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TRATORES AGRÍCOLAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTASFACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURALDISCIPLINA DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS
Otoniel G. L. FerreiraOtoniel G. L. FerreiraDER DER -- FAEM FAEM -- UFPelUFPel
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4DEFINIÇÃO:
Máquina autopropelida provida de meios que:
conferem apoio estável sobre uma superfície horizontal e impenetrável
capacitam-no a tracionar, transportar e fornecer potência mecânica para movimentar os órgãos ativos de máquinas e implementos agrícolas
(Mialhe, 1980)
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4FUNÇÕES:
Controlar e transferir potência as máquinas e implementos via barra de tração ou engate de três pontos
Controlar e transferir potência as máquinas através da tomada de potência (TDP) ou de pressão hidráulica
TransporteAtuar como carregador ou descarregador em
pequenas tarefas
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O TRATOR TEM EVOLUIDO...
Sintonia com os avanços da indústria de automóveis e com as mudanças nos sistemas de produção
TENDÊNCIAS DE INOVAÇÃOMaior número de marchasMais de uma rotação na TDPSistema de engate e TDP frontalControle eletrônico de implementosFornecimento de potência elétrica aos implementos
TENDÊNCIA MUNDIAL VENDA DE TRATORES DE MAIOR POTÊNCIA E MAIOR NÚMERO DE FUNÇÕES
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CLASSIFICAÇÃO DOS TRATORES:
QUANTO A APLICAÇÃO:
AGRÍCOLASFLORESTAIS
PORTA-FERRAMENTASDE JARDIMFRUTÍCOLA
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CLASSIFICAÇÃO DOS TRATORES:
QUANTO AO TIPO DE RODADO:
DE PNEUS:DE DUAS RODAS
DE TRÊS RODAS
DE QUATRO RODAS
DE ESTEIRASDE FERRODE BORRACHA
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DE DUAS RODAS motocultivador ou trator de rabiças
Agricultor caminha atrás do implemento Montado com diferentes implementosExecuta mesmas tarefas realizadas por tratores maiores
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DE TRÊS RODAS
Desenvolvido para trabalhos de cultivo em linhas
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DE QUATRO RODAS
O apoio no solo se dá através de quatro rodasTipo mais comum de tratorPode ser 2 RM, 2RM com TDA ou 4 RM
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DE QUATRO RODAS
2 RM e TDAø dos pneus dianteiros inferior aos traseirosMantém o projeto originalTração dianteira pode ser ligada ou desligada
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DE QUATRO RODAS COM 4 RM
4 x 4Tração é sempre exercida pelos dois eixos Quatro rodas de mesmo øDirecionamento articulação do chassi, rodas
dianteiras ou pelas quatro rodas
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DE ESTEIRAS
INDUSTRIALPara movimentação de terra e desmatamento Devido as suas relações de transmissão e peso é
pouco adequado para trabalho agrícola Barra de tração é o único órgão de acoplamento
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DE ESTEIRAS
AGRÍCOLADesenvolvido para trabalhos agrícolasMais leve que o industrialPossui barra de tração, engate de três pontos e TDPEsteira de borracha com bitola variável (modelos
mais modernos)
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TRATOR DE ESTEIRAS DE BORRACHA
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Embreagem
Caixa de câmbio
Motor Transmissão final
Sistema hidráulico
Eixo da TDP
Semi-árvore Barra de tração
Suporte do eixo dianteiro
Sistema de transmissão
Mais: chassi, sistema de direção, rodados, sistema elétrico e comandos
Órgãos e acoplamento e transf. de energia
CONSTITUIÇÃO DOS TRATORES AGRÍCOLAS DE RODAS
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Peculiaridades:Acelerador de pé e de mãoFreio nas rodas traseiras individual ou em conjuntoPainel de instrumentos (tacômetro e horímetro)
