Motores

Problemas de Motores y Maquinaria Agrícola. Cálculo de esfuerzos y de potencias en un tractor agrícola

Potencias de un tractor

Nm

t
Nreal Ntdf

Nt

b

Ne NR
ET

Nh

N N Nb

- Potencia efectiva del motor: - Potencia real: t rendimiento en la transmisión

Nm Nreal=t·Nm

- Potencia perdida en la transmisión:

Nt= (1–t)·Nm

- Potencia en la toma de fuerza:Ntdf=Mtdf·wtdf

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Mtdf wtdf

Par proporcionado por la toma de fuerza [N·m] Velocidad angular en la toma de fuerza [rad/s]
Nh  Q·P

- Potencia hidraulica: Q P h
3

h

Caudal [m /s] Presión [Pa] Rendimiento del sistema hidráulico

- Potencia perdida por rodadura: R vR Fuerzade rodadura [N] Velocidad real [m/s]

NR=R·vR

- Potencia perdida por la pendiente: N=Ptt·vR Ptt Componente del peso del tractor paralela a la superficie del suelo [N] N=U·(vt –vR)

- Potencia perdida por resbalamiento: U vt Fuerza periférica en las ruedas [N] Velocidad teórica [m/s]

- Potencia a la barra: Z

Nb=Z·VR

Fuerza de tiro horizontal

- Potencia en el eje: - Potenciaútil:

Ne=U·vt Nu=Nh+Ntdf+Nb

Efectos del suelo sobre el tractor - Coeficiente de resbalamiento:

 

vt  vR vt

- Fuerza de rodadura: R=delantera·A+trasera·B  delantera A trasera B coeficiente de rodadura de la rueda delantera Reacción del suelo sobre el eje delantero coeficiente de rodadura de la rueda trasera Reacción del suelo sobre el eje trasero

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Problemas de Motoresy Maquinaria Agrícola. Cálculo de esfuerzos y de potencias en un tractor agrícola

Problema 1. 1º. Determinar el máximo número de brazos que puede tener un cultivador para ser arrastrado por el tractor de tracción simple esquematizado en la figura adjunta, en una parcela con un 14% de pendiente a una velocidad de trabajo de 4.4 km/h. Cada brazo del cultivador demanda una fuerza de 300 kp y elpeso del cultivador es de 1000 N/brazo. 2º. Indicar en que condiciones de funcionamiento del tractor se consigue arrastrar el máximo número de brazos (velocidad de giro del motor y relación de transmisión). 3º. Cual es el rendimiento a la barra bajo estas condiciones de trabajo. 4º. Calcular el volumen de combustible consumido durante media hora trabajando bajo las condiciones indicadasanteriormente. Datos:
Peso del tractor: 4500 kg Rendimiento en la transmisión: 89% Coeficiente de rodadura global: 7.5% Coeficiente de resbalamiento: 12% Densidad del combustible: 0.84 kg/l

nm [rpm]
3500 3000 2500

1ª

2ª

3ª

4ª

-

0

5

10

15

20

vteoríca [km/h]

E hE=0.4 m

r=0.65 m

G hG=0.95 m

l2=0.5 m

l1=0.6 m l=1.8 m
Par [N·m] Potencia [kW] 90 Consumoespecifico [g/kWh] 175

230

220

85

150

210

80 nm [rpm]

125

2500

3000

3500

4000

4500

Solución: 1º) nm=3500 [rpm] e iT1ª=172.87; 2º) nb=14 [brazos]; 3º) b=64.6%; 4º) V=6.3 [l]

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Problema 2. 1º. Determinar la potencia que es necesario que genere el motorde un tractor de doble tracción para subir una pendiente del 5% llevando suspendida una abonadora centrífuga de 2900 [kp] de peso. El accionamiento de la abonadora requiere generar un par de la toma de fuerza de 87 [n·m] funcionando a la velocidad de 540 [rpm]. Además para mantener elevada la abonadora el sistema hidráulico debe proporcionar una potencia de 3 [CV]. Datos: Masa del tractor, 3600[kg] Velocidad de trabajo, 10.8 [km/h] Resbalamiento, 9%. Coeficiente global de rodadura, 8%. Rendimiento de la transmisión, 86%

2º. Considerando una máxima potencia del motor de 75 [CV], determinar la máxima velocidad a la que podría abonarse la parcela manteniendo una reserva de par del 17%.

GA hGA=0.75 m

G hG=0.9 m

l2=1.7 m

l1=1.2 m l=2.5 m

Solución: 1º) Nm=39.96 [kW]; 2º)...