DINÁMICA DE LOS TRACTORES

• Es el “estudio del tractor mientras realiza tracción” y se establece a través del análisis de los “momentos” (producto entre fuerza y distancia) entre suelo y sus ejes.

AUMENTAR EL TIRO• Tiro: fuerza lineal en la barra de tiro

• Los momentos a considerar son:

• Rt * X1 (reacción trasera del suelo * batalla del tractor), en sentido horario.

• Q1 * X1 (peso en el eje trasero * batalla) en sentido antihorario.

• Tv * (a+X1) [componente vertical del tiro * (largo de la barra de tiro + batalla)] en sentido antihorario.

• Th * h (componente horizontal del tiro * altura de la barra de tiro) en sentido antihorario.

)*()(*)*(* 1111 hTXaTXQXR hvt

111

)*()*(

X

hT

X

aTTQR hvvt

El peso dinámico (Rt) (QA)

• Es DIRECTAMENTE proporcional

• al peso estático Q1

• al tiro (Tv y Th)

• al largo de la barra de tiro (a)• a la altura de la barra de tiro (h).

• Es INDIRECTAMENTE proporcional a la batalla (X1).

TRANSFERENCIA DE PESO

TRANSFERENCIA DE PESO

• Los momentos a considerar son:

• W= peso total del tractor• Xcg= distancia horizontal respecto al eje

• Tiene sentido “horario”

XcgW *

TRANSFERENCIA DE PESO• Cuando hay tiro (arrastra un implemento) aparecen

dos momentos

• Rd reacción delantera. b batalla del tractor• T tiro. Zt altura de la línea de tiro al suelo

• Tienen sentido “anti horario”

)*()*( ZtTybRd

• En equilibrio la sumatoria de momentos es cero

• Despejando la reacción delantera

• Cuando el tiro sea cero

XcgWZtTbRd ***

b

ZtTXcgWRd

**

• Cuando el tiro sea cero la Rdo será

• La diferencia entre ambas reacciones del suelo será la “transferencia de peso” (TP) desde el eje delantero

b

XcgWRd

*

b

ZtTTP

*

TRANSFERENCIA DE PESO

• Es directamente proporcional al tiro que se realiza en la barra de tiro y a la altura de la línea de tiro respecto al suelo.

• Es indirectamente proporcional a la batalla del tractor.

LA SEGURIDAD DURANTE EL USO DE

LOS TRACTORES

La seguridad durante el uso de los tractores, exige conocer la ubicación de su centro de gravedad (es decir sus coordenadas), pues con ellas se determinarán los denominados ángulos límites de vuelco.

Las coordenadas se refieren al centro de apoyo del eje trasero en el suelo.

• X G = A * l

• P

• ¿La distancia “horizontal” del CG es función de qué?

¿Cuándo será más fácil volcar?

l

yGH

O'

O

R

B

Q

N

P

xG

r

R-r

A

•YG = función de alfa + R

ÁNGULO LÍMITE LONGITUDINAL

l

O

R

B

Px

G

r

A

BB

AA

T

N

N

T

y

G

ÁNGULO LÍMITE LONGITUDINAL

ÁNGULO LÍMITE TRANSVERSAL

B

b

P

A

yG

O

ÁNGULO LÍMITE TRANSVERSAL

Gy•2

trochade Ancho

Gy

btg

El valor mínimo permisible de β en el instante de comienzo del vuelco debe ser de 38º.

DESEMPEÑO DE LOS TRACTORES

- Se pierde un 1 % de potencia cada 100 m sobre el nivel del mar.- A menor velocidad de avance la transmisión debe ser más robusta (más costosa ).- Las altas velocidades generan problemas en la barra de tiro. La potencia (P) es igual a F * V, esto parece indicar que si se dobla la velocidad se doblará la potencia requerida. Pero el tiro también aumenta con la velocidad.- Las altas velocidades son más peligrosas y requieren mayor habilidad y concentración del operario

Equiparar el tamaño del tractor con el del implemento es asegurar la operación del implemento con la velocidad adecuada para conseguir la mayor calidad de labor y disminuir el costo de energía (combustible) sin sacrificar seguridad y confort.

