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Analise do Artigo Cientifico Avaliao do contato pneu-solo em trs modelos de pneus agrcolas

Neste artigo foram avaliados 3 modelos de pneus agrcolas dos tipos: Radial (14.9R26), Diagonal(14.9-26) e BPAF Misto (500/60-26.5) (Pneu de baixa presso e alta flutuao). O ensaio dos pneus agrcolas foi realizado no Ncleo de Ensaio de Mquinas e Pneus Agrcolas - NEMPA, da Faculdade de Cincias Agronmicas - UNESP, Cmpus de Botucatu - SP, em uma prensa hidrulica sobre um tanque de solo. Forma de avaliao: Para realizar o ensaio foi usado uma prensa hidrulica e um caixa de solo, simulando as condies do campo no dia-a-dia, todos os pneus usados foram inflados conforme recomendao do fabricante para avaliar seu desempenho. Foram aplicadas cargas de 5KN, 10KN, 15KN e 20KN, o teste foi realizado fixando-se os pneus na prensa de forma correta conforme informa o fabricante, depois foram aplicadas as cargas desde a mnima at a mxima. O resultado a marca que o pneu deixa no solo e seu recalque sobre a superfcie do solo. Depois do teste o solo com a marca do pneu foi fotografado, a rea de contato foi definida por meio de um quadro de madeira, que mostra o tamanho do pneu e sua respectiva rea de contato. O experimento foi realizado da seguinte maneira: 3 x 4, com 12 tratamentos e quatro repeties, totalizando 48 observaes. Por fim tem-se a tabela de avaliao, informando os principais dados da pesquisa e seus resultados, juntamente com as tabelas seguem os comentrios de avaliao final. Na concluso final, foi dito que o tipo de pneu misto se saiu com melhores resultados de contato no solo. Sendo que o pneu radial e misto foram avaliados como mais eficientes em culturas de grande trafego agrcola.

Referenciam bibliogrficas e dados gerais juntamente com o artigo logo abaixo:

Engenharia AgrcolaPrint version ISSN 0100-6916

Eng. Agrc. vol.24 no.3 Jaboticabal Sept./Dec. 2004doi: 10.1590/S0100-69162004000300028

ARTIGOS CIENTFICOS MQUINAS E MECANIZAO AGRCOLA

Avaliao do contato pneu-solo em trs modelos de pneus agrcolas

Evaluation of foot print for three agricultural tire types

Flvio R. MazettoI; Klber P. LanasII; Alberto K. NagaokaIII; Pedro Castro NetoIV; Saulo P. S. GuerraVI

Eng Agrnomo, aluno de doutorado do curso de Ps-Graduao em Agronomia (Energia na Agricultura), FCA/UNESP, Botucatu - SP, Fone: (0XX14) 6802.7118, email: frmazetto@fca.unesp.br II Eng Mecnico, Professor Adjunto, Departamento de Engenharia Rural, FCA/UNESP, Botucatu - SP III Eng Agrcola, Professor Doutor, Departamento de Engenharia Rural, UDESC, Lages - SC IV Eng Agrnomo, Professor Titular, Departamento de Engenharia Rural, UFLA, Lavras - MG V Eng Florestal, aluno de doutorado do curso de Ps-Graduao em Agronomia (Energia na Agricultura), FCA/UNESP, Botucatu - SP

RESUMO Este trabalho teve como objetivo avaliar as reas de contato, as deformaes elsticas dos pneus, a resistncia do solo penetrao e os perfis do recalque no solo de trs modelos de rodados pneumticos. O ensaio seguiu um delineamento experimental casualizado, constitudo por 12 tratamentos e quatro repeties, nos quais se avaliaram os modelos de pneus de carcaa diagonal, radial e o terceiro de configurao mista, denominado BPAF, inflados com as presses ideais e

submetidos a cargas radiais de 5; 10; 15 e 20 kN, simulando o que ocorre no campo. O ensaio dos pneus agrcolas foi realizado no Ncleo de Ensaio de Mquinas e Pneus Agrcolas - NEMPA, da Faculdade de Cincias Agronmicas - UNESP, Cmpus de Botucatu - SP, em uma prensa hidrulica sobre um tanque de solo. Os resultados relativos s reas de contato e deformaes elsticas mostraram valores maiores para o pneu BPAF. Os recalques do pneu BPAF no solo foram menores comparados aos outros rodados, e com os pneus radial e BPAF houve menores resistncias do solo penetrao. Palavras-chave: carga radial, resistncia penetrao, recalque.

SUMMARY The aim of this study was to evaluate the tire/ground contact areas, tire elastic deformation, cone index and foot printed on the ground of tire models. The experiment was done in 12 treatments and four repetitions with three tire models: bias ply, radial and bias belt. The tires were inflated with right inflation pressures and four radial loads were applied on the wheels: 5; 10; 15 and 20 kN, simulating what happens in the field. The agricultural tire tests were carried out at Sao Paulo State University, Botucatu - SP, Brazil, using a hydraulic press over the soil bin. The contact area and elastic deformation results showed highest values for bias belt tire. The soil sinkage of bias belt tire was smaller than other pneumatic tires. The radial and bias belt tires exercised smaller cone index than bias ply tire. Keywords: radial load, cone index, sinkage.

