UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS FACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL DISCIPLINA DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS FACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL DISCIPLINA DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS TRATORES AGRÍCOLAS Otoniel G. L. Ferreira DER - FAEM - UFPel

2 4DEFINIÇÃO: Máquina autopropelida provida de meios que: conferem 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 (Mialhe, 1980)

3 4FUNÇÕES: Controlar e transferir potência as máquinas e implementos via barra de tração ou engate de três pontos Controlar e transferir potência as máquinas através da tomada de potência (TDP) ou de pressão hidráulica Transporte Atuar como carregador ou descarregador em pequenas tarefas

4 O TRATOR TEM EVOLUIDO... Sintonia com os avanços da indústria de automóveis e com as mudanças nos sistemas de produção TENDÊNCIAS DE INOVAÇÃO Maior número de marchas Mais de uma rotação na TDP Sistema de engate e TDP frontal Controle eletrônico de implementos Fornecimento de potência elétrica aos implementos TENDÊNCIA MUNDIAL VENDA DE TRATORES DE MAIOR POTÊNCIA E MAIOR NÚMERO DE FUNÇÕES

5 CLASSIFICAÇÃO DOS TRATORES: QUANTO A APLICAÇÃO: AGRÍCOLAS FLORESTAIS PORTA-FERRAMENTAS DE JARDIM FRUTÍCOLA

6 CLASSIFICAÇÃO DOS TRATORES: QUANTO AO TIPO DE RODADO: DE PNEUS: DE DUAS RODAS DE TRÊS RODAS DE QUATRO RODAS DE ESTEIRAS DE FERRO DE BORRACHA

7 DE DUAS RODAS motocultivador ou trator de rabiças Agricultor caminha atrás do implemento Montado com diferentes implementos Executa mesmas tarefas realizadas por tratores maiores

8 DE TRÊS RODAS Desenvolvido para trabalhos de cultivo em linhas

9 DE QUATRO RODAS O apoio no solo se dá através de quatro rodas Tipo mais comum de trator Pode ser 2 RM, 2RM com TDA ou 4 RM

10 DE QUATRO RODAS 2 RM e TDA ø dos pneus dianteiros inferior aos traseiros Mantém o projeto original Tração dianteira pode ser ligada ou desligada

11 DE QUATRO RODAS COM 4 RM 4 x 4 Tração é sempre exercida pelos dois eixos Quatro rodas de mesmo ø Direcionamento articulação do chassi, rodas dianteiras ou pelas quatro rodas

12 DE ESTEIRAS INDUSTRIAL Para movimentação de terra e desmatamento Devido as suas relações de transmissão e peso é pouco adequado para trabalho agrícola Barra de tração é o único órgão de acoplamento

13 DE ESTEIRAS AGRÍCOLA Desenvolvido para trabalhos agrícolas Mais leve que o industrial Possui barra de tração, engate de três pontos e TDP Esteira de borracha com bitola variável (modelos mais modernos)

14 TRATOR DE ESTEIRAS DE BORRACHA

15 CONSTITUIÇÃO DOS TRATORES AGRÍCOLAS DE RODAS Sistema hidráulico Embreagem Sistema de transmissão Eixo da TDP Barra de tração Semi-árvore Transmissão final Caixa de câmbio Motor Suporte do eixo dianteiro Órgãos e acoplamento e transf. de energia Mais: chassi, sistema de direção, rodados, sistema elétrico e comandos

16 Peculiaridades: Acelerador de pé e de mão Freio nas rodas traseiras individual ou em conjunto Painel de instrumentos (tacômetro e horímetro)

17 CHASSI CONVENCIONAL Perfis de aço longitudinais reforçados por perfis transversais nos pontos de maior solicitação, que unem os dois eixos e dão suporte ao motor e a caixa de câmbio Isola os esforços a que o trator está sujeito dos demais componentes evita avarias Melhor isolamento das vibrações Transmissão final Motor Eixo traseiro Caixa de Câmbio Chassi

