2.4 FUNDAMENTOS DE LA AGRUPACIN RACIONAL Y DE LA ELECCIN DE LOS REGMENES DE TRABAJO DE LOS CONJUNTOS. 2.4.1 Principales exigencias durante la integracin de los agregados. La utilizacin altamente productiva del agregado tractor-implemento y la buena calidad agrotcnica de los trabajos, se logran cuando se cumple la condicin de que el tractor y el implemento que forman el conjunto, logren altos ndices de explotacin. Los principales ndices de explotacin de los agregados son:

1. Los ndices que califican la calidad del trabajo realizado: son especficos para cada operacin agrcola.

2. El rendimiento o productividad del trabajo, la profundidad de trabajo, el ancho de trabajo y la velocidad de movimiento permisible para garantizar la calidad del trabajo.

3. La fuerza de traccin y la potencia de traccin que se requieren para el trabajo de los implementos, el consumo de combustible y lubricantes por unidad de superficie trabajada o por unidad de producto obtenido.

4. El nmero de operadores que se requieren, la comodidad y seguridad durante el trabajo, la facilidad y comodidad de regulacin, calibracin o puesta a punto y de las operaciones de mantenimiento y reparacin.

5. La fiabilidad tcnica del conjunto y la vida til de sus principales piezas y mecanismos.

6. Los costos de tenencia y operacin de los conjuntos. *

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En la composicin o agrupamiento de los agregados tractor-implemento, se pueden seguir las siguientes etapas:

1. Se establecen los requisitos agrotcnicos que el agregado debe cumplir (profundidad de trabajo, grado de incorporacin de residuos, densidad y profundidad de siembra, prdidas permisibles de grano, etc.).

2. Se elige el tipo de tractor que conformar al agregado.

3. Se elige el tipo de implemento que lo acompaar en ste.

4. Se determina el tamao ptimo del implemento en funcin de su resistencia traccional y del rgimen de velocidad requerido para un trabajo de calidad, de conformidad con las caractersticas del tractor.

5. Se determina la composicin ms racional posible del agregado.

6. Se determinan los ndices energticos que califican la correcta agregacin.

*2.4.2 Resistencia traccional y potencia requerida para el trabajo de los implementos.

La magnitud de la resistencia traccional de los implementos depende de muchos factores: del peso del implemento, de la estructura de su sistema de rodaje, del tipo de rgano de trabajo, del tipo y cantidad de mecanismos que intervienen en la transmisin de la potencia desde el tractor hasta los rganos de trabajo del implemento, del ancho de trabajo, del estado tcnico del implemento, del estado o propiedades del material que se trabaja (suelo, cultivo, etc.), del estado del suelo o terreno por donde se tiene que mover el conjunto, de la profundidad de trabajo (labranza del suelo) y del rgimen de velocidad, de la disposicin o ubicacin de los rganos de trabajo del implemento y de su regulacin o ajuste para el trabajo.

De los factores que contribuyen a la resistencia de traccin de un implemento, algunos de ellos son constantes, pero la mayora son variables durante el trabajo. De este modo, la resistencia traccional de un mismo implemento cambia sustancialmente en funcin de su estado tcnico y de las condiciones de trabajo: al trabajar una misma parcela e incluso a lo largo de una carrera de trabajo, los dinamogramas obtenidos sealan oscilaciones considerables de la resistencia traccional.

*Una frmula racional para estimar la resistencia de traccin de los arados fue propuesta por V.P. Goriachkin:

Donde:

Gar -es el peso del arado en el surco, kgf;f -es el coeficiente de resistencia al rodamiento del arado, que depende de las fuerzas de resistencia al rodamiento de las ruedas del arado y del rozamiento de los cuerpos del arado contra el fondo y pared del surco;k -es el coeficiente de deformacin del suelo, kgf/cm2;a -es la profundidad de trabajo del arado, en cm; b -es el ancho de trabajo del implemento, en cm; -es el factor de proporcionalidad que tiene en cuenta la resistencia que surge durante la inversin de la capa de suelo cortada por el arado, kgf . cm2/m4;V -es la velocidad de movimiento durante el trabajo del arado, en m/s.

