Se ha denunciado esta presentación.
Se está descargando tu SlideShare. ×

14. resistencia del suelo a la máquina

Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
7/11/2016
1
CALCULO DE LA
RESISTENCIA DEL SUELO A
LA MÁQUINA
7/11/2016
2
Agenda para Hoy
• Combinación de tractores e Implementos
• Cálculo de la resistencia del suelo a la
máquina.-
...
7/11/2016
3
• 2. El implemento,¸debe remolcarse a la
velocidad apropiada para poder obtener el
rendimiento óptimo. Hay que...
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Próximo SlideShare
FUNDAMENTOS
FUNDAMENTOS
Cargando en…3
×

Eche un vistazo a continuación

1 de 29 Anuncio

Más Contenido Relacionado

Presentaciones para usted (19)

Similares a 14. resistencia del suelo a la máquina (20)

Anuncio

Más reciente (20)

14. resistencia del suelo a la máquina

  1. 1. 7/11/2016 1 CALCULO DE LA RESISTENCIA DEL SUELO A LA MÁQUINA
  2. 2. 7/11/2016 2 Agenda para Hoy • Combinación de tractores e Implementos • Cálculo de la resistencia del suelo a la máquina.- • • Combinación de tractores e Implementos Cuando se combina un tractor y un implemento, se deben considerar 3 factores importantes: • • 1. El tractor no debe sobrecargarse si no ocurrirán fallas tempranas de los componentes. •
  3. 3. 7/11/2016 3 • 2. El implemento,¸debe remolcarse a la velocidad apropiada para poder obtener el rendimiento óptimo. Hay que combinar los implementos con el tractor de manera que se mantenga la velocidad adecuada (6,4km/h ó más). • 3. Se deben considerar las condiciones del suelo, y sus efectos en el rendimiento de la máquina. • Con un tractor determinado, existe un grupo disponible de potencia. Esta potencia disponible se usa para: • • 1. Mover el tractor sobre el suelo • 2. Remolcar el implemento sobre el suelo • 3. Impulsar el implemento para trabajo útil •
  4. 4. 7/11/2016 4 • Mientras más suave o suelta sean las condiciones del suelo, la cantidad de potencia será mayor la consumida debido a la mayor resistencia a la rodadura. Esto reduce la disponibilidad de potencia utilizable en la barra de tiro. • Cálculo de la resistencia del suelo a la máquina.- • La tabla 1, enumera algunos regímenes de tracción unitaria para aquellos implementos que tienen requisitos más altos de potencia por metro de ancho. La tabla también muestra los KW requeridos por metro de ancho a una velocidad típica en el campo para la mitad en la escala de tracción.
  5. 5. 7/11/2016 5 OPERACIÓN KG DE TRACCIÓN / MT DE ANCHO VELOCIDAD TÍPICA (km/h) KW EN LA BT/mt Aradura (Prof. 20cm) Gumbo 1890 6,4 33 Arcilla 1590 6,4 28 Limo 1440 7,2 29 Limo-arenoso 1060 8,0 23 Arena 530 8,0 11,7 Aradura cincel (Prof. 20cm) Duro, seco 1210 6,4 21 Limo arcilloso Mediano, buena humedad 760 8,0 16,7 Arena, limo arenoso 300 9,6 8 Cultivador de campo Suelos arcillosos firmes o Condiciones secos y duros 985 6,4 17 Limo arcilloso 680 8,0 15 Limo arenoso 455 8,0 10 arena 225 9,6 6 Rastra Disco Tandem Tiro Pesado 455 6,4 8 Tiro Mediano 300 8,0 6,7 Tiro Liviano 150 9,6 4 Disco Tandem excéntrico o Pesado Tiro Pesado 605 6,4 10,7 Tiro Mediano 490 8,0 10,7 Tiro Liviano 380 9,6 10 Disco Unidireccional Tiro Pesado 605 6,4 10,7 Tiro Mediano 455 8,0 10 Tiro Liviano 300 9,6 8 • La Tabla 2, es una muestra de la preparación de una tabla que puede usarse para calcular aproximadamente la potencia en la barra de tiro y la relación entre potencia máxima a potencia utilizable en la barra de tiro para las diferentes condiciones del suelo: •
