Design requirements of a human-powered planter / Requisitos de projeto de uma semeadora acionada por força humana

ABSTRACT: This study aimed to establish client and design requirements of a human-powered planter. A total of 13 client requirements and 13 design requirements were established for prioritizing planter performance, thus providing benefits to users.

RESUMO: Este trabalho objetivou estabelecer os requisitos de clientes e de projeto de uma semeadora à tração humana. Foram estabelecidos 13 requisitos de clientes e 13 requisitos de projeto, priorizando o desempenho da semeadora, proporcionando benefícios aos seus usuários.

Design specifications of a human-powered planter / Especificações de projeto de uma semeadora à tração humana

ABSTRACT: This study aimed to establish the design specifications of a human-powered punch planter for maize and beans through the application of a systematic design methodology. The most important design requirements and their specifications are related to technical performance and production cost.

RESUMO: O presente trabalho, por meio de metodologia de projeto sistemática, objetivou hierarquizar os requisitos de projeto e estabelecer as especificações de projeto de uma semeadora puncionadora à tração humana para milho e feijão. Os requisitos de projeto mais importantes e respectivas especificações estão relacionados ao desempenho técnico e custo de produção.

Velocidade periférica do disco em mecanismos dosadores de sementes de milho e soja / Peripheral speed of the plate in seed meters of corn and soybean

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da velocidade periférica do disco dosador de sementes em mecanismos dosadores pneumáticos e de disco alveolado horizontal, com as culturas do milho e soja, em ensaio de laboratório. Os tratamentos foram compostos por quatro velocidades periféricas (0,09, 0,18, 0,28 e 0,38m s-1) em combinação com quatro mecanismos dosadores (dois pneumáticos de pressão negativa e dois de disco alveolado horizontal) em delineamento blocos ao acaso com três repetições. Os mecanismos foram comparados por teste de médias e, para as velocidades periféricas, traçaram-se equações de regressão. Foram avaliados os percentuais de espaçamentos aceitáveis, múltiplos e falhos entre sementes por meio do espaçamento teórico nominal resultante de cada tratamento. O percentual de espaçamentos aceitáveis reduziu de maneira linear com o aumento da velocidade periférica do disco para ambas as culturas. Para a cultura do milho, os mecanismos dosadores pneumáticos apresentaram resultados superiores aos de disco alveolado nas velocidades periféricas mais elevadas. Para a cultura da soja, os dosadores pneumáticos apresentaram melhor desempenho na média dos tratamentos. De maneira geral, quanto menor a velocidade periférica do disco, melhor a regularidade de distribuição de sementes de milho e soja.

The purpose of this study was to evaluate the effect of peripheral speed of the disc in pneumatic and horizontal plate metering mechanisms, with corn and soybean seeds, in laboratory test. The treatments consisted of four peripheral speeds (0.09, 0.18, 0.28 and 0.38m s-1) in combination with four metering mechanisms (two pneumatic and two horizontal plate) in split-plot design with three replications. The mechanisms were compared by mean test and, for peripheral speeds, draw up regression equations. The index of the acceptable, multiple and fail between seeds through the theoretical nominal spacing's resulting from each treatment. The acceptable spacing's index decreased linearly with increasing peripheral speed of the disc to both cultures. For corn, the pneumatic metering mechanisms showed better results to the horizontal plate in higher peripheral speeds. For soybean, the pneumatic feeders performed better on the average of treatments. In general, how much lower the peripheral speed of the plate, better the regularity of seeds distribution of corn and soybean.

