida durante o transcorrer do curso de engenharia mecânica. No capitulo a seguir será descrito o desenvolvimento do projeto detalhado, no capitulo 3 a construção do protótipo, no capitulo 4 os testes de funcionamento e no capitulo 5 as considerações finais. 20 2. PROJETO DETALHADO 2.1. INTRODUÇÃO Neste capitulo apresenta-se o projeto detalhado da semeadora-adubadora de uma linha para a agricultura familiar. Nesta fase do desenvolvimento do equipamento são definidas todas as especificações técnicas necessárias para a manufatura dos componentes, levando em conta alguns fatores importantes como clareza, simplicidade e segurança, bem como, propiciar que o projeto esteja direcionado para a manufatura, montagem, uso de componentes padronizados, transporte e não esquecendo o descarte. Como o objetivo da aplicação deste equipamento é a agricultura familiar, em especial ao produtor de fumo, onde a renda é relativamente baixa. Diante disto é proposto a utilização do maior número possível de componentes padronizados com o intuito de reduzir o custo da aquisição, não sendo necessária à fabricação especial de componentes, facilitando a reposição de peças e a manutenção. Optou-se, então, por componentes de mercado utilizados por várias empresas fabricantes de implementos agrícolas em um arranjo construtivo que atendesse a necessidade de efetuar o plantio sobre as ondulações do terreno. Pensando também no transporte optou-se por um comprimento total que coubesse em uma pequena camionete para que o pequeno produtor mesmo possa fazer o translado do próprio equipamento. 21 2.2. FUNCIONAMENTO DO EQUIPAMENTO A figura 8 mostra o proposto neste trabalho.O equipamento engatado no trator pela estrutura de acoplamento utiliza o elemento de deposição do adubo como ferramenta de destoca da soqueira do fumo que fica sobre a “verga”, remanescente da cultura anterior, a qual a remoção é de extrema importância pois ajuda a eliminar os fungos e bactérias que possam estar alojados no resíduo da planta, abrindo espaço para a deposição do adubo, bem como a semente em um nível um pouco acima, para que o adubo não “queime” a semente, e as raízes aproveitem melhor os nutrientes, seguido da cobertura e compactação necessária para eliminar os bolsões de ar garantindo a germinação. Figura 8 – Esboço do funcionamento do equipamento. 22 O detalhamento foi dividido em cinco módulos, como mostra a figura 9. No capitulo 2.3 será apresentado o projeto do módulo de dosagem de adubo, no item 2.4 o módulo de dosagem de semente, no item 2.5 o módulo de interação com o solo, no item 2.6 o módulo de potência e no item 2.7 o módulo estrutural e de articulação. Figura 9 – Divisão dos módulos para detalhamento. 23 2.3. MÓDULO DE DOSAGEM DE ADUBO O módulo de dosagem de adubo é constituído pelo suporte de acoplamento (1), dosador de fertilizante (2), e reservatório de adubo (3) dispostos no equipamento como mostra a figura 10. Figura 10 – Localização do módulo de dosagem de adubo no implemento. 2.3.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO DE DOSAGEM DE ADUBO Como mencionado, anteriormente, utilizou-se neste projeto o maior número possível de componentes padronizados como mostra a figura 11. O suporte de acoplamento (1) construído em chapa SAE 1020 que fixará o dosador de adubo (2) marca fertisystem, que é facilmente encontrado no mercado e necessita pouco torque para seu acionamento. Este executa a dosagem através de um sistema de “rosca sem-fim” onde através da alteração do passo da helicóide e da sua rotação efetua a dosagem do fertilizante, a tabela 1 abaixo mostra os valores médios de distribuição de adubo em kg por revolução do dosador referente ao adubo NPK 05-20-20, Mais informações sobre o funcionamento, utilização e manutenção deste componente encontra-se no anexo A. O reservatório de adubo (3) adquirido da empresa Xalingo, confeccionado em polietileno rotomoldado com capacidade volumétrica de 33litros. 24 Tabela 1 - Valores de referência de dosagem do sistema Fertisystem. Quantidade de adubo distribuída por rotação do dosador em kg (adubo NPK 05-20-20) Elicóide 3/4" 1" 2" 0,00626 0,013230,05003 Figura 11 – Imagem detalhada dos componentes do módulo de distribuição de adubo. 