  6. 6. 7/11/2016 6 CONDICIONES DEL SUELO - KW CONDICIONES DEL SUELO KW UTILIZABLES EN LA BARRA DETIRO COMO % DE KW MÁX. EN LA TDF RELACIÓN DE KW MÁX. EN LA TDF A KW UTILIZABLES EN LA BARRA DE TIRO Firme 67% 1,5 Cultivada 58% 1,8 Suave o arenoso 48% 2,1 • A veces es útil saber la relación de KW en la TDF, máxima a KW utilizables en la barra de tiro. Las cifras de relación de la Tabla 2, pueden usarse para facilitar el cálculo de KW máximas requeridos en al TDF, cuando se conoce la potencia en la barra de tiro requerida por un implemento. •
  7. 7. 7/11/2016 7 • Si un implemento como un arado se va a usar en suelo firme, los KW requeridos en la barra de tiro deben multiplicarse por 1,5 para obtener los KW máximos en la TDF. Pero si la superficie ha sido cultivada, las KW en la TDF serán 1,8 para las KW requeridas en la barra de tiro. Ejemplo • Un agricultor desea saber qué tamaño de tractor se necesita para remolcar un arado con 5 discos de 40 cm de diámetro en un suelo entre mediano y pesado considerado firme. La información en la Tabla 1, muestra lo siguiente; 33KW/m para suelo fangoso y 28 KW/m para la arcilla. Se usarán 30 kW/m en la barra de tiro como término medio. •
  8. 8. 7/11/2016 8 • Ancho del arado 40 x 5 = 200cm = 2 m • • 2 m x 30 kw = 60 kw • m • requeridos en la barra de tiro Potencia • Es la capacidad de ejecutar un trabajo a una velocidad determinada. Generalmente se expresa en unidades de H.P. • HP= 33.000 pies/lbs por minuto = 746 watts • La altura sobre el nivel del mar afecta la potencia útil de los motores arriba de los 1.000 metros del orden del 1%, por 1/100 metros de altura. Así una máquina trabajando en 3.000 m tendría una pérdida del 20%.
  9. 9. 7/11/2016 9 • Potencia necesaria.- Es la requerida para realizar un trabajo. • Potencia disponible.- Es la suministrada por la máquina para ejecutar cierta cantidad de trabajo. • Potencia utilizable.- Es la potencia disponible para realizar un trabajo acorde a los requerimientos que se presentan durante el desarrollo del mismo. • Potencia necesaria.- Está íntimamente relacionada con el trabajo a desarrollar. Su determinación depende de los siguientes factores: • Resistencia a la Rodadura.- Es la fuerza que opone el terreno al giro de las ruedas. El vehículo no se mueve, mientras no se venza esta fuerza, que se mide en Kg. • Resistencia a la Pendiente.- Debido a la fuerza de gravedad que actúa sobre el tractor, la inclinación del terreno ofrece resistencia al movimiento de la máquina en el ascenso.
  10. 10. 7/11/2016 10 • a) Resistencia a la Rodadura.- Depende de muchos factores, los más importantes son: • Fricción interna • Flexión de los neumáticos (interna) • Penetración en el suelo • Peso robre las ruedas • Los dos primeros factores pueden considerárselas como valores constante. • Se ha encontrado mediante una serie de ensayos y pruebas empíricamente que su efecto expresado en Kg constituye aproximadamente del 2% del peso bruto del vehículo, representado en ton., vendría a dar 20kg/Ton.
