2018-09-02

Tractor, órganos de transmisión de potencia (5)

Los mecanismos y conjuntos utilizados para aprovechar la potencia del tractor son:
1.    Barra de tiro.
2.    Gancho para acoplados.
3.    Toma de potencia. (Polea).
4.    Sistema hidráulico.
4.1  Cilindro de control remoto.
4.2  Acoplamiento de tres puntos.
4.3  Elementos para mover cargas frontales o posteriores: pala frontal, hoja espejo,
       retroexcavadora.

La polea es un órgano para transmitir potencia,  que pertenece más bien al pasado y que ha sido reemplazado por la toma de potencia.


1. Barra de tiro

Suele ofrecer tres regulaciones: en longitud, en altura y el ángulo en el plano horizontal que forma con la dirección de avance del tractor. Ello depende del enganche de la máquina y los detalles se verán en cada caso. Sus dimensiones están normalizadas a fin de facilitar el enganche de equipos de diferentes marcas.




Referencias: 1) perno de anclaje de la barra al tractor. En este punto puede encontrarse el centro de potencia del tractor. 2) perno de la boca de enganche;. L) longitud de la barra medida desde la boca de enganche al eje del rodado posterior; H) altura de la barra, se mide desde el suelo hasta el plano donde se apoya la lanza de tiro de las máquinas que se enganchan.
Barra de tiro con travesaño tipo "banana".


Permite enganchar de manera correcta rastras de tiro excéntrico, arados rastra y máquinas que se equilibraban con tiro oblicuo. En la etiqueta de labranza, enganche de rastras de tiro excéntrico se puede ver este tipo de enganches oblicuos,








2. Gancho para acoplados
Anclado al tractor a mayor altura que la barra de tiro. Es para arrastrar elementos livianos, como acoplados livianos. Su posición, a mayor altura del eje de las ruedas del tractor, si se le requiere un esfuerzo de tiro es grande, puede "volearse" el tractor.
Su boca de enganche es giratoria por seguridad. Si se vuelca el acoplado no se vuelca el tractor. 
Algunos tienen un resorte para amortiguar el arranque desde la posición estática.






















3. Toma de potencia
La toma de potencia  es un árbol estriado de características estandarizadas por normas internacionales, utilizado para la transmisión de potencia a otras máquinas. Se ubica en la parte posterior o anterior del tractor, y como se detallara, es utilizado para dar potencia (movimiento y cupla) a las máquinas con mecanismos rotatorios tales como segadoras de forraje, bombas diversas, fertilizadoras, rotoenfardadoras, desmalezadoras. 

Movimiento a la toma de potencia
De acuerdo al lugar de la transmisión desde donde toma movimiento la toma de potencia, es de distinto tipo: A) Toma de potencia continua; B) semiindependiente y C) totalmente independiente. 


Figura: Tipos de toma de potencia según su fuente de movimiento de la toma de potencia.



A) Toma de potencia continua, toma movimiento del mismo disco de embrague de la trasmisión, con lo cual para acoplar y desacoplar la toma de potencia se detiene el avance del tractor. 
B) Toma de potencia semi independiente cuando el embrague ofrece dos discos, uno para la transmisión del tractor y el otro para la toma de potencia. El pedal de embrague tiene dos posiciones para el desacople, a media carrera de pedal se desacopla el disco de la transmisión, pisado a fondo se desacopla también el de la toma de potencia. Esta configuración permite detener el avance del tractor con la toma en funcionamiento, de manera que se puede desatorar por ejemplo una enfardadora.
C) Toma de potencia independiente, tiene un embrague propio distinto del de la transmisión del tractor, equipamiento que permite detener o accionar la toma independientemente del estado del tractor respecto de su movimiento. Cuando se opera con una máquina accionada por la toma de potencia es conveniente que ésta se halle equipada con embrague independiente de las marchas, con lo cual hará más eficiente el trabajo. Tal es el caso de las pulverizadoras, fertilizadoras, enfardadoras, segadoras y desmalezadoras.

