MÁQUINAS PARA PREPARO DO SOLO - ler.esalq.usp.br - Preparo Solo II - Leandro... · • Custo hora

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  • MQUINAS PARA PREPARO DO SOLOPARTE I

    LEB0432 Mquinas e Implementos Agrcolas

    Prof. Leandro M. Gimenez

    Departamento de Engenharia de Biossistemas ESALQ/USP

    2016

  • EFICINCIA EM TRAO E

    DEMANDA DE ENERGIA

    159

  • Demanda de potncia

    160Salvador et al., (2008)

    Arado de discos

    Arado de discos + gradagem

    Grade aradora

    Grade aradora + grade niveladora

    Escarificador

  • Demanda de potncia e custo do preparo

    do solo Escarificador 120 a 280 N cm-1 de profundidade por haste

    Considerando a resistncia mdia de 200 N cm-1

    9 hastes espaadas em 0,45 m, operando a 0,3 m de

    profundidade

    Velocidade de deslocamento 6,5 km h-1

    9 hastes x 20000 N m-1 x 0,3 m haste-1 = 54 kN

    54 kN x 1,8 m s-1 = 97,2 kW

    Com eficincia tratria de 0,7 = 139 kW

    Considerando consumo de 0,12 L kW h-1 = 16,7 L h-1

    Em 1 hora = 9 x 0,45 m x 1,8 m s-1 x 0,80 x 3600 s =

    20.995 m = 2,1 ha

    Custo hora de um trator de 140 kW = R$170,00

  • Demanda de potncia

    162

    Fonte: ASAE

  • Demanda de potncia

    163

    Fonte: BELL, 2013

  • Eficincia no preparo do solo

    Preparo do solo = alta demanda de potncia

    Eficincia = maior transferncia possvel da

    potencia gerada no motor em trabalho til pelos

    rgos ativos das mquinas de preparo

  • A mecanizao em preparo do solo

    Eficincia Tratria

    % =

    Concreto

    Solo firme

    Solo preparado

    Solo macio

    Efici

    ncia

    Tra

    tiva

    (%)

    Patinagem (%)

    Resistncia ao

    rolamento

    Patinagem

    Restrio

    Concreto

    Solo firme

    Solo preparado

    Solo macio

    Efici

    ncia

    Tra

    tiva

    (%)

    Patinagem (%)

    Resistncia ao

    rolamento

    Patinagem

    Restrio

  • A mecanizao no manejo e preparo

    Eficincia TratoriaPotncia bruta no motor

    Potncia lquida do motor

    Entrada da transmisso

    Tomada de potncia

    0,780,800,820,88Esteira

    0,700,750,780,884X4

    0,650,730,770,874X2 TDA

    0,550,670,720,874X2

    Solo soltoSolo

    preparadoSolo FirmeConcreto

    Condio de traoTipo

    de trator

    0,780,800,820,88Esteira

    0,700,750,780,884X4

    0,650,730,770,874X2 TDA

    0,550,670,720,874X2

    Solo soltoSolo

    preparadoSolo FirmeConcreto

    Condio de traoTipo

    de trator

    Barra de trao

    0,92

    0,99

    0,91

    0,90

    0,83

    Solo firme trator 4X2 TDA =

    0,77*0,83 = 0,6391

    ou 64% da potncia disponvel na

    TDP

  • A mecanizao no manejo e preparo

    Interao Solo-Rodado

    Eficincia tratora

    Bashfor & Kocher (1999)

  • A mecanizao em preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    Resistncia ao rolamento

    esforo necessrio para vencer as deformaes na

    superfcie sendo tanto maior quanto menor for o pneu

    e mais macio for o solo

  • Eficincia no preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    As marcas deixadas pelo pneu permitem interpretar

    quanto eficincia durante a operao ajuste do lastro

    EXCESSO INSUFICIENTE ADEQUADO

  • Eficincia no preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    Presso exercida na superfcie do solo

    =

  • Eficincia no preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    Presso exercida na superfcie do solo

    H diversos modelos:

    A = rea de contato, m

    b = largura do pneu, m

    Lc= comprimento da rea de contato, m

    D= dimetro do pneu, m

    Z = recalque no solo, m=deformao do pneu, m

    = 0,77

    = + + 2 + 2

    A presso de

    contato do pneu

    com o solo tende a

    ser ligeiramente

    superior quela de

    insulflagem dos

    mesmos

  • Eficincia no preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    rea de Contato x Presso de Inflao

    10 lb pol-2 = 0,70 kg cm-2 = 68,9 kPa

    6 lb pol-2 = 0,42 kg cm-2 = 41,3 kPa

  • Eficincia no preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    Presso exercida no solo Alterada em funo da carga e presso

    de inflao

    LARGURA

    DA

    SEO

    LARGURA

    DO ARO

    DIMETRO

    DO ARO

    ALTURA

    DA

    SEO

    RAIO ESTTICO

    CARREGADO

    DIMETRO

    TOTAL

    SEM CARGA COM CARGA

    DEFLEXO

    DO PNEURAIO

    ESTTICO

    CARREGADO

    LARGURA

    DA

    SEO

    LARGURA

    DO ARO

    DIMETRO

    DO ARO

    ALTURA

    DA

    SEO

    RAIO ESTTICO

    CARREGADO

    LARGURA

    DA

    SEO

    LARGURA

    DO ARO

    DIMETRO

    DO ARO

    ALTURA

    DA

    SEO

    LARGURA

    DA

    SEO

    LARGURA

    DO ARO

    DIMETRO

    DO ARO

    ALTURA

    DA

    SEO

    RAIO ESTTICO

    CARREGADO

    DIMETRO

    TOTAL

    SEM CARGA COM CARGA

    DEFLEXO

    DO PNEURAIO

    ESTTICO

    CARREGADO

    DIMETRO

    TOTAL

    SEM CARGA COM CARGA

    DEFLEXO

    DO PNEU

    DIMETRO

    TOTAL

    SEM CARGA COM CARGA

    DEFLEXO

    DO PNEURAIO

    ESTTICO

    CARREGADO

  • Eficincia no preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    Pneus agrcolas