2.4. MÓDULO DE DOSAGEM DE SEMENTE Nesta seção é descrito o módulo de dosagem de semente, o qual é dividido em dois componentes, como mostra a figura 12, a base dosadora (4) e o reservatório (5) ambos encontrados como padrão de mercado. 25 Figura 12 – Localização do módulo de dosagem de semente no implemento. 2.4.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO DE DOSAGEM DE SEMENTE A base dosadora é um produto de mercado da indústria de plásticos Monrizzo, tem o principio de funcionamento constituído por um disco plano horizontal (4.1) perfurado de acordo com a classificação da peneira do grão, apoiado pelo flange (4.2) montados entre a base (4.3) e a tampa (4.4). Possui em sua parte superior uma caixa propulsora (4.5) que é responsável por garantir que a semente alojada nos furos seja derrubada na região de saída do dosador a fim de evitar falha no plantio. O reservatório da semente (5) também um produto disponível no mercado através da empresa Uniplastic, fabricada em polietileno. O módulo detalhado pode ser visto na figura 13. 26 Figura 13 – Componentes do módulo de dosagem de semente. 2.5. MÓDULO DE INTERAÇÃO COM O SOLO Nesta seção é descrito o módulo de interação com o solo, que é composto por três componentes como mostra a figura 14. Nesta figura pode ser visualizado o elemento de preparo do sulco e deposição do adubo (6), o sistema de deposição da semente (7), e o sistema 27 de cobertura e compactação (8), que além desta função, também fica encarregada de prover o torque para acionar os dosadores. Figura 14 – Localização do módulo de interação com o solo no implemento. 2.5.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO DE INTERAÇÃO COM O SOLO O elemento de preparo do sulco e deposição do adubo (6) tem uma função primordial na utilização do equipamento, que é a de remover da “verga” a soqueira do fumo remanescente, preparar o sulco e depositar o adubo. Este componente foi construído em chapa SAE 1045 (6.1) de 12,70mm de espessura com uma ponteira forjada (6.2) que é padrão de mercado da empresa Tresmaiense ref. 131 e com um condutor de adubo em polímero soprado (6.3), que é um produto da UNIPLASTIC que propicia uma menor aderência do fertilizante em suas paredes internas,assim como evita a corrosão no condutor e uma proteção externa inferior (6.4) feita de tubo com costura 1020 amassado formando uma proteção evitando o desgaste do condutor plástico,e a trava de fixação (6.5) que posiciona o condutor e evita o seu deslocamento, conforme mostra a figura 15. 28 Figura 15 – Componentes do elemento de preparo do sulco e deposição do adubo. O sistema de deposição da semente (7) é mostrado em corte na figura 16, o mesmo é constituído por um conjunto de discos duplos encontrados (7.1) que possui dois discos de corte lisos de 15” e 15.5” fixados na mesma altura e com uma pequena inclinação entre ambos como mostra a figura 16, o que propicia uma reabertura do sulco para a deposição da semente. O sistema em questão é componente da linha de produção da IMASA, a descrição de seus componentes, bem como seus respectivos códigos está descrito no anexo B. O sistema é constituído ainda por um cano condutor de semente (7.2) fabricado em polímero soprado que é semelhante à maioria as plantadeiras existentes no mercado e de duas laminas limpadoras dos discos (7.3) componente este pertencente à linha de produtos da Semeato, e seu respectivo suporte de fixação (7.4). Figura 16 – Vista em corte do sistema de deposição da semente. 29 O sistema de cobertura e compactação (8) é mostrado na figura 17, este é composto por uma “banda” de borracha (8.1) flexível, para evitar o acumulo de terra ao seu redor durante o uso com o solo úmido, adquirida junto à empresa Molbor, a qual fabrica este produto para várias empresas do ramo agrícola. É constituído ainda por dois aros (8.2) unidos por meio de parafusos M8x35 que proporcionam a fixação da “banda” ao mancal de giro (8.3) que propiciará além da cobertura e compactação da semente, o torque necessário para acionar os dosadores. Figura 17 – Detalhe do sistema de cobertura e compactação. 