Estrutura funcional de uma semeadora de tração humana / Functional structure of a human-powered seeder

O milho e o feijão são semeados em praticamente todas as pequenas unidades familiares de produção, normalmente, em sistema convencional de cultivo. Há interesse no sistema de semeadura direta, porém não estão disponíveis semeadoras adequadas às suas necessidades. As semeadoras manuais, utilizadas por esses agricultores, inclusive para semeadura direta, possuem restrições de capacidade e de desempenho operacional, além de problemas ergonômicos. É necessário o desenvolvimento de máquinas desse porte, que garantam maior qualidade na operação de semeadura dessas culturas. O objetivo do presente trabalho foi estabelecer a estrutura funcional de uma semeadora puncionadora de tração humana para semeadura direta de milho e feijão. Foi aplicada uma metodologia sistemática, contemplando análise de especificações, identificação de restrições e estabelecimento das estruturas funcionais em diagrama de blocos. Foi eleita a estrutura funcional de empurrar com um dosador e múltiplos abridores de solo.

Maize and beans are grown on small farms usually tillage system. There is interest in migrating to no tillage, but are not available to small planters suitable for this purpose. The portable hand seeder (saraquá), massively used by these farmers, including no tillage, have capacity and operating performance constraints, besides ergonomic problems. It is necessary to develop machines of this size, ensuring higher quality at sowing these crops and reduce the painfulness of work these farmers. The aim of this research was to establish the functional structure of a human-powered drill for direct seeding of corn and beans. A systematic design methodology was applied, covering analysis of specifications, identifying constraints and establishment of functional structures as block diagram. Functional structure with a push seed meter and multiple soil openers was chosen.

Semeadura direta de milho com dois tipos de sulcadores de adubo, em nível e no sentido do declive do terreno / No tillage of corn with two types of fertilizer furrow across and towards the slope of land surface

O presente estudo teve como objetivo avaliar parâmetros operacionais de um conjunto mecanizado envolvendo trator e semeadora, assim como o rendimento da cultura do milho semeada nas diferentes configurações das máquinas e combinações com o ambiente de produção. Os tratamentos consistiram de tipos de sulcadores (discos duplos e hastes), os quais foram avaliados em experimentos em que a operação de semeadura direta do milho foi efetuada transversalmente ao declive (em nível) e em aclive e declive. A semeadura contra o declive e o uso de haste sulcadora implicaram maior demanda de esforço de tração, patinagem do trator e consumo de combustível por área trabalhada e não influenciaram o volume de solo mobilizado, a população de plantas e a produtividade de grãos do milho, em relação à operação realizada em declive e uso de sulcador de discos duplos, respectivamente. A utilização de sulcador do tipo haste resultou em menor número de plantas acamadas e quebradas, em relação ao uso de discos duplos, independentemente do sentido da operação. A principal diferença entre semear em nível ou em declive é a formação de sulcos orientados no sentido do terreno, pela ação de sulcadores do tipo haste e elevada patinagem dos rodados do trator, já que o consumo de combustível por área trabalhada e capacidade operacional não foram afetados por aquelas variáveis.

This study aimed to evaluate the operational parameters of a series of mechanized tractor and seed drill, and corn yield planted in different settings and combinations of machines with the production environment. Treatments consisted of types of fertilizer furrow (double discs and shanks), which were tested in experiments in which the operation of corn direct seeding was performed across the slope (in level) and direction of slope (for and against). Sowing against the slope and the use of shank implied a higher demand of traction effort, skating the tractor and fuel consumption per area worked, and didn't affect the volume of soil mobilized, population of plants and grain yield of corn in relation to the operation for the use of slope and furrow discs doubles, respectively. The use of furrow shank type t resulted in fewer plants broken and lodged plants in relation to the use of double discs, regardless of the direction of operation. The main practical difference between level sow or direction of the slope is the formation of grooves oriented in the same direction, by the action of furrow shank and the high shaft of the tractor wheel slip since the fuel consumption per area worked and operation capacity were not affected by those variables.

