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MÁQUINAS E MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA

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Academic year: 2019

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(1)

MÁQUINAS E

MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA

(2)

Professor Diogo Santos Campos Engenheiro Agrícola, D.Sc.

diogo.campos@ifmg.edu.br

https://sites.google.com/a/ifmg.edu.br/diogo/ (37)3431-4975

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 1. FERRAMENTAS

2. APARELHOS DE MEDIDA 3. TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA

4. INTRODUÇÃO À MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA 5. TRATORES AGRÍCOLAS

6. MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA 7. SISTEMA ELÉTRICO

8. SISTEMA DE TRANSMISSÃO 9. SISTEMAS DE DIREÇÃO 10. LASTRO, BITOLA E PNEUS 11. PATINAGEM

12. PREPARO DO SOLO

13. MÁQUINAS PARA SEMEADURA E PLANTIO 14. CULTIVO MECÂNICO

15. APLICAÇÃO DE DEFENSIVOS AGRÍCOLAS 16. COLHEITA

17. CAPACIDADE OPERACIONAL DOS CONJUNTOS MECANIZADOS 18. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AVALIAÇÕES: Provas (80%)

(3)

1. FERRAMENTAS

O termo ferramenta deriva do latim ferramenta, plural de ferramentum. É um utensílio, dispositivo, ou mecanismo físico ou intelectual utilizado por trabalhadores das mais diversas áreas para realizar alguma tarefa.

1.1. Tipos de ferramentas 1.1.1. Alicates

Os Alicates servem para segurar por apertos, cortar, dobrar, colocar e retirar determinadas peças nas montagens e desmontagens.

Alicate universal (A); Alicate de pressão (B);

Alicate para anéis de trava externo (C) e de trava interno (D).

(A) (B) (C) (D)

1.1.2. Chaves de torção

As chaves de torção (aperto) são ferramentas geralmente de aço vanádio ou aço cromo extraduros, que utilizam o princípio da alavanca para apertar ou desapertar parafusos e porcas.

Chave de boca fixa (E): não sofrem variação de medida, sendo usada para segurar ou apertar porcas e parafusos com cabeças quadradas ou sextavadas;

Chave de estria (F): apresenta a grande vantagem de aplicar esforços em todos os cantos da porca ou parafuso, permitindo um aperto mais adequado e seguro do que a chave fixa;

(4)

Chave de roda (H);

Grifo (I): própria para montagens e desmontagens de tubo;

Chave ajustável (J): se ajustam aos diversos tipos e tamanhos de porcas e parafusos, pelo ajuste da bitola de sua boca;

Chave de fenda (L): usada para apertar ou afrouxar parafusos com um rasgo (fenda) diametral na cabeça (-);

Chave phillips (M): usada para girar parafusos com dois rasgos (fendas) perpendiculares na cabeça (+) no detalhe o parafuso;

Chave allen (N): é utilizada em parafusos cuja cabeça tem um sextavado interno;

Chave soquete ou cachimbo (O): são chaves que necessitam para seu funcionamento de um cabo de força independente. É usada para apertar porcas e parafusos em local de difícil acesso, sendo que o tamanho do esforço que se pode aplicar à chave está diretamente relacionado com o tamanho do encaixe. Os cabos de força podem ter diferentes tamanhos e formatos e constituídos de junta universal, catraca, haste T, extensão.

(E) (F) (G) (H)

(5)

(N) (O)

1.1.3. Martelos

O martelo é uma ferramenta de impacto empregado para bater peças, umas contra as outras, para permitir seu encaixe ou remoção.

Martelos de borracha (P) e de madeira (Q): utilizados para trabalhos em manutenções nos quais não se deseja deformações nas peças a serem trabalhadas;

Martelo pena (R): utilizado em funilaria;

Marreta (S): é um martelo maior, mais pesado, destinado a bater sobre uma talhadeira ou um ponteiro (peso maior que 1kg).

(P) (Q) (R) (S)

1.1.4. Outras ferramentas

Saca polia Arco de serra Punção Talhadeira para montagem Cinta (utilizado de anéis de

(6)

2. APARELHOS DE MEDIÇÃO

Quando se realiza serviços em uma oficina pode ser necessário o uso de instrumentos destinados a quantificar a amplitude de algumas grandezas físicas, com vistas a obter um resultado eficiente e seguro. O tipo de instrumento de medida existente em uma oficina depende de sua especialidade e volume de trabalhos, no entanto, os mais comuns são classificados em:

2.1. Medidores de comprimento: Metro (A);

Trena (B); Escala (C);

Paquímetro (D): instrumento essencialmente constituído de uma escala de encosto na qual se desliza um cursor. É usado para fazer medidas internas, externas e de profundidade, com rapidez e precisão. A escala do paquímetro tem tamanho variado e é graduada em milímetros e em polegadas, sendo a última dividida em 16, 32 ou 64 unidades, conforme a precisão desejada. O valor de aproximação, ou seja da menor medida

fracionária, pode chegar a 0,02 mm, 1/128” ou 0.001” e vem impresso no

limbo do paquímetro. Para se calcular o valor da aproximação usa-se a seguinte fórmula:

Aproximação = menor divisão da escala principal / número de divisões do nônio

Para se efetuar a leitura no paquímetro, primeiro lê-se os valores inteiros (polegada ou mm) do limbo, antes do “zero” do vernier. Depois conta-se o número de traços do vernier até aquele que coincide com um traço da escala móvel e multiplica-o pelo valor da aproximação. Entretanto, quando se usa a escala em polegadas deve-se efetuar os cálculos devidos com os valores de frações obtidos. Por exemplo: 8/16 na escala principal e 4 traços no nônio em

um paquímetro com aproximação de 1/16”, lê-se 12/16” ou simplesmente 3/4”;

(7)

tem tamanho variado e difere do paquímetro pela possibilidade de fazer apenas leituras de medidas das partes externas das peças e possuir especificamente o sistema métrico (mm) ou o sistema inglês (polegada). Para calcular a aproximação do micrômetro divide-se a menor medida do cilindro (passo da rosca) pelo número de divisões do tambor. O modelo mais comum tem passo de rosca de 0,5 mm e 50 divisões no tambor, permitindo uma aproximação de 0,01 mm. A leitura do micrômetro é direta, tanto naqueles com escala em milímetros, quanto naqueles com escala em polegadas.

2.2. Medidores de força:

Torquímetro (F): instrumento destinado à medição do torque exercido num esforço de tração, geralmente associado a uma chave do tipo soquete. O torquímetro permite apertar porcas e parafusos de maneira uniforme, ou seja com o mesmo torque, geralmente medido em kgf; dinamômetro, dinamógrafo, células de carga, etc.;

2.3. Medidores de velocidade: (odômetro, velocímetro, contagiros) Tacômetro (G): é um aparelho mais eficiente do que o contagiros, pois

fornece o número de rotações do eixo ou polia, em função do tempo. Possui geralmente um mostrador digital dos valores medidos em rotações por minuto (rpm) e registra na memória a ultima leitura realizada.

2.4. Medidores de tempo: (cronômetros)

Horímetro (H): instrumento destinado à medição do número de horas trabalhados pelo motor da máquina agrícola, o qual está relacionado com o número de rotações efetuados pelo eixo do motor, cujo valor básico para cálculo depende do tipo e potência do motor.