  11. 11. 7/11/2016 11 • Esto significa que se requieren de 20 kg de empuje o tiro para mover cada tonelada de paso sobre las ruedas. • Este valor es el factor de resistencia al rodado en un vehículo con ruedas que marcha por un camino duro, parejo y a un nivel, tal como una carretera de asfalto. • Para otras condiciones del terreno este factor varía entre factor de resistencia a la Rodadura. • 20 Kg/Ton – 200 kg/Tn, a medida que el terreno sea más suelto • 70 kg/Ton – 100 kg/Ton - 150 kg/Ton • (suel. Med) (suel. Húmedo) (encharcados)
  12. 12. 7/11/2016 12 • La resistencia a la Rodadura (Rr) es igual a: • RR = Peso sobre las ruedas (Ton) x Factor RR (Kg/Ton) = Kg • (Implemento + vehículo) + carga (Tipo de suelo) • Ejemplo: Cuál será la resistencia de rodado de un sistema tractor – sembradora, que marcha por un camino parejo de grava endurecida, que cede ligeramente bajo la carga. El peso del tractor es de 4.400 Kg, y el de la sembradora es de 500 kg. La capacidad de la sembradora es para 150 kg de semilla y la de la fertilizadora también de 150 kg
  13. 13. 7/11/2016 13 • Peso sobre las ruedas = 4.400 + 500 + 150 + 150 = 5.200 kg • RR = 5,2 Ton x 32,5 kg/Ton = 169 Kg • Resistencia a la pendiente.- Es la fuerza de gravedad que debe vencerse cuando se marcha cuesta arriba y actúa sobre el peso total de cualquier vehículo. • Cuando se marcha cuesta arriba un vehículo debe vencer la resistencia al rodado (RR), más la resistencia de la pendiente (RP). • Al marchar cuesta abajo, el factor de ayuda en la pendiente (AP) le facilita vencer la resistencia al rodado, por cuanto es una fuerza adicional en la propulsión del vehículo
  14. 14. 7/11/2016 14 • Cuando el movimiento se realiza en terreno plano, el vehículo solo debe vencer la (RR). • • Las pendientes se miden generalmente en % de inclinación o declive o sea la relación entre la diferencia de nivel de 2 puntos dados y la distancia horizontal que los separa. • Ejemplo, • un desnivel de 3 metros en una distancia horizontal de 50 mts construiría una pendiente del 6%. • • 100% 50m • • x 3 m • • x = 6%
  15. 15. 7/11/2016 15 • Tanto la resistencia como la ayuda en las pendientes se calculan en forma empírica, determinando que por cada 1% de desnivel se produce una fuerza adversa o favorable de 10kg por Ton de peso del vehículo. • RP (AP) = Peso total + peso de carga x 10kg/Ton x % de inclinación • (Peso total sobre las ruedas) • • Maquinarias agrícolas = pend. Máx. del 30% • • Ejemplo.- El conjunto tractor - sembradora del ejemplo anterior debe subir una cuesta del 4%. La superficie del camino es de arcilla dura con baches que cede bastante bajo el peso. ¿Cuál es la resistencia de la pendiente?. ¿La resistencia al rodado?. ¿La resistencia total?. • • Peso total + carga = 4400 + 500 + 150 + 150 = 5200 kg = 5,2 Ton • • RP = 5,2 Ton x 10 kg/Ton x 4% = 208 kg
