TRANSMISSÃO MECÂNICA E MECÂNICA HIDRÁULICA HIDRÁULICA EM TRAT EM TRA ORES

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1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL VERSÃO 2005 CAPÍTULO 6 TORQUE POTÊNCIA SISTEMAS DE TRANSMISSÃO MECÂNICA E HIDRÁULICA EM TRATORES T. C. C. RIPOLI M. MILAN C. D. GADANHA JÚNIOR J. P. MOLIN W. F. MOLINA JÚNIOR

2 FUNÇÃO: OS SISTEMAS DE TRANSMISSÃO TEM POR FUNÇÃO TRANSFORMAR O TORQUE E A ROTAÇÃO DOS MOTORES EM TORQUE E ROTAÇÃO NO RODADO PARA CADA SITUAÇÃO DE UTILIZAÇÃO DO VEÍCULO

3 EM OPERAÇÕES MOTOMECANIZADAS UTILIZA-SE DE 4 VARIÁVEIS PARA ENCONTRAR-SE A MELHOR CONDIÇÃO DE TRABALHO: VELOCIDADE FORÇA TORQUE POTÊNCIA

4 FORÇA? É um fenômeno físico capaz de alterar ou tender a alterar o estado de inércia i de uma corpo material (provocar aceleração ou desaceleração) ou deformá-lo. SELEÇÃO ARGENTINA

5 EXEMPLOS DE FORÇAS F V = 0

6 EXEMPLOS DE FORÇAS V = 2 m/s

7 EXEMPLOS DE FORÇAS FORÇA CENTRÍPETA ACELERAÇÃO CENTRÍPETA V1 V2 T1 T2 V2 V1 T T V1 -V1 V2 V

8 TRABALHO = FORÇA x DELOCAMENTO x COS α PARA α = 0 COS α = 1 TRABALHO = FORÇA x DESLOCAMENTO

9 TRABALHO = FORÇA x DESLOCAMENTO

10 2.3. TRABALHO DE UMA FORÇA F d τ = F. d. cos θ

11 FORÇA DESLOCAMENTO TRABALHO = FORÇA x DESLOCAMENTO

12 TORQUE (momento, conjugado, binário) Éo fenômeno produzido por uma força atuando ao longo de um braço de alavanca, sobre um ponto de apoio, com a tendência de fazer este ponto adquirir rotação. A força considerada d determinação tangente rorativo. ao do perímetro na torque é aquela do movimento

13 Componente considerada Direção da força

14 EXEMPLOS DE TORQUE

15 UNIDADE DE TORQUE (SI): mkgf F TORQUE = FORÇA. DISTÂNCIA NÃO CONFUNDIR COM Kgfm QUE É UNIDADE DE TRABALHO F F

16

17 Engrenagem motora b F Engrenagem movida B CAIXA DE CÂMBIO

18 POTÊNCIA F d P = F. d. cos θ t = τ t

19 F. d. cos θ P = t d t =V P=F. V

20 POTÊNCIA NUM MOVIMENTO ROTATIVO P = F. V VELOCIDADE ANGULAR θ ω = t V = θ = 2.π.n.n V = 2. 2.π.n.R.n.R t = ω. R N - Rotação P = F.2. 2.π.N.Rπ.N.R NR TORQUE

21 POTÊNCIA NUM MOVIMENTO ROTATIVO P=F2 P = F.2. 2.π.N.Rπ.N.R NR TORQUE P = 2.π.N.T.N.T NT

22 NUMA RODA... T=Fr F.r r F ω P = 2.π.N.T

23 ENTRE ENGRENAGENS E POLIAS POTÊNCIA É UMA FORMA DE SE MEDIR A VELOCIDADE EM QUE UMA FORMA DE ENERGIA SE TRANSFORMA EM OUTRA PORTANTO, QUANDO SE TRANSMITE POTÊNCIA ENTRE ENGRANAGENS E POLIAS, DEVE-SE LEMBRAR QUE HÁ CONSERVAÇÃO DE ENERGIA

24 A FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA DE UMA TRANSMISSÃO DE TRATORES É A ALTERAÇÃO DO TORQUE E VELOCIDADE EM FUNÇÃO DO ACOPLAMENTO DE ENGRENAGENS. ASSIM, FORMA-SE UMA CADEIA CINEMÁTICA POR ONDE A ROTAÇÃO DO MOTOR É REDUZIDA E O TORQUE POR ELE FORNECIDO É AMPLIADO