(8)

2.6. Medidores de eletricidade: (multiteste, amperímetro, teste de centelha, etc.)

2.7. Medidores de temperatura: (termômetro, termopar, etc.)

2.8. Medidores de ângulos: (esquadro, transferidor, etc.)

(A) (B) (C)

(E)

(D)

(9)

2.9. Exercícios

 Qual a aproximação do paquímetro abaixo e qual a leitura indicada?

(10)

3. TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA

Os mecanismos de transmissão estão presentes em várias partes das máquinas e implementos agrícolas, transferindo potência e movimento, podendo atuar também como elemento de variação de velocidade entre dois ou mais mecanismos.

É a transmissão de força e velocidade de um eixo a outro.

V F t

d F t T

P    

em que,

P = potência;

T = trabalho (kgf . m); t = tempo (s);

F = força (kgf); d = distância (m); e V = velocidade (m/s).

As máquinas e implementos agrícolas desde as mais simples, até as mais complexas podem ser decompostas em várias máquinas simples. Nela cada elemento transmite ou recebe o próprio movimento por meio de mecanismos denominados de transmissões.

As transmissões entre elementos de máquinas podem se realizar por contato direto ou indireto:

Contato direto:

Engrenagem cilíndrica de dentes retos (A): os dentes são dispostos paralelamente entre si e em relação ao eixo. É o tipo mais comum de engrenagem e o de mais baixo custo. Durante o movimento, os dentes da roda motora (pinhão) empurram os dentes da roda movida (coroa), rolando um contra outro, sem escorregar. É empregada na transmissão de baixa rotação, por causa do ruído que produz.

(11)

utilizada para transmissão de eixos paralelos entre si e também para eixos que formam um ângulo qualquer entre si (normalmente 60 ou 90º).  Engrenagem cilíndrica com dentes internos (C): é usada em

transmissões planetárias e comandos finais de máquinas pesadas, as duas rodas do mesmo conjunto giram no mesmo sentido.

Engrenagem cilíndrica com cremalheira (D): a cremalheira pode ser considerada como uma coroa dentada com diâmetro primitivo infinitamente grande. É usada para transformar movimento giratório em longitudinal.

(A) (B) (C) (D)

Engrenagem cônica com dentes retos (E): é empregada quando as árvores se cruzam; o ângulo de interseção é geralmente 90º, podendo ser menor ou maior. Os dentes das rodas cônicas têm um formato também cônico. A engrenagem cônica é usada para mudar a rotação e direção da força, em baixas velocidades.

Engrenagem cilíndrica com dentes oblíquos (F): seus dentes formam um ângulo de 8 a 20º com o eixo da árvore. Os dentes possuem o perfil da envolvente e podem estar inclinados à direita ou à esquerda. Sempre engrenam vários dentes simultaneamente, o que dá um funcionamento suave e silencioso. Podem operar com velocidades periféricas de até 160m/s.

Engrenagem cilíndrica com dentes em V (G): conhecida também como engrenagem espinha de peixe. Possui dentado helicoidal duplo com uma hélice à direita e outra à esquerda.

(12)

suavemente, pois com este formato de dentes consegue-se o engrenamento simultâneo de dois dentes.

Parafuso sem-fim e engrenagem côncava (I): o sem-fim e a coroa servem para transmissão entre dois eixos perpendiculares entre si. São usados quando se precisa obter grande redução de velocidade e conseqüente aumento de momento torsor (torque).

(E) (F) (G)

(H) (I) (J)

Contato indireto:

Intermediários flexíveis (corrente, correias etc.) e rígidos (bielas, cardãs, etc.). Recorre-se à transmissões por correias quando a distância entre dois eixos é tal que é impossível a utilização de engrenagens. Neste tipo de transmissão a correia abraça duas ou mais polias transmitindo assim a força tangencial por meio do atrito entre correia e polia. Tipos comuns de montagens:  Transmissão aberta para eixos paralelos com a mesma direção de

rotação (J);

(13)

Transmissão cruzada para eixos paralelos com direção de rotação contrária (M).

As vantagens do emprego de correia são: não transmitem choques; não apresentam problemas de lubrificação; podem servir como elemento de proteção contra extremas sobre-cargas; são econômicas e de fácil desmontagem. As correias podem ser classificadas em: plana (N), trapezoidal (O), circular (P) e plana com dentes (Q). As correntes podem ter formatos variados (R) e se adaptarem a um grande número de equipamentos ou funções a executar.

As árvores cardan (S), tanto agrícolas quanto automotivas, são mecanismos utilizados para transmitir potência entre árvores que apresentam desalinhamento angular, o qual pode variar, ou não, durante a operação. Uma das aplicações clássicas é a transmissão de potência do trator agrícola para os implementos acoplados ao engate de três pontos ou à barra de tração.

(L) (M)

(N)

(O) (P) (Q)

(R)

(14)

3.1. Classificação dos mecanismos de transmissão de potência 3.1.1. Classes:

Relação de transmissão constante em sinal e grandeza.

Relação de transmissão constante em sinal e variável em grandeza.

Relação de transmissão variável em sinal e constante em grandeza.

Relação de transmissão variável em sinal e grandeza.

3.1.2. Gêneros:

Transmissão por contato direto:

Rodas de aderência (embreagem) e engrenagens.

Transmissão por contato indireto: Intermediário rígido (biela, cardã);

Intermediário flexível (correia, cabo, corrente).

(15)

de uma polia deve ser no máximo 5 vezes o diâmetro da outra, caso contrário pode ocorrer deslizamento (patinagem).

3.2. Relação diâmetro, rpm e número de dentes:

2 2 1

1 n D n D   

2 2 1

1 n N n N   

60 n D v

 

em que,

v = velocidade angular; D = diâmetro da polia; N = número de dentes; e

n = número de rotações por minuto (rpm).

3.3. Cálculo do comprimento da correia: 25 , 3 2

2 

       

D d

L

em que,

L = comprimento da correia (direta ou cruzada);  = distância entre eixos;

D = diâmetro da polia maior; e d = diâmetro da polia menor.

Ou

2

2

' 2

' r r

r r

L

 

  (direta)

2

2

' 2

' r r

r r

L

 

  (cruzada) em que,

r = raio da polia maior; e

(16)

3.4. Relação de transmissão

Nas indústrias que trabalham com transporte ou movimentação de cargas tais como correias transportadoras, elevadores e outros equipamentos, há uma necessidade de ora reduzir a rotação, para multiplicação de torque, ora aumentar a rotação para aumento de velocidade. Assim, para os exemplos supracitados, o uso de conjuntos de engrenagens e redutores encontram sua maior aplicação.

A relação de transmissão total para n engrenamentos, RTtotal, pode ser obtida por meio do produto das relações de transmissões parciais de cada engrenamento, ou seja:

n n

Total

RT

RT

RT

RT

RT

RT

1

2

3

...

1

em que,

RT1 é a relação de transmissão do primeiro engrenamento, relativo ao eixo motriz;

RT2 é a relação de transmissão do segundo engrenamento, relativo ao eixo motriz;

RT3 é a relação de transmissão do terceiro engrenamento, relativo ao eixo motriz;

E assim sucessivamente.

A equação anterior pode ser rescrita em função do número de dentes z de cada par do engrenamento, desta forma:

1 2 2 3 2 2 2 5 6 3 4 1 2

...

  

n n n n Total

z

z

z

z

z

z

z

z

z

z

RT

Exemplo:

(17)

Dados:

Z1 = 15 Z2 = 75 Z3 = 12 Z4 = 42 Z5 = 9 Z6 = 27

5

,

52

9

27

12

42

15

75

Total

RT

3.5. Exercícios:

a. Para a situação abaixo, qual o comprimento da correia a ser adquirida?