    DETALHES DA BANDA DE RODAGEM

    LARGURA

    GARRA

    PASSO

    DA GARRA

    DISTNCIA

    PERPENDICULAR

    ENTRE GARRAS

    VO LIVRE DA

    PONTA DA GARRA

    DISTNCIA

    ENTRE GARRAS

    NGULO

    DA GARRA

    COM

    PRIM

    ENTO

    DA

    GARRA

    OMBRO

    DETALHES DA BANDA DE RODAGEM

    LARGURA

    GARRA

    PASSO

    DA GARRA

    DISTNCIA

    PERPENDICULAR

    ENTRE GARRAS

    VO LIVRE DA

    PONTA DA GARRA

    DISTNCIA

    ENTRE GARRAS

    NGULO

    DA GARRA

    COM

    PRIM

    ENTO

    DA

    GARRA

    OMBRO

    DETALHES DA GARRA

    FACE DA GARRA

    LADO

    DA GARRA

    BASE DA GARRA

    ALTURA

    DA GARRA

    LARGURA

    DA GARRA

    BASE DA

    BANDA DE RODAGEM

    NGULO DE FIXAO

    DA GARRA

    DETALHES DA GARRA

    FACE DA GARRA

    LADO

    DA GARRA

    BASE DA GARRA

    ALTURA

    DA GARRA

    LARGURA

    DA GARRA

    BASE DA

    BANDA DE RODAGEM

    NGULO DE FIXAO

    DA GARRA

    (a) (b)

  • Eficincia no preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    rea de contato

  • Eficincia no preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    Pneus agrcolas RODAS DIRECIONAIS (TRATORES 4X2)

    F-1 1 raia F-2 multi raiado RODA DE TRAO R-1 trao regular R-1W trao intermediria (garras 20% mais altas que R-1, indicado para

    tratores que se deslocam muito em superfcies pavimentadas) R-2 trao extra (trabalho em solo solto, alagado) R-3 trao baixa R-4 industrial

  • Eficincia no preparo do solo

    Lastragem

    y = 53,545x + 65,212

    R2 = 0,90

    y = 34,065x + 511,58

    R2 = 0,89

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

    Potncia do motor (cv)

    Com Lastro

    Sem Lastro

    Peso

    do

    tra

    tor

    (kg

    )

    Gimenez, 2004

  • Eficincia no preparo do solo

    Tipo de

    tratorTipo de implemento

    Distribuio do peso

    Eixo

    dianteiro

    (%)

    Eixo

    traseiro (%)

    4 x 2 Arrasto barra de trao 25 75

    4 x 2 Montado trs pontos 35 65

    4 x 2 TDA Arrasto barra de trao 40 60

    4 x 2 TDA Montado trs pontos 45 55

  • Eficincia no preparo do solo

    Ajuste do

    regime de

    trabalho do

    trator,

    principalmente

    em trabalhos

    leves pode

    economizar

    combustvel

  • Preparo

    Mnimo/Reduzido/Conservacionista

    Preparo reduzido

    Preparo convencional

  • Eficincia no preparo do solo

    Interao Solo-Rodado

    Patinagem

    necessria para que haja trao, mas acima de

    determinados valores passa a representar problema

    Quando uma roda trabalha no solo, este deve se

    comprimir de modo a adquirir resistncia suficiente

    para fornecer fora de trao para a roda.

    Esta compresso realizada atravs do movimento

    relativo entre a roda e o solo

    VALORES DE REFERNCIA 8 A 15%, PLENA CARGA

  • Eficincia no preparo do solo

    Clculo da patinagem

    patinagem% carregado voltasde n

    dodescarrega voltasde n - carregado voltas

    n

  • Avano nos tratores 4 x 2 TDA

  • A mecanizao no manejo e preparo

    se houver um aumento na

    exigncia de fora ser necessrio

    reduzir a velocidade para manter

    uma mesma potncia.

    VELOCIDADEFORAPOTNCIA

  • A mecanizao no manejo e preparo

    Caixa de transmisso bem escalonada favorece a

    transferncia da potncia

  • PRTICA

    Departamento de Engenharia de Biossistemas ESALQ/USP

  • Cobertura - Mtodo da Trena

    Utilizando uma trena posicionada na superfcie do solo e de modo aleatrio verificar a cada metro quantas vezes o solo est coberto e descoberto

    Cobertura = (n de pontos com coberto / n total) x 100

    Cobertura = 7/10 * 100 70%

    187

  • Grfico resistncia mecnica

    188

    RP, MpaCamada

    0 a 5

    5 a 10

    10 a 15

    ...

    ...

    ...

    ...

    ...

    ...

    40 a 45

    Prof Rep 1 Rep 2 Rep n Mdia

    1

    2

    3

    4

    5

    ...

    45

  • Profundidade de preparo

    189

    Profundidade de preparo: h referncia h sulco

    rea empolad