UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO IT Departamento de Engenharia REA DE MQUINAS E ENERGIA NA AGRICULTURA IT 154- MOTORES E TRATORES

INTRODUO AO ESTUDO DOS TRATORES AGRCOLASCarlos Alberto Alves Varella 1

. INTRODUO ................................................................................................................. 2 RISCOS NO USO DE TRATORES AGRCOLAS .......................................................... 2 CONSTITUIO GERAL DOS TRATORES AGRCOLAS.......................................... 3 Monobloco ..................................................................................................................... 3 Chassi propriamente dito ................................................................................................ 3 Semichassi ...................................................................................................................... 4 Chassi articulado ............................................................................................................ 4 MOTOR DO TRATOR ...................................................................................................... 5 Biodiesel ......................................................................................................................... 5 GLP Gs liquefeito de petrleo ................................................................................... 6 SISTEMA DE TRANSMISSO ....................................................................................... 6 Caixa de marchas............................................................................................................ 6 SISTEMA HIDRALICO DO ENGATE DE 3 PONTOS ............................................... 7 RODADOS ......................................................................................................................... 7 CARACTERSTICAS DOS TRATORES AGRCOLAS ................................................. 8 Vo livre vertical mnimo de 400 mm............................................................................ 8 Presena obrigatria de barra de trao oscilante removvel ......................................... 9 Controle remoto opcional ............................................................................................... 9 Presena obrigatria de tomada de potncia .................................................................. 9 Capacidade de giro rpida e curta .................................................................................. 9 Eixos dianteiros e traseiros de bitolas regulveis ......................................................... 10 Instrumentos de fcil leitura com presena de tacmetro e hormetro ......................... 10 Assento com regulagens e cinto de segurana ............................................................. 10 Presena de estribos e alas .......................................................................................... 11 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................. 12

Professor. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, IT-Departamento de Engenharia, BR 465 km 7 - CEP 23890-000 Seropdica RJ. Email: varella@ufrrj.br. 11

INTRODUO Os tratores agrcolas so mquinas autopropelidas projetadas para tracionar, transportar e fornecer potncia para mquinas e implementos agrcolas. BARGER, et al. (1966) define trator agrcola como um veculo complexo, empregado para impelir ou fornecer fora estacionria para uma larga variedade de implementos agrcolas. Existem diversas marcas e modelos de tratores agrcolas no mercado, deste os microtratores com potncia em torno de 11 cv at tratores de grande porte com potncias acima de 500 cv. Os rodados podem ser de pneus ou esteiras. Os tratores de rodados de pneus podem ser de trao 4x2 ou de 4x4. Os tratores de trao 4x4 recebem duas denominaes: 4x4 verdadeiro e 4x4 TDA (trao dianteira auxiliar). A diferena que o 4x4 verdadeiro deve apresentar mesma capacidade de trao nos eixos dianteiro e traseiro.

Microtrator Yanmar modelo TC12, 11 cv.

Trator JOHN DEERE modelo 6415, 106 cv

Trator CHALLENGER modelo MT875B, 570 cv

Trator YANMAR modelo T80, 79 hp.

RISCOS NO USO DE TRATORES AGRCOLAS Segundo COUTO e MONTALVO (2006) as atividades com maiores riscos de acidentes so: agricultura, minerao, construo civil e pesca. A Norma de Segurana NR31, do Ministrio do2

Trabalho e Emprego regulamenta o assunto. No site http://www.ufrrj.br/institutos/it/de/acidentes/ no menu Normas encontra-se um link para copiar a NR-31 da pgina do MTE. CONSTITUIO GERAL DOS TRATORES AGRCOLAS Os tratores agrcolas so constitudos de motor, sistema de transmisso, sistema hidrulico e rodados. Todos esses componentes esto montados em uma estrutura denominada chassi. O chassi a estrutura geral do trator, formada pela unio de todos os seus rgos constituintes e deve oferecer resistncia aos esforos de toro provenientes da trao. Os tratores agrcolas podem ser montados em quatro tipos de estruturas de chassis: 1. Monobloco 2. Chassi propriamente dito 3. Semichassi 4. Chassi articulado Monobloco A estrutura monobloco formada pela unio dos prprios componentes do trator (motor, transmisso, diferencial). Esses componentes recebem diretamente os esforos de toro devido trao desenvolvida pelo trator. A vantagem deste tipo de chassi a significante reduo nos custos de fabricao. A Figura 1 ilustra a estrutura de chassi em monobloco.