M1 n = 1450 rpm V = 12 m/s

M2 n = 500 rpm

 M1

m r m D D D n D

v 720 1450 0,1581 0,0791

60 1450 12

60        

      

 M2

m r D D D n D

v 720 500 0,4584 0,2292

60 500 12

60        

      

m

(18)

Ou

m

L 3,25 2,0018

2 1581 , 0 4584 , 0 5 , 0

2  

        

b. Dimensionar os diâmetros das polias e comprimento da correia a ser adquirida.

M1 n = 2200 rpm V = 30 m/s

M2 n = 4350 rpm

 M1

m r m D D D n D

v 1800 2200 0,2604 0,1302

60 2200 30

60        

      

 M2

m r m D D D n D

v 1800 4350 0,1317 0,0659

60 4350 30

60        

      

Ou m D D N D N

D 0,1317

4350 2200 2604 , 0 4350 2200 2604 ,

0 2 2

2 2 1 1           

m

L

0,13020,0659 2 0,82 0,13020,06592 2,2634 Ou

m

L 3,25 2,2372

2 1317 , 0 2604 , 0 8 , 0

2  

(19)

c. No sistema de transmissão por engrenagens abaixo, calcular o número de rotações por minuto (rpm) do eixo 6, sabendo-se que o do motor é de 1200 rpm e os dados das engrenagens são: N1 = 20 D; N2 = 75 D; N3 = 18 D; N4 = 72 D; N5 = 25 D e N6 = 75 D.

n = ?6

2 2 1

1 n N n N   

rpm n

n 320

75 1200

20   22

rpm n

n23 320

4 4 3

3 n N n N   

rpm n

n 80

72 320

18   44

rpm n

n45 80

6 6 5

5 n N n N   

rpm n

n 26,67 75

80

25   66

d. Calcular a rotação da broca da furadeira de coluna abaixo: 2 2 1

1 n D n D   

rpm n

n 241,67 30 , 0 1450 05 ,

0    2  2  rpm

n

n23 241,67

4 4 3

3 n D n D   

rpm n

n 503,47 12 , 0 67 , 241 25 ,

0    4  4  rpm

n

n45 503,47

6 6 5

5 n N n N   

rpm n

n 547,25 23

47 , 503

25   66

rpm broca

(20)

e. No sistema de transmissão por correias, representado abaixo, calcular os comprimentos das correias A e B.

m

LA

0,120,04 2 0,72  0,120,04 2 1,9118

m

LB

0,150,05 2 0,52 0,150,05 2 1,6481

ou

m d

D

LA 3,25 1,92

2 08 , 0 24 , 0 7 , 0 2 25 , 3 2

2  

                   

m d D

LB 3,25 1,65

2 10 , 0 30 , 0 5 , 0 2 25 , 3 2

2  

                   

f. Considerando que não há patinagem entre as rodas e o solo, calcular a velocidade do trator abaixo em Km/h.

Dados:

Motor = 1800 rpm  A = Embreagem;  B = 10 D;

 C = 30 D;  D = 10 D;

 E = 50 D;  F = 10 D;  G = 60 D;  H = 20 D; e

(21)

C C B

B n N n N

n N n

N1 1 2 2   

rpm n

nC C 600 30

1800

10    

E E D

D n N n N   

rpm n

nE E 120 50

600

10    

G G F F F

E n N n N n

n     

rpm n

nG G 20 60

120

10    

I I H H H

G n N n N n

n     

) ( 67 , 6 60 20

20  nInIrpm rotaçãoda roda

h km v s m v v n D

v 0,45 3,6 1,63

60 67 , 6 30 , 1

60     

      

g. Considerando que para ter um bom funcionamento a trilhadora de grãos abaixo deverá trabalhar numa rotação de 800 rpm. Determine o número de dentes de sua engrenagem.

2 2 1

1 n N n N   

rpm n

n 1233,33 30

1850

20   22

4 4 3 3 3

2 n N n N n

n     

rpm n

n 1027,78 30

33 , 1233

25   4 4 

6 6 5 5

5 N n N n

n

n4     

dentes N

N 800 44,97 45 78

, 1027

(22)

4. INTRODUÇÃO A MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA

Na literatura são encontrados vários conceitos tradicionais de agricultura e podemos destacar alguns deles:

 A modificação deliberada da superfície da terra por meio de cultivo de plantas e criação de animais para obter sustento e ganhos econômicos;  Cultivo intencional de plantas e criação de animais domésticos.

Os conceitos de mecanização agrícola estão intimamente ligados com os de agricultura, tais como:

 Conjunto de máquinas capazes de realizar todas as atividades agrícolas, que vão desde o preparo do terreno, passando pela implantação da cultura até a sua colheita;

 É o emprego adequado dos equipamentos e máquinas agrícolas, visando sua otimização e viabilidade da obtenção de altas produtividades agropecuárias, com racionalização dos custos e a preservação dos recursos naturais e meio ambiente.

Antes do trator a fonte de potência era “Humana” ou “Animal”. Durante muitos séculos, os animais foram grandes auxiliares do homem nas tarefas agrícolas. Serviam de montaria, para movimentação de máquinas estacionárias ou ainda tracionando implementos agrícolas ou outras cargas. Hoje em dia ainda é bastante utilizado para estas tarefas em regiões menos desenvolvidas, ou nas propriedades de menor tamanho onde a compra de um trator torna-se bastante oneroso.

O uso de animais nas propriedades agrícolas é recomendado em função de algumas vantagens, tais como:

 Autodeslocamento;

 Elevada reserva de força;  Grande adaptabilidade;

 Pode ser reproduzido na própria fazenda;

 Não requer mão-de-obra especializada para seu manejo;  Consome alimento produzido na propriedade;

(23)

O animal apresenta desvantagens, tais como:  Exige alimentação diária;

 Menor rendimento (paradas para descanso, alimentação, clima, etc).

O desenvolvimento de tratores agrícolas veio da necessidade de se cultivar grandes áreas para produzir alimentos e teve importante papel no desenvolvimento da mecanização agrícola. Porém, todo o planejamento do trabalho pode dar errado se não for bem dimensionada a escolha dos equipamentos adequados e sua manutenção durante o trabalho, pois a paralisação da máquina em fases importantes como o plantio ou a colheita pode acarretar em grandes prejuízos ao produtor rural.

Os principais objetivos da mecanização agrícola são:  Aumentar a produtividade por trabalhador no campo;

 Modificar a característica do trabalho no campo, tornando menos árduo e mais atrativo;

 Melhorar a qualidade das operações de campo, fornecendo melhores condições para a germinação, desenvolvimento e crescimento das plantas.

Além dos animais, podem também ser usados como fonte de potência nas propriedades agrícolas:

 Motores a vento ou eólicos (bombeamento de água);

Motores hidráulicos (roda d’água, turbina, carneiro hibráulico);  Motores elétricos;

(24)

5. TRATORES AGRÍCOLAS 5.1. Definição

É uma máquina autopropelida provida de meios que:

 Conferem apoio estável sobre uma superfície impenetrável;

 Tem a capacidade de tracionar, transportar e fornecer potência mecânica aos implementos e máquinas agrícolas.

5.2. Funções dos tratores

 Tracionar máquinas e implementos de arrasto por meio de sua barra de tração (BT);

 Tracionar e carregar máquinas e implementos montados através do engate de três pontos do sistema do levantamento hidráulico (SLH);  Acionar máquinas estacionárias por meio da tomada de potência (TDP);  Tracionar máquinas simultaneamente com acionamento de seus

mecanismos por meio da barra de tração ou do engate de três pontos e da tomada de potência.