2.6. MÓDULO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA Para o melhor detalhamento do módulo de transmissão de potência o mesmo foi dividi-do em quatro partes, o sistema primário (9), o sistema intermediário (10), o acionamento da semente (11), e o acionamento do adubo (12). Que estão dispostos no equipamento como mostra a figura 18. 30 Figura 18 – Localização do módulo de transmissão de potência no implemento. 2.6.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA O sistema primário (9) do módulo de potência, é mostrado na figura 19, este é constituído por um cubo (9.1) construído a partir de dois flanges em chapa SAE 1020 e um tubo de aço 1020 de Ø63.50 e parede 7,6mm, onde foi encaixado dois rolamentos de esferas código 6205 (9.2) que é um dos rolamentos mais acessíveis do mercado, fixados através de anéis de retenção para furos código 502-052 (9.3), e vedados através de retentores código 00463 BR (9.4).Entre os rolamentos encontra-se o eixo do sistema motor (9.5) o qual é fixado posteriormente ao conjunto pelas porcas M16 (9.6) e finalmente a engrenagem de 33 dentes (9.7) que transmitirá o torque através de uma corrente de rolo ASA 40 ao sistema intermediário, que será detalhado nas figuras a seguir. 31 Figura 19 – Detalhamento do sistema primário do módulo de transmissão de potência. O sistema intermediário (10), é mostrado na figura 20, o mesmo é constituído um tubo de mancalização (10.1) pertencente ao conjunto de suporte dos elementos de interação com o solo construído a partir do mesmo material do cubo anterior (9.1), padronizando os materiais utilizados, neste tubo são fixados dois rolamentos 6205(10.2), no interior dos rolamentos são fixados através de ajuste fixo k7 buchas redondas com um sextavado interno de 3/4" (10.3), necessário para a utilização de uma barra sextavada trefilada 1045 de bitola 3/4" como eixo de transmissão do torque (10.4) de um lado para o outro do equipamento. No lado direito do eixo é fixada a engrenagem motriz (10.5) de 23 dentes que recebe o torque da engrenagem (9.7) do sistema anterior através da corrente de rolo ASA 40. No lado esquerdo é fixada a engrenagem cambiável motora da semente (10.6), na qual a variação do número de dentes proporciona a alteração da quantidade de grãos distribuídos, e a engrenagem motora do adubo (10.7) com 18 dentes, responsável por transmitir o torque ao dosador. Figura 20 – Detalhamento do sist. intermediário do módulo de transmissão de potência. 32 O sistema de acionamento da semente (11), é mostrado na figura 21, este é constituído por um tubo (11.1), pertencente ao conjunto de suporte dos elementos de interação do solo, de aço 1020 com Ø50,80 externo e Ø32 interno,no qual são fixados dois rolamentos 6202 (11.2) um em cada extremidade, por onde passa o eixo (11.3) que suporta o pinhão (11.4) de 10 dentes fixado por um anel elástico 501-015 (11.5),este mesmo tubo suporta a coroa (11.6) de 40 dentes (pinhão e coroa o mesmo utilizados pelas plantadeiras existentes no mercado), fixada através do pino superior (11.7), na extremidade do eixo é fixada a engrenagem motriz do sistema de acionamento da semente (11.8) com 20 dentes,que recebe o torque do sistema intermediário através de uma corrente de rolo ASA 40. Figura 21 – Detalhamento do sist. acion. semente do módulo de transmissão de potência. O sistema de acionamento do adubo (12), é mostrado na figura 22, este é composto pelo eixo (12.1) de açoquadrado 1045 de bitola 5/8”, que é fixado ao dosador de adubo (2) e suporta a engrenagem cambiável (12.2), a qual sua modificação do número de dentes proporciona a alteração da dosagem do adubo, que recebe o toque do sistema intermediário através de uma corrente de rolo ASA 40. 33 Figura 22 – Detalhamento do sist. acion. adubo do módulo de transmissão de potência. 