18 TRATOR COM CHASSI CONVENCIONAL

19 CHASSI MONOBLOCO: Bloco do motor e carcaças da caixa de câmbio, transmissão final e das semi-árvores Inconveniências: Necessidade de motores com bloco reforçado Problemas de isolamento das vibrações operador Possibilidade de rompimento da ligação entre partes

20 SISTEMA DE TRANSMISSÃO IMPORTANTE E COMPLEXO % do custo FUNÇÔES: Transmitir a potência gerada no motor às rodas motrizes, TDP, bomba hidráulica e outros mecanismos Transformar o torque e velocidade do motor em torque e velocidade necessários para a realização de determinado trabalho Proporcionar o controle, através do acionamento da embreagem e troca de marchas, de mecanismos ligados a TDP e velocidade do trator

21 TIPOS: MECÂNICA: Há contato direto entre os mecanismos de transmissão movimento chega até as rodas motrizes de forma escalonada HIDROSTÁTICA: O torque é transmitido por um fluido hidraulico permite um número infinito de relações de transmissão entre a mínima e a máxima HIDROMECÂNICA: Associação entre a transmissão mecânica e a hidrostática

22 Sistema de transmissão mecânica 23 24

23 EMBREAGEM FUNÇÕES: Permitir a partida do motor sem o acionamento de nenhum mecanismo de transmissão Permitir que se coloque o trator em movimento com transmissão suave e progressiva da potência Permitir a troca de marchas Permitir o engrenamento da TDP

24 TIPOS: MONODISCO A SECO: Usada em tratores até 110 cv Acionamento mecânico MULTIDISCO A BANHO DE ÓLEO: Usada em tratores de maior potência Discos banhados em óleo dissipação do calor Permite a transmissão de torques mais elevados acionamento hidráulico Menor manutenção Maior custo EXCLUSIVA PARA TDP Permite o acionamento da TDP seja feito Geralmente múltiplos discos banhados em óleo e com acionamento hidráulico John Deere

25 COMPONENTES DE UMA EMBREAGEM MONODISCO A SECO

26 EMBREAGEM MONODISCO A SECO Árvore de manivelas Volante Molas de pressão Disco Pedal Prensa Árvore primária Platô FUNCIONAMENTO

27 EMBREAGEM DUPLA A) Disco de fricção principal C) Falso volante B) Disco de fricção secundário D) Alavanca de acionamento E) Volante do motor F) Prensa secundária G) Mola prato H) Alavanca de acionamento secundária

28 CAIXA DE CÂMBIO FUNÇÕES: Permitir a seleção da velocidade e torque a ser transmitido as rodas de tração do trator Alterar o sentido de movimento NÃO AUMENTA A POTÊNCIA DO MOTOR ALTERA O TORQUE E A VELOCIDADE Sempre que se velocidade o torque Velocidade e torque são alterados pala mudança de marchas e não por meio da aceleração do motor Variações de rotação do motor pequenas diferenças na velocidade grandes reduções empregadas

29 velocidade km.h CAIXA DE CÂMBIO MF275 n 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 11ª 12ª Marcha 12x4 8x2 Velocidades em função da marcha desenvolvida nas caixas 8 x 2 e 12 x 4 no modelo MF 275 da série 200.

30 CAIXA DE CÂMBIO CONVENCIONAL (engrenagens deslizantes) A F E Engrenagem da 2ª marcha B G Engrenagem da 1ª marcha C D Para engrenamento é necessário: Mesma velocidade tangencial dos dentes das duas engrenagens ou o par de engrenagens deve estar parado

31 CAIXA DE CÂMBIO CONVENCIONAL (engrenamento constante)

32 Mecanismo Sincronizador Equaliza a rotação da engrenagem que vai ser acoplada, com a rotação da árvore terciária Troca de marcha se processa suavemente, sem risco de danificar os mecanismos

33 Anel deslizante de comando com endentado interno (luva de acoplamento) Endentamento das engrenagens Anel sincronizador cônico Cone de fricção Árvore terciária Árvore secundária