*La resistencia Traccional del arado se puede representar como:

Siendo: Donde:

R1 -es la suma de las resistencias por rozamiento, friccin y rodamiento que se presentan cuando el arado se mueve por el suelo (rozamiento de los cuerpos del arado con el suelo, fondo y pared del surco, el rozamiento en las masas de las ruedas y la resistencia de stas a la rodadura).

R2 -es la resistencia del suelo a la deformacin que le ocasiona el arado, la cual depende de la seccin transversal de corte y de la resistencia especfica del suelo a la deformacin.

R3 -es la resistencia que surge como resultado de la comunicacin de movimiento (energa cintica) a las partculas de la masa del suelo cortado, durante su volteo o inversin.

*La ecuacin de Goriachkin para determinar la fuerza de traccin de los arados , tiene la categora de ley terica general de resistencia de traccin no solo para los arados, sino tambin para las rastras, cultivadoras, sembradoras y otros implementos. No obstante, estudios posteriores han demostrado que esta frmula no permite hacer un anlisis completo de las componentes de la resistencia traccional y que en la prctica resulta muy difcil determinar los parmetros f, k y .

En el caso ms general, la resistencia traccional de las mquinas e implementos agrcolas, se puede representar por la siguiente ecuacin:

Donde:

Rf -es la resistencia al rodamiento que surge como consecuencia del rozamiento en las masas de las ruedas del implemento, del rozamiento de las ruedas con las paredes del surco y la resistencia al rodamiento de las ruedas;R -es la resistencia que surge como resultado del rozamiento o friccin en el deslizamiento de las superficies de los rganos de trabajo de los implementos contra el medio que se trabaja: el suelo contra la vertedera o los discos del arado, los tallos contra el mecanismo de corte de la cosechadora, las semillas y fertilizantes contra las piezas de las mquinas de siembra y fertilizacin, etc.Rd -es la resistencia a la deformacin del medio sobre el que actan los rganos de trabajo del implemento: suelo, cultivos, fertilizantes.R -es la resistencia que surge a consecuencia de la comunicacin de movimiento o energa cintica a las partculas del material sobre el que actan los rganos de trabajo del implemento: inversin del prisma de suelo, lanzamiento del forraje, recoleccin del cultivo, etc. Rr -es la resistencia provocada por el rozamiento o prdidas mecnicas en la transmisin del movimiento entre los mecanismos del implemento.

*En los implementos de labranza del suelo, la resistencia Rd debida a la deformacin del suelo, puede significar de un 40 a un 70% de la resistencia total de traccin, mientras que para las sembradoras y plantadoras este factor contribuye con un 23 a 40% de la resistencia total y en el caso de rastras de dientes y cultivadores, este factor significa de un 33 a un 34% de la resistencia total.

Por otra parte, el factor Rf de resistencia al rodamiento de los implementos de labranza del suelo es de un 7 a un 20%; no obstante, en el caso de sembradoras y plantadoras este factor puede constituir de un 43 a un 63% de la resistencia total y en el caso de las cosechadoras acopladas a la barra de traccin del tractor, este solo factor puede contribuir hasta con un 97% de la resistencia total del equipo.

Ms que conocer o determinar los componentes o factores individuales de la resistencia total de traccin de los implementos, en la prctica es ms cmodo determinar la resistencia total de traccin mediante las resistencias especficas de traccin.

Se denomina resistencia especfica de traccin, a la resistencia de traccin por unidad de ancho de trabajo del implemento.

*Con excepcin de los arados, la resistencia especfica de todos los implementos km (kgf/m) se determina dividiendo la resistencia de traccin total del implemento por su ancho de trabajo b (m), es decir:

En el caso de los arados, la resistencia especfica kar (kgf/cm2 kgf/m2) se determina al dividir la resistencia traccional durante el trabajo del arado Rar (kgf), entre la superficie de la seccin transversal de corte ab (cm2 m2), es decir:

La resistencia especfica de traccin de los distintos implementos vara considerablemente en funcin de las condiciones de trabajo, del material sobre el que se acta, etc. Por ello, siempre ser ms deseable realizar la agrupacin del sistema tractor-implemento, sobre la base de la medicin de las resistencias especficas de traccin de los implementos, obtenidas mediante dinammetros de traccin (dinamogramas), en las condiciones concretas de trabajo. No obstante, cuando este procedimiento no es factible, en la actualidad existen diversas fuentes que proporcionan los datos de las resistencias especficas de traccin de los diversos implementos y en los que se indican las condiciones experimentales en las que stas fueron determinadas. Durante el proceso de agregacin tractor-implemento, al utilizar los datos de las fuentes disponibles, es preciso comprobar que las condiciones en las que fueron determinadas las resistencias especficas sean las mismas o semejantes a las que se tienen en la realidad en que trabajar el agregado que se proyecta conformar e integrar.