2.6.2. DOSAGEM DE ADUBO E SEMENTE Com o sistema de transmissão de potência definido, com as engrenagens cambiáveis estipuladas em 15, 18, 20, 22, 23, 25 dentes e utilizando os valores da tabela 1 obteve-se a tabela 2 que informa a dosagem aproximada de adubo que o equipamento efetua, dosagem esta que pode variar de acordo com a granulometria e umidade do adubo. Tabela 2 - Valores de referência de dosagem em função da elicóide. Tabela aproximada de dosagem de adubo em Kg/linha em 100m Engrenagem cambiável (nº de dentes) Elicóide 3/4" Elicóide 1" Elicóide 2" 15 0,695 1,470 5,557 18 0,579 1,225 4,631 20 0,522 1,102 4,168 22 0,474 1,002 3,789 23 0,453 0,958 3,624 25 0,417 0,882 3,334 34 Da mesma forma, utilizando os valores das relações de transmissão do sistema e o número de furos do disco dosador obteve-se a tabela 3. Tabela 3 - Valores de referência para dosagem de sementes. Tabela de dosagem de sementes em grãos/m Engrenagem cambiável DISCO 14 DISCO 28 DISCO 90 (nº de dentes) furos furos furos 15 2,7 5,4 17,4 18 3,2 6,5 20,8 20 3,6 7,2 23,1 22 4,0 7,9 25,5 23 4,1 8,3 26,6 25 4,5 9,0 28,9 A tabela 3 nos mostra valores relativos a dosagem de semente em relação a engrenagem cambiável utilizada e a quantidade de furos do disco, valores estes a serem utilizados para regular a quantidade de sementes por metro que o equipamento distribuirá, de acordo com o plantio a ser realizado. 2.7. MÓDULO ESTRUTURAL E DE ARTICULAÇÃO Da mesma forma feita anteriormente para facilitar o detalhamento segmentaremos este módulo em: sistema de controle de profundidade (13), conjunto de suporte dos elementos de interação com o solo (14), sistema de articulação (15) e estrutura de acoplamento (16), que estão dispostos no equipamento como mostra a figura 23. 35 Figura 23 – Localização do módulo estrutural e de articulação no implemento. Na figura 24 , pode-se observar os sistemas do módulo de estrutura e articulação segmentados. Figura 24 – Segmentação do módulo estrutural e de articulação. 36 2.7.1. DETALHAMENTO DO MÓDULO ESTRUTURAL E DE ARTICULAÇÃO O modulo estrutural e de articulação é o ultimo a ser definido, pois primeiramente precisamos definir cada função e característica do equipamento para depois criarmos a estrutura de suporte. O suporte do controle de profundidade (13), é mostrado na figura 25, é composto por dois braços de apoio (13.1) constituídos por uma bucha de tubo de aço 1020 de Ø76,20 com parede 8mm, soldada a uma haste de barra chata 1020 de 63.50 de largura por 12.70 de espessura, tendo uma extremidade fixada a estrutura de suporte dos elementos de interação com o solo (14) através de dois anéis de retenção para eixo código 501-060 (13.2) e a outra ao eixo da roda de cobertura e compactação (8), ficando a cargo do pino de controle de profundidade (13.3) que passa em orifícios pré-determinados no conjunto (14) a limitação da profundidade do plantio. Como mostra a figura 25. Figura 25 – Detalhamento do sistema de controle de profundidade. O conjunto de suporte dos elementos de interação com o solo (14), é mostrado na figura 26, como o próprio nome já diz serve de sustentação para os elementos sulcadores, módulo de dosagem de adubo e de semente, é constituído por chapas SAE 1020 (14.1) de 6.35mm de espessura nas laterais, travessas de ligação em barra chata 1020 (14.2) de 31.75 mm de largura por 6.35mm de espessura que suportarão o dosado de semente, bem como, os tubos anteriormente mencionados (10.1) e (11.1), ficando a cargo da chapa (14.3) de 6.35mm de espessura fazer a ligação frontal da estrutura e da barra (14.4) de 31,75mm de largura e 37 12,70 mm de espessura fazer o apoio do elemento de deposição da semente. Estes elementos são unidos por solda. Figura 26 – Detalhamento do conjunto de suporte dos elementos de interação com o solo. O sistema de articulação (15), é mostrado na figura 27, é de extrema importância para o funcionamento do equipamento, pois é ele que permite que a semente e o adubo sejam depositados em uma profundidade uniforme mesmo que o terreno contenha oscilações. O sistema é composto por dois braços de articulação um superior (15.1) e um inferior (15.2) que são ligados ao conjunto de suporte dos elementos de interação com o solo (14) através de parafusos M12x120 (15.3), são construídos em barra chata 1020 de 38.10mm de largura por 7.94mm de espessura, ligados por um tubo de Ø25,40 externo e Ø12,5 interno.Na outra extremidade são fixados ao suporte do articulador (15.4) por parafusos M12x120, este suporte é construído em chapa SAE 1020 nas suas laterais e barra chata 1020 nas suas ligações, fixado pela abraçadeira (15.5) a estrutura de acoplamento(16). Serve também de suporte para a mola de pressão (15.6), responsável por permitir a articulação de aproximadamente 140 mm do equipamento, com regulagem de tensão pela porca da vareta (15.7). 