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CHASSI CONVENCIONAL
Perfis de aço longitudinais reforçados por perfis transversais nos pontos de maior solicitação, que unem os dois eixos e dão suporte ao motor e a caixa de câmbio
Isola os esforços a que o trator está sujeito dos demais componentes evita avarias
Melhor isolamento das vibrações
E ix otrase iro
T ran sm issão fin a l
C a ix a d e C âm b io
M otor
C h ass i
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TRATOR COM CHASSI CONVENCIONAL
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CHASSI MONOBLOCO:
Bloco do motor e carcaças da caixa de câmbio, transmissão final e das semi-árvores
Inconveniências:
Necessidade de motores com bloco reforçadoProblemas de isolamento das vibrações operadorPossibilidade de rompimento da ligação entre partes
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IMPORTANTE E COMPLEXO 25 – 30 % do custo
FUNÇÔES:
Transmitir a potência gerada no motor às rodas motrizes, TDP, bomba hidráulica e outros mecanismos
Transformar o torque e velocidade do motor em torque e velocidade necessários para a realização de determinado trabalho
Proporcionar o controle, através do acionamento da embreagem e troca de marchas, de mecanismos ligados a TDP e velocidade do trator
SISTEMA DE TRANSMISSÃO
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HIDROMECÂNICA: Associação entre a transmissão mecânica e a hidrostática
HIDROSTÁTICA: O torque é transmitido por um fluido hidraulico permite um número infinito de relações de transmissão entre a mínima e a máxima
TIPOS:
MECÂNICA: Há contato direto entre os mecanismos de transmissão movimento chega até as rodas motrizes de forma escalonada
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24 23
Sistema de transmissão
mecânica
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EMBREAGEM
FUNÇÕES:
Permitir a partida do motor sem o acionamento de nenhum mecanismo de transmissão
Permitir que se coloque o trator em movimento com
transmissão suave e progressiva da potência
Permitir a troca de marchas
Permitir o engrenamento da TDP
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TIPOS:
MONODISCO A SECO: Usada em tratores até 110 cvAcionamento mecânico
MULTIDISCO A BANHO DE ÓLEO:Usada em tratores de maior potênciaDiscos banhados em óleo dissipação do calorPermite a transmissão de torques mais elevadosacionamento hidráulicoMenor manutençãoMaior custo
EXCLUSIVA PARA TDPPermite o acionamento da TDP seja feitoGeralmente múltiplos discos banhados em óleo e
com acionamento hidráulico John Deere
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COMPONENTES DE UMA EMBREAGEM MONODISCO A SECO
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Árvore demanivelas
VolanteMolas de pressão
Pedal
Disco
Árvore primáriaPrensa
Platô
EMBREAGEM MONODISCO A SECO
FUNCIONAMENTO
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A) Disco de fricçãoprincipal B) Disco de fricção secundário
C) Falso volante D) Alavanca de acionamento
E) Volantedo motor
F) Prensa secundária
G) Mola prato
H) Alavanca de acionamentosecundária
EMBREAGEM DUPLA
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FUNÇÕES:Permitir a seleção da velocidade e torque a ser
transmitido as rodas de tração do tratorAlterar o sentido de movimento
NÃO AUMENTA A POTÊNCIA DO MOTOR
ALTERA O TORQUE E A VELOCIDADE
Sempre que se velocidade o torque Velocidade e torque são alterados pala mudança de
marchas e não por meio da aceleração do motorVariações de rotação do motor pequenas diferenças
na velocidade grandes reduções empregadas
CAIXA DE CÂMBIO
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CAIXA DE CÂMBIO
MF275
0
10
20
30
40
n 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 11ª 12ª
Marcha
velo
cida
de k
m.h
-1
12x48x2
Velocidades em função da marcha desenvolvida nas caixas 8 x 2 e 12 x 4 no modelo MF 275 da série 200.
