Mecanização

 

Trator e implementos ACOPLADOS com precisão

São diferentes as formas de acoplamento de implementos aos tratores, e cada uma segue normas e procedimentos que possibilitam o melhor desempenho no trabalho a ser realizado

Marcelo Silveira de Farias, José Fernando Schlosser, Juan Paulo Barbieri, Juliane Damasceno, do Núcleo de Ensaios de Máquinas Agrícolas (Nema), da Universidade Federal de Santa Maria/RS

Sistema hidráulico de três pontos e TDP localizados na parte traseira do trator (foto à esquerda) e na parte dianteira (à direita)

Devido à sua versatilidade, são inúmeras as tarefas agrícolas que o trator realiza, fazendo com que seja considerado a base da mecanização agrícola moderna, e um dos principais responsáveis pelo desenvolvimento da agricultura brasileira. A versatilidade de um trator agrícola está relacionada com algumas de suas configurações, principalmente relacionadas às suas dimensões (bitola, distância entre eixos, centro de gravidade e altura do ponto de engate de implementos), e ao seu peso, que é importante para a definição da aptidão na execução de determinadas tarefas. Além dessas características, os tratores destacam-se como fonte de potência e tração aos diversos implementos e máquinas agrícolas, utilizadas nas operações mecanizadas em uma propriedade rural.

Sistema hidráulico de três pontos — O engate de três pontos, segundo a norma ISO 730:2009, está formado pela combinação de um braço superior e dois braços inferiores articulados. Cada braço inferior dispõe de um tirante de elevação para o controle da altura. Já o superior fica com seu movimento livre para adaptar-se às características dos implementos. A função do engate de três pontos não se limita ao arraste de implementos/ máquinas em trabalho, também permite seu transporte em condições de segurança.

O implemento acoplado pode ter um movimento lateral que, na maioria das vezes, é indesejado. Para imobilizá-lo, ou ao menos reduzir o movimento, recorre- se ao que se conhecem como tirantes ou estabilizadores, que atuam sobre os braços inferiores. A regulagem dos tirantes permite ajustar o engate de três pontos para fazer com que os esforços demandados pelo implemento não provoquem desequilíbrios sobre o trator. Esse engate pode ser classificado em cinco categorias, em função da potência nominal do motor do trator.

As categorias 1N e 2N aplicam-se a tratores compactos (fruteiros). Já o engate de Categoria 4, em muitas situações, deixa de ser utilizado, pois tratores de alta potência são comumente destinados a operações com implementos de arraste. É comum que o cliente, no momento da aquisição desses tratores, solicite ao fabricante que o sistema hidráulico de três pontos não seja montado no trator. O sistema hidráulico de engate de três pontos foi adaptado aos tratores agrícolas no final da década de 1940, e constitui uma forma importante de aproveitar a potência do motor. A partir das funções de levantar e baixar máquinas e implementos agrícolas, controlar a altura em relação à superfície e a profundidade de penetração desses ao solo, consegue-se controlá-los de maneira precisa.

Na Europa, esse sistema pode ainda estar presente na parte dianteira do trator, sendo muito utilizado em operações que se destinam à produção de forragens, em que, geralmente, são realizados dois ou mais trabalhos ao mesmo tempo. O engate montado na posição frontal respeita a maioria das dimensões do engate traseiro. O sistema hidráulico de três pontos utiliza a potência hidráulica do motor, e seu funcionamento baseia-se no deslocamento de um fluído, pela ação de uma bomba de alta pressão, acionada pelo motor do trator. A força desse sistema dá-se a partir da pressão do óleo sobre a superfície do êmbolo do cilindro. Devido à facilidades com relação à manutenção, os tratores utilizam o mesmo óleo para o sistema hidráulico, para a transmissão e para a redução final, geralmente o SAE 90.

Válvulas de Controle Remoto (VCR) — A potência hidráulica do trator também é utilizada para acionar órgãos ativos de máquinas e/ou implementos afastados do trator. As válvulas de controle remoto do trator possibilitam a retirada de óleo sobre pressão, por meio de mangueiras acopladas por engates rápidos, acionando cilindros e/ou motores hidráulicos localizados nos implementos. Para que haja compatibilidade entre todos os fabricantes, a norma ISO 5675 define como devem ser os acoplamentos. Esse sistema tem como vantagem a possibilidade de acionar (levantar e regular) implementos de grande porte, que excedam a capacidade de levante do sistema hidráulico de três pontos do trator.

O acoplamento entre trator e implemento é feito por engates rápidos, onde geralmente, na parte traseira do trator, situa-se a parte fêmea da conexão, e no implemento, a parte macho. Por meio de alavancas ou interruptores localizados no posto de condução, o operador ativa os distribuidores, que são os responsáveis pelo controle das saídas e retornos do óleo. Além de realizarem a abertura e o fechamento das válvulas, em função de suas características, regulam pressões e vazões.

Com o objetivo de facilitar o manejo correto de uma alavanca de comando e sua respectiva válvula de controle remoto, muitos fabricantes adotam uma implemenindicação da conexão de cada alavanca com cada válvula. Assim, tem-se alavancas e válvulas numeradas ou com capas protetoras de mesma cor. Essa é uma solução bastante simples que auxilia os operadores no dia a dia. Percebese, cada vez mais, a oferta de tratores agrícolas com VCR, que podem variar quanto ao número de saídas, tipo e recuperação da posição neutra. São ainda cada vez mais sofisticadas, pois se pode regular a pressão e a vazão de óleo, assim como programar o tempo em que devem permanecer abertas.