25 N1 r2 T2 r1 N2 T1 P1 = P2

26 Exemplo de aplicação de transmissão por correias Em máquina estacionária.

27 Transmissão mecânica Embreagem Caixa de câmbio Diferencial Redução final Tomada de Potência

28 CABO FLEXÍVEL CORRENTES (VER VÍDEOS NA PASTA FILMES )

29 CORRENTES 2 DIFERENCIAL ENGRENAGENS (REDUÇÃO) ENGRENAGENS

30 JUNTA UNIVERSAL HASTE RÍGIDA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS EM GERAL POLIAS E CORREIAS REGULADOR

31 Transmissão em tratores Tipos de transmissão Mecânica - a potência é transmitida do motor ao rodado por mecanismos de contato direto (embreagens e engrenagens) g Hidráulica - a potência é transmitida através de meio eofluido udo Hidromecânica - composição de transmissão hidráulica (acoplamento fluido, conversor hidráulico de torque) e transmissão mecânica

32 VISTA PARCIAL DE UM PAINEL DE COMANDOS

33 A evolução histórica do trator Mialhe, 1980

34 A evolução histórica do trator

35 FORMAS DE UTILIZAÇÃO DA POTÊNCIA DISPONÍVEL NO MOTOR DO TRATOR EXERCENDO TRAÇÃO ACIONAMENTO MECÂNICO DE MÁQUINAS ACIONAMENTO HIDRÁULICO DE MÁQUINAS E 3 PONTOS

36 MOTOR

37 Mialhe, 1980

38 Trator com transmissão 4 x 2 auxiliar DIFERENCIAL DIANTEIRO

39 ESQUEMA DO SISTEMA DE TRANSMISSÃO DOS TRATORES AGRÍCOLAS CAIXA DE MUDANÇA DE MARCHAS REDUÇÃO FINAL MOTOR DIFERENCIAL EMBREAGEM TOMADA DE POTÊNCIA RODA

40 CAIXA DE MARCHAS DIFERENCIAL REDUÇÃO FINAL

41 EMBREAGEM É O DISPOSITIVO MECÂNICO RESPONSÁVEL POR TRANSMITIR POTÊNCIA DO MOTOR PARA A CAIXA DE MUDANÇA DE MARCHAS FUNÇÕES BÁSICAS: Transmitir movimento do motor para os demais mecanismos da transmissão, de modo gradativo e suave, sem vibração ou deslizamentos Interromper a transmissão de potência do motor à transmissão permitindo a troca de marchas Permitir a parada do trator ou de equipamentos acoplados à tomada de potência

42 DESACOPLAMENTO (DEBREAGEM) Como funciona? MOTOR GIRANDO

43 MOTOR GIRANDO

44

45 TIPOS MAIS COMUNS DE EMBREAGENS DE TRATORES EMBREAGEM SECA: Funciona de forma que o disco está em contato direto com o platô e o volante, sem a ação de nenhum lubrificante. É o mecanismo mais comum. EMBREAGEM A BANHO DE ÓLEO: O conjunto funciona dentro de óleo da caixa de transmissão. O acionamento e funcionamento é mais suave.

46 Embreagem Função Promover ou interromper a conexão motor- caixa, possibilitando: arranque do trator mudança de marcha funcionamento independente do motor Direção nos tratores de esteiras (embreagens de direção)

47 ALAVANCAS CAMBIO E REDUZIDA ÊMBOLO E CILINDRO DO LEVANTE HIDRÁULICO ALAVANCA DA TPD BICOS INJETORES TDP EMBREAGEM SISTEMA DE FREIOS DIFERENCIAL ÁRVORE DE MANIVELAS EIXO DE TRANSMISSÃO DIANTERIA CAIXA DE MARCHAS

48 EMBREAGEM MONO-DISCO

49 EMBREADO DEBREADO

50 Embreagem de um disco a ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

51

52 DISCO DE EMBRAGEM

53

54 ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

55 Embreagem de dois discos ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

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60 Caixa de mudança de marchas Função Transformar torque e rotação No movimento circular

61

62 Caixa de mudança de marchas Função Transformar torque e rotação No movimento circular Potência = Torque x Rotação

63 Caixa de mudança de marchas Função Transformar torque e rotação Do movimento circular (GIRO DO MOTOR) Potência = Torque x Rotação No movimento linear

64

65 Caixa de mudança de marchas Função Transformar torque e rotação No movimento circular Potência = Torque x Rotação No movimento linear Potência = Força x Velocidade