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CAIXA DE CÂMBIO CONVENCIONAL (engrenagens deslizantes)
Para engrenamento é necessário:⇒ Mesma velocidade tangencial dos dentes das duas engrenagens
ou⇒ o par de engrenagens deve estar parado
A
B
C D
EF
GEngrenagem da 1ª
marcha
Engrenagem da 2ª marcha
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CAIXA DE CÂMBIO CONVENCIONAL (engrenamento constante)
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Mecanismo Sincronizador
Equaliza a rotação da engrenagem que vai ser acoplada,
com a rotação da árvore terciária
Troca de marcha se processa suavemente, sem risco de
danificar os mecanismos
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Anel deslizante de comandocom endentado interno (luva deacoplamento)
Anel sincronizadorcônico
Endentamento dasengrenagens
Cone defricção
Árvoresecundária
Árvoreterciária
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MECANISMO SINCRONIZADOR
FUNCIONAMENTO
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Não há mudança de marchas, basta a frenagem de um dos componentes do sistema para que o funcionamento do conjunto seja alterado
CAIXA DE CÂMBIO DE ENGRENAGENS PLANETÁRIAS
Árvore central(motora)
Engrenagemcentral (solar)Engrenagem
satélite
Eixo dossatélites
Porta -satélites
Árvoremovida
Coroa
FUNCIONAMENTO
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As marchas são obtidas por vários sistemas planetários funcionando em conjunto
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SISTEMA POWER SHIFT
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FUNÇÕES:
Transferir o movimento da caixa de câmbio para as rodasMudar a direção do movimento (90°)
a velocidade de giro e aumento de torque (redução 5:1)Diferenciação da rotação nas semi-árvores das rodas
motrizes curvas
PARTES COMPONENTES:
Coroa e pinhãoDiferencialRedução final
TRANSMISSÃO FINAL
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COROA E PINHÃO E DIFERENCIAL
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BLOQUEIO:Impede que as planetárias (ficam unidas) girem com velocidades
diferentes e que as engrenagens satélite tenham movimento de rotação
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REDUÇÃO FINAL
TIPOS :
PAR DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS (VALTRA e CBT)Engrenagem menor ligada a semi-árvore motora =
pinhãoEngrenagem maior ligada a semi-árvore movida
(cubo de roda) = coroa
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SISTEMA PLANETÁRIO (MASSEY, FORD, JOHN DEERE)
Movimento é transmitido por vários pares de dentes
Apresenta menor desgaste
FUNCIONAMENTO
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ÓRGÃOS DE ACOPLAMENTO E TRANSFERENCIA DE ENERGIA
Funções:Transferir forças entre o implemento e o tratorcomandar o movimento e a posição do implemento
em relação ao tratorpermitir o intercâmbio de um implemento por outro
Órgãos de Acoplamento e transferência de energia
Barra de traçãoSistema de engate de 3 pontos (E3P)Tomada de potência (TDP)Sistema hidráulico auxiliar
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ÓRGÃOS DE ACOPLAMENTO E TRANSFERENCIA DE ENERGIA
Barra de tração
Sistema de engate 3 pts
Tomada de potência (TDP)
Sistema hidraulico auxiliar
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TIPOS DE ACOPLAMENTO
Por um ponto De arrastoo implemento é livre para deslocar-se
horizontalmente em torno do ponto de engate (barra de tração)
Por dois pontos Semi-montadoso deslocamento horizontal do implemento é
restringido, mas o deslocamento vertical não acoplamento é feito através dos braços inferiores
Por três pontos Montadoso deslocamento do implemento é restringido tanto
na direção vertical como na horizontal (E3P)
Integral
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ENGATE DE 3 PONTOS
Um dos sistemas mais importantes do trator
ORDEM DE ENGATE:
1°) Ponto de engate inferior esquerdo2°) Ponto de engate superior (3º ponto)3°) Ponto de engate inferior direito
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ENGATE DE 3 PONTOS
Controle automático de posição: correlaciona a posição da alavanca de controle com uma altura de trabalho
Controle automático de tração: correlaciona a posição da alavanca de controle com a profundidade de trabalho a qual o trator estará sujeito profundidade do implemento será alterada pelo sistema hidráulico a fim de que a tração mantenha-se constante
Trajetória doimplemento
Solo fofo
Solo duro
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TOMADA DE POTÊNCIA - TDP
Transfere energia do trator ao implemento
Tipos:
Proporcional rotação proporcional à velocidade de deslocamento do trator
Velocidade constante rotação proporcional à rotação do motor
1.000 rpm21 estrias21 estrias
ø 35 ou 45mm
540 rpm6 estrias6 estriasø 35mm
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SISTEMA HIDRÁULICO AUXILIAR (controle remoto)
⇒ Terminais de Engate Rápido
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OUTROS ACOPLAMENTOS
⇒ Engate de Três Pontos Frontal e TDP Frontal
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RODADOS
São os elementos de interface máquina-solo
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PNEUS
Partes constitutivas de um pneu agrícola de tração:
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TIPOS DE CONSTRUÇÃO DA CARCAÇA:
Carcaça Diagonal
Camadas de material
têxtil (lonas) são dispostas
diagonalmente em relação
ao plano médio da banda
Favorece a rigidez dos
flancos e da banda de
rodagem
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Carcaça Radial
As lonas vão de talão a
talão, formando um ângulo
de 90° com o plano médio
da banda de rodagem.