34 MECANISMO SINCRONIZADOR FUNCIONAMENTO

35 CAIXA DE CÂMBIO DE ENGRENAGENS PLANETÁRIAS Não há mudança de marchas, basta a frenagem de um dos componentes do sistema para que o funcionamento do conjunto seja alterado Engrenagem satélite Engrenagem central (solar) Árvore movida Coroa Árvore central (motora) Eixo dos satélites Porta - satélites FUNCIONAMENTO

36 As marchas são obtidas por vários sistemas planetários funcionando em conjunto

37 SISTEMA POWER SHIFT

38 TRANSMISSÃO FINAL FUNÇÕES: Transferir o movimento da caixa de câmbio para as rodas Mudar a direção do movimento (90 ) a velocidade de giro e aumento de torque (redução 5:1) Diferenciação da rotação nas semi-árvores das rodas motrizes curvas PARTES COMPONENTES: Coroa e pinhão Diferencial Redução final

39 COROA E PINHÃO E DIFERENCIAL

40 BLOQUEIO: ( Impede que as planetárias (ficam unidas) girem com velocidades diferentes e que as engrenagens satélite tenham movimento de rotação

41 REDUÇÃO FINAL TIPOS : PAR DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS (VALTRA e CBT) Engrenagem menor ligada a semi-árvore motora = pinhão Engrenagem maior ligada a semi-árvore movida (cubo de roda) = coroa

42 SISTEMA PLANETÁRIO (MASSEY, FORD, JOHN DEERE) Movimento é transmitido por vários pares de dentes Apresenta menor desgaste FUNCIONAMENTO

43 ÓRGÃOS DE ACOPLAMENTO E TRANSFERENCIA DE ENERGIA Funções: Transferir forças entre o implemento e o trator comandar o movimento e a posição do implemento em relação ao trator permitir o intercâmbio de um implemento por outro Órgãos de Acoplamento e transferência de energia Barra de tração Sistema de engate de 3 pontos (E3P) Tomada de potência (TDP) Sistema hidráulico auxiliar

44 ÓRGÃOS DE ACOPLAMENTO E TRANSFERENCIA DE ENERGIA Barra de tração Sistema de engate 3 pts Tomada de potência (TDP) Sistema hidraulico auxiliar

45 TIPOS DE ACOPLAMENTO Por um ponto De arrasto o implemento é livre para deslocar-se horizontalmente em torno do ponto de engate (barra de tração) Por dois pontos Semi-montados o deslocamento horizontal do implemento é restringido, mas o deslocamento vertical não acoplamento é feito através dos braços inferiores Por três pontos Montados o deslocamento do implemento é restringido tanto na direção vertical como na horizontal (E3P) Integral

46 ENGATE DE 3 PONTOS Um dos sistemas mais importantes do trator ORDEM DE ENGATE: 1 ) Ponto de engate inferior esquerdo 2 ) Ponto de engate superior (3º ponto) 3 ) Ponto de engate inferior direito

47 ENGATE DE 3 PONTOS Controle automático de posição: correlaciona a posição da alavanca de controle com uma altura de trabalho Controle automático de tração: correlaciona a posição da alavanca de controle com a profundidade de trabalho a qual o trator estará sujeito profundidade do implemento será alterada pelo sistema hidráulico a fim de que a tração mantenha-se constante Solo duro Solo fofo Trajetória do implemento

48 TOMADA DE POTÊNCIA - TDP Transfere energia do trator ao implemento Tipos: Proporcional rotação proporcional à velocidade de deslocamento do trator Velocidade constante rotação proporcional à rotação do motor rpm 21 estrias ø 35 ou 45mm 540 rpm 6 estrias 6 estrias ø 35mm

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50 SISTEMA HIDRÁULICO AUXILIAR (controle remoto) Terminais de Engate Rápido

