Aproveitamento de potncia de tratores agrcolas * 1. Introduo Uma das principais fontes de potncia, responsveis pela alta produo agrcola com significante economia de mo-de-obra, o trator agrcola. A ele podem ser acoplados e adaptados inmeros implementos e mquinas capazes de realizar as mais diferentes operaes agrcolas requeridas na rea rural. Os implementos montados so aqueles acoplados ao sistema de engate de trs pontos do trator; semimontados so aqueles acoplados a dois pontos do sistema de engate de trs pontos do trator; e de arrasto so aqueles acoplados barra de trao do trator (Figura 1).

Figura 1 - Principais tipos de acoplamentos. A - Montado; B - Semi-montado; C - De arrasto. O trator dispe de motor de combusto interna, responsvel pela produo da energia mecnica que utilizada em diversas formas durante a produo agrcola. As formas de transmitir potncia nos tratores so: 1.1. Barra de trao

A barra de trao do trator um dispositivo utilizado para tracionar e a arrastar implementos e mquinas agrcolas que trabalham acoplados ao trator, ou seja, ligados ao trator por intermdio da barra de trao. colocada no plano longitudinal mdio do trator e fixo sob o crter da caixa de velocidades. Esta barra pode oscilar lateralmente o que permite trabalhar em offset com os implementos.

A transmisso de potncia atravs da barra de trao realizada por meio da potncia proveniente do motor, que ao passar pela caixa de cmbio, fornece trao s rodas motrizes. Pelo escalonamento de marchas e a carga sobre o trator pode-se controlar a fora disponvel na barra de trao, que depende diretamente tambm das condies do piso e do estado do rodado.

* EAG 03305 Mecanizao Agrcola Ricardo Ferreira Garcia LEAG UENF garcia@uenf.br

Figura 2 - Representao da barra de trao. A - Vista lateral; B - Vista de topo; 1 - Ponto de ligao; 2 - Barra de suporte; 3 - Articulao. 1.2. Tomada de potncia (TDP)

A tomada de potncia (TDP) um dispositivo para transmitir potncia em forma de rotao para mquinas que esto montadas ao trator, ou seja, ligadas ao trator por meio do sistema de engate de trs pontos. A localizao mais comum do eixo da TDP na parte posterior do trator, mas alguns modelos tm eixos de TDP em outras posies, como na parte frontal, por exemplo.

A direo e velocidade de rotao, posio aproximada e as dimenses da TDP foram padronizados em 1926, pela ASAE, para fornecer a capacidade de intercambiar equipamentos de diferentes fabricantes.

Com o crescimento do tamanho e potncia dos tratores, tornou-se necessrio desenvolver eixos de potncia mais rpidos e mais largos para transmitir o incremento de potncia disponvel. Atualmente, existem trs tipos de eixos:

- Tipo 1: eixo com dimetro nominal de 35 mm e com 6 ranhuras. Sua velocidade de giro de 540 rpm e a mais comumente usada. Esta TDP usada em tratores com at 65 cv de potncia no eixo a velocidade nominal do trator.

- Tipo 2: eixo com dimetro nominal de 35 mm e com 21 ranhuras. Sua velocidade de giro de 1000 rpm e aplicada em tratores com aproximadamente de 60 a 160 cv de potncia na TDP.

- Tipo 3: eixo com dimetro nominal de 45 mm e 20 ranhuras. Utilizado em tratores com potncia no eixo na faixa de 150 a 250 cv e sua velocidade de giro de 1000 rpm.

Os primeiros tipos de TDP eram movidos pela transmisso do trator e paravam de girar

sempre que a embreagem da caixa de marchas era desengatada, pois utilizava um s disco de embreagem, ou embreagem simples (Figura 3).

Atualmente, tem se utilizado uma TDP independente que pode ser controlada pela sua prpria embreagem ou por uma embreagem dupla, permitindo parar e arrancar novamente o trator sem interromper o funcionamento da mquina que se est operando.

Para a transmisso de movimento para as mquinas acionadas atravs da TDP, se utilizam eixos do tipo extensivos com uma junta cardan universal em cada extremo, permitindo, assim, acomodar a variao no ngulo e distncia entre o trator e o implemento. Uma capa integral cobre o eixo e capas parciais cobrem cada junta. A capa normalmente roda junto com o eixo, porm, pode parar se entrar em contato com alguma pessoa ou objeto.

