MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO SISTEMA DE VIBRAÇÃO DE CILINDROS DE UMA COLHEDORA DE CAFÉ
Sistema de derriça; Varetas flexíveis; Dinâmica multicorpos; Frequência dominante; Validação experimental.
Este trabalho teve como objetivo analisar o comportamento dinâmico das
varetas utilizadas no sistema de derriça de uma colhedora de café, por meio da
integração entre modelagem computacional e validação experimental. Para isso, foi
desenvolvido um modelo tridimensional do conjunto composto por cilindro e varetas de
fibra de vidro com comprimentos de 540 mm, 570 mm e 600 mm, utilizando o software
ANSYS Workbench. As varetas foram modeladas como corpos flexíveis pelo Método
dos Elementos Finitos (MEF), permitindo a consideração dos efeitos de deformação
elástica e vibração durante a operação. Foram aplicadas condições de contorno
representativas do sistema real, incluindo juntas rotacionais, juntas fixas entre cilindro e
varetas, ação da gravidade e excitações harmônicas com amplitudes de 6, 10 e 15 mm e
frequências dominantes de 12,5 Hz e 14,2 Hz. A validação experimental foi realizada no
Laboratório de Mecânica e Automação da Universidade Federal de Lavras, utilizando
um protótipo de colhedora equipado com duass varetas instrumentadas com
acelerômetros triaxiais. Os sinais de vibração foram adquiridos por um sistema National
Instruments CompactDAQ (cDAQ) e processados para obtenção das frequências
dominantes do sistema. O controle da excitação foi realizado por meio de um inversor
de frequência WEG CFW300, permitindo reproduzir experimentalmente as condições
simuladas. Os resultados numéricos demonstraram que o aumento da amplitude de
excitação promoveu crescimento progressivo dos deslocamentos máximos das varetas.
Além disso, verificou-se que o comprimento da vareta influencia diretamente a resposta
dinâmica, sendo que as varetas mais longas apresentaram maiores deslocamentos
devido à menor rigidez flexional. A frequência dominante mostrou-se o fator de maior
influência sobre o comportamento vibratório do sistema, uma vez que a frequência de
14,2 Hz produziu deslocamentos significativamente superiores aos obtidos em 12,5 Hz
para todas as amplitudes analisadas. A condição mais crítica foi observada na vareta de
600 mm submetida à frequência de 14,2 Hz e amplitude de 15 mm, atingindo
deslocamento máximo de 226,96 mm.