51 OUTROS ACOPLAMENTOS Engate de Três Pontos Frontal e TDP Frontal

52 RODADOS São os elementos de interface máquina-solo

53 PNEUS Partes constitutivas de um pneu agrícola de tração:

54 TIPOS DE CONSTRUÇÃO DA CARCAÇA: Carcaça Diagonal Camadas de material têxtil (lonas) são dispostas diagonalmente em relação ao plano médio da banda Favorece a rigidez dos flancos e da banda de rodagem

55 TIPOS DE CONSTRUÇÃO DA CARCAÇA: Carcaça Radial As lonas vão de talão a talão, formando um ângulo de 90 com o plano médio da banda de rodagem. Os flancos e a banda de rodagem são mais flexíveis

56 PNEUS RADIAS X PNEUS DIAGONAIS Aumento do coeficiente de tração; Superfície de contato com o solo, 15 a 20% superior, ao diagonal de mesma medida; Menor resistência ao rolamento; Possibilidade de utilização de menores pressões internas, para uma mesma carga. Preço mais elevado

57 Tipos de pneus agrícolas: Classificação Símbolos Características Tração R - 1 R - 2 Pneus para rodas motrizes de tratores e colhedoras. Indicados para trabalhos em solos com boas características de tração. São os mais usados. Pneus para rodas motrizes de tratores e colhedoras. Indicados para solos inconsistentes, moles e excessivamente úmidos. São largamente utilizados em operações na lavoura de arroz irrigado.

58 Tipos de pneus agrícolas: Classificação Direcionais Transporte Tração/Moto cultivatores Símbolos F - 1 I - 1 G - 1 Características Pneus para eixos direcionais não tracionados de tratores e colhedoras. Apresenta um ressalto (raia) ao longo de seu plano médio. Pneus para uso em implementos e carretas. Pneus especialmente desenvolvidos para rodas motrizes de motocultivadores e microtratores. O desenho de sua banda de rodagem se assemelha ao dos pneus R - 1.

59 Dimensões dos Pneus Polegadas: Pneu 18.4R30 R largura da seção do pneu em polegadas R indica construção radial da carcaça (para a construção diagonal é omitida) 30 diâmetro interno do pneu em polegadas R-1 classificação de uso do pneu (tração) Tubeless = Não necessita de câmara de ar

60 Dimensões dos Pneus Métrico: Pneu 650/65 R38 8PR 650 largura da seção do pneu em mm. 65 relação entre a altura e a largura. A altura corresponde a 65% de sua largura. R indica a construção radial da carcaça. 38 diâmetro interno do pneu em polegadas. 8PR capacid. carga (Ply rating) do pneu - 8 lonas

61 PRESSÃO DE INSUFLAGEM Pressão de insuflagem ou Pressão Interna Carga aplicada sobre o rodado peso próprio do veículo (trator ou colhedora), considerando-se a distribuição de pesos entre os eixos, a adição de lastros sólidos e/ou líquidos, o suporte de máquinas e acessórios Quanto maior a carga sobre o rodado maior a pressão de insuflagem

62 Pressão de insuflagem incorreta fator que mais contribui para avarias e desgaste prematuro dos pneus agrícolas Pressões Deficientes: Causam excessiva flexão da carcaça Redução da resistência dos flancos do pneu Desgaste irregular da banda de rodagem Favorecem o deslizamento do pneu sobre o aro Excesso de Pressão: Prejudica o desempenho do trator Maior compactação do solo Correta Possibilidade de rompimento da carcaça

63 DISTRIBUIÇÃO DE CARGA NOS EIXOS DO TRATOR Percentagem do peso total por eixo Tipo de Tração Estático ( % ) Operação ( % ) 2 RM Dianteiro Traseiro Dianteiro Traseiro TDA x Obs.: Valores de referência

64 PNEUS DIRECIONAIS VELOCIDADE MÁXIMA 32 km.h -1 Pressão de inflação - kpa (lb.pol -2 ) MEDIDA DO PNEU 165 (24) 190 (28) 220 (32) 250 (36) 275 (40) 305 (44) 330 (48) 360 (52) 385 (56) 41 (60) 440 (64) 470 (68) CARGA POR PNEU EM Kg (4) (6) (8) (4) (6) (8) (10) (4) (6) (8) (10) Nota: Números entre parênteses indicam a capacidade de lonas para a qual a carga sublinhada e a pressão de inflação indicadas são as máximas.