Para se conseguir que a rotao transmitida para a mquina seja regular e no intermitente, as extremidades das juntas devem estar no mesmo plano e os ngulos que se formam entre a TDP do trator e a mquina com o eixo cardan devem ser iguais.

Nas tomadas de potncia motor, ou tomadas de potncia em que o regime proporcional ao regime motor, o acionamento do sistema de transmisso efetuado a partir do eixo primrio da caixa de velocidades, segundo diferentes formas o que conduz a diferentes tipos de TDP, ou seja:

- tomada de potncia dependente em que o movimento obtido depois de uma embreagem

monodisco e simples efeito; - tomada de potncia semi-independente em que o movimento obtido a partir de uma

embreagem de duplo disco e duplo efeito; - tomada de potncia independente em que o movimento se obtm a partir de uma embreagem

de duplo disco e comandos separados; - tomada de potncia totalmente independente em que o movimento se obtm a partir de uma

embreagem multidiscos. 1.2.1. Tomada de potncia dependente

A tomada de potncia dependente utiliza-se nos tratores menores e tem como principais

inconvenientes a no permisso da imobilizao da TDP sem parar o trator e, reciprocamente, parar este sem interromper a transmisso TDP.

Figura 3 - Representao da tomada de potncia com embreagem de monodisco. 1 - Embreagem de simples efeito; 2 - Pedal da embreagem; 3 - Eixo traseiro; 4 - Movimento do motor; 5 - Caixa de velocidades; 6 - Dispositivo de engrenamento da TDP; 7 - Movimento para a TDP.

1.2.2. Tomada de potncia semi-dependente

A tomada de potncia semi-independente caracteriza-se por receber movimento do motor

atravs de um segundo disco de embreagem (embreagem de dois discos) sendo o acionamento deste obtido pelo mesmo pedal que controla o disco que transmite o movimento s rodas motrizes.

Figura 4 - Representao de uma tomada de potncia semi-independente comandada por uma embreagem de duplo disco. 1 - Desembrear do disco de avano; 2 - Desembrear do disco da TDP; 3 - Embreagem de duplo efeito; 4 - Movimento do motor; 5 - Caixa de velocidades; 6 - Eixo traseiro.

Como se pode observar na Figura 4, na primeira parte do curso do pedal apenas se

desembreia o disco de avano, o que imobiliza o trator, continuando a TDP em funcionamento, e s pressionando o pedal a fundo que esta ltima se imobiliza.

1.2.3. Tomada de potncia independente

A tomada de potncia independente apresenta uma embreagem semelhante s das tomadas

de potncia semi-independentes, mas com comandos separados para cada um dos discos. O disco de avano acionado pelo pedal e o da TDP por um comando manual.

Figura 5 - Representao de uma TDP independente de duplo disco e comandos separados. 1 - Comando do disco da TDP; 2 - Pedal de acionamento do disco de avano; 3 - Embreagem de dois discos e comandos separados; 4 - Eixo traseiro; 5 - Movimento do motor; 6 - Caixa de velocidades; 7 - Dispositivo de engrenamento da TDP.

Nos tratores em que existe este tipo de TDP, os movimentos de translao do trator e de

rotao da TDP so independentes bastando para isso desembrear, engrenar e embrear o par de engrenagens da caixa desejada ou o dispositivo de engrenamento da TDP.

1.2.4. Tomada de potncia totalmente independente As tomadas de potncia totalmente independentes tm uma embreagem multidisco em

banho de leo, funcionando completamente independente da embreagem do avano, situao semelhante anterior, mas em que o embrear e engrenar efetuado praticamente em simultneo.

Figura 6 - Tomada de potncia totalmente independente de 540 e 1000 rpm comandada por uma embreagem multidisco, podendo tambm ter movimento de rotao proporcional velocidade de deslocamento. a - 540 rpm; b - 1000 rpm; 1 - Pedal de acionamento do disco de avano; 2 - Embreagem de simples efeito; 3 - Movimento do motor; 4 - Caixa de velocidades; 5 - Embreagem multidisco; 6 - Dispositivo de acionamento da TDP proporcional ao avano. 1.3. Sistema hidrulico 1.3.1. Sistema de levante hidrulico engate de trs pontos Os tratores antigos dispunham apenas da barra de trao, que permitia apenas arrastar e no carregar implementos montados. O sistema de engate de trs pontos se tornou um dispositivo padro em todos os tratores, sendo suas dimenses normalizadas pela ASAE desde 1959. O sistema de engate de trs pontos contm dois braos inferiores, chamados de primeiro e segundo pontos, e um brao superior, o terceiro ponto. Os implementos podem trabalhar montados, quando conectados aos trs pontos do engate, e semimontados, quando conectados aos dois pontos inferiores do engate sendo o solo fornecedor de parte do sustento. Certos tratores contam ainda com engate rpido, que foi desenvolvido para permitir o engate rpido do sistema de engate ao implemento.