Un tractor grande tiene menor costo de adquisición por CV.

Pero no necesariamente menor costo por Ha debido a:- mayores costos fijos (seguros, amortización etc)- mayores tiempos ociosos (tiempo no trabajado)- muy baja eficiencia en tareas con implementos no equiparados a su tamaño

• El peso sobre el eje trasero determina la potencia disponible en la barra de tiro, ya que el tiro (o fuerza) realizado es un % de ese peso.

• Toda la potencia será usada, sólo si el peso es el suficiente como para NO producir un alto patinamiento (de lo contrario hay que aumentar la velocidad).

• La potencia disponible en la barra de tiro cae en suelos blandos o húmedos

Para un neumático dado, la longitud de contacto se relaciona a la presión de inflado. Disminuyendo la presión de inflado del neumático generalmente aumenta el área de contacto del neumático lo que permite que se desarrolle más fuerza de corte en el área de contacto para un patinamiento dado.

• Brixius (1975) dice que: por debajo del 5 % de patinamiento, una gran parte de la potencia generada es gastada en la autopropulsión (vencer la resistencia a la rodadura) y un patinamiento superior al 20 % constituye per se una gran pérdida de potencia.

• Brixius, W W (1975) Traction prediction equations for wheeled vehicles. Center Technical Deere and Company. Moline Illinois 23 pp.

• Burt y Bailey (1982) estudiaron un neumático radial 28.8 R-38 para determinar el desempeño en tracción con distintos niveles de carga y presión de inflado. Los suelos en el ensayo fueron arcillosos con dos superficies: compactada y suelta. Los investigadores concluyeron que la eficiencia de tracción puede mejorarse con la selección apropiada de la carga y la presión de inflado de los neumáticos.BURT, E.C.; BAILEY, A.C. Load and inflation pressure effects on tires. Transactions of the ASAE, St. Joseph, Vol.25, Nº.4, pp:881-884, 1982.

• Zambori (1967) estudió en un tractor de tracción simple, el efecto de las cargas en los ejes y de la presión de inflado en los neumáticos sobre la fuerza de tiro en la barra de tracción en tierras arenosas. Para la presión de inflado de 78 kPa, fueron aplicadas en el eje trasero las cargas estáticas de 8,2; 10,5; 12,8; 15,0 y 17,9 kN y para una carga estática de 7,06 kN, los neumáticos fueron inflados con 19,6; 39,8; 58,8; 78,4 y 98,0 kPa de presión. El investigador concluyó en que para los tractores de tracción simple, cuando la presión de inflado se mantuvo constante, los lastres (aumento de la carga estática) beneficiaron la fuerza de tracción. Sin embargo, el aumento de la presión de inflado manteniendo la carga constante, provocó una disminución en la fuerza de tracción..

ESTUDIO DINÁMICO DEL TRACTOR

Los vuelcos (roll over) se producen porque el centro de gravedad es desplazado fuera de la “base de

estabilidad”

Los vuelcos se producen por• a) trabajar demasiado cerca de una

pendiente o inclinación del terreno• b) demasiada velocidad en una curva• c) llevar el tractor con una carga en

posición elevada• d) frenado desigual cuando se avanza

a alta velocidad• e) perder el control por exceso de

carga en la barra de tiro.• f) falta “de peso” en el eje delantero

Mecanismos que ayudan a prevenir el vuelco o sus consecuencias

1. el llamado “till meter” actúa como un nivel pero indica en grados el ángulo formado con respecto a la superficie sobre la que se transita.

2. las estructuras de protección al vuelco llamadas “rops”, NO OPERE UN TRACTOR SIN ROPS (roll over protective structures). Los hay de dos postes o de cuatro postes

3. cabinas propiamente dichas

4. cinturones de seguridad, evitan que el tractorista caiga fuera del área de protección del rops (es imprescindible su uso en tractores con ROPS).