Análise da transmissão de vibrações em sistemas de limpeza mecanizada

Abstract

Com o avanço da urbanização, varredeiras hidráulicas acopladas a minicarregadeiras têm sido empregadas para substituir a varrição manual. No entanto, esses equipamentos ainda podem transmitir níveis significativos de vibração ao operador e ao veículo trator. Este trabalho realizou a caracterização da transmissão de vibrações da varredeira ZES60S, com o objetivo de identificar seus padrões dinâmicos e avaliar a necessidade de soluções de controle passivo. A caracterização foi conduzida por meio de ensaios experimentais em bancada, condição adotada para reduzir variáveis externas e garantir repetibilidade. Foram uti lizados dois acelerômetros triaxiais MMA7361L — posicionados no eixo tracionador e no acoplamento com a minicarregadeira — conectados ao conversor A/D NI USB-6009. Desenvolveram-se um alojamento impresso em 3D e rotinas em Python para aquisição, correção de eixos e processamento dos sinais. Foram realizados dois ensaios principais: (i) resposta impulsiva para identificação modal e (ii) resposta a salto para caracterizar o comportamento vibracional com o motor em funcionamento. Os resultados mostraram que as frequências naturais foram corretamente identi f icadas, que o motor introduz componentes espectrais bem definidos e que a vibração transmitida ao engate é consideravelmente atenuada. Assim, concluiu-se que não há neces sidade de implementar controle passivo de vibrações. Entretanto, observou-se que parte do ruído acústico percebido advém da vibração das chapas da cobertura de retenção. Como proposta de melhoria, sugeriu-se a aplicação de uma manta de borracha autoadesiva com propriedades acústicas, capaz de reduzir a vibração dessas chapas e, consequentemente, o ruído emitido durante a operação.

With the growth of urban areas, hydraulic sweepers attached to skid-steer loaders have been used to replace manual street sweeping. However, these machines may still transmit significant vibration levels to both the operator and the host vehicle. This work conducted a characterization of the vibration transmission of the ZES60S sweeper, aiming to identify its dynamic patterns and assess the need for passive vibration-control solutions. The characterization was carried out through experimental tests on a controlled bench setup, adopted to reduce external variables and ensure repeatability. Two triaxial MMA7361L accelerometers were used — positioned on the drive shaft and on the quick attach interface — connected to an NI USB-6009 A/D converter. A custom 3D-printed housing was developed for the sensors, along with Python routines for data acquisition, axis correction and signal processing. Two main tests were performed: (i) an impulse-response test for modal identification and (ii) a step-response-type test to characterize the vibration behavior with the hydraulic motor in operation. The results showed that the natural frequencies were correctly identified, that the motor introduces well-defined spectral components, and that the vibration transmitted to the attachment interface is significantly attenuated. Therefore, it was concluded that implementing passive vibration control is not necessary. However, it was observed that part of the perceived acoustic noise originates from the vibration of the retention-cover plates. As an improvement proposal, it was suggested to apply a self-adhesive rubber sheet with acoustic-damping properties, capable of reducing plate vibration and, consequently, lowering the noise emitted during operation.