Os flancos e a banda de
rodagem são mais flexíveis
TIPOS DE CONSTRUÇÃO DA CARCAÇA:
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PNEUS RADIAS X PNEUS DIAGONAIS
☺ Aumento do coeficiente de tração;
☺ Superfície de contato com o solo, 15 a 20% superior, ao diagonal de mesma medida;
☺ Menor resistência ao rolamento;
☺ Possibilidade de utilização de menores pressões internas, para uma mesma carga.
Preço mais elevado
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Tipos de pneus agrícolas:
Pneus para rodas motrizes de tratores e colhedoras.
Indicados para solos inconsistentes, moles e excessivamente úmidos.
São largamente utilizados em operações na lavoura de arroz irrigado.
R - 2
Pneus para rodas motrizes de tratores e colhedoras.
Indicados para trabalhos em solos com boas características de tração.
São os mais usados.
R - 1Tração
CaracterísticasSímbolosClassificação
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Pneus para uso em implementos e carretas.
I - 1Transporte
Pneus para eixos direcionais não tracionados de tratores e colhedoras.
Apresenta um ressalto (raia) ao longo de seu plano médio.
F - 1Direcionais
CaracterísticasSímbolosClassificação
Pneus especialmente desenvolvidos para rodas motrizes de motocultivadores e microtratores.
O desenho de sua banda de rodagem se assemelha ao dos pneus R - 1.
G - 1Tração/Motocultivatores
Tipos de pneus agrícolas:
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Dimensões dos Pneus
⇒ Polegadas: Pneu 18.4R30 R-1
18.4 largura da seção do pneu em polegadas
R indica construção radial da carcaça
(para a construção diagonal é omitida)
30 diâmetro interno do pneu em polegadas
R-1 classificação de uso do pneu (tração)
Tubeless = Não necessita de câmara de ar
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Dimensões dos Pneus
⇒ Métrico: Pneu 650/65 R38 8PR
650 largura da seção do pneu em mm.
65 relação entre a altura e a largura.
A altura corresponde a 65% de sua largura.
R indica a construção radial da carcaça.
38 diâmetro interno do pneu em polegadas.
8PR capacid. carga (Ply rating) do pneu - 8 lonas
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PRESSÃO DE INSUFLAGEM
Pressão de insuflagem ou Pressão Interna
• Carga aplicada sobre o rodado peso próprio do
veículo (trator ou colhedora), considerando-se a
distribuição de pesos entre os eixos, a adição de lastros
sólidos e/ou líquidos, o suporte de máquinas e acessórios
• Quanto maior a carga sobre o rodado maior a pressão de
insuflagem
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• Pressão de insuflagem incorreta fator que mais contribui para avarias e desgaste prematuro dos pneus agrícolas
⇒ Pressões Deficientes:• Causam excessiva flexão da carcaça
• Redução da resistência dos flancos do pneu
• Desgaste irregular da banda de rodagem
• Favorecem o deslizamento do pneu sobre o aro⇒ Excesso de Pressão:• Prejudica o desempenho do trator
• Maior compactação do solo
• Possibilidade de rompimento da carcaçaCorreta
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DISTRIBUIÇÃO DE CARGA NOS EIXOS DO TRATOR
15 8530 702 RM
50 5060 404 x 4
40 6040 60TDA
Operação ( % )
Dianteiro Traseiro
Estático ( % )
Dianteiro Traseiro
Tipo de TraçãoPercentagem do peso total por eixo
Obs.: Valores de referência
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PNEUS DIRECIONAIS
Nota: Números entre parênteses indicam a capacidade de lonas para a qual a carga sublinhada e a pressão de inflação indicadas são as máximas.
VELOCIDADE MÁXIMA 32 km.h-1
Pressão de inflação - kPa (lb.pol-2)
MEDIDADO
PNEU
165(24)
190(28)
220(32)
250(36)
275(40)
305(44)
330(48)
360(52)
385(56)
41(60)
440(64)
470(68)
CARGA POR PNEU EM Kg
6.00-16345 380 415
(4)455 485 515 545
(6)570 600 625 655
(8)675
7.50-16500 555
(4)610 660 705
(6)750 790 830
(8)870 910 945
(10)980
7.50-18540 600
(4)660 715 765
(6)810 855 900
(8)945 985 1025
(10)1065
10.0-16 795 885 965 1050 1120 1195 1270 1345 1420
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PNEUS DE TRAÇÃO
Nota: Números entre parênteses indicam a capacidade de lonas para a qual a carga sublinhada e a pressão de inflação indicadas são as máximas.