38 Figura 27 – Detalhamento do sistema de articulação. Figura 28 – Articulação no ponto inferior (A) e no ponto superior (B). A estrutura de acoplamento (16), é mostrado na figura 29, é responsável dor permitir o acoplamento do equipamento ao sistema de tração, é composto de um tubo quadrado com costura 1020 de bitola externa 70 mm com parede de 5 mm (16.1), com orelhas de fixação do engate inferior (16.2) de chapa SAE 1020 e as laterais da fixação do engate superior (16.3) em barra chata 1020 de 63,50 mm de largura e 12,70 mm de espessura todos unidos através se solda. As dimensões da estrutura de acoplamento estão determinadas conforme a NBR ISO 39 730-1/1999 (Tratores agrícolas de rodas-Engate traseiro de três pontos) para a categoria 1, as quais estão especificados no anexo D. Figura 29 – Detalhamento da estrutura de acoplamento. 3. CONSTRUÇÃO DO PROTÓTIPO Com base no projeto detalhado, que é a fase do ciclo de vida do projeto onde devemos desprender mais tempo, em virtude de que é a fase onde o produto começa a tomar forma, portanto as alterações possuem custo mais baixo dentre as demais etapas, como construção e testes. Parte-se do pressuposto que as especificações de materiais, dimensões, tolerâncias, ajustes e, claro, não esquecendo a montagem, transporte e descarte. Neste capitulo é apresentado a construção do protótipo conforme o detalhamento feito no capitulo 2.O detalhamento dos materiais bem como as medidas constam no apêndice B. 3.1. MÓDULO DE DOSAGEM DE ADUBO A figura 30 mostra o módulo de dosagem de adubo, constituído do suporte de acoplamento (1), dosador de adubo (2) e reservatório (3). O suporte de acoplamento feito de chapa SAE 1020, que após processos de furação, soldagem, limpeza configuram a peça conforme o projeto detalhado de acordo com a figura 31. 40 Figura 30 – Matéria-prima para fabricação do suporte de acoplamento. Figura 31 – Comparativo entre a peça construída e o projeto detalhado. A figura 32 mostra o módulo de dosagem de adubo completo, com os componentes padrões existentes no mercado. 41 Figura 32 – Componentes do módulo de dosagem de adubo. 3.2. MÓDULO DE DOSAGEM DE SEMENTE Como era o foco inicial o uso de componentespadronizados o modulo da semente é completamente composto por peças comerciais, tanto a base dosadora (4) como o reservatório (5). Este conjunto é mostrado na figura 33 Figura 33 – Componentes do módulo de dosagem de semente. 42 3.3. MÓDULO DE INTERAÇÃO COM O SOLO A figura 33 mostra o módulo de interação com o solo é composto de três elementos o elemento de preparo do sulco e deposição do adubo (6), o qual foi construído conforme o detalhamento, em chapa de aço SAE 1045 a qual foi soldado um tubo conformado para servir de proteção ao condutor e uma trava superior em chapa SAE 1020 cortada no laser e por fim montada a ponteira em aço 1045 forjado e o tubo condutor em polímero soprado. Figura 34 – Elemento de preparo do sulco e deposição do adubo. Para o Sistema de deposição da semente foi utilizado um componente da linha de produção da IMASA que tem seus componentes facilmente encontrados no mercado, sua montagem e componentes internos estão descritos no anexo B e mostrados de forma comparativa na figura 35. Figura 35 – Sistema de deposição da semente. 43 O Sistema de cobertura e compactação foi construído, adaptando um aro existente no mercado a uma banda de borracha fabricada pela molbor, ficando a cargo da construção o mancal do sistema que foi construído através da soldagem de um flange a um tubo ao qual foram usinados os encaixes dos rolamentos e furações, Foi usinado o eixo do sistema em aço SAE 1045 que foi montado entre os rolamentos. A montagem total destes componentes é mostrada na figura 36. Figura 36 – Sistema de cobertura e compactação. 3.4. MÓDULO DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA Os elementos do sistema de transmissão de potência, diferentemente dos demais não obedece à seqüência do projeto detalhado, pois sua montagem ocorre somente junto com a montagem final do equipamento. Seus componentes foram construídos a partir dos materiais especificados no projeto detalhado, sendo alguns unidos através de solda, outros usinados, a coroa e o pinhão simplesmente comprados prontos. Este componente é mostrado na figura 37. 