apostila - 03 tratores-lamma

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(Parte 1 de 2)

Apostila Didática Nº 3 Tratores Agrícolas

Prof. Dr. Carlos Eduardo Angeli Furlani Prof. Dr. Rouverson Pereira da Silva

Jaboticabal – SP 2006

2 TRATORES AGRÍCOLAS

1 Introdução2
2 Constituição2
2.1 Embreagem3
2.2 Caixa de câmbio3
2.3 Transmissão final4
2.3.1 Pinhão e coroa4
2.3.2 Diferencial5
2.3.3 Redução final5
2.4 Rodados6
2.4.1 Classificação dos pneus7
3 Classificação9
3.1 Tratores Convencionais10
3.1.1 Tratores de Duas Rodas Motrizes (2 RM)10
3.1.2 Tratores de Quatro Rodas Motrizes (4 RM)10
3.2 Tratores de esteiras1
3.3 Tratores florestais12
3.4 Tratores Especiais13
3.4.1 Tratores de Duas Rodas13
3.4.2 Tratores de Três Rodas13
4 Órgãos de acoplamento14
5 Manejo dos tratores14
6 Mecanização Agrícola16

3 TRATORES AGRÍCOLAS

1 Introdução

As propriedades agrícolas modernas apresentam cada vez mais um elevado índice de mecanização, devido ao aumento do custo da mão-de-obra, porém, o custo da mecanização na produção agrícola também é alto, podendo atingir até 40% do custo total. Diante deste fato é necessário que as operações agrícolas apresentem máxima eficiência.

Nos tratores, normalmente perde-se entre 20 e 45% da energia gerada no motor, para os equipamentos, portanto a primeira reação a isso é a aquisição de tratores mais potentes, o que acarreta em redução do tempo de trabalho.

O trator agrícola é a principal fonte de potência na agricultura, utilizado em conjunto com diversos equipamentos na realização de várias tarefas, desde o preparo do solo, semeadura e transporte, dentre outras. Segundo MIALHE (1980) “o trator agrícola é uma máquina autopropelida provida de meios que, além de lhe conferirem apoio estável sobre uma superfície horizontal e impenetrável, capacitam-no a tracionar, transportar e fornecer potência mecânica, para movimentar os órgãos ativos de máquinas e implementos agrícolas.

2 Constituição

O trator é uma unidade móvel de potência, constituído de motor, transmissão e sistemas de direção e locomoção (Figura 1). O motor dos tratores já foi discutido na apostila no 2, assim começaremos a detalhar o sistema de transmissão.

Figura 1. Esquema geral de um trator.

2.1 Embreagem

A embreagem localiza-se entre o volante do motor e o eixo primário da caixa de câmbio, é um dispositivo destinado a efetuar o acoplamento ou separação entre estas. O acoplamento faz-se necessário para que a potência do motor seja transmitida à caixa de câmbio. Esse acoplamento inicialmente é feito gradualmente, quando do trator parado para iniciar o movimento e quando das mudanças de marchas, isso é importante para que não ocorra um esforço brusco no sistema de transmissão.

A interrupção do movimento de rotação do motor para o restante da transmissão é necessário para que o trator possa parar sem desligar o motor e para selecionar a combinação de engrenagens na caixa de câmbio. Outro ponto é permitir que se dê a partida no motor, com este desacoplado da transmissão, tornando a partida mais leve.

Nos tratores que possuem tomada de potência (TDP), pode existir a embreagem dupla, que tem por finalidade a movimentação do trator e da TDP conjuntamente ou, apenas a TDP em funcionamento.

A embreagem tem seu funcionamento baseado no atrito entre duas partes, uma motora e outra movida. O acoplamento e desacoplamento da embreagem ao volante é feito pelo acionamento do pedal de embreagem, localizado no lado esquerdo do operador.

Em tratores de esteiras existem duas embreagens, uma para cada esteira, e além das funções já descritas, é utilizada para dar direcionamento ao trator.

2.2 Caixa de câmbio A caixa de câmbio situa-se após a embreagem, suas funções são seleção adequada de velocidade e torque transmitida as rodas motrizes, e ainda alterar o sentido do movimento do trator. A caixa de câmbio não multiplica a potência, apenas modifica torque e rotação. É composta de três árvores (eixos) - primária, também chamada de eixo piloto, secundária e terciária, engrenagens, pinhão de ré, trambuladores (garfos) e alavancas (Figura 2).