Toma de potencia según la norma:
Inicialmente, es decir cuando apareció la toma de potencia y luego se normalizó en el año 1927 por ASAE, la misma ofrecía sólo el régimen de 540 r.p.m. Con este dato todo fabricante o usuario sabía que la toma de potencia de su tractor funcionaba a ese régimen. Luego,  los modelos que fueron apareciendo en el mercado, no sólo ofrecían más potencia sino motores más rápidos. Entonces para mantener los 540 rpm era necesario reducir más el régimen que entregaba el motor, y con la mayor reducción se incrementaban las pérdidas de potencia, haciendo a las máquinas menos eficientes. La manera de resolver ese problema fue introducir tomas de potencia más rápidas, y entonces aparecieron  las de 1.000 rpm. Y fue necesario diferenciar los árboles a fin de evitar errores graves en el uso.



Así aparecieron las normalizaciones a fin de que diferentes modelos y marcas de tractores puedan utilizarse con diferentes máquinas.

Entonces, las tomas de potencia se clasifican de acuerdo a norma en: La cantidad y tipo de estrías evita que por error, se conecte una máquina diseñada para trabajar en un régimen que no corresponde, lo cual puede causar daños graves en el equipo.

Asimismo, algunos modelos de tractor ofrecen el régimen normalizado de la toma de potencia a un régimen de motor menor al nominal, con lo cual ahorran combustible. Ello es posible debido a que en la mayoría de los casos la toma de potencia no demanda la totalidad de la potencia máxima del tractor. Una excepción que confirma esta regla son los tractores que trabajan con pulverizadoras en montes (frutales u otros). Estas pulverizadoras con turbina, demandan más potencia al tractor a través de la toma de potencia que las demás máquinas que suelen utilizarse en este tipo de producción. 

Asimismo existen modelos en los que la toma de potencia alcanza su régimen normalizado al 75% del régimen nominal del motor, se denominan toma de potencia económica, debido a su reducido consumo de gasoil.  

Otra toma de potencia es la que toma movimiento desde la salida de la caja de cambios y antes del diferencial. Su régimen es proporcional el régimen de giro de las ruedas, por ello se la denomina toma de potencia proporcional al avance  o sincronizada con el cambio, y es de utilidad para dar movimiento a las ruedas de algunos acoplados.
Es frecuente que en un modelo se presenten varias alternativas de accionamiento de toma de potencia y el operador selecciona con una palanca o un pulsador de acuerdo a la operación que acomete.





Árbol de toma de potencia de 540 rpm. 6 estrías grandes



Toma de potencia de 1.000 rpm 21 estrías pequeñas

Unión cardánica, árbol cardánico, junta cardánica: (en relación a la toma de potencia)
Es un mecanismo de unión que se usa con la toma de potencia: para accionar una bomba de pulverizadora, o una segadora de forraje, una fertilizadora.
Lo importante: transmite movimiento sin oscilaciones de régimen con desviaciones angulares.









Cada extremo del cardan esta integrado por una cruceta con dos horquillas.
Utilidad de los cardanes dobles

La toma de potencia reemplazó a la polea. 


4. Sistema hidráulico

Los sistemas hidráulicos ganaron alto protagonismo en las máquinas agrícolas a partir de 1929. 
En la actualidad el SH es sumamente importante para la elección de un tractor. De acuerdo a que máquina trabajará con el tractor, los "utilizadores" serán distintos.
Si la máquina es de arrastre, los utilizadores son los cilindros  hidráulicos de control remoto.
Si la máquina utiliza motores hidráulicos, entre los utilizadores habrá motores hidráulicos.
En ambos casos el tractor tiene una parte des sistema hidráulico (depósito de fluido o aceite hidráulico, bomba de hidráulico, filtro de aceite, válvulas de comando, bocas de acople o sencillamente acoples y tuberías. La máquina enganchada tendrá el los cilindros de control remoto y en algunos casos el los motores hidráulicos .    