44 Figura 37 – Componentes do sistema de transmissão. 3.5. MÓDULO ESTRUTURAL E DE ARTICULAÇÃO O Módulo estrutural e de articulação foi dividido para a fabricação da mesma forma que no detalhamento, O sistema de controle de profundidade (13), o conjunto de suporte dos componentes de interação com o solo (14), o sistema de articulação (15) e a estrutura de acoplamento (16). Estes conjuntos são mostrados nas figuras 38 e 39. O sistema de controle de profundidade construído através da união soldada da barra chata SAE 1020 aos tubos redondos SAE 1020 da sua extremidade, barras estas contendo a furação de montagem para a roda de controle de profundidade. Figura 38 – Matéria-prima para construção do suporte de controle de profundidade. 45 Figura 39 – Comparativo da peça construída com o desenho detalhado. O conjunto de suporte dos componentes de interação com o solo construído a partir de chapas SAE 1020, Tubo redondo SAE 1020 e barra chata SAE 1020, cortados e são mostrados na figura 40, dobrados, usinados e unidos por soldagem. Figura 40 – Matéria-prima para construção do suporte dos elementos de interação com o solo. O sistema de articulação construído com as especificações do projeto detalhado a partir de barra chata SAE 1020, tubos redondos SAE 1020, chapas SAE 1020, barra redonda SAE 1045 e a mola de articulação. São mostrados na figura 41 e na figura 42 46 Figura 41 – Matéria-prima para construção dos braços do Sistema de articulação. A figura 42 mostra detalhes do suporte articulador construído, comparando-o com o projetado em CAD. Figura 42 – Suporte do articulador construído e suporte projetado. Para a construção da estrutura de acoplamento foram utilizados os materiais conforme o descrito no detalhamento. Conforme ilustra a figura 43. Unidos por soldagem e preparados para pintar. Figura 43 – Matéria-prima para construção da estrutura de acoplamento. 47 Figura 44 – Comparativo da peça construída com o projeto detalhado. 3.6. MONTAGEM DO PROTÓTIPO Por se tratar de um protótipo e a montagem ter sido feita sem a ajuda de ferramentas automáticas e gabaritos de montagem, iniciou-se pela união do suporte dos elementos de interação com o solo, que já está com os rolamentos e buchas do eixo intermediário e da semente montados, com os ditos elementos, como mostra a figura 45. Figura 45 – Montagem dos elementos de interação com o solo no suporte. Depois de concluída a primeira etapa, foi montada a roda de cobertura e compactação, juntamente com o suporte de controle de profundidade fixado através anel elástico para eixo 48 501-060 e o pino batente que serve de regulagem ao controle de profundidade. Conforme ilustra a figura 46. Figura 46 – Montagem da roda de cobertura e compactação. O módulo de dosagem de semente com o eixo sextavado do sistema intermediário, o suporte de acoplamento do módulo do adubo e os braços do sistema de articulação, foram montados conforme mostra a figura 47. Figura 47 – Montagem do módulo de distribuição de semente. 49 A montagem do restante do módulo de dosagem do adubo e os elementos de transmissão de potência, como engrenagens, correntes e esticadores de correntes. Foram realizados conforme ilustra a figura 48. Figura 48 – Montagem do módulo de distribuição de adubo e transmissão de potência. Finalmente os componentes que faltavam do sistema de articulação e estrutura de acoplamento foram montados, e os resultados são mostrados na figura 49. Figura 49 – Resultado final da montagem do equipamento. 50 Após a montagem final o equipamento construído foi comparado com o modelo virtual projetado, conforme mostra a figura 50. Figura 50 – Comparação modelo real e modelo virtual. 51 4. TESTES Os testes de funcionamento são de grande importância para a validação e aperfeiçoamento do projeto, procura-se fazer estes testes nas condições mais próximas possíveis daquelas que o equipamento poderá enfrentar durante sua vida útil. Como se trata de uma configuração de equipamento novo, mas que utiliza componentes consagrados de mercado não se realizou os testes de bancada, neste caso foram realizados testes de campo. A próxima seção apresenta alguns testes preliminares de funcionamento do produto. Estes testes não foram realizados em uma situação real de trabalho, por se tratar de outra região com o solo e periodo de plantio totalmente diferentes. 