Distribuição longitudinal de sementes de milho com dosador de disco horizontal operando com uma ou duas saídas de sementes / Longitudinal distribution of maize seeds in the disk plate seed meter operating one or two seed ejection points

O objetivo deste trabalho foi comparar os efeitos da utilização de dosador de sementes do tipo disco horizontal com orifícios circulares, operando com uma ou duas saídas de sementes sobre a precisão de distribuição longitudinal de sementes de milho. Para tanto, avaliou-se o dosador, em laboratório, com uma e duas saídas de sementes, em relação a 10 velocidades periféricas (0,03 a 0,30m s-1). O delineamento foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, totalizando 80 ensaios. O fator quantitativo referente à velocidade periférica do disco dosador foi estimado por meio de regressão polinomial de 2ª ordem. O comportamento do disco dosador operando com uma ou duas saídas foi semelhante, e a porcentagem de espaçamentos aceitáveis apresentou diferença significativa somente nas velocidades periféricas de 0,06 e 0,09m s-1.

This study had the objective of comparing the effect of using the disk plate seed meter with circular holes operating with one or two seed ejection points in relation to the longitudinal precision of the maize seeds distribution. For the evaluation of this effect, the meter was tested in laboratory with one and two seed exits in ten peripheral disk plate speeds (0.03 to 0.30m s-1). It was employed a complete randomized design with four replications, summing up 80 experimental plots. The peripheral speed quantitative factor was estimated through a 2nd order polynomial regression. The behavior of the seed meter operating with one or two ejection points was similar, with significant difference only in peripherical speeds of 0.06 and 0.09m s-1.

Distribuição de sementes de milho e soja em função da velocidade e densidade de semeadura / Distribution of corn and soybean seeds in function of the sowing speed and density

Com o objetivo de avaliar a distribuição de sementes de milho e soja por uma semeadora-adubadora de precisão em função da velocidade de trabalho e da densidade de sementes, foi conduzido um experimento em pista de areia conforme norma internacional. Os tratamentos constaram da combinação entre quatro velocidades, três densidades de semeadura para o milho e quatro para a soja, sendo avaliadas a distribuição transversal, a distribuição longitudinal e a densidade final de sementes. Foi observado que as elevações da velocidade de trabalho de 3,5 para 7,0km h-1, para milho, e de 4,3 para 11,0km h-1, para soja, não reduziram significativamente as densidades finais de semeadura. O aumento na densidade de semeadura de três para sete sementes m-1, para milho, e de oito para 20, para soja, reduziu o percentual de espaçamentos aceitáveis para ambas as culturas, independentemente da velocidade de trabalho.

With the objective to evaluate the distribution of corn and soybean seeds by a precision seeder in function of the displacement speed and seeds density, an experiment was made in track of sand according to international standard. The treatments consisted of the combination among four speeds, three sowing densities for the corn and four for the soybean, being appraised the transversal distribution, longitudinal distribution and final seeds density. It was observed that the elevations of the displacement speed from 3.5 to 7.0km h-1 for the corn and from 4.3 to 11.0km h-1 for the soybean did not reduce significantly the final densities of sowing. The increase in the sowing density from 3 to 7 seeds m-1 for the corn and from 8 to 20 for the soybean reduced the percentile of acceptable spacing's for both the cultures, independent of the displacement speed.

Análise tridimensional de esforços em elementos rompedores de semeadoras de plantio direto / Tridimentional efforts analyses of furrow opening in no tillage seeder

As informações da avaliação de mecanismos de abertura de sulco de semeadoras de plantio direto auxiliam as empresas no dimensionamento de ferramentas rompedoras do solo, que buscam menor requerimento energético. Este trabalho foi realizado num solo classificado como Latossolo Vermelho com o objetivo de avaliar tridimensionalmente os esforços dos mecanismos de abertura de sulco de semeadoras adubadoras de plantio direto. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com cinco tratamentos, sendo cinco mecanismos de abertura de sulco (disco liso - DL, disco corrugado - DC, disco ondulado - DO, disco duplo - DD e haste sulcadora - H). Para mensurar os esforços dos mecanismos de abertura de sulco, foi utilizado um dinamômetro com sensibilidade nas direções horizontal, transversal e vertical e no momento fletor e torsor. A avaliação mostrou que a interação entre mecanismos de abertura de sulco e carga vertical não foi significativa, entretanto os fatores foram significativos quando analisados individualmente. O resultado individual dos mecanismos de abertura de sulco mostrou que o disco ondulado proporcionou maior área de mobilização do solo, a haste sulcadora apresentou o menor valor de força vertical e o disco duplo e a haste sulcadora obtiveram o menor esforço horizontal.