Seu funcionamento baseia-se no recebimento, pela árvore primária, da rotação do motor por meio da embreagem, está transmite a rotação para a árvore secundária. As engrenagens da árvore secundária combinam-se com as da terciária, transmitindo assim a rotação a esta. Dependendo da combinação de engrenagens, a rotação nesta árvore final pode ser maior ou menor, sendo então transmitida para o

5 restante da transmissão.

Para que a caixa de marchas execute a função de alterar o sentido de movimento do trator, existe o pinhão da ré, que encontra-se acoplado a última engrenagem da árvore secundária. O acoplamento da primeira marcha com essa engrenagem do pinhão da ré, faz com que ocorra a inversão do movimento na árvore terciária, conseqüentemente essa inversão chega às rodas.

Em tratores a mudança de velocidade é feita por meio da mudança de marchas, quando aumenta-se a mesma, o torque é menor e vice-versa.

Figura 2. Engrenamento da caixa de marchas.

2.3 Transmissão final A transmissão final do trator é composta de pinhão e coroa, diferencial e redução final, estas são responsáveis pela transmissão do movimento de rotação da caixa de câmbio até os rodados motrizes.

2.3.1. Pinhão e coroa

O movimento de rotação da árvore terciária da caixa de câmbio é recebido pelo pinhão, que é uma engrenagem de pequeno tamanho, acoplado ao pinhão existe a coroa, uma engrenagem maior, que tem como funções, redução na rotação e aumento de torque e mudança em 90o a direção do movimento, ou seja, altera o plano de rotação do movimento de transversal ao trator, que ocorre na caixa de câmbio, em longitudinal nas rodas.

O mecanismo de diferencial é composto de duas engrenagens, as planetárias (2) e as satélites (4), esse sistema está acoplado a coroa (Figura 3). As planetárias giram apenas sobre seu eixo e estão ligadas as semi-árvores, que transmitem o movimento as rodas, já as satélites, além de girarem sobre seu eixo, também giram ao redor das planetárias.

A principal função do diferencial é a compensação em curvas, ou seja, quando no eixo dos rodados uma roda tem rotação diferente da outra. Quando o trator está em linha reta não existe atuação das satélites.

O diferencial na maioria das vezes tem benefícios, porém, existe uma situação em que é importante que ele não atue, é o caso de quando o trator esta com uma das rodas em terra solta e a outra em solo firme, neste caso a maior parte da rotação é transmitida a roda que necessita menor torque, podendo até fazer com que o trator não se desloque. Sendo assim, para que o trator continue deslocando-se é necessário fazer que o mecanismo diferencial não atue, acionando-se então o bloqueio do diferencial, que faz com que as rodas motrizes girem a mesma velocidade.

Figura 3. Diferencial. 2.3.3. Redução final

O movimento de rotação advindo do diferencial é transmitido às semi-árvores, que conduzem o mesmo à redução final (Figura 4). Sua função é de reduzir a rotação com conseqüente aumento de torque nas rodas motrizes.

Figura 4. Redução final.

2.4 Rodados

Os rodados constituem o elemento de interface máquina-solo e têm como principais funções oferecer aos tratores apoio, sustentação, direcionamento e auto-locomoção, além serem responsáveis por gerar esforço de tração. Os rodados de tratores podem ser de dois tipos: esteiras ou pneumáticos. Os rodados pneumáticos são constituídos pelos elementos mostrados na (Figura 5)

Figura 5. Constituição dos rodados pneumáticos.

Cubo de roda Aro: Liga o cubo de roda ao pneu e é formado por base e disco. Pneus: um pneu pode ser definido como a coroa circular de seção transversal cilíndrica, constituída de materiais flexíveis, de forma a envolver a base do aro.Os pneus são constituídos por lonas, talões, parede lateral, liner e banda de rodagem (Figura 6)

Figura 6. Constituição dos pneus.

Lonas: exercem a função de suportar a carga e a pressão internas do pneu. Talões:constituem-se de cabos de aço revestidos de cobre para evitar a oxidação,isolados individualmente por compostos de borracha para evitar atrito e revestidos de tecido tratado.

Sua função é fazer a amarração do pneu no aro, devendo apresentar alta resistência à ruptura. Parede lateral (Flanco): é a parte da carcaça que vai da rodagem ao talão. Liner: é o revestimento protetor da carcaça na parte interna do pneu. Rodagem: é a parte do pneu que faz sua aderência com o solo. Seus desenhos devem proporcionar frenagem e tração e seu composto de borracha deve resistir à abrasão e ruptura.