Figura 1. Estrutura de chassi em monobloco de tratores agrcolas. Fonte: John Deere. Chassi propriamente dito O chassi propriamente dito, normalmente equipa tratores acima de 90 cv. Este tipo de estrutura foi desenvolvida com objetivo de no submeter a transmisso e nem o motor do trator a esforos de toro devido a trao desenvolvida pelo trator. A estrutura de chassi permite montar o motor sobre coxins de borracha, facilita o acoplamento de equipamentos frontais e facilita na adequao de pesos frontais. A Figura 2 ilustra a estrutura de chassi propriamente dito.3

Figura 2. Estrutura de chassi propriamente dito. Fonte: John Deere. Semichassi A estrutura de semichassi geralmente utilizada para montar tratores entre 180 e 350 cv. O objetivo deste conjunto evitar que os esforos sejam diretamente absorvidos pelo motor. O semichassi apresenta caractersticas de trator rgido, fcil de fazer manobras e de adequar implementos. A Figura 3 ilustra a estrutura de semichassi.

Figura 3. Estrutura de semichassi para tratores agrcolas. Fonte: John Deere. Chassi articulado Os tratores com o chassi articulado foram desenvolvidos com o objetivo de conseguir aumentar a transferncia de potncia do trator para o solo. Com um chassi articulado possvel o uso de pneus de maior dimetro no eixo dianteiro e com isso aumentar a capacidade de trao dos tratores. Contudo, este tipo de chassi tem menor versatilidade para acoplamento de implementos e menor facilidade de manobras. A Figura 4 ilustra a estrutura de chassi articulado.

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Figura 4. Estrutura de chassi articulado de tratores agrcolas. Fonte: PROTON (2006).

MOTOR DO TRATOR Os tratores agrcolas so projetados para executar diversos tipos de operaes com diferentes necessidades de potncia. O motor de combusto interna tipo de motor que atende a essa caracterstica e a fonte de potncia dos tratores agrcolas. na sua maioria do ciclo diesel (Figura 5). A potncia do motor de um trator pode ser utilizada para trabalhos agrcolas atravs de tomada de potncia, sistema hidrulico e barra de trao. Desses trs meios a tomada de potncia a mais eficiente. As perdas de potncia entre o motor e a rvore da TDP so, praticamente, insignificantes quando comparadas com as perdas no sistema hidrulico e na barra de trao.

Figura 5. Motor diesel John Deere/4045T Srie 350, 106 cv/2300 rpm, 4 cilindros, 4,5 L. Biodiesel O biodiesel pode substituir o leo diesel em motores ciclo diesel de tratores agrcolas. Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas propores. A mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petrleo chamada de B2 e assim sucessivamente, at o biodiesel puro, denominado B100. O biodiesel um combustvel derivado de fontes renovveis. Pode ser produzido a partir de leos vegetais, existindo dezenas de espcies vegetais no Brasil que podem ser utilizadas, tais como mamona, dend, girassol, babau, amendoim, manso e soja, dentre outras.5

GLP Gs liquefeito de petrleo Marca Agrale, modelo 4.100GLP, lanado em 2006. Segundo a montadora, o trator Agrale 4.100GLP (Figura 6) foi desenvolvido para ser utilizado nos setores industrial e agrcola. Equipado com motor de 12 kw (16,2 cv) de potncia, possui direo hidrosttica para facilitar a dirigibilidade e sistema de abastecimento com as opes de botijo de 20 kg intercambivel ou recarregvel, autonomia mdia de 12 horas de trabalho, consumo de 1,62 kg.h-1.

Figura 6. Trator marca Agrale, modelo 4100GLP.

SISTEMA DE TRANSMISSO Composto por embreagem, caixa de marchas, diferencial e reduo final (Figura 6).

Figura 6. Componentes do sistema de transmisso. Caixa de marcha, embreagem, diferencial e reduo final. Disponvel em: http://auto.howstuffworks.com/transmission2.htm. Acesso em abr. 2006. Caixa de marchas A caixa de marchas deve apresentar diversas velocidades para facilitar regulagens em operaes agrcolas que a velocidade do trator tem influncia na qualidade da operao. A Figura 7 ilustra a escala de velocidades do trator John Deere modelo 5605. Observe que o trator apresenta nove velocidades frente e trs velocidades r.

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Tipo Nmero de velocidades

Transmisso: Sincronizada 09 frente e 03 r Marcha A1 A2 A3 Frente B1 B2 B3 C1 C2 C3

Km/h 2,3 3,3 4,5 5,4 7,8 10,6 14,8 21,1 28,8

A -3,2 B -7,4 C -20,4 Pneu traseiro 18.4-30R1 - Motor a 2400 rpm R

Figura 7. Velocidades de avano do trator JOHN DEERE modelo 5605. SISTEMA HIDRALICO DO ENGATE DE 3 PONTOS O engate de 3 pontos est localizado na parte traseira do trator (Figura 8). Apresenta trs pontos para acoplamento de mquinas e implementos ao trator: barra esquerda, barra direita e um ponto central, denominado de 3 ponto. As mquinas e implementos que so acopladas dessa maneira ao trator so denominados: montadas ou de engate de trs pontos.

