TEMA 9 - Sistemas DE Enganche Y DE Transmision DE Energia PDF

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APUNTES DE CLASE...

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Tema 9. Sistemas de enganche y de transmisión de energía 9.1 Tipos de enganche 9.2. Elevador hidráulico 9.3. Controles hidráulicos del enganche de tres puntos 9.4. Sistema hidráulico 9.5. Toma de fuerza

9.1 Tipos de enganche Los aperos pueden ir arrastrados por el tractor o estar semisupendidos o suspendidos en el mismo. En el primer caso se realiza el enganche en un punto y en los dos últimos casos mediante el enganche de tres puntos que es controlado por el sistema hidráulico del tractor.

9.1.1. Barra de tiro Para acoplar al tractor los aperos agrícolas arrastrados se emplea la barra de tiro. El enganche en un punto o en la barra de tiro tiene forma de trompeta y puede estar fijo o ser regulable en altura.

Figura 1. Barra de tiro en la parte inferior de un tractor.

9.1.2. Enganche de tres puntos La ventaja del enganche de tres puntos en relación al enganche simple es que se forma una unidad tractor-apero que puede ser considerada como una verdadera máquina automotriz. El enganche de tres puntos está normalizado (norma ISO 730), lo cual es necesario para que el acoplamiento de los diversos aperos en tractores de tamaño similar se realice sin dificultad.

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Figura 2. Enganche tripuntal de un tractor.

En general hay que distinguir un punto de enganche (unión articulada entre una barra y el apero) de un punto de apoyo (unión articulada entre una barra y el tractor). Mediante un cilindro hidráulico de simple efecto se establece un potente par en el eje que une las dos palancas de elevación, que a su vez actúan sobre los brazos inferiores a través de los correspondientes tirantes de elevación. Si el peso en vacío del eje delantero es A0 y la batalla del tractor L, la máxima fuerza de elevación no debe superar el valor:

Fmax =

A0 ·L ∆+i

El valor normal de ∆ para los tractores de Categorías 2 y 3 es de 100-200 mm. El elevador hidráulico debe ser suficientemente potente para poderse elevar totalmente en un tiempo breve (por ejemplo en 1.5-2.5 segundos). Un índice de esta capacidad de trabajo hidráulico del tractor es el producto de la presión de trabajo por el volumen del cilindro. La presión de trabajo es del orden de 175-180 bar y el volumen del cilindro es de alrededor de 0.8 l para los tractores pequeños, de 1 a 1.3 l para tractores medianos y de 1.6 a 2.2 l para los tractores grandes. 2

9.1.3. Enganches rápidos Los enganches rápidos son unos dispositivos que permiten realizar el enganche de tres puntos sin necesidad de que el tractorista descienda del tractor. Existen fundamentalmente dos tipos de enganches rápidos: A) Tipo europeo: un triángulo de tubo cuadrado montado en el enganche de tres puntos del tractor que se introduce en un bastidor en forma de "V" invertida montado en el apero. B) Tipo americano (según norma ASAE): un bastidor con tres ganchos que sujetan la máquina a acoplar.

Figura 3. Enganche rápido tipo americano.

9.2. Elevador hidráulico Para acoplar al tractor los aperos agrícolas suspendidos y semisuspendidos se emplea el elevador hidráulico. El elevador hidráulico baja el apero a la posición de trabajo y lo levanta a la posición de transporte, facilitando la maniobrabilidad, aumentando la carga sobre las ruedas motrices, y facilitando el transporte de aperos. Tiene dos partes, el enganche a los tres puntos y el equipo hidráulico. El enganche a los tres puntos se compone de: -

dos brazos de tiro rígidos unidos al tractor mediante rótulas y con el enganche del apero en el otro extremo.

-

una barra extensible denominada tercer punto, con un tubo central con dos tuercas con pasos opuestos.

-

dos brazos de levantamiento muy robustos, sobre los que actúa el pistón del elevador. 3

-

dos tensores de levantamiento que pueden alargarse o acortarse mediante los cuales se unen los brazos de levantamiento con los de tiro.

-

dos tensores laterales situados desde los brazos de tiro al bastidor del tractor que tienen por misión evitar desplazamientos laterales de los aperos enganchados.

Los enganches a los tres puntos se clasifican en tres tipos según el esfuerzo que realiza el tractor. Se clasifican en: Tipo I: Permiten un esfuerzo de elevación menor o igual a 11270 N. Tipo II: Permiten un esfuerzo de elevación entre 11270 N y 24990 N. Tipo III: Permiten un esfuerzo de elevación mayor de 24990 N. Al alcance del tractorista se sitúan dos palancas, la palanca principal de mando, para hacer subir o bajar los aperos, y la palanca de control de carga y profundidad, que actúa sobre una varilla que une el sensor del control de carga con el distribuidor. 9.3. Controles hidráulicos del enganche de tres puntos El sistema hidráulico tiene posibilidad de responder a varios controles del enganche de tres puntos que pueden darse conjuntamente en un mismo elevador hidráulico.

9.3.1. Control de carga Mediante este control se hace que la resistencia que el apero ofrece al avance del tractor sea siempre constante. El arado, profundizará poco en terrenos duros y mucho en terrenos blandos, realizando una labor desigual en un terreno heterogéneo en cuanto a su constitución.