*Ejemplo: Determine la RESISTENCIA DE TRACCIN de un arado de vertederas de 1 m de ancho de corte, para trabajar sobre un suelo de textura arcillosa a una profundidad de 30 cm, que se preve trabajar a una velocidad de 6 km/h.

Solucin: Utilizando la expresin que propone la ASAE para un suelo arcilloso del sur de Texas, se puede determinar la resistencia especfica de un arado de vertederas:

Sustituyendo los datos proporcionados, se tiene:

Realizando el clculo de la resistencia de traccin mediante la expresin:

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*DINAMMETRO PARA MEDIR LA RESISTENCIA DE TRACCIN DE IMPLEMENTOS DE ENGANCHE EN UN PUNTO: BARRA DE TRACCIN.

*DINAMMETRO PARA MEDIR EL TORQUE Y LA FRECUENCIA DE ROTACIN DE IMPLEMENTOS ACCIONADOS POR LA TOMA DE FUERZA DEL TRACTOR.

*DINAMMETRO PARA MEDIR LA RESISTENCIA DE TRACCIN DE IMPLEMENTOS DE ENGANCHE EN LOS TRES PUNTOS DEL SISTEMA HIDRULICO DEL TRACTOR.

*DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA DE TRACCIN DE UN MULTIARADO

*CARCTER DEL CAMBIO DE LAS RESISTENCIAS TRACCIONALES DE LAS MAQUINAS.

La resistencia traccional de las mquinas calculada por las anteriores metodologas (Goriachkin, ASAE), se puede considerar como promedio para cierta gama de condiciones, pero de ningn modo, calificarla como la resistencia real en un momento de trabajo determinado.

Al agrupar y elegir los regmenes de velocidad de los conjuntos de tractores y mquinas es necesario tener en cuenta el carcter y magnitud de las oscilaciones o variaciones de la resistencia de traccin de los implementos agrcolas.

La magnitud de la reserva de la fuerza de traccin del tractor depende del grado de irregularidad de la resistencia traccional n, de tal modo que a mayor valor de n, durante la agregacin se demandar mayor reserva de la fuerza de traccin.Rm-Valor medio de la Resistencia Traccional en las condiciones dadas.Rmx y Rmn - Valores mximo y mnimo de la resistencia de la mquina en las condiciones dadas.

Algunos valores de n para distintos implementos, son:

Arados - n = 0.20-0.60 Rastras - n = 0.06-0.20Cultivadores - n = 0.20-0.50Sembradoras- n = 0.06-0.30

*Labranza;Cultivo;Rastreo;Siembra.DINAMOGRAMASLa resistencia de traccin de todos los implementos durante el trabajo de campo en distintas condiciones y estado del suelo, tambin cambia. Nunca permanece constante.

*POTENCIA REQUERIDA PARA EL TRABAJO DE LOS IMPLEMENTOS.

Si se conoce la resistencia total traccional Rm (kgf), la potencia de traccin (potencia lineal), requerida para el trabajo de la mquina, Nm (CV) es:

vtr -velocidad de traslacin durante el trabajo de la mquina, en km/h.km -resistencia especfica del implemento, kgf/m.b -ancho de trabajo del implemento, m.

Si el accionamiento de las mquinas se realiza a travs de la toma de fuerza, la potencia requerida por la mquina es:

Rm -fuerza que se requiere para superar la resistencia traccional de la mquina (kgf).NATF-potencia rotativa que se necesita para el accionamiento de los rganos de trabajo de las mquinas, CV

Si las mquinas son estacionarias, la potencia requerida Nm es (CV):Mr -Momento de resistencia en el eje propulsor de la mquina, en kgf m.n -Frecuencia de rotacin del eje de la toma de fuerza del tractor, r/min.

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