4.1. TESTES DE FUNCIONAMENTO Inicialmente foram realizados os testes de acoplamento do equipamento ao trator, que apesar de ter sido utilizado um trator de categoria acima, o qual possui as dimensões do engate de três pontos maiores que o padrão para qual o equipamento foi projetado, não houve dificuldades no engate, somente folgas nos pinos em virtude da categoria ser diferente. Conforme ilustra a figura 51. Figura 51 – Testes de acoplamento. 52 Após o acoplamento foi simulado o deslocamento do equipamento até o local de trabalho em condições mais severas que o normal, em velocidades mais altas e em ondulações elevadas.Nestas condições o equipamento apresentou resultado satisfatório.Conforme ilustra a figura 52. Figura 52 – Testes de transporte. Posteriormente foram realizados testes de calagem, projetado para trabalhar sobre as “vergas” do cultivo do fumo que é uma situação de solo leve, percebeu-sea falta de lastro para a calagem em um solo destinado ao plantio direto. Nesta situação de teste os resultados também foram satisfatórios, conforme mostra a figura 53. Figura 53 – Testes de calagem. 53 Após os testes de calagem, a distribuição de semente passou a ser o foco, sendo utilizada semente de milho durante o ensaio para se aproximar das condições de funcionamento que o equipamento irá passar, conforme ilustra a figura 54 e figura 55. Percebeu-se uma distribuição em grãos por metro diferente da previamente calculada, devido a uma diferença no raio da roda de cobertura que traciona os dosadores, em função da deformação pelo peso do equipamento. Os testes de distribuição de semente e profundidade atingiram valores satisfatórios, tanto na distribuição como na profundidade, a qual ficou um pouco acima dos 40 mm esperado, ficando em torno de 45 a 48 mm, devido a diferença do raio da roda, como comentado anteriormente. Figura 54 – Testes de distribuição de semente. 54 Figura 55 – Testes de profundidade da semente. Analizou-se a utilização do equipamento em solo compactado, no qual percebemos uma ineficiência na calagem em virtude do pouco lastro e uma não uniformidade na semente, como mostra a figura 56, que devido a pouca calagem o solo não forma uma região de amortecimento da queda da semente, fazendo com que ela quique no solo e saia de posição. Figura 56 – Testes de distribuição de semente em solo inadequado. 55 4.2. TESTES POSTERIORES Os testes preliminares nos proporcionam uma segurança quanto ao funcionamento dos mecanismos do equipamento, ficando para mais tarde os testes de acoplamento a tratores da categoria adequada e a micro-tratores como o desenvolvido pelo Campus Panambi no curso de Engenharia Mecânica, bem como, os testes em situação real de plantio que no presente momento encontra-se fora de calendário, devido as “vergas” ainda conter a planta do fumo e nossa região não produzir esta cultura. 56 5. CONCLUSÃO Este trabalho de conclusão de curso apresentou o projeto detalhado e a construção do protótipo de uma semeadeira-adubadeira de uma linha para a agricultura familiar, sendo mais um esforço visando proporcionar uma melhor qualidade de vida ao pequeno produtor, substituindo o esforço físico do plantio manual por um plantio mecanizado. O trabalho focou o detalhamento do projeto, a construção do protótipo do equipamento e testes preliminares, com o objetivo de validar a concepção pré-determinada através do projeto conceitual estabelecido. Com o auxilio do programa de CAD SolidWorks e através do detalhamento dos componentes verificou-se que é possível prever interferências no projeto, bem como, simular seus movimentos e diminuir as chance de erros de projeto. A construção do protótipo apresenta um elevado número de componentes padronizados, o que torna o custo de aquisição mais baixo, que fica na faixa de R$ 1.000,00 a R$ 1.200,00, facilita a reposição de componentes e simplifica a manutenção. Durante a realização dos testes preliminares se observou detalhes importantes relativos ao