  16. 16. 7/11/2016 16 • Para suelo firme, multiplicar las KW en la barra de tiro por 1,5 para obtener las KW nominales de la TDF requeridas: • • 60 x 1,5 = 90KW . TDF requeridas • Ejemplo.- • ¿Cuán grande debe ser el disco excéntrico pesado que se puede remolcar con un tractor clasificado como de 108kw máximos en la TDF?. Se asume que la velocidad es de 8km/h, las condiciones del suelo son firme y la tracción es de 605 Kg/m de ancho. •
  17. 17. 7/11/2016 17 • kw utilizables en la barra de tiro = 67% de kw máx. TDF • = 0,67 x 108 = 72.36 kw • • Ancho = kw utilizable en la barra de tiro x 368 • Veloc. (km/h) x tracción por m • • A = 72,36kw x 368 = 5,5 mts • 8km/h x 605kg/m • El disco de ancho máximo que puede remolcarse en esta situación es de 5,5 mts. • Las probabilidades son que se comprará un disco de 5 – 6 mts para tener un margen de requisitos de potencia. • Calcular el tamaño de los motores para períodos críticos de trabajo. • Ya se discutió la combinación del tamaño de la máquina para ajustarse al tiempo disponible. Una tarea importante de manejo es combinar adecuadamente los motores con estas máquinas. •
  18. 18. 7/11/2016 18 • Ejemplo.- Usando una situación típica de una zona maicera, en el que se desea seleccionar un arado y tractor. Suponer que los registros muestren lo siguiente: Ejemplo de Registro de tiempo de trabajo: MES CALENDARIO PROMED. DE TRABAJO PROMEDIO TOTAL (Horas/meses) TRABAJO Octubre 31 18 96 Noviembre 30 15 75 Marzo 31 14 70 Abril 30 16 96 Total 122 63 337
  19. 19. 7/11/2016 19 • No se debe basar la selección de maquinaria en condiciones promedio de tiempo, pues estas variarán de año a año. Suponer que en la zona agrícola hay un máximo de 225 horas de trabajo disponibles en los años de malas condiciones climáticas. • Esto significa tener que elegir el tamaño de tractor y arado debido para 225 horas de trabajo. • • Entonces no se debe contar con tener el tractor y arado trabajando continuamente. Algunos expertos dicen a los más un 85% del tiempo disponible de trabajo se gasta en el campo. • Esto reduce aún más el tiempo verdadero de trabajo a 85% de 225 horas, a un total de 191 horas.
  20. 20. 7/11/2016 20 • Ejemplo.- • Se aran 400 Ha al año en un suelo limo arcilloso, con condiciones de tracción firmes, ¿qué tamaño de tractor y arado serán requeridos?, ¿cómo combinar el tamaño del implemento y tractor con el tiempo disponible de trabajo?. • 191 horas de trabajo para arar 400 Ha • • 400Ha 191 h • x Ha 1 h • • Capac. Requerida = 400 = 2,09 Ha/h • 191 • • Ef = 80% • • V = 7 Km/h • • C.E.C. = V x A x EP • 10 100 • • A = 10 x Cap.EC x 100 = 10 x 2,09 x 100 = 3,7 mts • V E 7 80
  21. 21. 7/11/2016 21 • Un arado con 9 cuerpos de 40cm arará un ancho de 3,7 mts • • Tracción del arado = 23Kw/m • • Para calcular las kw en la barra de tiro, multiplicas las kw/m por el ancho del implemento: • • 23kw/m x 3,7 m = 85 kw en la barra de tiro • • Relación de potencia barra de tiro TDF = 1,5 (tabla 2) • • 85kw barra de tiro x 1,5 = 127,5 kw máximo TDF requeridos
  22. 22. 7/11/2016 22 • RESUMEN: • Recordar que cuando se combinan los implementos y tractores, se requiere un margen de error para las variaciones en las condiciones del campo. • Las tablas son solo una guía. • Se deben usar las cifras propias cada vez que sea posible. • Las alternativas de tener equipo de sobre tamaño durante años con menos días de trabajo incluyen contratar operadores o arrendar máquinas. • • Fórmula para calcular la fuerza de tracción o resist. a la rodad. • • W = Fe x P; de donde • • W = Fuerza de tracción (kg) • Fe = Coef. De tracción • P = Peso que actúa sobre las ruedas