66

67 Grupo redutor ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

68 Grupo redutor ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

69 1 a marcha ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

70 2 a marcha ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

71 3 a marcha ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

72

73 Caixa sincronizada ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

74 ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

75 Engrenado ATARES e LAGUNA BLANCA, 2000

76 Discos Principais Prato de Pressão Principal Prato de Pressão Secundário Discos Secundários

77 Escalonamento de marchas

78

79 Transmissões automáticas ái

80 CAIXA DE MUDANÇA DE MARCHAS OU CAIXA DE CÂMBIO CONSISTE DE UMA SÉRIE DE ENGRENAGENS QUE SERVE PARA REDUZIR O MOVIMENTO DE ROTAÇÃO QUE RECEBE DA ÁRVORE DE MANIVELAS (ADM) MULTIPLICANDO O TORQUE

81 TIPOS DE CAIXA DE CÂMBIO TRANSMISSÃO MECÂNICA CONVENCIONAL TRANSMISSÃO HIDROSTÁTICA OU SEMI-AUTOMÁTICA TRANSMISSÃO HIDRODINÂMICA

82 CONVENCIONAL LIGADO À EMBREAGEM EIXO PRIMÁRIO EIXO SECUNDÁRIO PARA O DIFERENCIAL PARA A TDP EIXO INTERMEDIÁRIO

83 CAIXA DE MARCHAS DE 18 VELOCIDADES À VANTE E 4 A RÉ.

84 CAIXA DE MUDANÇA DE MARCHAS OU CAIXA DE CÂMBIO atenção! O QUE SE PERDE EM VELOCIDADE (N) GANHA-SE EM TORQUE (T) EVICE-VERSA VICE-VERSA... VERSA... T MOTOR MOTOR. N MOTOR. MOTOR. Ef TRANSMISSÃO TRANSMISSÃO = T RODADO. RODADO. N RODADO

85 ALAVANCAS DE CÂMBIO MARCHAS SIMPLES MARCHAS REDUZIDAS

86

87 TRANSMISSÃO MECÂNICA FUNCIONA COM O ACOPLAMENTO SINGULAR DE PARES DE ENGRENAGENS AS ENGRENAGENS DESLIZAM SOBRE ÁRVORES DE TRANSMISSÃO PARA SE ACOPLAREM UMA ÀS OUTRAS É COMPOSTA BASICAMENTE DE 3 ÁRVORES

88 TRANSMISSÃO MECÂNICA ÁRVORE PRIMÁRIA: ligada ao disco de embreagem recebe o movimento do motor e introduz potência no mecanismo VOLANTE EMBREAGEM

89 TRANSMISSÃO MECÂNICA ÁRVORE INTERMEDIÁRIA: dá movimento ao secundário, também chamado de grupo. Suas engrenagens são fixas no eixo. VOLANTE EMBREAGEM

90 TRANSMISSÃO MECÂNICA ÁRVORE SECUNDÁRIA: está ligada ao pinhão do diferencial e tem as engrenagens deslizantes para permitir engrenamento. VOLANTE EMBREAGEM

91 CONDIÇÃO DE ENGRENAMENTO 1. AS DUAS ENGRENAGENS DEVEM ESTAR PARADAS Esta condição é conseguida em duas situações: a) Com o motor funcionando e o trator parado e com a caixa de câmbio debreada b) Com o motor do trator desligado

92 CONDIÇÃO DE ENGRENAMENTO 1. AS DUAS ENGRENAGENS DEVEM ESTAR COM VELOCIDADES PERIFÉRICAS IGUAIS Esta condição é conseguida em duas situações: a) Com a presença de mecanismo sincronizador i b) Com habilidade do operador

93 DETERMINAÇÃO DE RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO MECÂNICA N 1 n 2 = n1 N 2 n 1 OU N 1. n 1 = N n 2 N = rpm N = NO. DE DENTES

94 QUAL A RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO ENTRE ELAS? R T(1 a 4) T(1 a 4) = R T1 a T2 x R T2 a T3 x R T3 a T4 R T1 a T2 = 15 / 24 = 0,625 R T2 a T3, T2 a T3 = 15 / 15 = 1,000 R T3 a T4 = 24 / 15 = 1,6 R T(1 a 4) = 0,625 x 1,0 X 1,6 = 1

95 PARA CÁLCULOS DE RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO COM BASE NA ROTAÇÃO (N): MOTORA / MOVIDA PARA CÁLCULO COM BASE NO NO. DE DENTES(n): MOVIDA / MOTORA