VELOCIDADE MÁXIMA 32 km.h-1
MEDIDA Pressão de inflação - kPa (lb.pol-2)
DO 95(14)
110(16)
125(18)
140(20)
150(22)
165(24)
180(26)
190(28)
210(30)
220(32)
PNEU CARGA POR PNEU EM Kg 12.4-28 930 (4)
10051080 1150 1210 (6)
127512.4-36 1050 (4)
11651250 1330 1405 (6)
148012.4-38 1080 (4)
11651250 1330 1405 (6)
148013.6-38 (4)
12751375 1475 1570 (6)
166014.9-24 1225 1325 1420 (6)
15101595 1680 (8)
176014.9-28 1310 1415 1515 (6)
16151705 1795 (8)
18801965 2045 (10)
212016.9-30 1770 (6)
18952020 2135 (8)
224518.4-26 (6)
19902130 (8)
22702395 2520 (10)
26452760 2870 (12)
298518.4-30 (6)
21202275 (8)
24202555 2685 (10)
28152955 3050 (12)
318018.4-34 (6)
22502415 (8)
25652715 2855 (10)
29903135 3250 (12)
337518.4-38 (6)
23802555 (8)
27152870 3020 (10)
31653305 3440 (12)
357523.1-26 (8)
28503055 (10)
32503435 (12)
36153785 (14)
395023.1-30 (8)
30353250 (10)
34603655 (12)
384528.1-26 (10)
3540(12)
37603960 (14)
4180
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PRESSÃO EXERCIDA PELO PNEU NO SOLO
Pressão = Peso / Área
A = 0,87L x 0,31Dt
Dt = Di + 2 (L x 80 a 90%)
Onde:L = Largura do Pneu (cm)Dt = Diâmetro Total (cm)
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LASTRO: É o peso móvel que se adiciona ou se retira do trator.
a) Lastro metálico Fixado às rodas dianteiras ou
traseiras ou, ao pára-choque dianteiro
b) Lastro líquido Introdução de água no interior do pneu
(inferior a 75% do volume interno)
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FINALIDADES DO LASTRO
• Manter o patinamento das rodas motrizes em níveis
aceitáveis
• Aumentar a potência disponível na barra de tração
• Manter o peso suficiente sobre o rodado dianteiro, para
permitir o direcionamento do trator
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EXCESSO DE LASTRO• Consumo excessivo de combustível
• Desgaste prematuro dos elementos mecânicos da
transmissão
• Danos a estrutura do solo
• Aumento da resistência ao rolamento
FALTA DE LASTRO• Danos a estrutura do solo por excesso de patinamento
• Desgaste prematuro dos pneus
• Consumo excessivo de combustível
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DIMENSÕES BÁSICAS DE UM TRATOR
a) Bitola traseira
b) Bitola dianteira
c) Vão livre vertical
d) Vão livre horizontal
e) Altura máxima
f) Largura máxima
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Vlv
Bd
Vlh
L
H
Bt
DIMENSÕES BÁSICAS DE UM TRATOR
Bitola traseira
Bitola dianteira
Vão livre vertical
Vão livre horizontal
Altura máxima
Largura máxima
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REGULAGENS DA BITOLA DIANTEIRA DO TRATOR
Eixo dianteiro extensível de tratores 2RM
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REGULAGENS DA BITOLA TRASEIRA DO TRATOR
Sistema de variação de bitola traseira com pinhão e cremalheira (cubo móvel)
Sistema de variação de bitola traseira com pinhão e cremalheira (cubo móvel)
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REGULAGENS DA BITOLA TRASEIRA DO TRATOR
Sistema de variação de bitola com aro deslizante
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SISTEMA DE DIREÇÃO
FUNÇÃO: Permitir a mudança de direção de movimentação do trator
COMO...
TRATORES DE RABIÇAS: Através de embreagens independentes em cada roda
TRATORES DE ESTEIRAS: Frenagem da esteira interna
TRATORES QUATRO RODAS:Movimentação dos rodados dianteiros e/ou traseirosAtravés de articulação do chassi (parte traseira)
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a
b
cd
e e
f f
TRATORES QUATRO RODAS COM ACIONAMENTO MECÂNICOa) Volante b) coluna c) caixa d) barra e) braços f) rodas
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TRATORES QUATRO RODAS COM ACIONAMENTOHIDRÁULICOa) Volante b) válvula de distribuição c) cilindro hidráulico d) bomba
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TRATORES QUATRO RODAS COM ARTICULAÇÃO DO CHASSÍ
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