5.3. Classificação dos tratores Quanto ao tipo de rodado: De pneus:

 2 rodas;  3 rodas;

 4 rodas (2 RM, 2 RM com TDA, 4 RM).

(25)

2 RM 2 RM com TDA 4 RM

De esteiras:  De ferro;  De borracha.

Esteiras de borracha Esteiras de ferro

5.4. Meios de aproveitamento de potência dos tratores agrícolas

A. Sistema de levante hidráulico (SLH)

B. Barra de tração (BT)

C. Tomada de potência (TDP)

5.4.1. Sistema de levante hidráulico

(26)

Levante de 3 pontos:

Usado para o acoplamento de implementos ao trator, é constituído de:

 1o ponto (braço esquerdo);  2o ponto (braço direito);  3o ponto (braço superior);

 braços intermediários (movimentam o 1o e 2o ponto);  correntes ou barras estabilizadoras.

O levante de três pontos possui os comandos de:

 Posição: comanda o levantamento e o abaixamento das máquinas e implementos que trabalham acima da superfície do solo;

 Profundidade: ajusta a profundidade de corte dos implementos que trabalham abaixo da superfície do solo;

 Reação: controla a velocidade da queda dos implementos (rápida e lenta).

Controle de ondulação:

Também conhecido como controle de sensibilidade do sistema hidráulico. Controla automaticamente a profundidade de trabalho de acordo com a superfície do solo. A grande maioria dos tratores adota a força de compressão, que atua no terceiro ponto para o acionamento do controle automático de ondulação. A força de resistência que o solo oferece ao corte comprime o terceiro ponto, que por sua vez comprime uma mola que, se ceder, permitirá atuação na válvula de controle subindo as barras de levante.

(27)

Controle remoto:

Pode ser usado em implementos reversíveis, bascular carretas, entre outros (equipamento dotados de cilindros hidráulicos). As partes atuantes como os cilindros hidráulicos estão localizados no implemento e são conectados por mangueiras por meio de engate rápido.

5.4.2. Barra de Tração (BT).

Usada para tracionar máquinas e implementos de arrasto. A barra de tração pode ser:

 Fixa: usada quando se usa simultaneamente a BT e TDP ou carretas (mas pode haver deslocamento lateral);

 Oscilante: principalmente em implementos para o preparo do solo.

(28)

5.4.3. Tomada de Potência (TDP)

Dispositivo com maior eficiência de aproveitamento da potência do motor, em forma de rotação, para máquinas acopladas no trator, através de um eixo extensivo com uma junta cardan nos dois extremos.

A velocidade de rotação e as dimensões da TDP foram padronizados para fornecer a capacidade de interligar equipamentos de diferentes fabricantes. Atualmente, existem três tipos de eixos:

Tipo 1: eixo com diâmetro nominal de 35 mm e com 6 estrias. Sua velocidade de giro é de 540 rpm e é a mais comumente usada. Esta TDP é usada em tratores com até 65 cv de potência no eixo a velocidade nominal do trator.

Tipo 2: eixo com diâmetro nominal de 35 mm e com 21 estrias. Sua velocidade de giro é de 1000 rpm e é aplicada em tratores com aproximadamente de 60 a 160 cv de potência na TDP.

Tipo 3: eixo com diâmetro nominal de 45 mm e 20 estrias. Utilizado em tratores com potência no eixo na faixa de 150 a 250 cv e sua velocidade de giro é de 1000 rpm.

(29)

5.5. Constituição geral dos tratores  Motor;

 Sistema elétrico;

 Sistema de transmissão;  Sistemas de freios; e  Sistema de direção.

5.6. Regras de segurança e cuidados operacionais

 O tratorista deve presenciar a entrega da máquina ao comprador para receber orientações técnicas de controle e manutenção e conhecer as características estruturais e funcionais do trator. Além disso, antes de colocar a máquina em movimento, deverá ler com atenção o manual do operador.

(30)

 O acesso ao trator deve sempre ser feito pelo lado esquerdo. Isto se deve ao fato de que os controles do hidráulico e os freios estão localizados no lado direito. Evita-se, assim, um esbarro acidental nos pedais e alavancas.

 Desça sempre de costas colocando as mãos nos apoios e os pés nos degraus.

 Não efetue mudanças de marchas com o trator em movimento, especialmente em descidas e tracionando cargas elevadas.

 Não se deve abastecer o tanque com o motor em funcionamento, aquecido ou próximo a chamas.

 Para completar o nível de água do radiador deve-se desligar o motor ou deixá-lo funcionando em ponto morto.

 Nunca se deve engraxar as peças próximas do motor com ele ligado.  Não funcione o motor do trator em local fechado.

 Antes de movimentar o trator, verifique se não há pessoas ou obstáculos próximos.

 Ajuste corretamente o assento do trator antes de iniciar os trabalhos. Sentado comodamente o operador terá facilidade de acesso aos controles, tornando a jornada menos cansativa e mais segura.

 Ao fazer o acoplamento entre um implemento e o trator, deve-se impedir que pessoas se coloquem entre as máquinas.

 O operador deve segurar o volante do trator com firmeza e jamais dirigir com apenas uma das mãos.

 Nunca conduzir o trator em alta velocidade ele foi projetado para trabalhar a baixas velocidades. A não observância dessa regra é a principal causa de acidentes com trator em estradas.

 Ao usar o trator para puxar carretas com cargas pesadas mantenha os dois pedais de freio ligados entre si pela trava de união.

 Evite o transporte de pessoas na plataforma ou barra de tração. Não deixe ninguém sentar-se em qualquer parte do trator que não seja o assento. Evite subir ou descer do trator em movimento.

(31)

 Não dirija próximo de valetas ou barrancos.

 Os freios devem ser acionados com movimentos suaves, calcando-se os pés devagar. Em caso de derrapagem, use os freios separadamente, procurando manter o alinhamento do trator sem tentar dirigi-lo com movimentos bruscos no volante. Em terrenos úmidos e escorregadios deve-se usar a marcha de força acionando levemente os freios. Esse procedimento também é válido para a descida de encostas. Nesse tipo de terreno é necessário o máximo cuidado para que o peso do implemento ou da carreta não desequilibre o trator.

 Trafegando em estradas ou em curvas, dirija o trator considerando sempre a largura e o comprimento da máquina acoplada em sua traseira.

 Quando o movimento do trator e de seu implemento é travado por algum obstáculo, não se deve saltar da máquina para removê-lo sem antes acionar o freio, colocar o motor em ponto morto e desligá-lo.

 Ao subir um terreno inclinado não deixe para fazer a mudança de marcha no meio do percurso. Engate a marcha adequada antes de iniciar a subida. O trator pode tombar quando se tentar mudar a marcha em meio de uma encosta.

 Para rebocar, utilize sempre a barra de tração e nunca o engate do braço superior (3o ponto). Aconselha-se o máximo de cuidado ao rebocar outro trator ou veículo, o cabo de aço pode se romper, atingindo pessoas nas proximidades.

 Com o trator acionando equipamento através da tomada de potência, ninguém deve ficar perto da transmissão. Os fabricantes recomendam o uso de capa de proteção para a tomada de força.

 Ao estacionar o trator, de preferência em terreno plano, não se esquecer de usar os freios de mão e de travar o de pé e retirar a chave do contato. Implementos acoplados no SLH, devem ser baixado.