Na foto, exemplo de trator sem sistema hidráulico de engate de três pontos na parte traseira

Tomada de potência (TDP) — Serve para transmitir o torque gerado pelo motor em forma de rotação a implementos e máquinas agrícolas que são acoplados ao trator. Para que o movimento do eixo da TDP seja transmitido a essas máquinas, é utilizada uma árvore de transmissão articulada, conhecida por árvore cardan. Por ser telescópica, de comprimento variável, permite a utilização de uma vasta gama de máquinas e implementos.

Utilização da potência hidráulica do trator por meio das VCR para a realização de determinadas operações agrícolas

Os tratores brasileiros possuem a TDP localizada na parte traseira, enquanto que alguns modelos comercializados na Europa dispõem de TDP auxiliar, localizada na parte frontal do trator, juntamente com o sistema hidráulico de engate em três pontos. Quanto ao acionamento e movimento da TDP, existem diferentes tipos montados nos tratores, sendo que, atualmente, a maioria, conta com a TDP acionada de forma independente e movimentada pelo motor do trator.

Existem três formas distintas de acionamento da TDP:

1. TDP independente: controlada por uma embreagem de disco duplo e com comandos de acionamento separados/ independentes;

2. TDP semi-independente: acionada por uma embreagem de disco duplo;

3. TDP dependente: acionamento obtido por uma embreagem de disco simples.

A norma ISO 500 classifica os eixos de TDP segundo algumas características, tais como as seguintes: dimensões e forma; posicionamento no trator; limites de altura em relação ao solo; velocidades de giro; e potência máxima suportada.

Atualmente, quatro tipos de eixos de TDP podem estar presentes nos tratores, sendo que, no Brasil, os tipos 1 e 2 são os mais encontrados. O tipo 1 equipa tratores com até 65cv (48 kW) de potência, possui velocidade de giro (frequência) de 540 rpm e eixo de 6 ranhuras. A TDP tipo 2 tem velocidade de 1000 rpm e eixo com 21 ranhuras, sendo disponibilizada em tratores maiores, de até 125 cv (92 kW) de potência máxima.

Tendo em vista a necessidade de se reduzir o consumo de combustível, alguns fabricantes disponibilizam para os agricultores tratores equipados com a chamada “TDP econômica”, que, diferentemente da TDP normal ou convencional, aciona uma máquina agrícola a um regime de rotação menor do motor do trator. Assim, a rotação padrão da TDP (540 rpm) é mantida, podendo-se obter uma redução do consumo de combustível. Alguns tratores contam com a combinação da TDP 540/540E. Porém, devido à baixa rotação do motor, a utilização dessa configuração de TDP limita- se à execução de operações agrícolas leves, utilizando equipamentos como pulverizadores, roçadoras, distribuidores centrífugos, entre outros.

Encontram-se, ainda, tratores com a TDP de 750 rpm de velocidade de giro, mas que comercialmente equipara-se com a TDP econômica (540E), proporcionando menor consumo de combustível por demandar menor potência do motor. Assim, são disponíveis outras combinações de TDP (540/750/1000 ou 540/1000), que podem ser selecionadas em função da necessidade de cada máquina e operação.

Barra de tração — A barra de tração, muito utilizada nas operações agrícolas brasileiras, é um meio de fornecimento de potência do motor para a realização de tarefas envolvendo o arraste de máquinas e implementos. É uma barra horizontal metálica plana, do tipo oscilante, com extremidade perfurada e em forma de “boca”. A norma ISO 6489/3 determina as principais dimensões da barra de tração e a classifica em seis categorias de posições relativas da barra (0, 1, 2, 3, 4, e 5).

Assim, as barras possuem ajustes de posição, o que permite ao usuário modificar seu comprimento, ou podem não possuir ajustes. As que permitem regulagem possuem três posições distintas (normal, recolhida e alongada), em função da posição relativa da sua extremidade e do eixo da TDP. Além disso, de acordo com a categoria, a norma delimita um espaço livre mínimo entre a barra de tração e o eixo da TDP e determina a carga vertical estática máxima suportada pela barra de tração.

Apesar de a barra de tração ser a forma de acoplamento mais prática e utilizada, possui um baixo aproveitamento da potência devido às perdas que ocorrem desde o fornecimento dessa potência pelo motor até o aproveitamento em tração, pelas rodas motrizes. As principais perdas são produzidas no sistema de transmissão, para vencer a resistência ao rolamento do próprio trator e perdas devido ao patinamento das rodas motrizes. O total de perdas de potência produzidas nesse processo pode chegar a 35%.

Árvore cardan protegida e com correntes nas duas extremidades de engate, fundamental para garantir a segurança do operador

Considerações finais — Todas essas formas de acoplamento de implementos ou máquinas agrícolas fazem com que o trator destaque- se pela sua versatilidade, servindo como fonte de potência e tração aos inúmeros implementos utilizados nas operações mecanizadas em uma propriedade rural.