Information from evaluation mechanisms of opening furrows seedlings in no-tillage systems helps companies todesign tools soil, seeking for lower energy requirement. This work was achieved in a Red Latosol soil in order to evaluate dimensional efforts of mechanisms opening furrows. The experimental design used was a complete randomized block with 5 projects and five mechanisms of furrow opening (even disk - DL, corrugated disk - DC, ondulated disk - DO, double disk - DD and furrow rod - H). To measure forces, a dynamometer with sensitivity in draught, transverse and vertical directions and torsor e fletor moment were used. The strength need to be consider in individual results of opening mechanisms furrows in tools designed for seeders The rod needs little effort to penetrate the vertical soil due to the suction. The ondulated disk provides greater mobilization of soil due to the project design of the tool.

Desempenho de três semeadoras-adubadoras de plantio direto para a cultura do milho / Performance for three seeder-fertilizer no till machine for or the corn crop

Objetivou-se avaliar tecnicamente três semeadoras para plantio direto de milho, montou-se um experimento em área do Departamento de Engenharia Agrícola da UFLA, sob Latossolo Vermelho Distroférrico argiloso (LVdf), utilizando-se as seguintes semeadoras: S1 - Semeato SHM 11/13; S2 - John Deere RT 907 e S3 - John Deere RT 907, com diferentes sistemas de abertura de sulcos para deposição de adubo, deslocando-se a três velocidades distintas, de V1 (1,38 m.s-1), V2 (1,8 m.s-1) e V3 (2,22 m.s-1). As variáveis quantificadas foram: patinagem, força média na barra de tração, potência média por mecanismo de semeadura, consumo horário e específico de combustível e capacidade de campo teórica. Adotou-se um delineamento estatístico em blocos casualizados, com parcelas subdivididas. A partir dos resultados obtidos, foi possível concluir que, com relação ao desempenho operacional do conjunto trator-semeadora, ocorreram diferenças significativas entre os três conjuntos quanto à força na barra e ao consumo de combustível. Quanto à patinagem e a potência, não ocorreu diferença significativa entre os conjuntos 1 e 2, apresentando menor valor, diferindo do conjunto 3. Para os parâmetros técnico-operacionais avaliados, a condição de melhor desempenho foi observada para S1V3 (Semeato SHM 11/13 e 2,22 m.s-1).

With the aim of evaluating technically three sowing machines for no-tillage farming of corn, an experiment was established in the area of the Agricultural Engineering of the UFLA, under Typic Distroferric Red Latosol clayey (LVdf), by using the three following sowing machines: S1 - Semeato SHM 11/13; S2 - John Deere RT 907 and e S3 - John Deere RT 907, with different furrow opening systems for fertilizer placement, moving at three different speeds of V1 (1,38 m.s-1), V2 (1,8 m.s-1) e V3 (2,22 m.s-1). The variables quantified were: skidding, average power on the draw bar, average power per sowing mechanism, per hour and specific fuel consumption and theoretical field capacity. A statistical design in randomized blocks with split plot distribuition was adopted. From the results obtained, it was possible to conclude that, as regard to the operational system of the tractor-sowing assembly present significant differences occurred among the three assemblies for the power on the bar and fuel consumption. As for skidding and power, no significant difference occurred between assemblies 1 and 2, differing from assembly 3. For the parameters techniques-operational evaluated of the better performance was observed for S1V3 (Semeato SHM 11/13 e 2,22 m.s-1).