INTRODUONa recente dcada, vrios estudos e experimentos tm sido efetuados a fim de melhor conhecer as caractersticas dos pneus agrcolas, principalmente no estudo da interao pneu/solo que est relacionada com o desempenho dos tratores. A utilizao do trator numa propriedade variada, devendo-se considerar que tipos de pneus e presses de inflao inadequadas representam elementos negativos para a maior parte das operaes culturais, induzindo a compactao do solo, a emisso de gases poluentes ao ambiente, bem como o aumento de consumo de energia durante a execuo do trabalho (MAZETTO, 2004). As caractersticas de desempenho de pneus agrcolas em diferentes condies de solo, com vrias cargas dinmicas e presses de inflao, so de grande interesse na adequao dos mesmos dentro da unidade de fora motriz, tendo como objetivo a execuo dos trabalhos de campo de forma mais eficiente (UPADHYAYA & WULFSOHN, 1990). SHARMA & PANDEY (1996) afirmaram que as caractersticas de eficincia de um rodado dependem, em grande parte, no somente da presso de contato, mas

tambm do tamanho e da forma da rea de contato, concluindo que, para um rodado pneumtico, a aproximao elptica o melhor estimador para a rea de contato pneu-superfcie. PORTERFIELD & CARPENTER (1986), utilizando a presso mdia de contato de um pneu em uma superfcie rgida, encontraram que o nvel de compactao superficial depende da presso de contato, enquanto a compactao profunda depende da rea de contato, largura do pneu e da carga suportada pelo mesmo. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar e comparar as reas de contato, deformaes elsticas dos pneus, resistncia penetrao do solo e os perfis do recalque no solo de diferentes modelos de rodados - radial, diagonal e BPAF (baixa presso e alta flutuao) - com presses de inflao ideais e combinando quatro condies de lastragem dos pneus (5; 10; 15 e 20 kN).

MATERIAL E MTODOSA presente pesquisa foi realizada no Ncleo de Ensaio de Mquinas e Pneus Agrcolas (NEMPA), do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Cincias Agronmicas - UNESP, Cmpus de Botucatu - SP. Para a determinao da rea de contato de um pneu agrcola, foi utilizada uma prensa hidrulica constituda de perfis e tubos de ao-carbono, acionada por meio de um pisto hidrulico. Sob a prensa, um carro mvel sustentava um tanque de solo, apoiado sobre rodas de ao, as quais deslizavam sobre trilhos (Figura 1).

O tanque de solo, preenchido com uma amostra de Latossolo Vermelho, textura mdia, apresentando teor de gua de 0,0804 kg kg-1 (8,04%), foi dividido em quatro camadas de 0,10 m, sendo trs delas preenchidas com 250 kg de solo e a ltima com 230 kg. Aps o preenchimento de cada camada do tanque, foi utilizado um rolo compactador para nivelar e compactar o solo, fazendo com que o volume do tanque de 741 dm3 fosse preenchido com 980 kg da amostra de solo, obtendo uma densidade final de 1,32 kg dm-3. Trs modelos de pneus existentes no mercado foram ensaiados, um dos quais com carcaa diagonal (14.9-26) de fabricao nacional, outro com carcaa radial (14.9R26) e o terceiro de configurao mista (500/60-26.5), denominado pneu de baixa presso e alta flutuao (BPAF), ambos importados (Figura 2).

Os pneus agrcolas foram inflados com as presses recomendadas por GOODYEAR (1994) e TRELLEBORG (2002) para cada tipo de pneu, tomando-se como base a presso de inflao para a carga radial mxima, ou seja, 103,43 kPa (15 psi) para o pneu BPAF; 186,17 kPa (27 psi) para o pneu radial e 206,85 kPa (30 psi) para o pneu diagonal. As cargas radiais foram atribudas aos pneus de forma crescente e gradativa, sendo a carga mnima de 5 kN e os carregamentos subseqentes de 10; 15 e 20 kN. O pneu foi fixado em um eixo da prensa hidrulica e, segundo os procedimentos de carregamentos adotados, realizou-se a prensagem do rodado agrcola sobre o solo, obtendo a estampa da banda de rodagem do pneu e seu recalque sobre a superfcie deformvel. Aps cada prensagem, um quadro de madeira foi colocado e ajustado sobre o solo para ser fotografado junto com a rea de contato do pneu, com a finalidade de corrigir as possveis distores focais da mquina fotogrfica e, por meio de uma cmara fotogrfica digital, foram tiradas fotos de cada rea de contato (Figura 3), utilizando-se de uma plataforma fixa e elevada na estrutura da respectiva prensa hidrulica.

Numa etapa final, as fotos digitais foram descarregadas em um microcomputador e, finalmente, as leituras grficas dessas reas de contato foram obtidas utilizando o software AUTOCAD, sendo as reas ajustadas, empregando-se a relao expressa na eq.(1).

em que, A - rea de contato, m2; Aq - rea do quadro, m2; Apf - rea do pneu na foto, m2, e Aqf - rea do quadro na foto, m2. O recalque do pneu agrcola no solo consiste na profundidade de penetrao do mesmo na amostra de solo, devido s cargas radiais aplicadas sobre o respectivo pneu. Para a avaliao dos recalques dos rodados pneumticos, foi construdo um perfilmetro que apresentava 0,95 m de largura, 1,95 m de comprimento e hastes com 0,38 m de comprimento. O perfilmetro apresentava 17 hastes em seu comprimento e 13 em sua largura, distanciadas 0,15 m, sendo o mesmo acoplado estrut