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dc.creatorSilva, Carlos Ademir da-
dc.date.accessioned2020-03-06T16:36:56Z-
dc.date.available2020-03-06T16:36:56Z-
dc.date.issued2020-03-06-
dc.date.submitted2019-12-20-
dc.identifier.citationSILVA, C. A. da. Diagnóstico de falha em um cilindro vibrador de varetas de uma colhedora de café. 2020. 181 p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/39216-
dc.description.abstractCoffee harvesters operate with a vibration system to promote fruit spilling. The vibration system is usually coupled to the end of an axis, denominated a rod vibrating cylinder. This cylinder can fail in the field, which generally occurs due to fracture in the contour of the rod cylinder, with an angle of approximately 45º. This type of failure in the field occurs in a short period, from approximately 1669 hours to 2496 hours of constant work, 8 hours per day, which requires a failure diagnosis. In this sense, this work has as the primary objective of diagnosing fails in a rod vibrating cylinder of a coffee harvester. For this, we first mapped the fracture, and, subsequently, developed samples to perform non-destructive and destructive mechanical tests. These tests showed welding issues between the rod cylinder and the larger flange, to which the rod cylinder vibration system is coupled. In addition to presenting a thin wall of material with a thickness of only 10 mm, during the production process, the cylinder is machined to facilitate the assembly of the vibration system. The larger flange is thicker than the rod cylinder (35 mm), which makes the welding process more difficult, and defects may arise as a result. In view of the incidence of defects from the material of the vibrating tube, we suggested working with a prototype, to preserve the farmer's harvester. Therefore, we designed a prototype of the harvester in a reduced scale of 3:1, which was instrumented using an unidirectional strain gauges and an accelerometer to collect information on the vibration and tension concentration in the evaluated region of the cylinder, using a frequency inverter to perform the exact vibrations that occur in the vibrating cylinder of the production harvester. The prototype data allowed us to diagnose and prevent fails in the rod cylinder, as well as to validate numerical simulations via the Finite Element Method. Based on the results obtained in the laboratory analysis, such as the tube casting defects, the welding procedure is incorrect, with the entire set having been subjected to cyclic vibrations, consequently favoring the propagation of cracks in the rod vibrating cylinder. The results of the extensometry showed that the stresses were almost equal, with few variations, when compared to the numerical simulation. Due to a range of defects, we conclude that they were what caused the rod vibrating cylinder to fail. To avoid this, we suggest a Welding Procedure Qualification Record and Welding Process Specification to improve the manufacturing process of the rod vibrating cylinder and not compromise the harvester's useful life.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.subjectColhedoras de cafépt_BR
dc.subjectVibrações mecânicaspt_BR
dc.subjectAnálise de tensõespt_BR
dc.subjectCoffee harvesterspt_BR
dc.subjectMechanical vibrationspt_BR
dc.subjectStress analysispt_BR
dc.titleDiagnóstico de falha em um cilindro vibrador de varetas de uma colhedora de cafépt_BR
dc.title.alternativeDiagnosis of failure in a vibrator cylinder of straps of a coffee harvespt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Agrícolapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Magalhães, Ricardo Rodrigues-
dc.contributor.advisor-co1Andrade, Ednilton Tavares de-
dc.contributor.referee1Magalhães, Ricardo Rodrigues-
dc.contributor.referee2Andrade, Ednilton Tavares de-
dc.contributor.referee3Santos, Fábio Lúcio-
dc.contributor.referee4Castro, Carlos Alberto Carvalho-
dc.contributor.referee5Ferreira Júnior, Luiz de Gonzaga-
dc.description.resumoAs colhedoras de café trabalham com um sistema de vibração para promover a derriça dos frutos. O sistema de vibração, geralmente, é acoplado na extremidade de um eixo, denominado por cilindro vibrador de varetas. Esse cilindro pode apresentar falhas, em campo, as quais, geralmente, ocorrem, por fratura no contorno do cilindro de varetas, com um ângulo de aproximadamente, 45o. Observa-se, em campo, que esse tipo de falha ocorre em um curto intervalo de tempo, aproximadamente, de 1669h a 2496h de trabalho constante de 8h por dia, o que requer diagnóstico de falhas. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo principal realizar um diagnóstico de falha em um cilindro vibrador de varetas de uma colhedora de café. Para isso, foi realizado, primeiramente, o mapeamento da fratura e, em seguida, foram confeccionados corpos de provas para a realização de ensaios mecânicos não destrutivos e destrutivos. Por meio desses ensaios, observaram-se problemas de soldagem entre o cilindro de varetas e flange maior, no qual é acoplado o sistema de vibração do cilindro de varetas. Além de possuir uma parede fina de material com espessura de apenas 10 mm, no processo de produção, o cilindro é usinado para facilitar a montagem do sistema de vibração. O flange maior tem espessura superior ao cilindro de varetas (35 mm), o que dificulta o processo de soldagem, podendo surgir defeitos em decorrência disso. Diante da incidência de defeitos provenientes do material do tubo vibrador, foi, então, sugerido trabalhar com um protótipo, para preservar a colhedora do fazendeiro. Sendo assim, foi dimensionado um protótipo da colhedora em escala reduzida de 3:1, o qual foi instrumentado, utilizando extensômetros unidirecional e acelerômetro, no intuito de coletar informações de vibração e concentração de tensão na região avaliada do cilindro, para representar utilizou-se um inversor de frequência, para realizar, exatamente, as vibrações, no cilindro vibrador da colhedora de produção real. Por meio de aquisição de dados do protótipo foi possível realizar o diagnóstico e prevenção de falhas, no cilindro de varetas, além de validar simulações numéricas via Método dos Elementos Finitos. Baseado nos resultados obtidos, como os defeitos de fundição do tubo, do procedimento de soldagem incorreto e da vibração cíclica. Portanto, consequentemente, favoreceu a propagação da trinca, no tubo vibrador de varetas e os resultados da extensometria comparado com a simulação numérica mostrou que as tensões ficaram quase iguais, com poucas variações. Diante de uma gama de defeitos, concluímos que foram os que levaram o tubo vibrador de varetas à fadiga. Para se evitar essa ocorrência, foi sugerida uma RQPS e EPS, respectivamente (Registro de Qualificação de Procedimento de Soldagem) (Especificação do Processo de Soldagem), no intuito de melhorar o processo de fabricação do cilindro vibrador de varetas e não comprometer a vida útil da colhedora.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenhariapt_BR
dc.subject.cnpqMáquinas e Implementos Agrícolaspt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0289472289990238pt_BR
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