Figura 4. Control de carga en el elevador hidraulico.

Este control presenta la ventaja de que la potencia del tractor se aprovecha al máximo, y que éste trabajará sin sufrir oscilaciones ni cambios bruscos. Actúa normalmente a través del tercer

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punto de enganche, mediante presión sobre un palpador de la caja de válvulas, aunque existen múltiples variantes constructivas.

9.3.2. Control de posición y profundidad Se regula la posición del apero con relación al tractor, por ejemplo mediante una leva en el eje de elevación. Mediante este control se consigue únicamente una buena uniformidad en la profundidad de la labor en terrenos poco ondulados.

Figura 5. Control de profundidad del enganche tripuntal.

Se consigue una labor de profundidad constante mediante una rueda palpadora en conexión con el sistema hidráulico.

9.3.3. Control mixto Viene a ser un control intermedio entre el control de carga y el control de posición, dejando una cierta tolerancia para los valores de la resistencia que ofrece al apero (R ± ϕ ) y de la profundidad de la labor (p ± ρ).

Figura 6. Control mixto de carga y profundidad del enganche tripuntal.

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Este control tiende a ser universalmente empleado en los tractores modernos en cuanto presenta casi totalmente las ventajas de los procedimientos anteriores sin sus inconvenientes.

9.4. Sistema hidráulico La aplicación de la oleohidráulica a los tractores permite tanto la elevación de aperos montados en el enganche en tres puntos, como el accionamiento de máquinas arrastradas y suspendidas a través de las tomas remotas del sistema hidráulico.

Figura 7. Tomas remotas del sistema hidráulico de un tractor.

La ventaja de los sistemas hidráulicos es que se pueden instalar en la forma que se desee e incluso en partes móviles gracias a sus tubos flexibles. Su mayor inconveniente es que son caros y que su rendimiento es bajo en relación a las transmisiones mecánicas o eléctricas.

Figura 8. Accionamiento de maquinaria acoplada al tractor mediante las tomas remotas del hidráulico.

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9.4.1. Elementos del sistema hidráulico El equipo hidráulico del elevador consta de: -

Un depósito de aceite que debe contener un volumen de 2 a 2.5 veces el caudal de la bomba expresado en l/min.

-

Una bomba hidrostática, que aspira el aceite del depósito a través de un filtro y lo impulsa a las tuberías.

-

Una válvula limitadora de presión que regula la presión máxima del aceite en el circuito.

-

Un distribuidor manual del tipo 3/4 (tres posiciones y cuatro vías).

-

Un regulador de caudal para controlar la velocidad de descenso.

-

Un pistón de simple o doble efecto de gran diámetro.

-

Una biela solidaria a los brazos del elevador que recibe la acción del vástago del pistón en el denominado bulón de empuje.

Figura 9. Componentes del sistema hidráulico del tractor.

9.4.2. Tipos de bombas y motores hidráulicos Una bomba hidráulica es un dispositivo capaz de convertir la energía mecánica en energía hidráulica. 7

Una bomba hidráulica, necesita provocar un desplazamiento positivo del líquido en contra de la presión, produciendo el movimiento de un caudal de líquido. La presión surge por la resistencia ofrecida a la circulación del caudal de líquido. Un motor hidráulico, por el contrario, transforma la energía hidráulica en energía mecánica. El rendimiento de una bomba η b viene dado por el cociente entre la potencia hidráulica producida y la potencia mecánica absorbida:

ηb =

3 P (Pa )·q( m / s) M (N ·m )·ω (rad / s )

El rendimiento del motor η m representa el cociente entre la potencia mecánica producida y la potencia absorbida:

ηm =

M( N·m)·ω ( rad / s) P (Pa )·q (m 3 / s )

En ambos casos estos rendimientos oscilan entre 75 y 90%.

9.5. Toma de fuerza La toma de fuerza es un eje, estriado en un extremo, accionado por el motor y destinado a dar movimiento a determinado tipo de máquinas acopladas al tractor. Actualmente algunos tractores disponen de toma de fuerza y tripuntal delanteros para accionamiento de maquinas acopladas por delante del tractor.

Figura 10. Tomas de fuerza delantera y trasera.

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El accionamiento puede ser: - Del intermediario de la caja de cambios y por tanto se desconecta al desembragar. - Del secundario de la caja de cambios y por tanto sincronizada con la velocidad del tractor. - Del motor o independiente con un embrague propio o con un embrague de doble disco.

Figura 11. Toma de fuerza accionada independientemente desde el motor con un embrague propio.

Sus dimensiones están normalizadas, son: Tipo

Velocidad de giro

Nº acanaladuras

Ntdf a la velocidad nominal del motor (kW)

1

540

6

Menos de 48

2

1 000

21

48 ÷ 92

3

1 000

20

Menos de 185

Para el acoplamiento de maquinaria a la toma de fuerza (t.d.f.) es necesario utilizar un árbol de transmisión cardámico que permite que el eje de la máquina no esté alineado con la t.d.f.

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Figura 12. Árbol de transmisión cardámico para acoplamiento de maquinaria a la toma de fuerza.

Figura 13. Acoplamiento de maquinaria a la toma de fuerza del tractor a través de un árbol de transmisión cardámico.

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