seu desempenho, como a deficiente distribuição da semente em solos compactados, devido a pouca calagem. Porém em condições adequadas se obteve o comportamento esperado. Nesse trabalho, priorizou-se a busca por uma solução que facilitasse a tarefa de efetuar o plantio sobre “vergas” provenientes da cultura do fumo tornando a tarefa mais amena e produtiva. Para trabalhos futuros, sugere-se que sejam realizados adaptações ao equipamento, visando adequá-lo ao plantio direto, modificando seus elementos de interação com o solo e acrescentando suportes para aumento do lastro, tornando o equipamento mais versátil, ampliando sua gama de aplicação e fazendo com que o seu custo-benefício seja maior. Sugiro também, testes em bancada para avaliação do sistema de dosagem e direcionamento da semente e do adubo, análise estrutural do equipamento, testes de campo com monitoramento eletrônico (de força de tração, calagem e patinamento), bem como, a automação da dosagem de semente com acionamento elétrico. 57 REFERÊNCIAS [1] CARVALHO, Christianne Belinzoni de. Relação socioeconômica dos fumicultores- fumageiras da região de sombrio, SC e uma proposta de transição agroecológica. 2006. Disponível em: < http://www.pos.ufsc.br/arquivos/41000382/imagens/belinzone_christianne. pdf> Acesso em: 03 nov. 2010. [2] KRUPP. Plantadeira ref.03/04/103. Disponível em: < http://www.kruppmetal.com.br/ produtos.php?idTipo=1> Acesso em: 03 nov. 2010. [3] FITARELLI. Plantadeira tração animal de uma linha para bois e ou cavalos. Disponível em: <http://www.fitarelli.com.br/> Acesso em: 03 nov. 2010. [4] MAX. Plantadeira Seed-Line. 2010. Prospecto eletrônico. Disponível em:< http://www.max.ind.br /upload/manuais/ 4_1.pdf> Acesso em: 03 nov. 2010. [5] SEMEATO. Plantadeira PH. 2010. Prospecto eletrônico Disponível em:< http://www.semeato.com.br/produtoDetalhe.aspx?idProduto=16&linha=1&idLinha=3> Acesso em: 03 nov. 2010. [6] VALDIERO, Antonio Carlos. Inovação e desenvolvimento do projeto de produtos industriais. Ijuí:UNIJUI,1997.Programa de incentivo à produção docente:coleção cadernos UNIJUÍ- série tecnologia mecânica n.2. [7] ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR ISO 730-1 Tratores agrícolas de rodas-Engate traseiro de três pontos. 1999. [8] IMASA, Indústria de máquinas agrícolas Fuchs S/A. Catálogo de peças Saga 540-640- 740. 2010. [9] AGROMAC. Fertisystem. 2010. Manual do operador Disponível em:< http://www.agromac.com.br/manualdooperador.php> Acesso em: 03 nov. 2010. 58 APÊNDICE A – Dimensões básicas da semeadora-adubadora 59 60 APÊNDICE B – Recomendações para o uso e conservação 61 OPERAÇÃO: 1. Inicialmente engatar o equipamento junto ao engate traseiro de três pontos do trator de maneira que o equipamento não possa soltar-se. 2. Procura deixar o equipamento o mais nivelado possível, para favorecer o seu desempenho na distribuição de adubo e semente. 3. Selecione e engrenagem e a helicóide de acordo com a quantidade de adubo que deseja distribuir. 4. Selecione o disco e o flange do dosador de semente conforme o tipo de grão e a peneira de classificação da semente. 5. Verifique se os mecanismos de dosagem não estão travados, por sujeira ou corrente “dura”. 6. Regule a altura do equipamento de acordo com a altura da “verga”. 7. Efetue o plantio a uma velocidade de 4 a 5 Km/h CONSERVAÇÃO: 1. Após a utilização retirar todo o adubo do reservatório bem como a helicóide e efetuar a lavagem interna do dosador. 2. Retirar toda a semente do reservatório e efetuar a sua lavagem. 3. Lavar toda a plantadeira eliminando toda a terra e palha que possa estar presa em seus componentes. 4. Engraxar os componentes que possuem engraxadeiras. 5. Lubrificar as correntes. 6. Guardar o equipamento em local coberto, como varandas ou galpão. 62 APÊNDICE C – Desenhos de conjunto da semeadora-adubadora de uma linha 63 64 65 66 ANEXO A – Especificações técnicae manual do dosador de adubo Fertisystem 67 ANEXO B – Catálogo de peças referente ao elemento de deposição da semente 68 69 70 ANEXO C – Tabela de medidas para engate traseiro de três pontos conforme NBR ISO 730-1/1999 (tratores agrícolas de rodas-Engate traseiro de três pontos) 71 72
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