Figura 7 - Representao do sistema de engate por trs pontos. 1 - Pendurais; 2 - Braos superiores; 3 - Manivela; 4 - Rtulas; 5 - Braos inferiores; 6 - Barra de trao; 7 - Barra do 3o ponto.

Os braos inferiores do sistema de engate so articulados no trator e tm na outra extremidade rtulas para fixao dos implementos. Os braos inferiores esto colocados simetricamente em relao ao plano longitudinal mdio e encontram-se ligados aos braos superiores por pendurais, sendo o comprimento do direito, ou mesmo dos dois, regulvel atravs de uma manivela. Para alm dos dois pontos de ligao nos braos inferiores existe ainda um terceiro ponto que evita a rotao do equipamento sobre o eixo dos dois primeiros, onde est montada a barra do terceiro ponto cujo comprimento regulvel para permitir o alinhamento longitudinal do equipamento.

Os braos inferiores ligam-se ao crter do diferencial por meio de rtulas o que permite o seu movimento lateral que deve, no entanto, ser limitado por correntes estabilizadores, por forma a que no batam nas rodas; estas correntes permitem limitar a oscilao dos braos inferiores do hidrulico e descentrar um equipamento montado.

O sistema de engate de trs pontos acionado pelo sistema de levante hidrulico. Este sistema, usualmente alimentado por um cilindro hidrulico de simples ao, levanta os braos do engate e o prprio peso do implemento responsvel por baix-los. O sistema de levante hidrulico operado manualmente pelo operador do trator, podendo controlar atravs de alavancas o levante, a posio e a velocidade de reao do sistema de levante hidrulico.

Figura 8 - Princpio de funcionamento do sistema hidrulico. 1 - Alavancas de controle de posio e trao; 2 - Dispositivos de controle de posio e trao; 3 - Brao superior do sistema de elevao; 4 - Bomba hidrulica; 5 - Distribuidor; 6 - mbolo; 7 - Ligao aos trs pontos.

A utilizao do sistema hidrulico de engate em controle de posio permite, para cada posio da alavanca de controle, colocar o equipamento numa dada posio que se mantm inaltervel at que aquela alavanca seja novamente acionada. Este sistema geralmente empregado com equipamentos que no executam trabalhos de mobilizao, pois, a no variao da distncia do equipamento com o solo implica que, caso a resistncia especfica deste aumente, o trator possa no desenvolver fora de trao suficiente para a vencer.

Figura 9 - Princpio do controle de posio mecnico. 1 - Alavanca do controle de posio; 2 - Brao superior do sistema de levantamento; 3 - Equipamento montado; 4 - Bomba hidrulica; 5 - Distribuidor; 6 - mbolo.

O levante hidrulico dotado de um sistema automtico, chamado de controle de ondulao ou de carga, capaz de sentir a fora requerida no sistema de trs pontos. Quando o esforo no engate aumenta (compresso), um mecanismo atua na vlvula de controle principal do levante hidrulico levantando os braos. De forma contrria, o decrscimo da fora (trao) nos braos causa seu abaixamento. O controle de ondulao permite que as mquinas agrcolas operem sempre mesma profundidade no instante em que encontram alguma imperfeio no relevo da superfcie de trabalho, mantendo tambm a fora de trao desenvolvida pe lo trator.

Figura 10 - Representao do controle de trao pelo terceiro ponto. 1 - mbolo; 2 - Batente de comando; 3 - Braos superiores; 4 - Brao do 3o ponto; 5 - Alavanca de ligao do 3o ponto; 6 - Distribuidor; 7 - Bomba; 8 - Mola de compresso.

1.3.2. Sistema de controle remoto

O sistema de controle remoto do trator permite fornecer leo com presso atravs de mangueiras para acionar partes especficas de mquinas agrcolas acionadas por pistes e posicionar em condies operacionais adequadas dos rgos ativas das mquinas e implementos que so acoplados ao trator, como, por exemplo, a reverso do arado de aiveca, mecanismos basculantes de colhedoras, entre outros.

Figura 11 Ilustrao do uso do sistema de controle com uma grade aradora.