2.4.1. Classificação dos pneus

Os pneus podem ser classificados em: Pneus de tração Pneus direcionais Pneus de transporte Pneus para motocultivadores Na Figura 7 são mostrados os tipos de pneus.

(a)(b) (c) (d)

Figura 7. Tipos de pneus: a) Pneus de tração; b) Pneus direcionais; c) Pneus de transporte; d) Pneus para motocultivadores.

De acordo com a carcaça os pneus podem ser classificados em diagonais e radiais. Os pneus diagonais apresentam lonas dispostas diagonalmente ao plano médio da banda de rodagem; as camadas se cruzam em ângulos menores que 90º, o que favorece a rigidez dos flancos e da banda de rodagem.

Os pneus radiais apresentam lonas dispostas de talão a talão, em ângulos de 90º com o plano médio da banda de rodagem, permitindo que os flancos e banda de rodagem sejam mais flexíveis. Os pneus radiais possuem as seguintes vantagens em relação aos diagonais: Aumento do coeficiente de tração;

Superfície de contato 15 a 20% superior (diagonal de mesma medida); Diminuição da resistência ao rolamento:

Flancos mais flexíveis banda de rodagem se molda às irregularidades do solo;

Possibilidade de emprego de pressões menores para uma mesma carga.

Na Tabela 1encontra-se a classificação dos pneus agrícolas mais utilizados no Brasil.

Tabela 1. Tipos de pneus agrícolas mais difundidos no Brasil, de acordo com a sua aplicação.

Classificação Símbolo Características

Tração R-1 Pneus para rodas motrizes de tratores e colhedoras. Indicados para trabalhos em solos com boas características de tração. São os mais utilizados.

Tração R-2 Pneus para rodas motrizes de tratores e colhedoras. Indicados para solos inconsistentes, moles e excessivamente úmidos. Largamente utilizados em trabalhos em lavouras de arroz irrigado.

Tração R-4 Pneus para rodas motrizes de tratores industriais e outras máquinas para movimentação de terra e florestais.

Direcional F-1 Pneus para eixos direcionais não tracionados de tratores e colhedoras. Apresenta um ressalto (raia) ao longo de seu plano médio.

Direcional F-2 Pneus para eixos direcionais não tracionados de tratores e colhedoras. Apresenta duas ou três raias ao longo de seu plano médio.

Direcional F-3 Pneus para eixos direcionais não tracionados de tratores e colhedoras. Multiraiados.

Transporte I-1 Pneus para uso em implementos e carretas.

Tração/ Motocultivadores

G-1 Pneus especialmente desenvolvidos para rodas motrizes de motocultivadores e microtratores. O desenho de sua banda de rodagem se assemelha ao dos pneus R-1.

A seguir são apresentados dois exemplos de como identificar as dimensões dos pneus agrícolas:

- Dimensões em polegadas:

• 18.4: largura do pneu em polegadas.

• R: quando existir, indica carcaça radial. Para carcaça diagonal é omitido.

• 30: diâmetro interno do pneu em polegadas.

• R-1: classificação de uso do pneu (Tabela 1).

- Sistema métrico:

• 65:relação de forma (altura = 65% da

• 650: largura do pneu em m. largura).

• R:indica construção radial da carcaça.

• 38: diâmetro interno do pneu em polegadas.

• 8PR: capacidade de carga do pneu (Ply Rating) - 8 lonas nesse caso.

Uma boa utilização dos pneus pode aumentar a sua vida útil. Para que isto aconteça, alguns cuidados tornam-se necessários:

Utilizar e manter a pressão de insuflagem recomendada; Utilizar ferramentas adequadas; Não exceder a capacidade de carga do pneu (excesso de lastros) Não trafegar a mais de 30 km.h-1; Não exceder o volume máximo de lastro líquido.

3 Classificação

Considerando de forma genérica os tratores utilizados no setor primário, pode considerar-se que existem quatro grandes tipos, definidos como:

Tratores convencionais; Tratores de esteiras; Tratores florestais; Tratores especiais.

Existem outras formas de se classificar os tratores, levando-se em consideração o tipo de rodado, a tração, a potência e o tipo de uso (Tabela 2). A seguir serão apresentados de forma mais detalhada, as características dos tratores de acordo com a classificação genérica, que abrange todas as classificações.