Figura 8. Engate de 3 pontos: barra esquerda, barra direita e 3 ponto. RODADOS Os tratores agrcolas podem apresentar rodados de pneus ou de esteiras. O pneu o tipo de rodado mais empregado. A Figura 9 ilustra linha de pneus radiais da Goodyear para tratores agrcolas. Existem no mercado alguns modelos de tratores agrcolas de rodado de esteiras de borracha (Figura 10). A Caterpillar dispe de seis modelos de grande porte do trator

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CHALLENGER com potncia entre de 306 e 570 cv. A Yanmar dispe de um modelo de mdio porte, T80 com potncia de 79 hp.

Figura 9. Linha de pneus radiais da Goodyear para tratores agrcolas.

Figura 10. Rodado de esteiras de borracha. CARACTERSTICAS DOS TRATORES AGRCOLAS A norma NBR ISO4254-3 da Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT), indica parmetros apropriados para serem atendidos durante o projeto de tratores e fornece diretrizes relativas preveno de acidentes. Vo livre vertical mnimo de 400 mm O vo livre a distncia entre a parte inferior do chassi do trator e o solo (Figura 11). Deve apresentar um valor mnimo que permita o trfego do trator nas entrelinhas da cultura para realizar tratos culturais em estdios iniciais de desenvolvimento das culturas.

Vo livre

Figura 11. Vo livre dos tratores agrcolas.8

Presena obrigatria de barra de trao oscilante removvel A barra de trao (Figura 12) o tipo de acoplamento por um ponto. Deve ser oscilante e removvel para facilitar o acoplamento e regulagens. As mquinas e implementos que so acopladas a barra de trao do trator so denominadas mquinas de arrasto.

Figura 12. Localizao da barra de trao nos tratores agrcolas. Controle remoto opcional O controle remoto uma tomada de fluxo de leo sob presso que permite movimentar partes de mquinas acopladas ao trator. O controle est localizado no trator, sendo o leo conduzido atravs de mangueiras, sob presso, at um cilindro hidrulico localizado na mquina. Presena obrigatria de tomada de potncia A tomada de potncia (TDP) um eixo estriado localizado na parte traseira do trator acima da barra de trao (Figura 13). tambm denominada de tomada de fora (TDF) e PTO (power take off). A tomada de potncia apresenta rotao padronizada podendo ser de 540 ou 1000 rpm.

Figura 13. Localizao da tomada de potncia nos tratores agrcolas. Capacidade de giro rpida e curta A capacidade de um trator realizar manobras em locais restritos expressa pelo seu raio de giro.

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Eixos dianteiros e traseiros de bitolas regulveis A bitola de tratores agrcolas a distncia entre o centro das rodas (Figura 14). Um mesmo trator apresenta diversas bitolas para possibilitar o trfego nas entrelinhas da cultura e adequar o trator para o acoplamento de mquinas e implementos.

Figura 14. Localizao da bitola de tratores agrcolas.

Instrumentos de fcil leitura com presena de tacmetro e hormetro O tacmetro indica a rotao de trabalho do motor e o hormetro as horas trabalhadas para controle das manutenes. A Figura 15 ilustra os componentes bsicos do painel de um trator agrcola.

Figura 15. Componentes bsicos do painel de um trator agrcola. A-TDP; B-Restrio de ar; C-Luz alta; D-Hormetro; E- Bateria; G-Presso do leo; H-Termmetro; I-Tacmetro; J-Combustvel; K-piscapisca. Assento com regulagens e cinto de segurana O assento dos tratores deve apresentar regulagens para permitir ajustes dos controles ao operador e cinto de segurana para proteger o operador em caso de acidentes (Figura 16).

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Figura 16. Assento de um trator agrcola. Presena de estribos e alas As alas e os estribos so necessrios para facilitar a subida e descida do operador evitando acidentes (Figura 17).

Ala

Estribo

Estribo

Figura 17. Localizao das alas e estribos nos tratores agrcolas. Os tratores agrcolas de modo geral devem possibilitar condies de atender as necessidades de potncia para aplicaes freqentes na atividade agrcola (Figura 18), tais como: trabalhos com a TDP, transporte de produtos, preparo do solo, plantio e pulverizao.

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Plantio

Pulverizao

Figura 18. Exemplos de aplicaes freqentes de tratores na atividade agrcola. BIBLIOGRAFIA COUTO, J.L.V. & MONTALVO, M.F.M. Riscos no uso do trator agrcola. Disponvel em: http://www.ufrrj.br/institutos/it/de/acidentes/trator.htm. Acesso em: 28 ago. 2006. BARGER E.L.; LILJEDAHL, J.B.; CARLETON, W.M.; McKIBBEN, E.G. Tratores e seus motores. 1.ed. Rio de Janeiro: USAID, 1966. 398 p. PROTON. Tratores Agrcolas STA 160. Disponvel em: http://www.protonprimus.com.br/. Acesso em: 29 ago. 2006. MIALHE, L.G. Mquinas motoras na agricultura. Vol. II. So Paulo: EDUSP, 1980. 367 p.

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