(32)

6. MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

Os motores de combustão interna são máquinas capazes de transformar a energia calorífica do combustível em energia possível de ser utilizada diretamente. São chamados de combustão interna porque o combustível (ex: diesel, gasolina ou álcool) é queimado internamente. Essa queima ocorre dentro de uma câmara de combustão liberando calor, água, monóxido e dióxido de carbono.

2

)

(ar Calor Água CO CO

Oxigênio l

Combustíve     

Histórico:

 1862: ALPHONS BEAU DE ROCHAS, idealizou o 1º motor a explosão.  1872: NICHOLAS OTTO, construiu o 1º motor a explosão.

 1893: RUDOLF DIESEL, idealizou, projetou e construiu o 1º motor a diesel, chamado de motor a combustão ou compressão (na época o combustível utilizado foi óleo de amendoim)

6.1. Classificação dos motores de combustão interna (MCI)

a) Quanto ao combustível:

Diesel combustão, compressão (ciclo diesel). Gasolina

Álcool

Querosene Explosão (ciclo otto) Gás Natural

GLP

b) Quanto ao ciclo de funcionamento: 2 tempos

4 tempos Conceitos:

(33)

6.1.1. Motores de quatro tempos

Um ciclo de trabalho estende-se por duas rotações da árvore de manivelas, ou seja, quatro cursos do pistão.

 No primeiro tempo, com o pistão em movimento descendente, dá-se a admissão, que se verifica, na maioria dos casos, por aspiração automática da mistura ar-combustível (nos motores Otto), ou apenas ar (motor Diesel). Na maioria dos motores Diesel modernos, uma ventoinha empurra a carga de ar para o cilindro (turbocompressão).

 No segundo tempo, ocorre a compressão, com o pistão em movimento ascendente. Pouco antes de o pistão completar o curso, ocorre a ignição por meio de dispositivo adequado (no motor Otto), ou a auto-ignição (no motor Diesel).

 No terceiro tempo, com o pistão em movimento descendente, temos a ignição, com a expansão dos gases e transferência de energia ao pistão (tempo motor).

 No quarto tempo, o pistão em movimento ascendente, empurra os gases de escape para a atmosfera.

Fases do motor:  Admissão;  Compressão;  Expansão; e  Escape.

6.1.2. Motores de dois tempos

(34)

A mistura explode e empurra o êmbolo para baixo, uma nova mistura combustível-ar entra no cárter pela janela de admissão. O êmbolo empurra a mistura nova para a janela de transferência e começa a abrir a janela de escape.

A janela de transferência é aberta, passando a mistura para a parte superior do cilindro o que ajuda a expulsar os gases. O êmbolo sobe, fechando a janela de escape e comprimindo a mistura. Um pouco antes de atingir sua posição mais alta, ocorre a ignição. O calor gerado faz com que ocorra a expansão dos gases e transferência de energia ao pistão.

Expansão / Admissão Escape / Compressão

Outras definições:

Ciclo: Série de transformações termodinâmicas que ocorrem dentro do cilindro.

Curso: É o deslocamento do motor dentro do cilindro do ponto morto superior (PMS) ao ponto morto inferior (PMI) e vice-versa.

(35)

Pino do pistão (êmbolo)

6.2. Orgãos do motor  Órgãos principais;

 Órgãos complementares (sistemas, ...); e  Órgãos acessórios.

6.2.1. Órgãos Principais:

a) Tampão ou cabeçote: Parte superior do motor. Local onde estão as válvulas, passagens de ar, água, óleo e câmara de combustão.

b) Bloco: Parte central do motor. Local onde estão os cilindros, os pistões e o EVB.

c) Cárter: Parte inferior do motor. Nos motores de 4 tempos é depósito do óleo lubrificante.

d) Cilindro: Serve de guia do pistão que se desloca dentro dele.

Bloco, junta e cabeçote

Pistão, anéis e biela

e) Pistão e anéis:

Pistão: Trabalham num movimento retilíneo dentro do cilindro, admitindo ar (ciclo diesel) ou ar mais combustível (ciclo otto) e fazendo a descarga dos gases.

(36)

f) Biela: Elemento de transmissão por contato indireto rígido que liga o pistão ao EVB. Juntamente com o EVB, a biela transforma o movimento retilíneo do pistão em movimento circular.

g) Eixo Virabrequim (EVB): Responsável pelo movimento rotativo do motor que chega às rodas de tração e a tomada de potência.

h) Válvulas: de admissão (de ar ou ar mais combustível) de descarga (de gases), escape

i) Eixo comando de válvulas: Eixo ligado ao eixo virabrequim por uma correia dentada (relação 2:1 EVB : ECV). Comanda todo movimento relativo das válvulas.

j) Volante do motor: Regula a variação da velocidade do motor. É contra o volante do motor que o disco de embreagem faz pressão que, através das suas superfícies anti-deslizantes (que aumentam o atrito) permitem ou desligam a transferência da energia mecânica (rotação) para a caixa de velocidades.

(37)

6.2.2. Órgãos complementares

a) Sistema de alimentação: É todo o caminho percorrido pelo combustível do tanque até o motor.

a.1) Motor a explosão (ciclo otto): Tanque, filtro, bomba alimentadora, injeção eletrônica ou carburador, tubulações e purificação de ar (filtro).

a.2) Motor a compressão (combustão ou ciclo diesel): Tanque, copo de sedimentação, bomba alimentadora, filtro(s), bomba injetora, tubulação de alta pressão, bico injetores e tubulação de retorno.

b) Sistema de lubrificação: Cárter (motores de quatro tempos), bomba, filtro e tubulações.

c) Sistema de arrefecimento (ou refrigeração): Radiador, bomba, tubulações, camisa do cilindro, ventilador, termostato e válvula termostática. OBS: b e c: < atrito, < aquecimento, < ruído.

d) Sistema elétrico (ignição):

d.1) Motor a explosão (ciclo otto): Bateria, amperímetro, chave, bobina, ignição eletrônica, distribuidor, cabos e velas.

d.2) Motor a combustão (ciclo diesel): Apresenta somente os componentes abaixo:

Bateria, motor de arranque (partida), gerador (dínamo ou alternador), regulador de voltagem e aparelhos e aparelhos consumidores (esses componentes também fazem parte do sistema elétrico do ciclo otto).

6.2.3. Órgãos acessórios

Abaixo estão alguns exemplos de órgãos acessórios para os motores de combustão interna.

(38)

6.3. Motores multicilíndricos

Motores multicilíndricos são aqueles que possuem dois ou mais cilindros com uma árvore de manivelas comum a todos os cilindros. Desta maneira ocorre um funcionamento mais uniforme do motor alternando os diversos movimentos de expansão do êmbolo.

Geralmente os tratores agrícolas usam motores diesel de quatro tempos, com quatro cilindros. Nesses motores, os êmbolos dos cilindros 1 e 4 se movem em um sentido e os 2 e 3 no sentido contrário. A seqüência mais comum de ocorrência do tempo de combustão é 1-3-4-2, mas raramente também pode ser 1-2-4-3. Na figura e no quadro a seguir é ilustrada a seqüência de ocorrência do tempo de combustão 1-3-4-2.

Posição do

EVB Cilindro 1 Cilindro 2 Cilindro 3 Cilindro 4 1a meia

volta COMBUSTÃO Escape Compressão Admissão 2a meia

volta Escape Admissão COMBUSTÃO Compressão 3a meia

volta Admissão Compressão Escape COMBUSTÃO 4a meia

volta Compressão COMBUSTÃO Admissão Escape

Por este quadro, pode-se observar que ocorrem duas combustões a cada volta.