1 Bomba de engranajes, 2 bomba de paletas

Según su funcionamiento, el SH de un tractor puede ser de 1)centro abierto y 2) de centro cerrado.
Los de centro abierto, la bomba siempre genera caudal y cuando el utilizador no trabaja, el aceite circula desde depósito y retorna al mismo lugar, a la espera de que la válvula de mano cambie ese recorrido.   
Por ejemplo en el caso de una sembradora de trigo, cuando la máquina pasa de posición de trabajo a transporte, los cilindros reciben aceite desde la bomba y se extienden. Para ello reciben el caudal de aceite desde la bomba, se llenan de aceite y la máquina se levanta. A la inversa, cuando los surcadores se clavan, el aceite fluye desde los cilindros hacia el depósito nuevamente. En tanto una de las dos situaciones permanezca estable, el aceite circulará desde el depósito a los utilizadores y de regreso. 
Si el sistema es de centro cerrado, cuando el aceite no es usado por los utilizadores queda bloqueado en el lugar en el que se encuentra, hasta que la válvula lo libera. Este sistema de centro cerrado es de reacción más rápida que el de centro abierto. Este último es más económico en cuanto a su fabricación por ser más simple.

4.1 Cilindro hidráulico de control remoto
En ambos casos y siempre que la máquina trabaje con cilindros hidráulicos, serán máquinas de arrastre (o tracción libre) y trabajarán con la barra de tiro del tractor apoyadas en sus ruedas.

Los cilindros hidráulicos serán de simple efecto o de doble efecto.



Corte de un cilindro hidráulico de control remoto de doble efecto
Corte de cilindro de doble efecto


Topes para limitar el recorrido del émbolo (a) y topes para bloquear el cilindro para trasporte o para dejarlo en descanso.  








Topes de trabajo (de diferentes medidas) y traba de transporte.

Acoples para cilindros, son cuatro acoples (dos de ellos con los tapones para protegerlos de la suciedad o tierra del ambiente):








Por ejemplo si una sembradora, es accionada por dos cilindros de doble efecto, el tractor deberá tener 4 salidas para dos cilindros hidráulicos. 
Asimismo, será necesario conocer el caudal de la bomba del hidráulico y la presión de trabajo del sistema. El caudal da una idea de la velocidad de respuesta del equipo y su presión de la capacidad de levante en peso (kg). 

Otro dato de interés será el tipo de acople rápido que equipa al tractor y a los extremos de las mangueras que se le acoplarán. Básicamente existen de bola y de cono, fácilmente cambiables pero es mejor saberlo de ante mano.



Los cilindros hidráulicos trabajan con el aceite de la trasmisión. Al desacoplarlos es mejor que contengan poco aceite. 



 Si los cilindros quedan con el aceite al momento del desacople, la trasmisión del tractor habrá perdido parte de su aceite. Es mejor evitar esta situación


Cilindros hidráulicos en una rotoenfardora













4.2 Acoplamiento de tres puntos (Descripción orgánica)
Es el otro utilizador de SH. 
Sus brazos y otras partes: 
a, b  y c rótulas de acople
1 Brazo largo superior
2 brazos cortos (reciben movimiento del SH)
5 Montantes derecho e izquierdo
6 brazos largos inferiores

Acoplamiento de tres puntos (tres puntos de contacto tractor máquina).
Puntos a, b y c son los puntos de enganche tractor máquina. Orden de enganche: b, c, a.
1 Brazo largo superior (de longitud regulable).
2 Eje que recibe el movimiento hidráulico.
3 Soporte del eje 2.
4 Anclaje del brazo largo superior.
5 Montante que relaciona cada brazo corto con su brazo largo inferior.
6 Brazo largo inferior. 
7. Cadena tensora del brazo largo inferior.


Normalización

El acople de tres puntos trabajando con un cincel en labranza. Observar la torreta del arado donde se acopla el tres puntos del tractor. La normalización permite el acople de máquinas de diferentes marcas. 

Un aspecto que deja ver el buen enganche y uso del tres puntos: el brazo largo superior bajando hacia el tractor.




El sistema de tres puntos esta normalizado a fin de que todo tractor pueda acoplar toda máquina, más allá de marcas y modelos 







Toda máquina para montar en el tres puntos y todo tres puntos, son compatibles en todo el mundo.
Para ello se han normalizado categorías de acuerdo a la potencia del tractor. Cada categoría, ofrece dimensiones específicas.