96 TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA

97 SATÉLITES S COROA PINHÃO DA CAIXA DE MARCHAS

98 DIFERENCIAL CAIXA DE MARCHAS TDP FREIO

99 DESLOCAMENTO EM LINHA RETA AS RODAS MOTORAS, PRATICAMENTE, GIRAM COM A MESMA VELOCIDADE ANGULAR. DESLOCAMENTO EM CURVA, AS RODAS DO LADO EXTERNO DA CURVA IRÃO GIRAR EM MAIOR VELOCIDADE (tangencial) DO QUE AS RODAS INTERNAS. ESTA COMPENSAÇÃO ENTRE VELOCIDADES É EFETUADA PELO DIFERENCIAL!

100 V1 V2 R1 V1 > V2 R2 R2>R1 R1

101 BLOQUEIO DO DIFERENCIAL? AÇÃO DE UM MECANISMO QUE ELIMINA A POSSIBILIDADE DAS RODAS GIRAREM EM DIFERENTES ROTAÇÕES, MESMO EM LINHA RETA. É O CASO DO TRATOR OPERANDO E, UMA RODA TRAFEGANDO SOBRE TERRENO MAIS SOLTO E OUTRA EM TERRENO MAIS FIRME, OCORRENDO DERRAPAGEM NA PRIMEIRA, PREJUDICANDO A MARCHA ADEQUADA DO TRATOR.

102 ATENÇÃO: TRATOR EFETUANDO OPERAÇÃO DE TRAÇÃO DEIXAR O DIFERENCIAL BLOQUEADO, PARA SER TER MENOR PATINAMENTO EM DESLOCAMENTOS DE ESTRADAS DESBLOQUEAR O DIFERENCIAL!

103 DETERMINAR A RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO E A ROTAÇÃO DE UMA RODA MOTRIZ DE 1,80 m DE DIÂMETRO EFETIVO, SENDO QUE A TRANSMISSÃO ATÉ O RODADO SEGUE O ESQUEMA ABAIXO: CÂMBIO DIFERENCIAL 6 MOTOR A 1200 rpm RAIO MÉDIO DA ENGRENAGEM 1 = 5cm RODA NO. DE DENTES DAS ENGRENAGENS: 1 = 15 2 = 90 3 = 25 4 = 85 5 = 20 6 = 90 7 = 80

104 PARA CÁLCULO COM BASE NO NO. DE DENTES(n): 6 MOVIDA / MOTORA NO. DE DENTES DAS ENGRENAGENS (n): 1 = 15 2 = 90 3 = 25 4 = 85 5 = 20 6 = 90 7 = 80 R T = (n2 / n1). (n4 / n3). (n6 / n5). (n7 / n6) R T = (90 / 15). (85 / 25). (90 / 20). (80 / 90) R T = 6. 3,4. 4,5. O,89 = 81,7 : 1 OU SEJA, PARA CADA 81,7 ROTAÇÕES DO MOTOR A RODA GIRA UMA VEZ.

105 PARA CADA 81,7 ROTAÇÕES DO MOTOR A RODA GIRA UMA VEZ. COMO A RODA TEM UM DIÂMETRO DE 1,80 m... PERÍMETRO DA RODA = 2. Π. r = 2. 3, ,90 = 5,65 m 1 VOLTA DA RODA = 5,65 m 81,7 rpm NO MOTOR y VOLTAS DA RODA/min rpm NO MOTOR y=8299m/min 82,99 m/min. y = 4,99 km/h

106 PARA CÁLCULO COM BASE NA ROTAÇÃO(N): MOTORA / MOVIDA rpm 7 NO MOTOR COMO: R T = 81, 7 : 1 PERÍMETRO DA RODA r = 0,9 m V RODA = 2. Π. r. N RODA V RODA = 5,65. (1200 / 81,7) = 82, 99 m/min V RODA = (82, 99 m/min). (60 min / h) = 4,99 km/h

107 NINGUÉM ENSINA NADA PARA NINGUÉM. PAIS, PROFESSORES, LIVROS, MULTIMIDIA ETC. SÃO MEIOS QUE FALICITAM O APRENDIZADO DE QUEM QUER APRENDER (T.C.C.Ripoli, 1990)

108 SCT/CNPq/IBICT, p. ED. CERES, p.

109 ED. MANOLE, p. F I M ED. EPU-EDUSP, EDUSP, p.

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