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Análise da energia específica de corte e qualidade da superfície no aplainamento de madeiras
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciências Florestais
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extensão
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Neste trabalho, foi estudado como as características das madeiras de angiospermas e gimnospermas interferem em seu processamento mecânico e na qualidade da superfície após aplainamento. A abordagem desenvolvida propôs a caracterização do aplainamento quanto aos parâmetros exigidos pela máquina: torque (Nm), potência mecânica (kW), energia mecânica (J) e energia específica de corte (J.cm-3). Ainda, foi analisada a rugosidade da superfície, associada às características da madeira. É preciso entender se durante o aplainamento as madeiras apresentam comportamento distinto e o porquê, propondo soluções para que aplainamentos combinados de diferentes espécies possam ser mais eficientes. O objetivo foi propor modelo de otimização dos parâmetros do aplainamento de madeiras para se obter menor consumo de energia específica de corte do motor e avaliar a qualidade da superfície obtida. Utilizou-se três árvores de Bertholletia excelsa e três árvores de Pinus elliottii, provenientes de plantio experimental da Universidade Federal de Lavras. A madeira de cada espécie foi caracterizada em sua anatomia, física e mecânica e posteriormente foi realizado o aplainamento com velocidade de avanço, velocidade de corte e profundidade de corte controladas. O experimento foi analisado em fatorial e a otimização proposta foi realizada pelo método de Taguchi. A qualidade da superfície foi medida por meio de rugosímetro de arraste e avaliada com imagens de microscopia eletrônica de varredura. Constatou-se que as madeiras apresentaram diferença no consumo de energia mecânica e de energia específica de corte, na potência e no torque exigidos do motor durante o aplainamento e que a rugosidade da superfície foi influenciada pela anatomia e pela densidade. Com o método Taguchi para otimização gerou-se modelo matemático cuja minimização conduz à redução do consumo de energia específica de corte. Os valores dos parâmetros de processo capazes de reduzir o consumo foram a velocidade de avanço de 10 m.min-1, velocidade de corte de 22 m.s- 1 e 1 mm de profundidade.
Abstract
In this work, it was studied how the characteristics of wood of angiosperms and gymnosperms interfere in their mechanical processing and in the quality of the surface after planing. The developed approach proposed the characterization of planing according to the parameters required by the machine: torque (Nm), mechanical power (kW), mechanical energy (J) and specific cutting energy (J.cm-3). In addition, the surface roughness, associated with the characteristics of the wood, was also analyzed. It is necessary to understand if, during planing, wood presents different behavior and why, proposing solutions so that combined planing of different species can be more efficient. The aim was to propose a model for the optimization of wood planing parameters, in order to achieve good surface quality and lower specific cutting energy consumption. Three trees of each Bertholletia excelsa and Pinus elliottii from experimental planting were used. The anatomical, physical and mechanical characteristics of the wood of the two species were determined and, later, planing was carried out with controlled advance speed, cutting speed and depth of cut. The experiment was analyzed in factorial and the proposed optimization was performed using the Taguchi method. The quality of the surface was measured by means of a rugosimeter and scanning electron microscopy images. The results allowed to conclude that the planing of the wood presented difference in the consumption of mechanical energy, of specific energy of cut, in the power and torque demanded by the motor. The surface roughness was influenced by anatomy and density. With the Taguchi method for optimization, the mathematical model was generated whose minimization leads to a reduction in the consumption of specific cutting energy. The values of the process parameters capable of reducing consumption were a feed speed of 10 m.min-1, a cutting speed of 22 m.s-1 and a depth of cut 1 mm.
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GUEDES, T. O. Análise da energia específica de corte e qualidade da superfície no aplainamento de madeiras. 2020. 65 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Madeira) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2020.