65 PNEUS DE TRAÇÃO VELOCIDADE MÁXIMA 32 km.h -1 MEDIDA Pressão de inflação - kpa (lb.pol -2 ) DO (14) (16) (18) (20) (22) (24) (26) PNEU CARGA POR PNEU EM Kg (4) (6) (4) (6) (4) (6) (4) (6) (6) (8) (6) (8) (6) (8) (6) (6) (6) (6) (8) (8) (8) (10) (8) (8) (8) (10) (10) (10) 2645 (12) (10) (10) (10) (12) (12) (14) 4180 Nota: Números entre parênteses indicam a capacidade de lonas para a qual a carga sublinhada e a pressão de inflação indicadas são as máximas. 190 (28) 210 (30) 220 (32) (10) (12) (14) (12) (12) (12) 3575

66 PRESSÃO EXERCIDA PELO PNEU NO SOLO Pressão = Peso / Área A = 0,87L x 0,31Dt Dt = Di + 2 (L x 80 a 90%) Onde: L = Largura do Pneu (cm) Dt = Diâmetro Total (cm)

67 LASTRO: É o peso móvel que se adiciona ou se retira do trator. a) Lastro metálico Fixado às rodas dianteiras ou traseiras ou, ao pára-choque dianteiro b) Lastro líquido Introdução de água no interior do pneu (inferior a 75% do volume interno)

68 FINALIDADES DO LASTRO Manter o patinamento das rodas motrizes em níveis aceitáveis Aumentar a potência disponível na barra de tração Manter o peso suficiente sobre o rodado dianteiro, para permitir o direcionamento do trator

69 EXCESSO DE LASTRO Consumo excessivo de combustível Desgaste prematuro dos elementos mecânicos da transmissão Danos a estrutura do solo Aumento da resistência ao rolamento FALTA DE LASTRO Danos a estrutura do solo por excesso de patinamento Desgaste prematuro dos pneus Consumo excessivo de combustível

70 DIMENSÕES BÁSICAS DE UM TRATOR a) Bitola traseira b) Bitola dianteira c) Vão livre vertical d) Vão livre horizontal e) Altura máxima f) Largura máxima

71 DIMENSÕES BÁSICAS DE UM TRATOR Bitola traseira L Bitola dianteira Vão livre vertical H Vão livre horizontal Altura máxima Largura máxima Vlh B t Vlv B d

72 REGULAGENS DA BITOLA DIANTEIRA DO TRATOR Eixo dianteiro extensível de tratores 2RM

73 REGULAGENS DA BITOLA TRASEIRA DO TRATOR Sistema de variação de bitola traseira com pinhão e cremalheira (cubo móvel) Sistema de variação de bitola traseira com pinhão e cremalheira (cubo móvel)

74 REGULAGENS DA BITOLA TRASEIRA DO TRATOR Sistema de variação de bitola com aro deslizante

75 SISTEMA DE DIREÇÃO FUNÇÃO: Permitir a mudança de direção de movimentação do trator COMO... TRATORES DE RABIÇAS: Através de embreagens independentes em cada roda TRATORES DE ESTEIRAS: Frenagem da esteira interna TRATORES QUATRO RODAS: Movimentação dos rodados dianteiros e/ou traseiros Através de articulação do chassi (parte traseira)

76 e e f d c f b a TRATORES QUATRO RODAS COM ACIONAMENTO MECÂNICO a) Volante b) coluna c) caixa d) barra e) braços f) rodas

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78 TRATORES QUATRO RODAS COM ACIONAMENTOHIDRÁULICO a) Volante b) válvula de distribuição c) cilindro hidráulico d) bomba

79 TRATORES QUATRO RODAS COM ARTICULAÇÃO DO CHASSÍ

80 ACABOU... UFA!!!!!