6.4. Cilindrada, taxa de compressão e potência 6.4.1. Cilindrada

(39)

Quando o pistão chega ao PMS, ainda sobra um pequeno espaço que é ocupado pelo ar. Esse espaço pode ficar na cabeça do pistão, acima dele ou em uma pequena câmara ao lado do cilindro.

6.4.2. Taxa de compressão

É a relação entre a cilindrada e o volume ocupado pelo ar quando o pistão chega no PMS. Ela pode ser indicada com uma relação 16:1, por exemplo. Nos motores do ciclo Otto essa taxa varia de 6:1 a 12:1, enquanto que nos motores do ciclo diesel ela pode variar de 16:1 a 20:1.

6.4.3. Potência

A potência é o trabalho realizado em uma unidade de tempo. Ela pode ser medida em Cavalos-Vapor (cv), Horse-Power (HP) ou em kilowatt (kW). Por definição, 1 HP é a potência necessária para elevar a altura de um pé, em um segundo, uma carga de 550 libras e 1 CV é a potência necessária para elevar a altura de um metro, em um segundo, uma carga de 75 quilogramas. A potência varia muito com a velocidade do motor, e quanto maior a rotação por minuto que o motor pode alcançar, maior será a potência que poderá fornecer.

Conversão de Unidades de Potência 1 kW = 1,341022 HP

1HP = 0,7456999 kW 1 HP = 1,0139 CV 1 CV = 0,9863 HP

6.4.4. Exercícios

Transforme para CV as seguintes potências:

 1 HP;  1,7 kW;  13 HP;  95 kW.

Transforme para HP as seguintes potências:

(40)

6.5. Sistemas de arrefecimento dos motores

A medida que os metais se aquecem, sua resistência mecânica diminui e quando a temperatura fica muito alta, os metais começam a ficar pastosos, e tendem-se a colarem uns nos outros (fundição). A combustão nos motores produz temperaturas máximas compreendidas entre 1.700 e 2.500º C.

Para evitar o superaquecimento dos motores, existem os sistemas de arrefecimento ou de refrigeração. O sistema de refrigeração é projetado para manter a temperatura das diversas partes do motor dentro dos limites permissíveis. Basicamente a refrigeração consiste em transmitir certa quantidade de calor resultante da combustão ao fluído refrigerante, que em geral é a água ou o ar.

Temperaturas Máximas Admissíveis

Partes do Motor Temperatura ºC

Paredes do cilindro 150 – 200

Êmbolo 300

Paredes câmara de combustão 250

Válvulas de escape 700 a 750

Basicamente existem dois tipos de sistemas de arrefecimento, são eles: a) Sistemas de refrigeração com ar e água

b) Sistemas de refrigeração com ar

Nos tratores, geralmente é usado o sistema de refrigeração com ar e água.

6.5.1. Sistemas de refrigeração com ar e água

Neste sistema, a água circula em volta do cilindro, retirando calor do motor e posteriormente se comunica com um trocador de calor denominado radiador. Os sistemas de arrefecimento são montados para que a temperatura fique em torno de 87 a 105ºC.

(41)

Funcionamento: O líquido de arrefecimento circula sob pressão por todas as partes internas das galerias de água do motor. A bomba d’água é responsável

pela circulação da água por todo este circuito. Normalmente a bomba é do tipo rotativo, que geralmente é acionada pelo motor através da correia. O líquido de arrefecimento em seu percurso passa por diversos canais dentro do bloco motor, cabeçote, mangueiras efetuando assim a troca de calor. Porém enquanto a temperatura desse motor for baixa (motor frio), este circuito de circulação permanecerá fechado até que o motor atinja a temperatura ideal de funcionamento, e a partir deste instante a válvula termostática iniciará o processo de troca do líquido de arrefecimento.

1- Radiador; 2- Bomba d’água;

3- Galeria de refrigeração; 4- Ventoinha; 5- Válvula termostática;

6- Termômetro.

6.6. Sistemas de lubrificação dos motores

Corpos metálicos ao se deslizarem um sobre o outro, se aquecem e tendem a soldar-se (“gripamento”). A lubrificação do motor tem como principal objetivo impedir o “gripamento”, diminuir o trabalho perdido por atrito e reduzir o

desgaste das partes móveis. O objetivo principal é conseguido, interpondo-se uma película de lubrificante entre as superfícies deslizantes.

CORPO 1

CORPO 2

CORPO 1

(42)

6.6.1. Lubrificação renovável

É o tipo de lubrificação usada nos motores de dois tempos do ciclo Otto. O lubrificante é adicionado ao combustível em proporções convenientes.

6.6.2. Lubrificação por depósito

Neste sistema, o óleo lubrificante é depositado na parte inferior do motor denominada Carter. Esse tipo de lubrificação pode ser feito por respingo (salpique) ou por circulação forçada.

A lubrificação por respingo é feita com uso de um “pescador” na parte

inferior da biela. Por ser muito deficiente, esse sistema atualmente não é muito usado.

O sistema de lubrificação por circulação forçada constituí-se basicamente dos seguintes componentes: pescador de óleo, bomba de óleo, válvula reguladora de pressão, filtro de óleo e galerias do sistema de lubrificação.

1- Bomba injetora; 2- Pistão;

3- Válvula; 4- Balancim; 5- Haste do tucho; 6- Tucho;

7- Turbo alimentador; 8- Árvore de manivelas; 9- Eixo de comando de

válvulas;

10- Resfriador de óleo; 11- Filtro óleo;

12- Bomba de óleo;

13- Tubo de sucção (pescador);

14- Carter;

15- 16- 17- Válvulas

(43)

O óleo contido no cárter do motor é aspirado pela bomba de óleo, através do pescador existente no cárter. Uma vez aspirado, a bomba envia o óleo, sob pressão, para o filtro de óleo. Uma vez filtrado, o óleo é enviado, através das galerias (canalículos), para os mancais das árvores de manivelas e comando, bem como para o comando, tuchos, varetas, balancins e engrenagens da distribuição. As bielas costumam ser furadas e o óleo é direcionado até o pino do êmbolo.

O tipo mais comum de filtro é o de papel impregnado de resina. Esse filtro não pode ser usado mais de uma vez, devendo ser substituído após um número predeterminado de horas de trabalho do motor.

6.7. Sistemas de alimentação dos motores diesel

O sistema de injeção tem como função, introduzir o combustível no cilindro, de maneira a promover uma combustão mais regular e eficaz possível.

Esquema geral de alimentação diesel

6.7.1. Alimentação por injeção de combustível

A alimentação dos motores diesel é realizada pelo sistema de injeção de combustível e realiza as seguintes operações:

Retirada do óleo diesel do tanque de combustível; Filtragem desse óleo;

Envio do óleo filtrado a bomba injetora;

(44)

Injeção do óleo na forma de jato finamente pulverizado no cilindro no momento e quantidade exata.

A bomba alimentadora é uma bomba que aspira o combustível do tanque e o envia sob pressão passando pelo(s) filtro(s) de combustível para dentro da câmara de aspiração de bomba injetora. A bomba alimentadora é acionada pelo eixo da bomba injetora. Como parte da bomba alimentadora, temos a bomba manual que servirá para bombear o óleo para o sistema sempre que após desmontagem da bomba injetora houver necessidade de preencher o sistema com óleo diesel e proceder sangria do mesmo.