  23. 23. 7/11/2016 23 • 1. ¿Qué tamaño de tractor se necesita para remolcar un arado de 45cm de ancho de disco, con 5 cuerpos en suero arcilloso?. • Datos: • Ancho del disco = 45cm At = 0,45 x 5 = 2,25m (ancho del implemt) • # de discos = 5 • Tracción del arado = 28 kw en la b de t • 28 kw / m x 2,25m = 63 kw en la b de t • • • Tomando de la tabla 2 • • De suelo arcilloso, Relación, Potencia, barra de tiro TDF = 1,5 kw • • 63 kw x 1,5kw = kw TDF requeridos • • • • •
  24. 24. 7/11/2016 24 Ejemplo • ¿Qué tamaño de tractor y arado es requerido para arar 500Ha, de un suelo limo arcilloso, en un tiempo disponible de trabajo de 320h, con una eficiencia del 80% a una velocidad de operación de 7km/h. • Datos • Suelo limo arcilloso • T = 320 horas • Ef = 80% • V = 7km/h • CEC = 1,56 Ha/h •
  25. 25. 7/11/2016 25 • Para calcular el tamaño del arado = 2,78 m = 9 • 0,30m • • Tamaño del arado = 9 discos de 28” de Ø • • El arado es de 9 cuerpos, con una distancia entre cuerpos de 30 cm • • Factor de resistencia = 1440 kg/m de ancho •
  26. 26. 7/11/2016 26 • Tracción = Ancho de corte x Fact. De resist. • • = 2,78m x 1440 kg/m = 4003,2 kg • • P = T x V = 4003,2 kg x 7 km/h = 76 kw • 368 368 • • P = 76 kw en la BT x 1.5 kw = 114 kw en la TDF • • P = 144 kw x 1,34 HP = 153 HP en TDF • kw • Ejemplo: • Se tiene un tractor de 75 kw al TDF, se desea comprar un arado de vertedera, y se ara a una profundidad de 20 cm, cuando casi todo el suelo es limoso. ¿Qué tamaño de arado se comprará, asumiendo las condiciones de suelo limoso?. • RR = 5,2 Ton x 50 kg/Ton = 260 kg • • Resist total = 208 + 260 = 468 kg
  27. 27. 7/11/2016 27 • Ejemplo: • ¿Cuál será la resistencia en la pendiente de un tractor acoplada en una rastra. El tractor tiene un peso de 5000 kg, y la rastra de 300 kg. La pendiente tiene una inclinación del 5% FRR = 80kg/Ton. ¿Cuál será la resistencia total? • • Peso total sobre las ruedas + carga = 5000 + 300 = 5300 kg = 5,3 Ton • • RP = 5,3 Ton x 10 kg/Ton x 5 = 265 kg • • RR = 5,3 Ton x 80 kg/Ton = 424 kg • • Resist total = RR + RP = 265 + 424 = 689
  28. 28. 7/11/2016 28 • Ejemplo: • ¿Cuál será la resistencia total de un tractor con un peso de 7000 kg, acoplada con una sembradora-fertilizadora, de peso total igual a 900kg, que trabaja en un suelo suelto con Fr = 75 kg/Ton, en una colina del 8%, yendo el tractor de bajada?. • • Peso total = 7000 kg + 900 kg = 7900 kg = 7.8 Ton • • RP = 7,9 Ton x 10 kg/Ton x 8% = 632 kg • • RR = 7,9 Ton x 75 kg/Ton = 592,5 kg • • R. Total = 632 – 592,5 = 39,5 •
  29. 29. 7/11/2016 29 • Como la marcha es cuesta abajo, la fuerza de 632 kg, sería con factor favorable en vez de adverso. • En este caso, sería necesaria solo una fuerza de 39,5 kg para iniciar el rodado del conjunto. • En el caso de que el factor de ayuda por pendiente fuera mayor que la resistencia a la naturaleza, la diferencia entre ambos constituirán un empuje cuesta abajo. Próxima Clase • COSTOS OPERATIVOS HORARIOS

×