Tabela 2. Tipos de classificação dos tratores.

Parâmetro Classificação

Duas rodas

Três rodas Tratores de rodas

Quatro ou mais rodas

Tratores de semi-esteiras Tipo de rodado:

Tratores de esteiras

4x2 TDA Tração:

De rabiças Até 15 cv Pequenos 15 a 5 cv

Médios 5 a 105 cv Potência:

Grandes Acima de 105 cv

Agrícolas Tipo de uso: Florestais

2.5 Tratores Convencionais

Os tratores convencionais são caracterizados por apresentarem dois eixos de sustentação, munidos geralmente de pneumáticos. Destes eixos, quando apenas o traseiro é motriz, os tratores são denominados por tratores de duas rodas motrizes (4x2), e, quando ambos são motrizes, os tratores designam-se por tratores de quatro rodas motrizes (4x4).

2.5.1. Tratores de Duas Rodas Motrizes (2 RM)

Nestes tratores as duas rodas motrizes têm diâmetro bastante superior às rodas dianteiras que tem apenas a função de direção (Figura 8). Podem apresentar tração dianteira auxiliar (TDA) e neste caso, tanto as rodas traseiras quanto as dianteiras apresentam garras, mas o diâmetro da rodas traseiras é maior que o diâmetro das rodas dianteiras (Figura 8).

(a)(b)
Figura 8. Tratores de quatro rodas: a) 4x2; b) 4x2 TDA

2.5.2. Tratores de Quatro Rodas Motrizes (4 RM)

Nestes tratores as rodas motrizes podem apresentar o mesmo diâmetro ou as posteriores serem maiores. Quando as rodas são diferentes é necessário que a transmissão permita obter um sincronismo no movimento das rodas; a distribuição de massas nos eixos destes tratores é mais equitativa que nos tratores de rodas iguais, em que ± 2/3 recaem no eixo dianteiro e ± 1/3 no traseiro. Nestes tratores a direção é geralmente assegurada pelo eixo dianteiro, podendo, no entanto, todas as rodas serem de direção ou o trator ser articulado ( Figura 9).

Figura 9. Tratores de quatro rodas motrizes

As vantagens dos tratores de 4RM em relação aos de duas destacam-se: maior coeficiente de aderência; permitirem uma trajetória melhor definida, especialmente se tiverem direção assistida; necessitarem menos 30 a 35% de massa, para desenvolverem a mesma força de tração.

Como principais desvantagens tem-se: preço de aquisição mais elevado; maior perda de potência a nível da transmissão, o que faz com que, para dois tratores cujos motores têm as mesmas características, o trator de tração simples tenha mais potência; maior raio de giro; custos de manutenção e consumo específico mais elevados.

2.6 Tratores de esteiras

Estes tratores possuem como órgãos de propulsão duas sapatas, metálicas ou de borracha, montadas em duas rodas, uma das quais motoras, funcionando a outra como reguladora da tensão da esteira, que se designa por roda guia. Para além das rodas e esteiras, o sistema de locomoção inclui vários roletes, uns inferiores que suportam a massa do trator e outros superiores que sustentam a próprio esteira, aliviando assim a pressão sobre as rodas motoras (Figura 10).

Nestes tratores a mudança de direção é feita geralmente por embreagens e freios colocados nos semi-eixos motrizes.

(a)(b)
BP, 1985)

Figura 10. Tratores de esteiras: a) esquema geral; b) representação do sistema de locomoção (Fonte:

Estes tratores, que são geralmente utilizados em trabalhos pesados de mobilização do solo, quando comparados com os tratores de rodas, têm como principais vantagens as seguintes:

maior estabilidade em terrenos inclinados devido à grande superfície de apoio do sistema de locomoção e da pequena distância do centro de gravidade ao solo; pequeno raio de giro devido à imobilização de uma das esteiras; elevada força de tração, que pode ser superior a 80% da sua massa total, e baixa patinagem, devido à grande superfície de contacto rasto - solo; baixa compactação do solo devido à baixa pressão exercida ( 0.3 - 0.4 kgf.cm -2) e da regularidade da distribuição da carga em toda a superfície de apoio. Os pneus exercem uma grande pressão no solo sendo esta distribuída de uma forma bastante irregular principalmente pelos flancos e garras.

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