Video: una desmalezadora montada en el tres puntos del tractor. Con cardan a la toma de fuerza.
La desmalezadora tiene una "torreta de acople para facilitar el acople al tractor.

En este otro video una máquina similar a la anterior solo que más ancha, con lo cual es de arrastre (tirada por la barra de tiro) con un cardan a la toma de potencia del tractor, y otros dos cardanes a  las alas de corte.

En este otro video se ve el tres puntos en el minuto 27 y en el 42. Es una segadora de forraje de barra de corte lateral al tractor.

En este otro video se ve el tres puntos en el minuto 32. Es una segadora de forraje de barra de corte lateral al tractor.


Tres puntos y toma de potencia delanteros.




Componentes del tres puntos: 1 brazos cortos; 2 montante; 3 brazo largo superior; 4 brazo largo inferior


Funcionamiento del tres puntos (Algunos aspectos)







































Observación lateral, permite conocer si el enchanche esta correctamente practicado.





Relacionados con los sistemas hidráulicos
En los capítulos referentes a sembradoras, fertilizadoras, pulverizadoras y otras máquinas  se desarrollarán los puntos referidos al sistema hidráulico del tractor, referido a la máquina que utiliza ese hidráulico, a través de los cilindros hidráulicos de control remoto y sistema de acoplamiento de tres puntos.


El depósito de aceite del SH puede ser independiente, específico, para el sistema hidráulico o bien el mismo hidráulico de la transmisión.
Los conjuntos frenos, dirección y traba del diferencial reciben energía desde un sistema hidráulico para su accionamiento. 

De las bombas para SH
Las bombas utilizadas en los sistemas hidráulicos de los tractores pueden ser a) de engranajes de dientes externos o internosambas de caudal fijo; b) bombas de paletas de caudal fijo o variable; c) bombas de pistones de caudal fijo o variable.


Las de dientes externos son dos ruedas dentadas en una carcasa hermética, que giran en sentido opuesto. 


Las bombas de paletas bombean el líquido dentro de una carcasa en la cual gira un estator que aloja a las paletas libremente


Las bombas de pistones pueden ser de pistones axiales (los pistones están ubicados en la carcasa de bomba en el sentido del eje de la misma), o pistones radiales cuando estos se ubican en el sentido del radio de la carcasa de la bomba.


El caudal de sistema hidráulico expresado en litros / minuto, da una idea de la velocidad de trabajo del equipo, siempre dependiente de la cantidad de utilizadores conectados. La presión del sistema expresa la fuerza de elevación de equipos que el mismo ofrece.


Valores de caudal típicos desde 40 l/min a 200 l/min. Valores de presión típicos  desde 160  bar a  210  bar. 




Las bombas de pistones axiales pueden ser de:
Pistones axiales en línea
Pistones axiales rotativos (eje curvado)
Las de pistones en línea pueden ser desplazamiento fijo a variable. El bloque con los cilindros puede ser fijo o girar con el eje. Una placa en contacto con la cabeza de los pistones controla la salida.
Las bombas de eje curvado usan una caja inclinada respecto del miembro impulsor.
La cabeza de los pistones están conectadas al miembro impulsor el cual es movido por el eje impulsor. Tanto el bloque como el miembro impulsor giran dentro de la carcasa de la bomba. Los pistones están obligados a su movimiento alternativo y al bombeo del aceite, debido a la posición inclinada de la placa.  Son de flujo continuo.
Las bombas de pistones radiales pueden producir altas presiones, volúmenes y velocidades.
Con desplazamiento variable necesario en algunos tractores.
El desgaste puede ser un problema al menos que se haga un mantenimiento adecuado. Logrando la lubricación de sus ajustadas piezas.
Dos diseños:
Bomba de pistón rotativo con  los pistones ubicados en un cilindro rotativo.
Al girar el cilindro los pistones son lanzados contra la carcasa externa. Debido a la posición excéntrica del cilindro, los pistones se desplazan en movimiento alternativo, siguiendo el contorno de la carcasa.










La polea que fue reemplazada por la toma de potencia: en una trilladora estacionaria
Otro ejemplo de polea con un tractor Farmall






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