Bomba alimentadora

6.7.2. Bomba Injetora

A injeção do combustível Diesel é controlada por uma bomba de pequenos pistões. Ela é a unidade responsável em dosar o óleo diesel na quantidade exata e enviá-o ao correspondente cilindro do motor no momento exato para seu bom funcionamento e desempenho.

(45)

início de injeção, no final do tempo de compressão. Os cilindros são providos de tampa e válvula.

Há ainda aqueles que utilizam bombas rotativas, que distribuem o combustível para os cilindros num processo semelhante ao do distribuidor de corrente para as velas, utilizado nos motores de automóveis.

As bombas injetoras, rotativas ou em linha, para que funcionem, são instaladas no motor sincronizadas com os movimentos da árvore de manivelas. Ao processo de instalação da bomba injetora no motor dá-se o nome de calagem da bomba.

Bomba injetora em linha

Os cilindros da bomba injetora possuem uma janela para entrada do combustível. Com o embolo na posição inferior, o diesel é admitido no cilindro. Quando o embolo sobe, a janela de entrada de combustível é fechada e é iniciado o processo de compressão do combustível no cilindro. Quando é atingida a pressão de injeção, o combustível sai pela válvula da tampa da bomba e é encaminhado para a tubulação dos bicos injetores.

(46)

injeção é iniciada quando o embolo sobe e fecha a janela de admissão e termina quando a parte helicoidal da ranhura passa pela janela de saída. Assim, a quantidade de diesel injetada é determinada pela distância do bordo superior do embolo e a linha helicoidal da ranhura do mesmo.

Sistema dosificador da bomba injetora de cilindros individuais

O pistão da bomba injetora tem dois movimentos: um alternativo, ou de vai e vem, e outro giratório. O giro do embolo determina a quantidade de combustível injetado. O giro do embolo é feito pelo mecanismo de cremalheira. O movimento de cremalheira (para trás e para frente) é acionado por um cabo ligado ao acelerador do trator.

6.7.3. Bicos injetores ou pulverizadores

O combustível fornecido pela bomba injetora sob alta pressão é levado pela tubulação de alta pressão para os bicos injetores. Os bicos possuem a função de injetar o combustível finamente pulverizado, na câmara de combustão.

(47)

termina quando a pressão do combustível (não injetado) é desviado para a tubulação de retorno.

Conjunto do bico injetor

6.8. Sistema de alimentação de ar

A quantidade de ar admitida por um motor de combustão interna dos tratores agrícolas depende principalmente do regime, cilindrada e tipo de motor (atmosférico ou sobrealimentado).

A utilização dos equipamentos agrícolas aumenta significativamente a concentração de poeira no ar e conseqüentemente os riscos de deterioração do motor. Assim, é necessário cuidados com os sistemas de limpeza do ar.

O sistema de alimentação de ar dos motores atmosféricos (aspiração natural) é constituído por:

 filtros de ar;

 coletor de admissão.

6.8.1. Filtros de ar

Nos motores do ciclo Diesel os filtros de ar podem ser de cartucho (secos) ou em banho de óleo, sendo estes normalmente precedidos de um pré-filtro centrífugo.

Pré-filtro

(48)

1 – Tampa 2 – Grampos

3 – Taça 4 – Poeiras 5 – Palhetas 6 – Entrada de ar

7 – Saída do ar

Os pré-filtros têm palhetas em torno do tubo de aspiração, que conferem ao ar uma trajetória circular, que faz com que seja centrifugado, o que permite a deposição das partículas de maior dimensão; a eficácia do pré-filtro depende da velocidade do ar, ou seja, do débito aspirado.

Filtros de ar em banho de óleo

Os filtros de ar em banho de óleo apresentam um tubo de aspiração, precedido por um pré-filtro, que conduz o ar para uma taça com óleo onde as impurezas se precipitam. Depois de liberto das poeiras de maior dimensão no pré-filtro, o ar é conduzido através de uma rede de filtração, colocada em torno do tubo de aspiração, que retém as partículas ainda existentes, e só depois chega ao coletor de admissão.

Vantagens:

 Fácil manutenção;

 Duração praticamente ilimitada (baixo custo).

Desvantagens:

 Baixo nível de filtração;

 Impossibilidade de serem utilizados em motores sobrealimentados, pois o óleo pode ser aspirado;

 Ter que ser montado na vertical;

(49)

1- Pré-filro 2- Entrada de ar 3- Saída do ar filtrado 4- Elementos filtrantes 5- Membranas filtrantes 6- Marca do nível de óleo

7- Tampa de óleo

Filtros de cartucho (seco)

Os filtros de cartucho são os tipos de filtros mais utilizados nos motores do ciclo Diesel, pois são eficazes mesmo em atmosferas carregadas de poeiras. Estes filtros são constituídos por uma caixa cilíndrica fabricada em chapa de aço e um elemento de filtro de papel constituído por duas armaduras metálicas perfuradas, no meio das quais se encontra o elemento filtrante. Nos topos existem duas chapas circulares, tendo uma delas um orifício circular para deixar passar o ar.

1- Junta 2- Armadura interior 3- Elemento de filtro de papel

(50)

O papel filtrante, que é constituído por um conjunto de fibras de celulose com 4 - 10 µm de diâmetro. A filtração é assegurada pela densa malha formada pelas fibras do papel.

A entrada do ar nesses filtros é feita pela periferia do elemento filtrante, saindo por um tubo central.

A manutenção destes elementos é feita utilizando uma corrente de ar, de intensidade moderada e no sentido de dentro para fora, contrário ao sentido do deslocamento do ar aspirado. O número de operações de limpeza a que o elemento filtrante principal poderá receber varia de acordo com a recomendação do fabricante. Deve-se proceder a sua substituição quando já não for possível limpá-lo convenientemente da forma descrita. Alguns tratores são equipados com um sensor de indicação de restrição de ar que servem para indicar que algo está impedindo a passagem natural do ar pelo filtro. Na maioria das vezes essa restrição é devida ao acúmulo de impurezas no filtro e deverá ser feita a sua limpeza ou manutenção.

O elemento filtrante secundário é constituído de feltro ou também de papel, e não deve ser submetido a operações de limpeza. A sua manutenção é a troca do elemento.

(51)

7. SISTEMA ELÉTRICO

O sistema elétrico dos motores dos tratores agrícolas pode ser dividido em três partes, são elas:

Produção: gerador e dispositivos de controle de corrente e tensão; Armazenamento: bateria; e

Consumo: iluminação e partida do motor.

7.1. Produção

O gerador (dínamo ou alternador) é um órgão que transforma energia mecânica em energia elétrica. Ele fornece energia a bateria que irá suprir a energia consumida durante o funcionamento da máquina. O gerador é acionado pela a.d.m. por transmissão por correia. A corrente gerada é do tipo contínua (dínamo) ou alternada (alternador). Atualmente tem-se generalizado o uso de alternadores ao invés de dínamos.

A corrente produzida no gerador deve ser controlada em seus valores de voltagem e amperagem para que não haja danos no sistema elétrico. Esse controle é feito pelo regulador de voltagem.

Alternador

7.2. Armazenamento

O armazenamento da energia é feito pela bateria de acumuladores. Atualmente se usa a do tipo chumbo-ácido.

(52)

 As tampas dos elementos devem ser mantidas limpas e secas;  Evitar curtos-circuitos, não colocando ferramentas em cima da

bateria e cuidando bem do isolamento de toda a parte elétrica;  Se o motor não pega com facilidade, não insistir no uso do motor

de arranque;

 Cuidado com o ácido sulfúrico que á altamente corrosivo e pode causar queimaduras na pele.

Bateria

7.3. Consumo

Além da iluminação (faróis, lanternas), nos tratores, o sistema de partida (motor de arranque ou de partida) é o responsável pelo maior consumo de corrente. Para o acionamento do motor do trator o pinhão do motor de partida engrena na cremalheira do volante do motor e produz um torque inicial suficiente para acionar, com rotação requerida, o motor parado.

(53)

8. SISTEMA DE TRANSMISSÃO

A transmissão é o conjunto de mecanismos encarregados em transmitir a potência gerada pelo motor para as rodas motrizes, eixo de tomada de potência (TDP) e outros mecanismos.

Esquema do sistema de transmissão de um trator

Sistema de transmissão de potência dos tratores de rodas

8.1. Embreagem

(54)

brusco do sistema de transmissão. Isso é conseguido por meio do mecanismo de embreagem.

Partes principais de um sistema de embreagem

Existem dois tipos de embreagens:  Monodisco a seco

Usadas em tratores de até 110 cv. Acionamento mecânico.

(55)

Multidisco a banho de óleo

Usadas em tratores de maior potência.

Permite a transmissão de torques mais elevados (dissipação do calor). Acionamento hidráulico.

Menor manutenção. Maior custo.

8.2. Caixa de câmbio

A caixa de câmbio permite:

 A seleção da velocidade e do torque a ser transmitido as rodas de tração do trator;

 Alteração do sentido de rotação.

NÃO AUMENTA A POTÊNCIA DO MOTOR

ALTERA O TORQUE E A VELOCIDADE

A velocidade e torque são alterados pela mudança de marchas e não por meio da aceleração do motor. Sempre que se aumenta a velocidade, o torque é diminuído e vice-versa.

(56)

8.3. O diferencial

O movimento do motor é levado as rodas de tração por meio do diferencial. Quando o trator se move em linha reta, ambas as rodas desenvolvem a mesma velocidade. Quando o trator faz uma curva, a roda interna gira em uma velocidade menor do que a roda externa. O mecanismo

que compensa esta “diferença de rotação” é denominado diferencial.

Acionamento das rodas motrizes pelo diferencial

O eixo traseiro é dividido em dois semi-eixos que são acionados por meio de pequenas engrenagens cônicas.

(57)

Ação do diferencial em curvas

O bloqueio do diferencial melhora o desempenho do veículo travando o efeito do diferencial. Assim, os dois lados do diferencial passam a girar na mesma rotação. Em uma situação de atoleiro, por exemplo, com o bloqueio do diferencial acionado, é possível melhorar o desempenho do veículo fazendo com que as duas rodas de tração não patinem, vencendo essa situação. O bloqueio do diferencial não deve estar acionado durante as manobras.

8.4. Redução final

O movimento de rotação advindo do diferencial é transmitido às semi-árvores, que conduzem o mesmo à redução final. Sua função é de reduzir a rotação com conseqüente aumento de torque nas rodas motrizes.

RPM DO DIFERENCIAL

RODAS MOTRIZES

SEMI-EIXO

RPM DO DIFERENCIAL

RPM DAS RODAS

(58)

9. SISTEMAS DE DIREÇÃO 9.1. Direção mecânica

Há tipos diferentes de mecanismos de direção mecânica. O mais comum é o tipo pinhão e cremalheira.

O conjunto de engrenagens de pinhão e cremalheira realiza duas operações:

 Converte o movimento de rotação do volante de direção no movimento linear necessário para girar as rodas;

 Proporciona uma redução por engrenagens, o que facilita virar as rodas.

Pinhão

Cremalheira

9.2. Direção assistida hidráulica

(59)

um lado, o que por sua vez movimenta a cremalheira, proporcionando assistência hidráulica. A válvula rotativa ou válvula de controle de fluxo é que regula o fluxo do óleo no auxílio da direção.

9.3. Direção hidrostática

(60)

10. LASTRO, BITOLA E PNEUS 10.1. Lastreamento

Lastreamento de tratores agrícolas consiste em colocar pesos no trator, com os objetivos de aumentar:

 A estabilidade;

 A aderência (diminuindo a patinagem);

 A capacidade de tração dos tratores (transferência de peso “TP”, é o

máximo de peso que pode ser transferida do PDE para FTM).

Onde:

FTM = Força de tração máxima, kgf; HB = Altura da barra, mm;

PTE = Peso traseiro estático, kgf; PDE = Peso dianteiro estático, kgf; TP = Transferência de peso, kgf; DEE = Distância entre eixo, mm.

PDE DEE

HB FTM

TP  80%

(61)

Quanto maior o peso dianteiro estático (PDE), maior a transferência de peso (TP) e maior a força de transmissão máxima (FTM). Quanto maior a aderência das rodas dianteiras, menor a patinagem, maior a transferência de peso (TP) e maior a força de transmissão máxima (FTM).

Os lastros nos tratores agrícolas podem ser colocados, na frente do trator (frontal) e nas laterais (rodas traseira do trator).

Lastro frontal Lastro lateral

Os lastros somente devem ser utilizados em operações que exigem maior FTM. Os tipos de lastros normalmente utilizado nos tratores agrícolas são:

 A água, colocada dentro da câmara de ar no interior dos pneus de tração; e

 Ferro fundido, podem ser colocados nos discos das rodas motrizes ou na parte frontal do trator, presos no pára-choque.

a

Lastro com água Lastro de ferro fundido

nd

frontal

Lastro de ferro fundido na roda

(62)

Marcas no solo pouco definidas indicam deslizamento excessivo. Neste caso deve-se aumentar a lastração.

Marcas no solo claramente definidas indicam deslizamento reduzido. Neste caso deve-se diminuir a lastração.

A lastração e o deslizamento estarão corretos quando, no centro, houver sinais de deslizamento e as marcas nas bordas externas estiverem bem definidas.

(63)

Distribuição do peso nos tratores

Modelo do trator Eixo do trator Equipamento Arrasto Montado (3º ponto)

4x2 Dianteiro

Traseiro

25% 75%

35% 65%

4x2 – TDA 4x4 Dianteiro Traseiro

35% 65%

40% 60%

10.2. Bitola

Bitola é a distância de centro a centro dos pneus dianteiros ou traseiros dos tratores. A finalidade de se regular a bitola é adequar o trator à cultura, ao implemento e à operação.

As bitolas podem ser:

 Ajustáveis no eixo (a variação da bitola é feita soltando a presilha e prendendo a roda no eixo);

 Pré-fixada (obtidas com diferentes posições do disco ou calota);

(64)

Ajustáveis no eixo Pré-fixada Servo ajustáveis

10.3. Pneus

Os pneus são os elementos de sustentação dos tratores agrícolas. Os tipos de pneus são:

 Radiais; e  Diagonais.

Os pneus radiais possuem as fibras das lonas dispostas perpendicularmente ao sentido de deslocamento do trator. As vantagens dos pneus radiais são:

 Maior área de contato com o solo;  Menor compactação;

 Maior flutuação;

 Maior rendimento na tração. As desvantagens são:  Menor estabilidade lateral;

 Maior flexão ao deslocamento lateral.

Nos pneus diagonais, as fibras das lonas estão dispostas diagonalmente ao sentido de deslocamento do trator. As vantagens são:

Imagem

Ilustração simplificada de uma caixa de câmbio
Tabela de espaçamento de sementes (cm)

Referências

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